Bài giảng Chi tiết máy TS. Bùi Trọng Hiếu gồm 10 chương nghiên cứu kết cấu và tính toán các chi tiết máy, cụm chi tiết máy theo các chỉ tiêu khả năng làm việc, nghiên cứu nguyên lý làm việc, phương pháp tính cho sự phối hợp làm việc của các chi tiết máy.
Bài giảng CHI TIẾT MÁY Chương 1: Các tiêu tính toán thiết kế chi tiết máy Chương CÁC CHỈ TIÊU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 1.2.1 ĐỘ BỀN TĨNH - Phương pháp tính độ bền: so sánh ứng suất sinh chi tiết máy chòu tải ( , ) với ứng suất cho phép vật liệu ([ ], [ ]) - Điều kiện bền: [ ] ; (1.5) [ ] F [ ] A M : F [ F ] Wx Khi keùo (neùn) : k ,n Khi uoán Khi xoaén : F T [ F ] W0 Khi uốn + xoắn: td F2 3 x2 [ ] Khi tiếp xúc : H [ H ] Khi daäp : d F [ d ] A Khi caét : c F [ c ] A (Thuyết bền 4) đó: A : diện tích mặt cắt ngang; F : lực kéo (nén, dập); M : moment uốn; T : moment xoắn; Wx : moment chống uốn; W0 : moment chống xoắn - Theo độ bền, ta có ba toán sau (ví dụ tròn đường kính d chòu kéo với lực F , ứng suất kéo cho phép [ ] ): 4F [ ] Bài toán kiểm tra bền (chọn vật liệu để đủ bền): d2 Bài toán thiết kế: d 4F [ ] Bài toán xác đònh khả tải: F d [ ] Ứng suất cho phép: Bm Thiết kế máy -1- TS Bùi Trọng Hiếu Bài giảng CHI TIẾT MÁY Chương 1: Các tiêu tính toán thiết kế chi tiết máy Ứng suất cho phép vật liệu dẻo: [ ] ch (1.6) [ s] Ứng suất cho phép vật liệu giòn: [ ] b (1.7) [ s] K S đó: b , ch : giới hạn bền giới hạn chảy (khi kéo) vật liệu, [s ] : hệ số an toàn cho phép, [s] 1,5 2,5 : hệ số kích thước (hình 2.6 bảng 10.3, tài liệu [1]), K S : hệ số tập trung ứng suất tải trọng tónh (bảng 10.5 ÷10.8, tài liệu [1]) 1.2.2 ĐỘ BỀN MỎI r : ứng suất giới hạn dài hạn (MPa ) N N : số chu kỳ sở Điểm chuyển tiếp Thép: ứng suất uốn: N0 5.106 r ứùng suất tiếp xúc: N0 30.HB2, N N0 t Hình 1.11 Đường cong mỏi - Quan hệ N theo phương trình đường cong mỏi sau: m N const (1.8) m bậc đường cong mỏi, phụ thuộc vào vật liệu mẫu thử - Từ đồ thò, ta tìm điểm chuyển tiếp ( r , N0 ) Nếu biết ứng suất N , ta tính tuổi thọ N chi tiết ngược lại Nm N rm N0 const Suy ra: N r m N0 N (1.9) (1.10) - Điều kiện bền: [ ]N (1.11) với ứng suất cho phép ứng với giới hạn mỏi tính sau: Bm Thiết kế máy -2- TS Bùi Trọng Hiếu Bài giảng CHI TIẾT MÁY Chương 1: Các tiêu tính toán thiết kế chi tiết máy [ ] N N (1.12) [ s] K hệ số tăng bền bề mặt (hình 2.7, tài liệu [1]) Thay (1.10) vào (1.12), ta được: [ ] N với K L m r [ s] K (1.13) K L N0 hệ số tuổi thọ (công thức 2.13, trang 43, tài liệu [1]) N (1.14) Lưu ý: Đối với vật liệu thép, N LE N0 ta chọn N LE N0 Do K L 1 b Số chu kỳ tương đương Trường hợp tải trọng tónh: T T t Hình 1.12 Tải trọng tónh Số chu kỳ tương đương tính công thức sau: N 60 n K ng 24 K n 365 L (1.15) N 60 n Lh (1.16) Hay: đó, n : số vòng quay chi tiết phút, L : thời gian làm việc tính năm, Lh : thời gian làm việc tính Lh K ng 24 K n 365 L K ng : hệ số làm việc ngày ( K ng 1) , K n : hệ số làm việc năm ( K n 1) Trường hợp tải trọng thay đổi theo bậc: Bm Thiết kế máy -3- TS Bùi Trọng Hiếu Bài giảng CHI TIẾT MÁY Chương 1: Các tiêu tính toán thiết kế chi tiết máy T T1 T2 T3 t1 t2 t3 tck t Hình 1.13 Tải trọng thay đổi theo bậc Số chu kỳ tương đương tính theo Tmax : N LE T 60 i Tmax m' ni ti (1.17) đó, ni : số vòng quay chi tiết chế độ thứ i , ti : thời gian làm việc tính chế độ thứ i , Ti : moment xoắn chế độ thứ i , Tmax : moment xoắn lớn HB 350 m' tính độ bền uốn, m' tính độ bền tiếp xúc HB 350 Trường hợp tải trọng thay đổi liên tục: T T tck t Hình 1.14 Tải trọng thay đổi liên tục Số chu kỳ tương đương tính theo công thức: (1.18) N LE N K E N 60 n Lh K E hệ số chế độ tải trọng (bảng 6.14, tài liệu [1]) Bm Thiết kế máy -4- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 2: Bộ truyền đai Chương BỘ TRUYỀN ĐAI 2.3 THÔNG SỐ HÌNH HỌC BỘ TRUYỀN ĐAI C d1 1 O1 2 O2 d d1 d2 D A B a Hình 2.5 Các thông số hình học truyền đai - Các thông số hình học chủ yếu: : khoảng cách trục (mm), a 1 , : góc ôm bánh đai nhỏ bánh đai lớn (rad) - Góc ôm bánh đai: Hay: 1 d d1 a (rad) (2.4) 2 d d1 a (rad) (2.5) 1 1800 57 d d1 a (độ) (2.6) d d1 a (độ) (2.7) 1800 57 - Chiều dài đai L (mm) : Bm Thiết kế máy L 2a d2 d1 (d2 d1 ) 4a -1- (2.11) TS Bùi Trọng Hiếu Chương 2: Bộ truyền đai Đối với đai dẹt L không cần chọn theo tiêu chuẩn Đối với đai thang L phải chọn lại theo tiêu chuẩn ( Ltc Ltinh ) , sau tính lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn: 4aL 8a 2 d d1 a (d d1 )2 (2.12) 8a 4L 2 d2 d1 a (d2 d1 )2 (2.13) (d d ) 2a L d d1 a 2 (2.14) 2a k a 2 (2.15) đó: k L d d1 vaø (d d ) 2 Nghiệm (2.15) khoảng cách truïc a: k k 82 a (2.16) 2.4 VẬN TỐC VÀ TỈ SỐ TRUYỀN 2.4.1 Vận toác v1 vd n2 n1 d1 O1 d2 O2 v2 Hình 2.6 Vận tốc truyền đai - Vận tốc vòng bánh đai (m/s): + Trên bánh dẫn: v1 + Trên bánh bò dẫn: v2 d1n1 60000 d n2 60000 (2.17) (2.18) đó, d1 , d : đường kính bánh dẫn bánh bò dẫn, mm n1 , n2 : số vòng quay bánh dẫn bánh bò dẫn, vòng/phút Bm Thiết kế máy -2- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 2: Bộ truyền đai 2.4.2 Tỉ số truyền a Nếu đai không trượt (trường hợp lý tưởng) Tỉ số truyền laø: n1 d n2 d1 (2.19) n1 d2 n2 (1 )d1 (2.20) u b Neáu đai bò trượt (trường hợp thực tế) Tỉ số truyền là: u 2.5 LỰC TÁC DỤNG LÊN BỘ TRUYỀN ĐAI 2.5.1 Lực tác dụng lên dây đai F2 F0 T1 O2 O1 O2 O1 F1 F0 a) T1 b) T1 Hình 2.7 Lực tác dụng lên truyền đai - Khi căng đai, hai nhánh dây đai xuất lực căng ban đầu F0 : F0 A (2.21) đó, A tiết diện dây đai ứng suất căng ban đầu, 1,8 MPa đai dẹt, 1,5 MPa đai thang - Khi truyền đai làm việc (khi tác động moment xoắn T1 lên bánh 1): Trên nhánh căng : F0 F1 : lực nhánh căng Trên nhánh chùng: F0 F2 : lực nhánh chùng Ta có: F1 F2 Ft Bm Thiết kế máy -3- (2.24) TS Bùi Trọng Hiếu Chương 2: Bộ truyền đai Ft F F2 F0 t F1 F0 (2.25) - Công thức Euler không tính đến lực quán tính ly tâm ( Fv ) có