ĐỀ CƯƠNG cơ sở THIẾT kế máy 2

Các biện pháp tăng khả năng kéo tải α1 - Tăng A nhưng phải tăng kích thước của bộ truyền - Giảm i nhưng không thay đổi được nhiều vận tốc góc - Dùng bánh căng: Đặt ở nhánh trùng gần bánh

ĐỀ CƯƠNG CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY 2 I.TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

Câu 1: Khi tính toán thiết kế truyền động đai cần đảm bảo các chỉ tiêu tính nào? Tại sạo? Cách tính?

Trả lời:

Khi tính toán thiết kế truyền động đại cần đảm bảo chỉ tiêu:

- Khả năng kéo vì truyền động đại là chuyển động là chuyển động ma sát

Cách tính: σp ≤ [ σ ]p = [ σ ]p C α C b C d C v

- Tuổi thọ: Vì truyển động đai làm bằng cao su nên tuổi thọ không cao

Cách tính: Hạn chế số lần chạy của dây đai trên bánh đai trong 1 đơn vị thời gian: U = V/L

Câu 2: Tại sao khi tính toán thiết kế truyền động đai người ta thường chọn vùng làm việc

là vùng lân cận trước ψ0 (ψ hệ số khả năng kéo)?

Trả lời: ψ = P/2S0 < ψ0

- ψ < ψ0 → Non tải bộ truyền chưa làm hết khả năng làm việc → η thấp

- ψ = ψ0 → Quá tải → Gây ra hiện tượng trượt trơn → Dây đai bị đốt nóng → η giảm

Hiệu suất làm việc lớn nhất khi Ψ = ψ0do đó chọn vùng làm việc là vùng lân cận trước ψ0

Câu 3: Tại sao khi tính toán thiết kế truyền động đai người ta thường phải yêu cầu góc ôm dây đai trên bánh đai: Đai phẳng α ≤ 150 0 và đai thang α ≥ 120 0 ? Các biện pháp tăng góc

ôm α và mặt hạn chế

Trả lời: P = 2S0[( 1- 2/(efα+ 1)]→ [ P] = Fms

- α1 giảm → P giảm → Phải hạn chế góc α1

Các biện pháp tăng khả năng kéo tải (α1)

- Tăng A nhưng phải tăng kích thước của bộ truyền

- Giảm i nhưng không thay đổi được nhiều vận tốc góc

- Dùng bánh căng: Đặt ở nhánh trùng gần bánh đai nhỏ nhưng ứng suất thay đổi dẫn đên phá hủy mỏi

Câu 4: Tại sao khi tính toán thiết kế truyền động đai người ta thường hạn chế tỷ số δ/d 1 và V/L?

Trả lời:- σ max = σu1 + σ1 (1)

σmin= σ2 (2)

→ Ứng suất thay đổi khi dây đai đi qua bánh đai → gây ra hiện tượng phá hủy mỏi

→ Giảm chênh lệch ứng suất

→ Giảm σmax → giảm σu1 → giảm δ/d1

- Hạn chế V/L: Vì truyền động đai làm băng cao su nên tuổi thọ không cao,cần hạn chế số lần chạy của dây đai trên bánh

Câu 5 : Biện pháp hạn chế( giảm ) hiện tượng phá hủy mỏi trong truyền động đai?

Trả lời: Giảm chênh lệch ứng suất giữa ứng suất lớn nhất và ứng suất nhỏ nhất bằng cách

giảm tỷ số δ/d1 và giảm V/L

Câu 6: Để nâng cao khả năng kéo của truyền động đai cần có các biện pháp gì? Mặt hạn chế của các biện pháp đó?

Trả lời: P = 2S0 [( 1- 2/ (efα+1)]

- Tăng S0 nhưng gây ra hiện tượng phá hủy mỏi (đứt đai)

- Tăng α1 nhưng gây ra hiện tượng ứng suất thay đổi

- Tăng f: Chọn vật liệu,sử dụng đai thanh nhưng nhanh mòn dẫn đến phá hủy dây đai

Câu 7 : Giải thích tại sao truyền động đai thang thường được dùng khi bộ truyền cần có khoảng cách trục nhỏ hoặc tỷ số truyền lớn?

