giáo trình chi tiết máy

MUC LUCCHUONG 1. DINH TANCHUONG 2. HANCHUONG 3. RENCHUONG 4. THENCHUONG 5. DAICHUONG 6. XICHCHUONG 7.TRUC VITCHUONG 8. TRUCCHUONG 9. BANH RANGCHUONG 10. O LANCHƯƠNG 1MỐI GHÉP BẰNG ĐINH TÁN1. KHÁI NIỆM CHUNGMối ghép đinh tán là mối ghép cố định không tháo được.1.1 Cấu tạo và phân loạiĐinh tán (hình 11) là một thanh trụ tròn có mũ ở hai đầu, một mũ được chế tạo sẵn gọi là mũ sẵn, còn mũ kia được chế tạo khi cho đinh tán vào trong mối ghép rồi tán lại gọi là mũ tán.•l: chiều dài đinh tán khi chưa tán mũ.•d: đường kính thân đinh.•: chiều dày tấm ghép.Nguyên tắc liên kết mối ghép đinh tán: thân đinh tán tiếp xúc với lỗ của các tấm ghép, lỗ các tấm đệm, đinh tán có tác dụng như một cái chốt cản trở sự trượt tương đối các tấm ghép với nhau, giữa các tấm ghép với tấm đệm.Tùy theo hình dáng mũ đinh mà người ta chia đinh tán ra làm nhiều loại nhưng thường sử dụng 5 loại sau đây (hình 12): đinh tán mũ tròn, đinh tán mũ chìm, đinh tán

MUC LUC CHUONG 1 DINH TAN

Hình 1-1 Cấu tạo đinh tán

CHƯƠNG 1 MỐI GHÉP BẰNG ĐINH TÁN

1 KHÁI NIỆM CHUNG

Mối ghép đinh tán là mối ghép cố định không tháo được

1.1 Cấu tạo và phân loại

Đinh tán (hình 1-1) là một thanh trụ tròn có mũ ở hai đầu, một mũ được chế tạo sẵngọi là mũ sẵn, còn mũ kia được chế tạo khi cho đinh tán vào trong mối ghép rồi tán lạigọi là mũ tán

 l: chiều dài đinh tán khi chưa tán mũ.

 d: đường kính thân đinh.

 : chiều dày tấm ghép

Nguyên tắc liên kết mối ghép đinh tán: thân đinh tán tiếp xúc với lỗ của các tấmghép, lỗ các tấm đệm, đinh tán có tác dụng như một cái chốt cản trở sự trượt tương đốicác tấm ghép với nhau, giữa các tấm ghép với tấm đệm

Tùy theo hình dáng mũ đinh mà người ta chia đinh tán ra làm nhiều loại nhưng

mũ nửa chìm, đinh tán mũ côn, đinh tán mũ chữ nhật, trong đó đinh tán mũ tròn được sửdụng nhiều hơn cả.

ĐT mũ tròn ĐT mũ chìm ĐT mũ nửa chìm ĐT mũ côn ĐT mũ chữ nhật

Hình 1-2Tùy theo điều kiện làm việc mối ghép đinh tán chia làm 2 loại:

 Mối ghép chắc: có nhiệm vụ truyền tải trọng từ tấm này sang tấm kia

 Mối ghép chắc kín: ngoài nhiệm vụ truyền tải trọng còn có nhiệm vụ ngănkhông cho chất lỏng và chất khí truyền qua

Tùy theo hình dáng mối ghép, mối ghép đinh tán chia làm 2 loại: mối ghép giáp mối(đối đỉnh), mối ghép chồng (chập)

Tùy theo số hàng đinh tán mối ghép chia làm 2 loại: mối ghép 1 hàng đinh và mốighép nhiều hàng đinh

1.2 Ưu và khuyết điểm

a Ưu điểm: chắc chắn, ổn định, dễ kiểm tra chất lượng mối ghép, chịu được tải trọng

chấn động và va đập, ít làm hỏng các chi tiết ghép khi cần tháo rời (so với hàn)

b Khuyết điểm: tốn nguyên vật liệu, mối ghép cồng kềnh không hợp lý, giá thành đắt.

c Phạm vi sử dụng: do kỹ thuật hàn ngày càng phát triển nên phạm vi sử dụng mối

ghép đinh tán ngày càng thu hẹp lại Tuy nhiên mối ghép đinh tán vẫn còn được sửdụng trong một số trường hợp sau:

 Những mối ghép quan trọng, trực tiếp chịu tải trọng chấn động hoặc va đập

Ví dụ như cầu, giàn cầu trục

 Những mối ghép nếu nung nóng dễ bị giảm chất lượng, bị cong vênh

 Những mối ghép làm bằng vật liệu mà hiện nay chưa hàn được

2 ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA MỐI GHÉP ĐINH TÁN.