dạng: F1 F2 e f (2.26) - Từ phương trình (2.25) (2.26) ta xác đònh giá trò lực tác dụng lên dây đai: F0 Ft (e f 1) (e f 1) Ft e f F1 f e 1 F F2 f t e 1 (2.27) 2.5.2 Lực tác dụng lên trục ổ - Lực tác dụng lên trục ổ: Fr F0 sin 1 (2.32) - Đối với truyền phận căng đai thì: Fr 3F0 sin 1 (2.33) - Số vòng chạy đai giây: i v L (2.43) đó: v vận tốc đai, m/s; L chiều dài đai, m Giá trò i lớn tuổi thọ đai thấp, nên người ta giới hạn giá trò i sau: đai dẹt thường i s 1 ; đai dẹt quay nhanh đai thang i 10 s 1 ; trường hợp đặc bieät i (10 20) s 1 2.9 TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI 2.9.1 Tính theo khả kéo - Điều kiện bền: 0 Bm Thiết kế máy -4- (2.44) TS Bùi Trọng Hiếu Chương 2: Bộ truyền đai Ft 0 F0 Ft 2F0 0 Ft F 0 A A t 2 0 t [ t ] (2.45) với [ t ] 2 0 : ứng suất có ích cho phép - Xét đến khác biệt điều kiện thực điều kiện thí nghiệm thì: (2.46) [ t ] [ t ]0 C đó, [ t ]0 : ứng suất có ích cho phép truyền làm việc điều kiện thí nghiệm: truyền nằm ngang, u 1, v 10 (m/s) [ t ]0 tra theo bảng 4.7, trang 147, tài liệu [1] C : hệ số hiệu chỉnh a Tính toán đai dẹt: b Hình 2.15 Kích thước tiết diện đai dẹt Lực vòng tính theo công thức: Ft 1000 P1 với P1 công suất truyền, KW v1 Sử dụng điều kiện beàn (2.45): Ft [ t ] A (2.47) Ft [ t ]0 C b. (2.48) t Suy bề rộng dây đai tính sau: Bm Thiết kế máy -5- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 2: Bộ truyền đai Hay với b Ft [ t ]0 C (2.49) b 1000 P1 v1.[ t ]0 C (2.50) (2.51) C C0 C Cv Cr đó, C0 : hệ số xét đến ảnh hưởng vò trí truyền phương pháp căng đai (tra bảng trang 148, tài liệu [1]), C : hệ số xét đến ảnh hưởng góc oâm, C 0,003.(1800 1 ) , Cv : hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc, Cv cv (0,01v12 1) với cv 0,04 (10m/s v1 20m/s) cv 0,01 0,03 ( v1 20m/s) Cr : hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ làm việc thay đổi tải trọng (tra bảng 4.8, trang 148, tài liệu [1]) b Tính toán đai thang: Hình 2.16 Đai thang Gọi z số dây đai A diện tích mặt cắt ngang dây đai Sử dụng điều kiện bền (2.45), ta coù: Ft [ t ]0 C (2.52) z A Ñaët [ P0 ] z Ft A.[ t ]0 C (2.53) z 1000 P1 A.v1 [ t ]0 C (2.54) A.v1.[ t ]0 : coâng suất có ích cho phép truyền làm việc điều kiện thí 1000 nghiệm: z 1, u 1, 1800 (m/s), chiều dài đai L0 , tải trọng không va đập [ P0 ] tra theo đồ thò hình 4.21, trang 151, tài liệu [1] Bm Thiết kế máy -6- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 7: Ổ lăn 7.4.2 Chỉ tiêu tính Tính toán ổ lăn theo khả tải (không theo ứng suất) sau: Các ổ lăn làm việc với vận tốc thấp (n10vòng/phút): tính theo khả tải động (độ bền lâu) để tránh tróc mỏi Trường hợp (1vòng/phút ≤ n ≤10vòng/phút), ta tính theo khả tải động lấy giá trò n=10vòng/phút 7.5 TÍNH TOÁN Ổ LĂN THEO TUỔI THỌ - Ứng suất tiếp xúc ( H ) sinh ổ lăn hàm lực hướng tâm lực dọc trục Để dễ dàng cho việc khảo sát, ta xem ứng suất tiếp xúc phụ thuộc vào tải trọng tương đương