Trả lời: P = 2S0[( 1- 2/( efα+1)]

Góc α1 nhỏ thì khả năng kéo tải nhỏ để tăng P thì cần tăng f vậy nên cần sử dụng đai thang vì đai thang có bề mặt làm việc lớn

Câu 8: Tại sao khi làm việc ở vùng ψ > ψ 0 thì hiệu suất của truyền động đai lại giảm và ảnh hưởng gì đến dây đai?

Trả lời: Khi làm việc ở vùng ψ > ψ0 hệ số trượt tăng nhanh xảy ra trượt trơn từng phần cùng với trượt đàn hồi,khi ψ đạt đến trị số ψmax đai sẽ bị trượt trơn hoàn toàn dẫn đến hiệu suất giảm nhanh vì mất mát công suất nhiều do đai bị trượt trơn

Ảnh hưởng: Dây đai bị đốt nóng và mòn nhanh dẫn đến hỏng day đai

Câu 9: Tại sao truyền động đai thường bố trí ở cấp nhanh ( gần động cơ)?

Trả lời: - Khi xảy ra hiện tường trượt trơn động cơ quay nhưng bộ truyền không quay dẫn

đến mất an toàn

Câu 10: Tại sao truyền động đai thang có khả năng truyền tải tốt hơn đai phẳng khi các điều kiện khác như nhau?

Trả lời: Đai thang có hệ số ma sát cao hơn đai thẳng f*= 3f do đó P lớn hơn đai dẹt

II.TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG

Câu 1: Khi tính toán thiết kế truyền động bánh răng cần đảm bảo các chỉ tiêu nào?Tại sao?

Trả lời: Khi tính toán thiế kế truyền động bánh răng cần đảm bảo các chỉ tiêu là:

- Điều kiện bền uốn vì dưới tác dụng của ứng suất uốn răng có thể bị gãy do:+ Quá tải do va đập đột ngột hoặc do tải trọng tĩnh quá lớn

+ Do mỏi

- Điều kiện bền tiếp xúc vì dưới tác dụng của ứng suất tiếp răng có thể bị mòn,dính và tróc rỗ

bề mặt

Câu 2: Nguyên nhân sinh ra tải trọng động và hiện tượng phân bố tải trọng không đều trong truyền động bánh răng?Để tính đến ảnh hưởng của các yếu tố đó khi tính toán người ta cần được xem xét bằng cách nào?

Trả lời:

Nguyên nhân:+ Sinh ra tải trọng động: Sai số bước răng và rạn răng gây ra tải trọng động

+ Hiện tượng tải trọng phân bố không đều:Do sai số về bước răng do đó khi vào ăn khớp lực tác dụng trên chiều dài hay đường sinh của răng là không đều hay là tải trọng phân bố không đều

Để tính đến ảnh hưởng của tải trọng động người ta xem xét bằng hệ số tải trọng động Kđ

Kđ = ( P+ Pđ ) / P trong đó : P tải trọng danh nghĩa

Pđ tải trọng động sinh ra khi ăn khớp

Để tính đến hiện tượng tải trọng phân bố không đều người ta tính đến hệ số tập tập trung tải trọng Ktt

Ktt = qmax/qm trong đó: qmax - cường độ tải trọng lớn nhất

qm – cường độ tải trọng trung bình

III.TRUYỀN ĐỘNG TRỤC VÍT BÁNH VÍT

Câu 1: Tại sao trong truyền động trục vít khi chế tạo bánh vít thì vành bánh vít thường được làm bằng hợp kim đồng?