Khi tán đinh có thể tán nóng hoặc tán nguội:

2.1 Tán nóng

Tán nóng dùng khi đinh tán làm bằng thép có đường kính d > 10mm, đinh tán được

nung nóng cục bộ đến khoảng (1000 - 1100)0C rồi dùng búa hoặc đột để tán lại, khi nguộiđinh tán sẽ co lại theo chiều dọc và chiều ngang

 Co lại theo chiều dọc sẽ tạo nên lực xiết lớn, ép chặt các tấm ghép lại với

nhau, nhờ đó giữa hai tấm ghép sinh ra lực ma sát lớn (F ms), giữ cho hai tấmghép trượt lên nhau khi chịu tác dụng của tải trọng ngang

 Co lại theo chiều ngang sẽ tạo nên khe hở giữa lỗ tấm ghép và thân đinh tánkhi chịu tác dụng của tải trọng ngang làm cho các tấm ghép có xu hướng trượtlên nhau

 Nếu P  F ms các tấm ghép không trượt lên nhau, mối ghép đảm bảochắc và chắc kín

 Nếu P  F ms các tấm ghép sẽ trượt lên nhau 1 khoảng bằng khe hởgiữa 2 tấm ghép và thân đinh tán, lúc này dạng hỏng là thân đinhtán bị cắt và dập

2.2 Tán nguội

Tán nguội dùng khi đinh tán làm bằng thép có đường kính d < 10mm hoặc đinh tán

làm bằng kim loại màu, giữa lỗ tấm ghép và thân đinh tán không có khe hở và lực ma sátgiữa các tấm ghép nhỏ (vì không có lực xiết của đinh tán) nên khi chịu tác dụng của tảitrọng ngang, bản thân đinh tán sẽ làm việc ngay, để truyền tải trọng từ tấm này sang tấmkia nên thân đinh tán sẽ bị cắt và dập

3 VẬT LIỆU LÀM ĐINH TÁN

Vật liệu làm đinh tán phải dẻo để dễ tán, phải giống hoặc gần giống với vật liệu làmtấm ghép, để tránh ăn mòn điện hóa học tự nhiên khi ghép Đinh tán thường làm bằngthép ít hoặc vừa cacbon như: thép CT2, CT3, 10, 15.vv , những mối ghép tải trọng nhỏ

Hình 1-3

hoặc tấm ghép làm bằng kim loại màu thì đinh tán thường được lằm bằng nhôm hoặcđồng

4 TÍNH TOÁN MỐI GHÉP ĐINH TÁN

4.1Mối ghép 1 hàng đinh (hình 1-3) Gọi:

 P là tải trọng tác dụng lên mối ghép.

 n là số đinh tán trên mối ghép.

P n  là tải trọng tác dụng lên mỗi đinh tán

Khi chịu tác dụng của tải trọng ngang thì bản thân đinh tán sẽ bị cắt và dập, tấm

ghép kéo đứt đi qua tâm các đinh tán và cắt đi qua các biên ab, cd.

a Đinh tán.

Đinh tán bị cắt: muốn đinh tán đảm bảo bền cắt thì ứng suất cắt lớn nhất sinh ra trên

đinh tán phải nhỏ hơn hoặc bằng ứng suất cắt cho phép

Điều kiện bền cắt c  c

d in

Đinh tán bị dập: muốn đinh tán đảm bảo bền dập thì ứng suất dập lớn nhất sinh ra

trên đinh tán phải nhỏ hơn hoặc bằng ứng suất dập cho phép

Tấm ghép bị cắt đứt đi qua các đỉnh: tương tự như trên, điều kiện bền cắt của tấm

ghép đi qua các biên

c    c

d e n

với e là khỏang cách từ đầu tấm ghép đến tâm lỗ đinh (mm);

Những ứng suất cho phép   c,   d,   k,   t c được cho trong bảng (2-1) của giáo trình chi tiết máy

4.2 Mối ghép nhiều hàng đinh: nghiên cứu mối ghép nối đầu có hai tấm đệm (hình 1-4)

Hình 1-4 Mối ghép nhiều hàng đinh

Đối với mối ghép nhiều hàng đinh dạng hỏng của đinh tán tương tự như mối ghépchồng 1 hàng đinh, còn đối với tấm ghép thì hiện tượng cắt đi qua các biên không xảy ra,nên chỉ còn có dạng hỏng bị kéo đứt đi qua các biên mà thôi

* Điều kiện bền kéo đứt đinh qua tâm các đỉnh.