Q: (7.1) f (Q) - Đối với ổ đỡ ổ đỡ chặn: Q tải trọng hướng tâm - Đối với ổ chặn : Q tải trọng dọc trục m N const N Điểm chuyển tiếp r N N0 t Hình 7.4 Đường cong mỏi - Số chu kỳ làm việc lúc hỏng phụ thuộc vào tuổi thọ ổ: N f (L) (7.2) m N const (7.3) Q m L const Cdm (7.4) - Ta coù: Cd Q m L khả tải động ổ, N - Điều kiện bền: Cd Q m L [C ] (7.5) với Q : tải trọng tương đương, N, L : tuổi thọ ổ, triệu vòng, m : bậc đường cong mỏi, ổ bi: m=3 ; ổ đũa: m=10/3, [C] : tải trọng động cho phép, N (tra bảng sách Bài tập Chi tiết máy - Ng.Hữu Lộc) Bm Thiết kế máy -2- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 7: Ổ lăn Tuổi thọ ổ: L 60 n Lh 106 (triệu vòng) (7.6) với Lh tuổi thọ ổ tính giờ: Lh K ng 24 K n 365 Ln Tải trọng tương đương Q: Ổ đỡ: chòu lực hướng tâm phần lực dọc trục ( Fa 0,3Fr ) Q ( X V Fr Y Fa ).K d Kt (7.7) đó, V : hệ số phụ thuộc vòng quay, vòng quay: V , vòng quay: V 1,2 , X , Y : heä số tải trọng hướng tâm dọc trục, (tra bảng 11.3 11.4, trang 395, tài liệu [1]), K d : hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng (tra bảng 11.2, trang 394, tài liệu [1]), K t : hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt đo, 150 1,11 ≤ 100 t 0C Kt 175 1,15 200 1,25 250 1,4 Ổ đỡ chặn: chòu lực hướng tâm lực dọc trục Q ( X V Fr Y Fa ).K d Kt (7.8) Trong ổ đỡ chặn, đặc điểm kết cấu nên tác dụng lực hướng tâm sinh lực dọc trục phụ S Do đó, ta phải xét đến lực dọc trục phụ tính tải trọng dọc trục Fa để xác đònh tải trọng tương đương Q Ví dụ: Xét sơ đồ lắp ổ đỡ chặn hình SA Fa SB FrB FrA Lực dọc trục phụ S có phương // đường tâm trục, chiều hình vẽ độ lớn tính sau: * Ổ bi đỡ chặn: S e.Fr với e tra bảng 11.3, trang 395, tài liệu [1] * Ổ đũa côn : S 0,83.e.Fr 0,83.(1,5.tg ).Fr với tra bảng chọn sơ 12 Bm Thiết kế máy -3- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 7: Ổ lăn Xét ổ A: F A a F Nếu Xét ổ B: A a F B a Nếu (không tính lực dọc trục phụ S A ï ổ A) Fa S B S A chọn B a A a SA (không tính lực dọc trục phụ S B ï oå B) Fa S A F F S B chọn F B a SB Ổ chặn: chòu lực dọc trục Q Fa K d Kt (7.9) 7.6 TÍNH TOÁN Ổ LĂN THEO KHẢ NĂNG TẢI TĨNH Điều kiện chọn kiểm tra ổ: Q0 C0 (7.10) đó, C0 : khả tải tónh, tra bảng sách tập, Q0 : tải trọng qui ước, xác đònh sau: + Đối với ổ đỡ ổ đỡ chặn: chọn giá trò lớn hai giá trò sau: Q0 X Fr Y0 Fa (7.11) Q0 Fr (7.12) X , Y0 hệ số tải trọng hướng tâm dọc trục, tra bảng 11.6, trang 399, tài liệu [1] + Đối với ổ chặn: Bm Thiết kế máy Q0 Fa (7.13) -4- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 9: Mối ghép ren Chương MỐI GHÉP REN 9.3 TÍNH BULÔNG ĐƠN 9.3.1 Tính bulông không xiết chặt, chòu lực dọc trục Trường hợp đai ốc không xiết chặt, lực xiết ban đầu Ví dụ bulông móc treo hình sau Hình 9.3 Móc treo - Dạng hỏng: bò kéo đứt chân ren - Chỉ tiêu tính: k [ k ] (9.4) - Công thức tính: k F [ k ] d12 (9.5) đó, d1 : đường kính tiết diện nguy hiểm, F : lực tác dụng dọc