Trả lời: Trong bộ truyền trục vít bánh vít thì tần suất làm việc của trục vít lớn hơn bánh vít

rất nhiều ( bằng tỷ số truyền ) do đó để bộ truyền có độ bền đều thì vật liệu làm bánh vít thường có cơ tính kém trục vít khá nhiều

Thêm vào đó do tốc độ trượt trong quá trình tiếp xúc và truyền lực của bộ truyền này rất lớn nên vật liệu chế tạo chúng cần có khả năng mài mòn( dễ mòn để tiếp xúc tốt với vật liệu khác)

và hệ số ma sát nhỏ

Kết hợp cả 2 yếu tố trên người ta thường làm trục vít bằng thép hợp kim còn bánh vít bằng đồng,gang xám hoặc một số loại vật liệu phi kim có tính năng phù hợp.Nếu định làm bánh vít bằng đồng thì do đồng có giá thành cao nên người ta thường chỉ làm phần răng bằng đồng còn phần moay-ơ có thể dùng các loại vật liệu khác

Câu 2: Tại sao trong truyền động trục vít răng thường bị hỏng do dính và mòn?Biện pháp hạn chế

Trả lời: Do ma sát lớn nhiệt độ dầu bôi trơn cao làm giảm độ nhớt của dầu và không hình

thành màng dầu bôi trơn nên các răng tiếp xúc trực tiếp và gây ra dính và mòn răng

Biện pháp hạn chế:

- Để giảm độ mòn có thể tăng độ rắn và độ nhẵn bề mặt trục, phải có thiết bị che chắn, dùng dầu bôi trơn hợp lý

- Để tránh hiện tượng trục vít bị dính cần tăng độ nhẵn bóng và độ cứng bề mặt trục then, dùng thêm dầu chống dính và chế độ bôi trơn đầy đủ.

Câu 3: Tại sao trong truyền động trục vít phải tính toán nhiệt?Trình bày phương pháp tính toán truyền động trục vít theo nhiệt

Trả lời: Do ma sát lớn nhiệt độ dầu bôi trơn cao làm giảm độ nhớt của dầu và không hình

thành màng dầu bôi trơn nên cần tính toán về nhiệt

Phương pháp tính toán: Từ điều kiện cân bằng nhiệt

1000(1- η )Nt = KT ( T- T0 )(1+ ψ) F

KT : Hệ số tỏa nhiệt

F: Diện tích tỏa nhiệt

Ψ : Hệ số xét đến sự thoát nhiệt qua đáy hộp xuống bệ máy

Nt Công suấy của bộ truyền

T: Nhiệt dầu bôi trơn,T0 Nhiệt độ ngoài môi trường

→ T = [1000(1-η)Nt / Kt(1+ ψ)F] + T0 ≤ [ T ]

Câu 4: Tại sao truyền động trục vít lại có tỷ số truyền lớn hơn các truyền động khác ? Ứng dụng ưu điểm tỷ số truyền lớn của truyền động trục vít vào các máy hay thiết bị gì?

Trả lời: i = Z2/Z1 trong đó Z2: Số răng bánh vít

Z1: Số đầu mối ren trục vít nhỏ (1-4) nên truyền động trục vít có thể đạt được tỷ số truyền lớn

Ứng dụng: - Cơ cấu nâng vì khả năng tự hãm tốt,vận tốc nhỏ do đó rất an toàn

- Cho các bộ phận của cơ cấu điều chỉnh vì tỷ số truyền lớn nên điều chỉnh được độ chính xác cao

Câu 5: Tại sao truyền động trục vít thường được dùng trong các cơ cấu nâng và các cơ cấu điều chỉnh(Câu 4)

Câu 6: Khi tính toán thiết kế truyền động trục vít cần đảm bảo các chỉ tiêu nào?Tại sao?