Trong trường hợp này ở từng mặt cắt khác nhau thì F k và tải trọng tác dụng cũngkhác nhau

b Xét mặt cắt (2-2) 2 6 56

P P P

P k   

 

2 2

2 2

56( 2 )

3

3

P P P

P k   

 

3 3

3 3

Hình 1-5 Mối ghép nhiều hàng đinh

Kiểm tra an toàn cho mối ghép

a Điều kiện bền dập của đinh tán:

2

31

320000

190 / 7.12.20

n d d

Vậy d   d 320 nên đinh tán vẫn đảm bảo điều kiện bền dập

b Điều kiện bền cắt của đinh tán:

2 2

3

20 14 , 3 7 1

10 320 4 4

mm N d

Vậy c  c  150 nên đinh tán vẫn đảm bảo điều kiện bền cắt

Kiểm tra an toàn về kéo tấm.

a Ứng suất kéo phát ở tiết diện 1 và 3

2 3

3 ,

12 20 2 260

10 320

12 20 3 260 7

10 320 5 3

7

5

mm N d

So sánh  1 , 3 và  2 thì ta thấy  1 , 3   2 Vậy tiết diện 1 và 3 là nguy hiểm nhất về

phương diện kéo tấm

Ta thấy 1,3  k Vậy mối ghép bảo đảm độ bền kéo tấm

CHƯƠNG 2 MỐI GHÉP BẰNG HÀN

2 KHÁI NIỆM CHUNG

2.1 Định nghĩa và phân loại

a Định nghĩa

Mối ghép bằng hàn là mối ghép cố định không tháo rời được Hàn là phương phápdùng nhiệt để gắn chặt các chi tiết lại với nhau, nhờ lực liên kết giữa các phân tử kimloại Hiện nay mối ghép bằng hàn đang được sử dụng rất rộng rãi

b Phân loại: có nhiều phương pháp hàn, có thể phân thành nhiều nhóm

 Nhóm theo hình thức công nghệ: được chia làm 2 nhóm chính:

 Nhóm hàn ở trạng thái nóng chảy: nung kim loại đến trạng thái nóng chảy, đểchúng tự liên kết lại với nhau không cần lực ép chúng lại Thí dụ như hàn hồquang điện, hàn oxy-acetylen (gió đá)

 Nhóm hàn ở trạng thái nóng dẻo: nung kim loại đến trạng thái nóng dẻo, sau đóphải dùng lực ép chúng lại cho chúng liên kết với nhau Thí dụ hàn ở lò rèn,hàn điểm, hàn tiếp xúc…

 Nhóm theo công dụng: được chia làm 2 trường hợp: hàn chắc và hàn kín

 Nhóm theo hình dáng mối ghép: chia làm 3 trường hợp:

 Mối hàn giáp mối (đối đỉnh) (hình 2-1a)

2.2 Ưu và khuyết điểm

a Ưu điểm

 Kết cấu ghép bằng hàn có trọng lượng nhỏ hơn mối ghép đinh tán, dùng mối ghépbằng hàn thì kim loại giảm được khoảng (1530)% so với mối ghép bằng đinhtán, tiết kiệm được khoảng (3050)% so với đúc

 Dùng hàn để đảm bảo sức bền đều nguyên vật liệu được sử dụng hợp lý

 Dùng hàn có thể phục hồi một phần chi tiết bị mòn hoặc bị gãy

3 VẬT LIỆU VÀ ỨNG SUẤT CHO PHÉP

3.1 Vật liệu

Phương pháp hàn phổ biến hiện nay là hàn hồ quang điện và hàn gió đá Vì vậy hànthường thích hợp với vật liệu là thép ít và vừa cacbon, ví dụ CT2, CT3…

Đối với vật liệu có thành phần carbon cao rất khó hàn , vì khi hàn vật liệu chỗ hàn

dễ bị tôi cứng Tuy nhiên với kỹ thuật hàn hiện nay có thể hàn được tất cả các loại kimloại khác nhau

3.2 Ứng suất cho phép

Ứng suất cho phép của mối hàn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố:

 Tính chất của vật liệu làm que hàn

 Phương pháp hàn

 Tính chất của tải trọng tác dụng lên mối ghép

 Trình độ và kỹ thuật hàn

4 TÍNH TOÁN MỐI GHÉP BẰNG HÀN:

Tính toán mối ghép bằng hàn nhằm mục đích đảm bảo ứng suất lớn nhất phát sinhtrong mối hàn nhỏ hơn ứng suất cho phép Hiện nay có 2 phương pháp tính toán mốighép bằng hàn:

 Thiết kế kết cấu: là căn cứ vào tải trọng tác dụng, vật liệu làm que hàn và vật liệu

hàn, đẻ xác định chiều dài mối hàn từ đó thiết kế kết cấu

 Kiểm tra ứng suất cho phép: căn cứ vào kết cấu, kích thước mối hàn, vật liệu hàn,

que hàn và tải trọng tác dụng từ đó kiểm tra ứng suất cho phép

4.1 Mối hàn giáp mối (hình 2 – 2)

P

Mu

P Mu



Hình 2 - 2 Mối hàn giáp mối

 Mối hàn chịu kéo.

Điều kiện bền: khi ứng suất kéo sinh ra mối hàn nhỏ hơn ứng suất cho phép

 

b

M b

M W

 Mối hàn dọc chịu kéo: ứng suất được tính theo ứng suất cắt, tiết diện nguy hiểm là

tiết diện n-n là phân giác của mặt cắt mối hàn dọc, theo chiều dài mối hàn ứng suất

phân bố không đều nên thường hạn chế chiều dài l d  50

 Mối hàn dọc chịu uốn: ứng suất phân bố dọc theo chiều dài mối hàn như vậy ứng

suất cắt sinh ra trong mối hàn sẽ tạo thành moment ngẫu lực (nội lực) có cánh tay

đòn là l n cân bằng với moment ngoại lực

 

b Mối hàn ngang Phương của mối hàn thẳng góc với phương của lực tác dụng (hình 2

 Mối hàn chịu uốn: ứng suất cắt phân bố trong mối hàn chịu uống cũng tương tự

như ứng suất phát phân bố trên mặt cắt ngang của dầm chịu uốn

 

6

0,7 .6

c Mối hàn xiên và hổn hợp Phương của mối ghép hàn hổn hợp với phương của lực tác

dụng hợp với nhau một góc 900 Mối hàn hổn hợp thường là hỗn hợp của hàn dọc và hànngang hoặc dọc và xiên.( hình 2 - 5 )

Hình 2 - 4 Mối hàn ngang

Mu Mu

P



ln ld

 Mối hàn chịu kéo:cũng tương tự như mối hàn dọc và ngang chịu kéo ứng suất sinh

ra trong mối hàn là ứng suất cắt

và chịu kéo và uốn đồng thời Biết hai tấm thép có kích thước tiết hiện

Theo hình trên thì mối hàn thuộc hàn chồng mạch hàn ngang

với l n b 200mmchiều dài của một mối hàn

a Mối hàn chịu kéo:

2

3

/ 108 200 10 7 0 2

10 300

7 0

P n

  nên mối hàn đảm bảo an toan về độ bền kéo

b Mối hàn chịu uốn:

2

3

/ 8 , 12 200 10 7 0

10 3 6

7 0

6

mm N l

M n

u u

  nên mối hàn đảm bảo an toan về độ bền uốn

c Mối hàn chịu kéo và uốn đồng thời:

2

/ 8 ,

u c

k c

CHƯƠNG 3 MỐI GHÉP BẰNG REN 3.1 KHÁI NIỆM CHUNG

3.1.1 Cấu tạo và phân loại

Ghép bằng ren là loại ghép cố định tháo rời được, các bộ phận máy được ghép lạivới nhau nhờ các chi tiết có ren

Thí dụ: như bulông đai ốc, vít, vít cấy (hình 3 – 1)

3.1.2 Ưu và khuyết điểm

 Ưu: dễ sử dụng, dễ tháo lắp, giá thành rẻ.

 Khuyết: có sự tập trung ứng suất ở chân ren nên sức bền bị yếu đi, ren thường bị

mòn ở những mối ghép tháo lắp thường xuyên , chịu va đập kém

Bulông đai ốc Vít Vít cấy

Hình 3 – 1

3.2 REN.

3.2.1 Các thông số cơ bản của ren (hình 3 – 2)

 d, D đường kính danh nghĩa của bu lông và đai ốc, là đường kính hình trụ bao

quanh đỉnh ren của bu lông và đường kinh chân ren của đai ốc

 d D1, 1 đường kính trong của bu lông và đai ốc, là đường kính hình trụ bao quanhchân ren của bu lông và đỉnh ren của đai ốc

 d 2 ,D 2 đường kính trung bình của bu lông và đai ốc

 P bước ren là khoảng cách theo chiều trục giữa hai vòng ren kề nhau Nếu gọi Z là

số đầu mối ren thì giữa bước ren và bước xoắn liên hệ bởi hệ thức sau đây: S=Z.P.