trục bulông, [ k ] : ứng suất kéo cho phép vật liệu bulông - Suy ra, đường kính chaân ren: d1 4F [ k ] (9.6) Theo giá trò d1 vừa tính được, tra bảng (17.7), trang 581, tài liệu [1] ta tìm bulông tiêu chuẩn 9.3.2 Tính bulông xiết chặt, không chòu lực dọc trục Bm Thiết kế máy -1- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 9: Mối ghép ren Có hai trường hợp sau: Bỏ qua ma sát bề mặt ren (khi không xiết đai ốc): bulông chòu kéo tâm Xét đến ma sát bề mặt ren (khi xiết đai ốc): bulông chòu kéo lực xiết gây nên chòu xoắn moment ma sát ren sinh Ví dụ bulông nắp bình kín, áp suất dư Hình 9.4 Nắp bình kín xiết chặt bulông - Dạng hỏng: bò phá hủy chân ren - Chỉ tiêu tính: Bỏ qua ma sát: k [ k ] (9.7) td k2 3 [ k ] (9.8) Xét đến ma sát: - Công thức tính: Bỏ qua ma sát: k V [ k ] d12 (9.9) đó, d1 : đường kính tiết diện nguy hiểm, V : lực xiết, [ k ] : ứng suất kéo cho phép vật liệu bulông Suy ra, đường kính chân ren: d1 4V [ k ] (9.10) Tra bảng (17.7), trang 581, tài liệu [1] ta tìm đường kính bulông tiêu chuẩn Bm Thiết kế máy -2- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 9: Mối ghép ren Xét đến ma sát: Ta có: k 4V d12 T ms W0 (9.11) V tg ( ' ) d13 d2 (9.12) 16 đó, ' : góc ma sát thay thế, tính theo hệ số ma sát thay ' arctg f ' , Do đó: 2 4V 8.V tg ( ' ) d 1,3. k [ k ] td d13 d1 (9.13) Suy ra, đường kính chân ren: d1 1,3 4.V [ k ] (9.14) Tra baûng (17.7), trang 581, tài liệu [1] ta tìm đường kính bulông tiêu chuẩn 9.3.3 Tính bulông xiết chặt, chòu lực dọc trục Ví dụ bulông nắp bình kín, bulông nắp ổ có lực dọc trục, bulông ghép máy với móng máy… F V d1 Dm m Db Khi chưa xiết V F V’ b V Khi xiết chặt V F F V’ Khi thêm vào lực kéo F V V ' F Hình 9.5 Mối lắp bulông xiết chặt, chòu lực dọc trục Bm Thiết kế máy -3- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 9: Mối ghép ren D1 d0 Ab ,Eb lb lm Vùng chòu ảnh hưởng có dạng hình vành khăn Hình 9.6 - Độ mềm bulông: b Db V lb l b V Eb Ab V Eb Ab (9.15) m Dm V lm lm V Em Am V Em Am (9.16) - Độ mềm ghép: - Suy ra, chuyển vò: b [( F V ' ) V ] b (9.17) m (V V ' ) m (9.18) m b (9.19) (V V ' ) m [( F V ' ) V ] b (9.20) V ' (b m ) V (b m ) F b (9.21) V ' V F - Điều kiện đồng chuyển vò: Đặt: b b m (9.22) m , gọi hệ số ngoại lực, (9.22) trở thành: b m V ' V F (1 ) (9.23) - Để tránh tách hở V’>0, tức là: Bm Thiết kế máy -4- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 9: Mối ghép ren Hay V F (1 ) (9.24) V k.F (1 ) (9.25) với k hệ số an toàn, k>1 - Lực tác dụng lên buloâng: Fb F V ' F (V F (1 ) V F (9.26) - Để tránh phá hủy chân ren: Nếu bỏ qua ma sát bề mặt ren: d1 4(V F ) [ k ] Fb [ k ] (9.27) Nếu tính đến ma sát bề mặt ren: Xiết chặt chòu lực: d1 (1,3.V F ) [ k ] (9.28) Xiết chặt đồng thời với chòu lực: (nên tránh) d1 (1,3.V 1,3.F ) [ k ] (9.29) 9.3.4 Tính bulông chòu lực ngang, lắp có khe hở V F F d1 V Hình 9.7 Mối lắp bulông có khe hở - Dạng hỏng: Tấm ghép bò di