Chương 15 mối ghép ren

Trường Đại học Bách Khoa TP HCM BM Thiết Kế Máy - Khoa Cơ Khí Chương 15 MỐI GHÉP REN  Thân Trọng Khánh Đạt Thg4-16 CHƯƠNG 15 MỐI GHÉP REN Ho Chi Minh City University of Technology Bm Thiết kế máy - TTKĐ Nội dung 15.1 Khái niệm chung 15.2 Thơng số hình học 15.3 Vật liệu ứng suất Chương 15 15.4 Độ bền ren 15.5 Tính Bu-lơng đơn 15.6 Tính nhóm Bu-lơng 15.7 Tính mối ghép vòng kẹp Chương 15 – Mối ghép ren 3/40 Bm Thiết kế máy - TTKĐ 15.1 Khái niệm chung (1) a Đặc điểm • Là mối ghép tháo • Thông thường ren tam giác • Ren kẹp chặt sử dụng ren đầu mối Đầu bu lông Vít Vít Đai ốc Thân bu lơng Đai ốc Vòng đệm Chương 15 – Mối ghép ren 4/40 Bm Thiết kế máy - TTKĐ 15.1 Khái niệm chung (2) a Đặc điểm • Cấu tạo đơn giản • Sức bền cao • Dễ tháo lắp ren tam giác ren vng • Giá thành thấp • sản xuất hàng loạt • Sức bền mõi ren hình thang ren ren Chương 15 – Mối ghép ren 5/40 Bm Thiết kế máy - TTKĐ 15.1 Khái niệm chung (3) b Phân loại Ren hình trụ Hình dạng Ren hình Xoắn phải Phân loại Chiều đường xoắn ốc Xoắn trái Một đầu mối Số đầu mối đường xoắn ốc Hai, ba… đầu mối Chương 15 – Mối ghép ren 6/40 Bm Thiết kế máy - TTKĐ 15.1 Khái niệm chung (4) c Ưu nhược điểm  Ưu điểm: • Cấu tạo đơn giản • Có thể tạo lực dọc trục lớn • Có thể cố định chi tiết ghép vị trí nhờ vào khả tự hãm • Dễ tháo lắp • Giá thành thấp tiêu chuẩn hóa chế tạo phương pháp có suất cao  Nhược điểm: • Tập trung ứng suất chân ren, nên giảm độ bền mỏi mối ghép ren Chương 15 – Mối ghép ren 7/40 Bm Thiết kế máy - TTKĐ 15.1 Khái niệm chung (5) Các biện pháp phòng tháo lỏng d) a) c) b) e) f) i) g) Chương 15 – Mối ghép ren 8/40 h) Bm Thiết kế máy - TTKĐ 15.1 Khái niệm chung (5) Các biện pháp phòng tháo lỏng Chương 15 – Mối ghép ren 9/40 Bm Thiết kế máy - TTKĐ 15.2 Thơng số hình học • Đường kính đỉnh ren d • Đường kính chân ren d1: • Đường kính trung bình d2: 𝒅𝒅𝟐𝟐 = • Bước ren p 𝒅𝒅 + 𝒅𝒅𝟏𝟏 𝟐𝟐 • Số mối ren Z1 (ren kẹp chặt Z1 = 1) • Bước xoắn ốc pz: 𝒑𝒑𝒛𝒛 = 𝒛𝒛𝟏𝟏 ⋅ 𝒑𝒑 • Góc nâng ren: 𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 = 𝒑𝒑𝒛𝒛 𝝅𝝅 𝒅𝒅𝟐𝟐 Các thơng số đường kính đầu bu lông, chiều cao đầu bu lông, chiều cao đai ốc tiêu chuẩn qui định theo quan điểm sức bền Chương 15 – Mối ghép ren 10/40 Bm Thiết kế máy - TTKĐ 15.6.2 Nhóm bu-lơng chịu moment nằm mặt phẳng mối ghép (2) • Lực tác dụng lên bu-lông số 𝐹𝐹1 = F1 𝑀𝑀𝑟𝑟1 𝑛𝑛 �𝑖𝑖=1 𝑟𝑟𝑖𝑖2 r2 F2 M • Lực lớn tác động lên bu-lông xa trọng tâm mối ghép 𝐹𝐹𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = r1 𝑀𝑀 × 𝑟𝑟𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 F4 r4 r3 F3 𝑛𝑛 �𝑖𝑖=1 𝑟𝑟𝑖𝑖2 Do đó, tính mối ghép bulơng đơn chịu lực ngang (có khơng có khe hở) Chương 15 – Mối ghép ren 28/40 Bm Thiết kế máy - TTKĐ 15.6.3 Nhóm bu-lơng chịu lực ngang nằm mặt phẳng ghép (1) l i F1 FM i  Fi F2 M Fi FM F F3 F FQ  i     1800   FM  i FQ F z M ri n r i 1 i i FQi • Tiến hành dời lực F trọng tâm mối ghép, ta F M Xem mối ghép chịu tác dụng đồng thời lực F qua trọng tâm moment M Dưới tác dụng lực này, ghép bị trượt xoay lên Chương 15 – Mối ghép ren 29/40 Bm Thiết kế máy - TTKĐ 15.6.3 Nhóm bu-lơng chịu lực ngang nằm mặt phẳng ghép (2) l i F1 FM i  Fi F2 M Fi FM F3 F F FQ  i     1800   FM  i FQ F z M ri n r i 1 i i FQi Hoặc 𝐹𝐹𝑖𝑖 = 𝐹𝐹𝑀𝑀2 𝑖𝑖 + 𝐹𝐹𝑄𝑄2𝑖𝑖 − 2𝐹𝐹𝑀𝑀𝑖𝑖 𝐹𝐹𝑄𝑄𝑖𝑖 cos𝛽𝛽 𝐹𝐹𝑖𝑖 = 𝐹𝐹𝑀𝑀2 𝑖𝑖 + 𝐹𝐹𝑄𝑄2𝑖𝑖 + 2𝐹𝐹𝑀𝑀𝑖𝑖 𝐹𝐹𝑄𝑄𝑖𝑖 cos𝛼𝛼 Chương 15 – Mối ghép ren 30/40 FMAX Bm Thiết kế máy - TTKĐ 15.6.4 Mối ghép nhóm bu-lơng chịu lực (1)  Dạng hỏng: l  F 2 FV • Tấm ghép bị tách hở (do lực Fv)  FH α • Tấm ghép bị trượt (do lực FH) • Bulông bị phá hủy chân ren  V  Chỉ tiêu tính • tránh tách hở: • tránh trượt:  V  FV M 𝜎𝜎max < 𝐹𝐹𝑚𝑚𝑚𝑚 > 𝐹𝐹𝐻𝐻 • tránh phá huỷ bu-lơng: 𝜎𝜎𝑡𝑡𝑡𝑡 =  Cơng thức tính Chương 15 – Mối ghép ren V F 𝜎𝜎𝑘𝑘2 + 3𝜏𝜏𝑥𝑥2 ≤ 𝜎𝜎𝑘𝑘 V Ứng suất bề mặt tiếp xúc 𝜎𝜎max  FH - - 𝑍𝑍𝑉𝑉 �1 − 𝜒𝜒)𝐹𝐹𝑉𝑉 (1 − 𝜒𝜒)𝑀𝑀 = −𝜎𝜎𝑉𝑉 + 𝜎𝜎𝐹𝐹𝑉𝑉 ± 𝜎𝜎𝑀𝑀 = − ± + 𝐴𝐴 𝐴𝐴 𝑊𝑊𝑢𝑢 31/40 l1 σ max - M σ Bm Thiết kế máy - TTKĐ 15.6.4 Mối ghép nhóm bu-lơng chịu lực (2)  Cơng thức tính  Để tránh ghép bị tách hở 𝐹𝐹𝑉𝑉𝑚𝑚 , 𝐴𝐴 𝜎𝜎max = 𝜎𝜎𝐹𝐹𝑉𝑉 + 𝜎𝜎𝑀𝑀 − 𝜎𝜎𝑉𝑉 < • 𝜎𝜎𝐹𝐹𝑉𝑉 = với Fvm=(1-χ)FV: thành phần lực tác dụng lên ghép; A: diện tích bề mặt ghép 𝑀𝑀 • 𝜎𝜎𝑀𝑀 = 𝑚𝑚 , với Mm=(1- χ)M: thành phần moment tác dụng 𝑊𝑊𝑢𝑢 lên ghép Wu moment chống uốn tiết diện ghép • 𝜎𝜎𝑉𝑉 = lơng 𝑉𝑉.𝑧𝑧 , 𝐴𝐴 với V lực xiết bu-lông; z: số bu- Chương 15 – Mối ghép ren 32/40 Bm Thiết kế máy - TTKĐ 15.5.4 Mối ghép nhóm bu-lơng chịu lực (3)  Cơng thức tính  Để tránh ghép bị tách hở: 𝐴𝐴 𝐹𝐹𝑉𝑉 𝑀𝑀 + 𝑉𝑉 > (1 − 𝜒𝜒) 𝐴𝐴 𝑊𝑊𝑢𝑢 𝑧𝑧  Lực xiết V 01 bulông để tránh tách hở: 𝑘𝑘𝐴𝐴 𝐹𝐹𝑉𝑉 𝑀𝑀 + (1 − 𝜒𝜒) 𝑉𝑉 = 𝐴𝐴 𝑊𝑊𝑢𝑢 𝑧𝑧 Chương 15 – Mối ghép ren 33/40 Bm Thiết kế máy - TTKĐ 15.6.4 Mối ghép nhóm bu-lơng chịu lực (4)  Cơng thức tính  Để tránh ghép bị trượt: 