(hình 3 -3)

Hình 3 – 2 Các thông số ren

Ren một đầu mối Ren hai đầu mối

 : góc nâng (góc hướng dẫn đường ren) là góc hợp bởi tiếp tuyến của đường xoắn

ốc, (đo trên đường kính trung bình), với mặt thẳng góc với trụ của bu lông Theo

định nghĩa ta có

2

S tg

d





3.2.2 Các loại ren thông dụng:

Tùy theo hình dáng của ren mà người ta chia ren ra làm các loại sau: ren tam giác renhình thang ren hình vuông, ren hình tròn

 Ren tam giác: Có mặt cắt ngang là hình tam giác, hiện nay ren tam giác được chia

làm 2 loại: Ren hệ mét và ren hệ Anh (hình 3 – 4)

 Ren hệ Mét: Tất cả các kích thước được đo bằng mm, góc đỉnh  600, đểtránh xước và cắt chân răng ở đỉnh và chân rang được hớt bằng hoặc lượntròn Ren hẹ mét hiện nay có trong tiêu chuẩn Việt Nam và ký hiệu M ví dụM8, M10…

S=2P S=P

 Ren hệ Anh Tất cả các kích thước được đo bằng inch, 1 inch=25,4mm, góc

đỉnh  550, để tránh dập xước , đỉnh và chân răng được hớt bằng Ren hệAnh hiện nay không có trong tiêu chuẩn Việt Nam

Ren tam giác đều Ren tam giác cân

Hình 3 – 4

 Ren hình thang: Có mặt cắt ngang là hình thang, cân hoặc không cân ren hình thang

không cân còn được gọi là ren răng cưa , góc đỉnh  300 Ren hình thang hiện nay

có trong tiêu chẩn Việt Nam và ký hiệu Tr Ví dụ Tr8, Tr10 …Được sử dụng nhiềutrong các chi tiết truyền động (hình 3 – 5)

 Ren hình vuông: có mặt cắt ngang là hình vuông, hoặc hình chữ nhật Ren hình

vuông hiện nay không có trong tiêu chuẩn Việt Nam, vì sức bền thấp so với tất cảcác loại ren khác có cùng bước ren (hình 3 – 6)

Hình 3 – 5 Ren hình thang

 Ren hình tròn: có mặt cắt ngang là nửa hình tròn Ren hình tròn hiện nay có trong

tiêu chuẩn Việt Nam, và ký hiệu Rd, Ví dụ Rd8, Rd10…Được sử dụng nhiều trongcác mối lắp thường xuyên (hình 3 – 6)

Ren hình vuông Ren hình tròn

Hình 3 – 6

Tùy theo hướng của đường xoắn ốc chia làm 2 loại: ren phải và ren trái

3.3 CÁC CHI TIẾT THƯỜNG DÙNG TRONG MỐI GHÉP REN.

3.3.1 Bu lông thường (hình 3 – 8).

 Bu lông: Bu lông thường là 1 thanh trụ tròn, thân bu lông có ren dùng để vặn đai

ốc , đầu bu lông cao hơn , có hình dáng là hình vuông, tròn , ngũ giác, lục giác, bátgiác, hoặc các hình đặt biệt khác…nhưng thông dùng là lục giác

Hình 3 – 7Ren phải - trái

Hình 3 – 8

 Đai ốc: Cũng tương tự như đầu bu lông , đai ốc cũng có nhiều hình dáng khác

nhau, nhưng thường sử dụng là đai ốc hình lục giác, đai ốc dùng để vặn vào bu lônghoặc vít cấy

 Vòng đệm: Là vòng thép mỏng đặt giữa đai ốc và chi tiết ghép, dùng đẻ bảo vệ bề

mặt chi tiết ghép, đồng thời làm tăng diện tích tiếp xúc của bề mặt chi tiết ghép vớiđai ốc, vòng đệm có nhiều loại, phẳng vênh hoặc các hình dáng khác…

 Các biện pháp không cho đai tự lỏng: Trong các mối ghép bằng ren khi chịu tải

trọng động, va đập… hệ số ma sát giữa các bề mặt ren, đai ốc và bu lông giảm dần,sau một thời gian làm việc đai ốc sẽ lỏng ra làm cho mối ghép mất khả năng làmviệc Muốn tránh tình trạng trên thường dùng các biện pháp sau đây dể không chođai ốc tự lỏng

 Dùng thêm chi tiết phụ để tăng thêm ma sát cho bề mặt bu lông và đai ốc: dùngvòng đệm vênh, hoặc thêm đai ốc phụ