trượt Bulông bò phá hủy chân ren - Chỉ tiêu tính: Bm Thiết kế máy -5- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 9: Mối ghép ren Để tránh di trượt: Fms F (9.30) td [ k ] (9.31) Fms V f i F (9.32) Để tránh phá hủy chân ren: - Công thức tính: Để tránh di trượt: Hay V V F f i (9.33) k F f i (9.34) với f hệ số ma sát; i số bề mặt ghép k hệ số an toàn, (k>1) Để tránh phá hủy chân ren: d1 1,3.4.V [ k ] (9.35) d1 1,3.4.k F [ k ] f i (9.36) Tra baûng (17.7), trang 581, tài liệu [1] ta tìm đường kính bulông tiêu chuẩn 9.3.5 Tính bulông chòu lực ngang, lắp khe hở d0 h1 F h2 F h3 Hình 9.8 Mối lắp bulông khe hở - Dạng hỏng: Thân bulông bò cắt tiết diện ghép Thân bulông bò dập bề mặt tiếp xúc Bm Thiết kế máy -6- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 9: Mối ghép ren - Chỉ tiêu tính: Để tránh bò cắt: [ ] (9.37) d [ d ] (9.38) Để tránh bò dập: - Công thức tính: Để tránh bò cắt: F [ ] d 02 i (9.39) 4.F [ ].i (9.40) Suy đường kính thân bulông: d0 Tra bảng (17.7), trang 581, tài liệu [1] ta tìm đường kính bulông tiêu chuẩn Để tránh bò dập: + Tấm 2: d d0 F [ d2 ] d h2 F [ d2 ].h2 (9.41) (9.42) + Taám 3: d 1, d0 F [ d1, ] d (h1 h3 ) F [ d1, ].(h1 h3 ) (9.43) (9.44) Lưu ý: h3 tính hình (không tính phần có ren xem phần không tiếp xúc) Tóm lại, để bulông đủ bền (không bò cắt bò dập), ta chọn đường kính thân bulông giá trò lớn ba giá trò tính theo (9.40), (9.42) (9.44) Nhận xét: So sánh hai phương án lắp bu lông có khe hở khe hở ta thấy: - Phương án không cần phải gia công xác lỗ, đường kính bulông lớn - Phương án cần phải gia công xác lỗ, đường kính bulông nhỏ Do đó, thiết kế, phương án phương án lựa chọn dễ gia công lỗ Nếu kích thước bulông lớn chuyển sang phương án Bm Thiết kế máy -7- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 9: Mối ghép ren 9.4 TÍNH NHÓM BULÔNG Nguyên tắc: - Phân tích lực tác dụng lên bulông nhóm - Tính mối ghép bulông đơn cho bulông chòu lực lớn - Chọn bulông lại bulông chòu lực lớn 9.4.1 Mối ghép chòu lực ngang nằm mặt phẳng ghép qua trọng tâm mối ghép F1 F2 F F3 F4 Hình 9.9 Mối ghép chòu lực ngang nằm mặt phẳng ghép, qua trọng tâm - Giả thiết lực từ ghép tác dụng lên bulông nhö nhau: F1 F2 F3 F4 Fi với z số bulông F z (9.45) - Tính mối ghép bulông đơn chòu lực ngang (có khe hở) 9.4.2 Mối ghép chòu moment nằm mặt phẳng ghép F1 r1 F2 r2 M r4 r3 F4 F3 Hình 9.10 Mối ghép chòu moment nằm mặt phẳng ghép Bm Thiết kế máy -8- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 9: Mối ghép ren - Giả thiết lực từ ghép tác dụng lên bulông tỉ lệ thuận với khoảng cách từ bulông đến trọng tâm mối ghép: F1 F2 F i r1 r2 ri Fi (9.46) F1 ri r1 (9.47) Vaø n n i 1 i 1 M F1r1 F2 r2 Fi ri Fi ri F1 F1 n ri ri r1 r1 i1 (9.48) Vậy, lực tác dụng lên bulông số tính sau: F1 M r1 (9.49) n r i 1 i - Suy ra, Fmax ứng với rmax Do đó, tính mối ghép bulông đơn chòu lực ngang (có khe hở) 9.4.3 Mối ghép chòu lực ngang