𝐹𝐹𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝑉𝑉 𝑧𝑧 − − 𝜒𝜒 𝐹𝐹𝑉𝑉 𝑓𝑓 > 𝐹𝐹𝐻𝐻 𝑉𝑉 𝑧𝑧 𝑓𝑓 − (1 − 𝜒𝜒)𝐹𝐹𝑉𝑉 𝑓𝑓 = 𝑘𝑘 𝐹𝐹𝐻𝐻  Lực xiết V bulông để tránh trượt: 𝑘𝑘 𝐹𝐹𝐻𝐻 + (1 − 𝜒𝜒) 𝐹𝐹𝑉𝑉 𝑓𝑓 𝑉𝑉 = 𝑧𝑧 𝑓𝑓 Để tránh tách hở tránh trượt chon lực xiết Vmax trường hợp Chương 15 – Mối ghép ren 34/40 Bm Thiết kế máy - TTKĐ 15.6.4 Mối ghép nhóm bu-lơng chịu lực (5)  Cơng thức tính Lực tác dụng lên bu-lông 𝐹𝐹𝑏𝑏max 𝜒𝜒 𝐹𝐹𝑉𝑉 𝜒𝜒 𝑀𝑀 𝑟𝑟max = 𝑉𝑉max + + 𝑛𝑛 𝑧𝑧 �𝑖𝑖=1 𝑟𝑟𝑖𝑖2 • Trong ri khoảng cách từ tâm bu-lơng đến đường trung hòa Chương 15 – Mối ghép ren 35/40 Bm Thiết kế máy - TTKĐ 15.6.4 Mối ghép nhóm bu-lơng chịu lực (6)  Cơng thức tính  Để tránh phá hủy chân ren:  Nếu bỏ qua ma sát bề mặt ren: 𝑑𝑑1 ≥ Chương 15 – Mối ghép ren 4× 𝜒𝜒 𝐹𝐹𝑉𝑉 𝜒𝜒 𝑀𝑀 𝑟𝑟max + 𝑉𝑉 + 𝑛𝑛 𝑧𝑧 �𝑖𝑖=1 𝑟𝑟𝑖𝑖2 𝜋𝜋[𝜎𝜎𝑘𝑘 ] 36/40 Bm Thiết kế máy - TTKĐ 15.6.4 Mối ghép nhóm bu-lơng chịu lực (7)  Cơng thức tính  Để tránh phá hủy chân ren:  Nếu tính đến ma sát bề mặt ren Xiết chặt chịu lực 𝑑𝑑1 ≥ 4× Chương 15 – Mối ghép ren 𝜒𝜒 𝐹𝐹𝑉𝑉 𝜒𝜒 𝑀𝑀 𝑟𝑟max + 1,3 × 𝑉𝑉max + 𝑛𝑛 𝑧𝑧 �𝑖𝑖=1 𝑟𝑟𝑖𝑖2 𝜋𝜋[𝜎𝜎𝑘𝑘 ] 37/40 Bm Thiết kế máy - TTKĐ 15.6.4 Mối ghép nhóm bu-lơng chịu lực (8)  Cơng thức tính  Để tránh phá hủy chân ren:  Nếu tính đến ma sát bề mặt ren Xiết chặt chịu lực đồng thời 𝑑𝑑1 ≥ 𝜒𝜒 𝐹𝐹𝑉𝑉 𝜒𝜒 𝑀𝑀 𝑟𝑟max + 1,3 × 𝑉𝑉max + 𝑛𝑛 𝑧𝑧 �𝑖𝑖=1 𝑟𝑟𝑖𝑖2 Tra bảng chọn bu-lông tiêu chuẩn Chương 15 – Mối ghép ren 𝜋𝜋[𝜎𝜎𝑘𝑘 ] 38/40 Bm Thiết kế máy - TTKĐ 15.7 Mối ghép vòng kẹp (Sinh viên tham khảo giáo trình) Chương 15 – Mối ghép ren 39/40 Bm Thiết kế máy - TTKĐ Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Hữu Lộc (2016), Giáo trình chi tiết máy, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [2] Richard G Budynas, J Keith Nisbett (2011), SHIGLEY’S MECHANICAL ENGINEERING DESIGN, McGraw-Hill, 9th ed [3] Phan Tấn Tùng, Slide giảng Chi tiết máy, lưu hành nội [4] Trần Thiên Phúc, Slide giảng Chi tiết máy, lưu hành nội [5] Bùi Trọng Hiếu, Slide giảng Chi tiết máy, lưu hành nội Chương 15 – Mối ghép ren 40/40 Bm Thiết kế máy - TTKĐ Question & Answer Chương 15 – Mối ghép ren 41/40 Bm Thiết kế máy - TTKĐ Chương 15- Mối ghép ren Bm Thiết kế máy - TTKĐ Chương 15 – Mối ghép ren 42 ... trục 15. 5.3 • Mối ghép chịu lực ngang 15. 5.4 • Mối ghép xiết chặt, chịu lực dọc trục 15. 5.5 • Tính mối ghép nhóm bu-lơng Chương 15 – Mối ghép ren 14/40 Bm Thiết kế máy - TTKĐ 15. 5.1 Mối ghép. .. arctan