 Dùng thêm chi tiết phụ để cố định không cho đai ốc tự lỏng (xoay): dùng chốtchẻ , đệm gập, đệm có cánh

 Gây biến dạng dẻo cục bộ: chỉ sử dụng trong những mối ghép, không hoặc íttháo lắp, hàn hoặc đột

3.3.2 Bu lông đặt biệt (hình 3 – 19).

Hình 3 – 9 Bulông đặt biệt

 Bu lông nền: dùng để cố định bệ máy trên nền, bu lông nền không có tiêu chuẩn,

các kích thước được định tuỳ theo điều kiện làm việc cụ thể

 Bu lông vòng (vít vòng): là biến thể của vít , đầu vít có hình vành khuyên, được

bắt vào vỏ máy, vỏ động cơ điện, vỏ hợp tốc độ dùng để nâng hoặc vận chuyểncác vật nặng

 Bu lông treo: (Móc treo), thường gọi là móc treo, dùng để treo móc, vận chuyển

Hình 3 – 10 Tải trọng dọc

3.4 CÁC DẠNG HỎNG VÀ CÁC CHỈ TIÊU TÍNH TOÁN MỐI GHÉP REN.

3.4.1 Các dạng hỏng

Bulông chịu tác dụng của tải trọng tĩnh thường rất ít hỏng, khi quá tải bulông có thểkéo đứt, hoặc ren bulông bị cắt và dập, trong những mối ghép bị tháo lắp thường xuyên,ren thường bị mòn…

Trong tính toán hoặc trong thiết kế, bulông thường được tính theo sức bền kéo để

tính đường kính d1 từ đó tìm đường kính danh nghĩa d hoặc các kích thước khác của

bulông theo tiêu chuẩn

3.4.2 Tính toán mối ghép ren:

Mối ghép ren thường có 2 loại: ren ghép lỏng và ren ghép chặt

a Mối ghép lỏng:

Trong mối ghép này đai ốc được vặn vừa tới để giữ cho các tấm ghép không táchrời nhau

 Mối ghép lỏng chịu tác dụng của tải trọng dọc trục: trong mối ghép này nếu tải

trọng lớn mối ghép không đảm bảo bền thì bulông sẽ bị kéo đứt: (hình 3 – 10)

Mz

 Mối ghép lỏng chịu tác dụng của tải ngang (hình 3 – 11): trong mối ghép này bản

thân bu lông đóng vai trò như đinh tán, nếu tải trọng lớn mối ghép không đảm bảobền thì bulông sẽ cắt và dập

Điều kiện bền cắt: c  c

d i n

4

(3-2a)

Điều kiện bền dập: d  d

d n

 n: là số bulông trong mối ghép.

 i: là số mặt chịu cắt của mỗi bulông.

 : chiều dày tấm ghép (mm) với   2 1, nếu   2 1 thì thay  bằng 21

vao công thức (3-2b)

b Mối ghép chặt:

Trong mối ghép này cần phải vặn chặt đai ốc trước khi có ngoại lực tác dụng Nhưvậy khi chưa chịu của tải trọng thì bản thân bulông đã chịu ứng suất kéo do lực xiết khivặn chặt đai ốc và ứng suất xoắn do ma sát trên ren của bulông và đai ốc gây nên

 Mối chép chặt không chịu tác dụng thêm của ngoại lực nào cả: (hình 3 – 12)

25Hình 3 – 11 Tải trọng ngang

Nếu gọi V là lực kéo sinh ra khi xiết chặt đai ốc M z là momen xoắn sinh ra khi vặn

chặt đai ốc, thì giữa M z và V có liên hệ bởi hệ thức sau đây.

Trong đó:  là góc nâng;  = arctgf ; f là hệ số ma sát.

 Ứng suất kéo do lực xiết gây nên 2

1

4

k k

Đối với ren tiêu chuẩn: d2 =1,12d1, (d =1,25d1), =2030’, f = 0,2

Thay tất cả các hệ số trên vào ta được : 2  

1

41,3 1,3

V d

Hình 3 – 13

 Mối ghép chặt chịu tác dụng của tải trọng kéo lệch tâm: bulông chịu tác dụng của

lực kéo lệch tâm, khi mặt tựa của chi tiết ghép không trùng với mặt tựa của đai ốc

khi kết cấu gây nên Nếu gọi e là khoảng cách từ lực kéo lệch tâm đến bulông thì.