nằm mặt phẳng ghép không qua trọng tâm mối ghép - Tiến hành dời lực F trọng tâm mối ghép, ta lực F momnet M Lúc này, xem mối ghép chòu tác dụng đồng thời lực F qua trọng tâm moment M Dưới tác dụng lực này, ghép bò trượt xoay lên l FM i F1 FM i Fi F FQi FQi F2 M Fi 1800 FM i F3 F F z M ri n r i 1 i FQi Hình 9.11 Mối ghép chòu lực ngang nằm mặt phẳng ghép, không qua trọng tâm Fi FM2i FQ2i 2FMi FQi cos (9.50) Fi FM2i FQ2i 2FMi FQi cos (9.51) - Lực Fmax : chọn lực lớn tất lực Fi , 1800 Bm Thiết kế máy -9- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 9: Mối ghép ren 9.4.4 Mối ghép chòu lực không nằm mặt phẳng gheùp l2 N Q V T V N l1 M T V - N - max - M Hình 9.12 Mối ghép chòu lực không nằm mặt phẳng ghép - Dạng hỏng: Tấm ghép bò tách hở (do tác dụng lực N ) Tấm ghép bò trượt (do tác dụng lực T ) Bulông bò phá hủy chân ren - Công thức tính: Để tránh ghép bò tách hở: (9.52) max N M V đó, N Nm , với N m (1 ) N thành phần lực tác dụng lên ghép A A diện tích bề mặt ghép M Mm , với M m (1 )M thành phần moment tác dụng lên Wu ghép Wu moment chống uốn tiết diện ghép Bm Thiết kế máy -10- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 9: Mối ghép ren V V.z , với V lực xiết bulông z số bulông A Điều kiện (9.52) trở thành: (1 ) N (1 ) M V z 0 A Wu A (9.53) N M A (1 ). z A Wu (9.54) V Lực xiết V (trên bulông) để tránh tách hở là: V k (1 ) M A N z Wu (9.55) Để tránh ghép bò trượt: Fms V z (1 ) N f T (9.56) V z f (1 ) N f k.T (9.57) Lực xiết V (trên bulông) để tránh trượt là: k T (1 ).N f V z f (9.58) Tổng lực tác dụng lên bulông: Fb V N z M r n r i 1 (9.59) i ri khoảng cách từ tâm bulông đến đường trung hòa Tổng lực tác dụng lên bulông chòu tải lớn nhất: Fmax V N z M rmax n r i 1 (9.60) i Khi tính toán bulông chòu tải trọng tónh, lực xiết V cần nhân với 1,3 xét đến ứng suất xoắn moment ren gây nên: Bm Thiết kế máy -11- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 9: Mối ghép ren Fmax 1,3V N z M rmax (9.61) n r i 1 i Để tránh phá hủy chân ren: Nếu bỏ qua ma sát bề maët ren: N M rmax V n z ri i 1 d1 [ k ] (9.62) Nếu tính đến ma sát bề mặt ren: Xiết chặt chòu lực: d1 N M rmax 1,3V n z ri i 1 [ k ] (9.63) Xiết chặt đồng thời với chòu lực: (nên tránh) N M rmax 1,3 V n z ri i 1 d1 [ k ] Bm Thiết kế máy -12- (9.64) TS Bùi Trọng Hiếu ... hợp tải trọng thay đổi theo bậc: Bm Thiết kế máy -3 - TS Bùi Trọng Hiếu Bài giảng CHI TIẾT MÁY Chương 1: Các tiêu tính toán thiết kế chi tiết máy T T1 T2 T3 t1 t2 t3 tck t Hình 1.13 Tải trọng thay... ứng với giới hạn mỏi tính sau: Bm Thiết kế máy -2 - TS Bùi Trọng Hiếu Bài giảng CHI TIẾT MÁY Chương 1: Các tiêu tính toán thiết kế chi tiết máy [ ] N N (1.12) [ s] K hệ số tăng bền... Bm Thiết kế máy -1 1- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 4: Bộ truyền bánh b Tải trọng tính - Hệ số tải trọng tính xác đònh sau: (4.56) K H K Kv K đó, K : hệ số tập trung tải trọng theo chi u rộng