Trả lời: Đảm bảo các chỉ tiêu mòn,dính và tính toán về nhiệt.(Giải thích giống những câu

trên)

IV.TRUYỀN ĐỘNG XÍCH

Câu 1: Khi tính toán thiết kế truyền động xích cần đảm bảo các chỉ tiêu nào?Tại sao?Cách tính

Trả lời: Khi tính toán thiết kế truyền động xích cần đảm bảo các chỉ tiêu:

- Tính toán theo độ bền mòn( mòn chốt bản lề xích )nguyên nhân do khi vào ăn khớp các khớp bản lề quay tương đối với nhau dưới tác dụng của áp suất lớn nên sẽ bị mòn dẫn đến bước xích tăng lên gây ra tuột xích

- Điều kiện bền kéo vì xích chịu kéo tải trọng lớn với lực kéo trong nhánh dẫn Sd = Sv + Slt +

P với

+ Sv: Lực căng xích do trọng lượng bản thân xích

+ Slt: Lực ly tâm

+ P :Lực vòng

- Khả năng va đập vì khi vào ăn khớp vận tốc của bản lề xích và đĩa xích có phương không trùng nhau nên sinh ra va đập giữa bản lề xích với răng đĩa ảnh hưởng đến khả năng làm việc

và tuổi thọ của bộ truyền,gây ra tiếng ồn

Câu 2: Hiện tượng mòn chốt bản lề xích:Nguyên nhân?Hậu quả(tác hại)?Biện pháp hạn chế?

Trả lời:

Nguyên nhân: Khi vào ăn khớp các phần tử của khớp bản lề quay tương đối với nhau dưới tác

dụng của áp suất lớn nên bị mòn

Hậu quả: Bản lề xích bị mòn làm bước xích tăng lên ăn khớp của xích với đĩa xích không

chính xác gây ra tuột xích

Biện pháp hạn chế:

- Cần bôi dầu thường xuyên và giảm áp suất trong các khớp bản lề xích

- Giảm bước xích

Câu 3: Hiện tượng phá hủy mỏi xích:Nguyên nhân?Hậu quả(Tác hại)?Biện pháp hạn chế?

Trả lời:

Nguyên nhân:Do tác dụng của tải trọng động và va đập

Hậu quả: Đứt xích,con lăn bị rỗ hoặc vỡ,giảm tuổi thọ bộ truyền và gây ra tiếng ồn

Biện pháp hạn chế:Chăm sóc bảo quản thường xuyên,bôi trơn tốt

Câu 4: Giải thích vì sao trong tính toán thiết kế truyền động xích người ta thường phải khống chế số răng của đĩa xích trong giới hạn: Z min < Z < Z max ?

Trả lời: - Trường hợp số răng đĩa xích càng nhỏ: Khi vào ăn khớp các phần tử khớp bản lề

xích quay tương đối với nhau gây ra hiện tượng mòn chốt bản lề xích,hiện tường mòn càng lớn khi góc xoay càng lớn,góc xoay càng lớn khi số răng đĩa xích càng nhỏ và cũng sinh ra hiện tượng va đập lớn do đĩa xích và xích không cùng vận tốc,không cùng phương,không cùng chiều,không cùng độ lớn gây ra hiện tượng phá hủy mỏi vì vậy cần hạn chế số răng tối thiểu

- Trường hợp hạn chế số răng tối đa: Vì chốt bản lề xích bị mòn dẫn đến bước xích tăng lên nếu đĩa xích lớn sẽ gây ra hiện tượng tuột xích do đó phải hạn chế số răng tối đa

Câu 5: Giải thích tại sao trong truyền động xích thường có tiếng ồn và tải trọng động?Biện pháp hạn chế?

Trả lời: Có tiếng ồn là do có va đập.Khi vào ăn khớp vận tốc của bản lề xích và vận tốc của

răng đĩa không cùng phương,không cùng độ lớn nên sinh ra và đập giữa bản lề xích với răng đĩa

Vận tốc của xích và của đĩa xích thay đổi gây ra tải trọng động

Biện pháp hạn chế: Tải trọng động và va đập càng tăng khi bước xích lớn và số răng nhỏ như

vậy cần hạn chế hiện tượng này cần giảm bước xích và tăng số răng đĩa xích

Câu 6:Tại sao trong truyền động xích có hiện tượng tỷ số truyền tức thời thay đổi?Biện pháp hạn chế?