M u = V.e (Hình 3 – 13)

 Ứng suất kéo do lực siết V gây nên: 2

1

4

k k

u u u

2 1

0,1

4 0, 4

u

k

V d V d

V d

P

bằng cách dùng vòng đệm nghiên, hoặc phay để mặt tựa của đai ốc hoặc bu lôngtrùng với mặt tựa chi tiết ghép

 Mối ghép chặt chịu tác dụng của tải trọng ngang: (hình 3 – 14)

Trong mối ghép này cần phải vặn chặt đai ốc để tạo lực siết V ép chặt các tấm

ghép lại với nhau, để tạo nên lực ma sát giữ cho các tấm ghép không chuyển động

tương đối với nhau, khi chịu tác dụng của tải trọng ngang Muốn vậy: V.i.f > P

P K

2 0 1

5 1

.







Trong trường hợp này lực siết V lớn gấp 7,5 lần tải trọng ngang, ngoài ra lực siết

V không ổn định và khó kiểm tra, nên mối ghép trong trường hợp này làm việc

không đảm bảo và không có lợi, hợp lý nhất là dùng thêm các chi tiết phụ, đẻ chịulực ngang thay cho bulông, giữ cho các tấm ghép không bị trượt, bulông chỉ cầnsiết đầy đủ để cho các tấm ghép không tách ra

Vậy điều kiện bền như sau: 2 2  

P P

P P

trong mối ghép như hình vẽ

Mà d1 = 0,8.d nên 1 25, 75

320,8 0,8

d

Vậy chọn d = 32mm.

Hình 4-1 Then – Trục then

CHƯƠNG 4 MỐI GHÉP THEN VÀ TRỤC THEN 4.1 KHÁI NIỆM CHUNG

4.1.1 Khái niệm.

a Then: Then là chi tiết số (1) được lắp trên rãnh trục số (2), tất cả được lồng vào may-ơ

số (3) Trên may-ơ cũng có gia công rãnh có kích thước phù hợp với kích thước và hìnhdáng của then để trục và then có thể lồng vào (hình 4-1)

b Trục then: Trục then gồm nhiều then được chế tạo liền trục Trên may–ơ cũng có gia

công rãnh có kích thước phù hợp với kích thước và hình dáng của trục then để trục then

có thể lồng vào

 Công dụng của then và trục then dùng để truyền moment xoắn từ trục sang may-ơ

và ngược lại.

4.1.2 Ưu và khuyết điểm

a Then

 Ưu: cấu tạo đơn giản dễ tháo lắp, dễ sử dụng, giá thành rẻ.

 Khuyết: truyền moment xoắn nhỏ, khó đảm bảo độ đồng tâm giữa trục và may-ơ,

vì phải gia công rảnh then trên trục do đó có sự tập trung ứng suất ở chân rảnhthen nên làm cho trục bị yếu đi

 Then ghép lỏng (hình 4-2): Là mối ghép then khi mặt làm việc của then là các mặt

bên, trong mối ghép này có độ hở hướng tâm (kính) Trong mối ghép này thenthường sử dụng 3 loại: Then bằng (a), Then bán nguyệt (b)

a) b)

Hình 4-2

 Then ghép chặt (hình 4-3): là loại then khi ghép, mặt làm việc của then là các mặt

trên và dưới, trong mối ghép này có độ hở ở hai mặt bên Trong mối ghép này thenthường sử dụng là loại then vát

4.2.2 Tính toán mối ghép then:

a Then bằng: khi làm việc, mặt làm việc là 2 mặt bên, nên dạng hỏng chủ yếu là cắt và

dập Do đó khi tính toán chỉ tính theo điều kiện bền cắt và dập

Hình 4-4aKhi truyền môment cho may-ơ (hoặc ngược lại) thì then bị dập ở hai mặt bên với diện

tích bị dập làF d l2h, đồng thời bị cắt với diện tích F c b.l

Giả thiết lực dập phân bố điều trên diện tích bị dập, thì ta có thể hợp lại được thành một

lực P đặt cách tâm O một đọan d/2, vậy

d

M P

d P

z

2 2



M z

b l

h

d

a) b)

Hnh 4-3

b Then vát: giả sử ta có mối ghép bằng then vát như hình vẽ, do đóng chặt then nên

mặt trên của then sẽ ép chặt vào đáy rảnh may-ơ, mặt dưới sẽ ép chặt vào đáy rảnh trục.Khi truyền moment xoắn thì áp lực sẽ phân bố lại như hình dưới

Xét điều kiện cân bằng của then:

0



m => N.x – F.h = 0 với F=f.N => x = f.h (a)Xét điều kiện cân bằng của trục:

0



m => M z –2 f.N d2 – N.x= 0 với x = f.h => N = (M z )

f h d (b)

Ứng suất phát sinh trong then gây ra bởi áp lực căng N là ứng suất dập, ứng xuất nầy

phân bố theo quy luật hình tam giác trên mặt cắt ngang, nên N d.b

d h f

4.3.1 Phân loại mối ghép then hoa được phân loại theo nhiều trường hợp sau:

 Theo điều kiện làm việc: chia làm 2 trường hợp:

 Ghép cố định: may-ơ ghép cố định với trục

 Ghép di động: may-ơ ghép cĩ thể di chuyển dọc theo chiều trục

 Theo dạng răng cưa: chia làm 3 trường hợp

 Dạng răng chữ nhật (a): được sử dụng rất rộng rãi

 Dạng răng thân khai (c): có nhiều ưu điểm so với dạng răng chữ nhật, nhưng

ít sử dụng vì khó gia công, giá thành đắt Ưu điểm ứng suất tập trung ở chânrăng nhỏ, độ bền cao dễ đảm bảo độ đồng tâm giữa may-ơ và trục

 Dạng răng tam giác (b) : ít được sử dụng, chỉ sử dụng trong trường hợp truyền moment xoắn nhỏ

Hình 4-5

 Theo cách định tâm khi ghép:

 Đinh tâm theo đường kính ngồi D (a)

 Định tâm theo đường kính trong d (b), chế tạo dễ hơn.

 Hai cách này thường dùng cho mối ghép địi hỏi độ đồng tâm cao

 Định tâm theo mặt bên b (c): loại này độ đồng tâm khơng cao nhưng lực phân

bố đều trên các răng nên thường sử dụng để truyền moment xoắn lớn

abc

d d Z F

Mz

(D b  d a  f r l (Răng chữ nhật, f là độ vát đỉnh răng, r là bán kính góc lượng)

F d = 0,8m.l (thân khai), m là môdun.

Ví dụ

Kiểm tra bền mối ghép bằng then bằng để lắp bánh răng trên trục, biết trục làm bằng

thép có đường kính được d = 50mm Truyền moment xoắn M z = 135Nm, biết then có

chiều dài l = 50mm, b = 16mm, h = 10mm, biết then có [ ]d = 100N/mm2 , [ ]c = 87N/mm2

10.135

10.135

=6,7N/mm2

Vậy c 6,7< [ ]c = 87 nên then đảm bảo điều kiện bền cắt tóm lại then đảm bảo điều kiện bền

Dây đai Bánh đai

CHƯƠNG 5 TRUYỀN ĐỘNG ĐAI 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG

5.1.1 Phương pháp truyền động.

a Cấu tạo: bao gồm 3 bộ phân chính là bánh đai dẫn 1, bánh đai bị dẫn 2 và dây đai 3

bao quanh các bánh đai (Hình 5-1)

Hình 5-1 Sơ đồ truyền động đai

b Nguyên lý làm việc: Bộ truyền đai làm việc theo nguyên lý ma sát Nhờ ma sát giữa

dây đai và bánh đai, nên khi bánh dẫn quay kéo theo bánh bị dẫn quay, nhờ đó cơnăng truyền từ bánh này sang bánh kia

c Phân loại:

Theo tiết diện ngang của dây đai ta chia làm 5 loại: đai dẹt (Hình 5.2a), đai thang(Hình 5.2c), đai lược (Hình 5.2b), đai tròn (Hình 5-2d), đai răng (Hình 5-2e)

Hình 5-2 Các dạng đai a) Đai dẹt; b) Đai lược; c) Đai thang; d) Đai tròn; e) Đairăng

5.1.2 Ưu và khuyết điểm

a Ưu điểm:

+Có thể truyền khoảng cách giữa 2 trục khá xa (>15m)

+Làm việc êm và không ồn nhờ độ dẻo của đai, do đó có thể truyền chuyển động vớivận tốc lớn

+Đề phòng quá tải của động cơ do sự trượt trơn của đai khi quá tải

+Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ sử dụng và giá thành rẻ

b Khuyết điểm:

+Tỷ số truyền không ổn định, do có sự trượt đàn hồi, trượt trơn trên đai

+Lực tác dụng lên ổ lớn làm ổ mau mòn

+Kích thước bộ truyền lớn hơn so với các truyền động khác

+Tuổi thọ thấp (1000-5000 giờ), nhất là đối với các bộ truyền kích thước nhỏ làmviệc với tốc độ cao

5.1.3 Các kiểu truyền động đai

a Truyền động thường: Dùng truyền động giữa 2 trục song song và quay cùng chiều.