Trả lời: Tỷ số truyền tức thờ i = d2cosβ2/d1cosβ1 trong đó: -φ/2 < β1, β2 < φ/2 vì góc β thay đổi nên tỷ số truyền tức thời thay đổi

Biện pháp hạn chế:- Tăng số răng,giảm bước xích

Câu 7:Tại sao bộ truyền xích thường được bố trí ở cấp chậm(đặc biệt khi làm việc với tải trọng lớn,không được bôi trơn tốt và bước xích lớn)?

Trả lời: Khi không được bôi trơn tốt sẽ dẫn đến hiện tượng xích bị mài mòn

Tải trọng cao và bước xích lớn gây ra hiện tượng tải trọng động dẫn đến hiện tượng phá hủy mỏi và mòn xích vì vậy phải làm việc ở tốc độ chậm và cần phải bố trí ở cấp chậm

VI.Ổ TRƯỢT

Câu 1:Tại sao khi trục chịu tải trọng động,vận tốc cao hoặc đường kính trục lớn người ta thường sử dụng ổ trượt?

Trả lời: - Khi số vòng quay của trục rất cao,nếu dùng ổ lăn tuổi thọ sẽ quá thấp

- Khi cần đảm bảo rất chính xác phương của trục ổ trượt dễ chế tạo chính xác cao và có thể điều chỉnh được khe hở

- Trục có đường kính quá lớn không có các ổ lăn tiêu chuẩn sản xuất hàng loạt tương ứng phải chế tạo riêng

- Do yêu cầu lắp ghép cần bổ đôi ổ rồi ghép lại

- Khi ổ phải làm việc trong những điều kiện đặc biệt,cần chế tạo bằng những vật liệu như cao su,chất dẻo cho phù hợ với môi trường làm việc

- ổ trượt làm việc tốt khi có tải trọng va đập và dao động nhờ vào màng dầu có khả năng giảm chấn

Câu 2:Tại sao trong ổ trượt người ta lại mong muốn được bôi trơn ở chế độ bôi trơn ma sát ướt?Các điều kiện hình thành chế độ bôi trơn ma sát ướt theo nguyên lý bôi trơn thủy động

Trả lời: Vì khi bề mặt làm việc được bôi trơn tốt,chiều dày của lớp dầu bôi trơn lớn do đó lớp

bề mặt làm việc của ngỗng trục và của lót trục không tiếp xúc trực tiếp với nhau mà được ngăn cách bỏi lớp dầu do đó hệ số ma sát sẽ thấp

Các điều kiện hình thành chế độ bôi trơn ma sát ướt theo nguyên lý bôi trơn thủy động:

- Giữa hai bề mặt làm việc phải có khe hở hình nêm

- Dầu bôi trơn với độ nhớt nhất định liên tục nạp đầy vào khe hở

- Vận tốc tương đối giữa 2 bề mặt làm việc phải có phương,chiều thích hợp và đủ lớn để áp suất sinh ra trong lớp dầu có khả năng cân bằng với tải trọng bên ngoài

Câu 3: Tại sao khi trục chịu tải trọng động hoặc vận tốc lớn người ta thường dùng ổ trượt(Câu 1)

VI Ổ LĂN

Câu 1: Tại sao khi trục chịu tải trọng động,vận tốc cao hoặc đường kính trục lớn người ta không dùng ổ lăn?Khi đó người ta dùng ổ gì?Tại sao

Trả lời: Vì – Lắp ghép khó khăn(không thể bổ đôi)

-Làm việc có tiếng kêu,khả năng giảm chấn kém

-Nếu vì lý do đặc biệt cần chế tạo với số lượng ít thì giá thành sẽ cao

Khi đó người ta dùng ổ trục