Đang tải... (xem toàn văn)
Đây là toàn bộ đề cương đã được biên soạn sẵn của bộ môn chi tiết máy. Tài liệu này bao gồm đầy đủ nội dung của các câu hỏi có trong đề thi kết thúc môn học này. Các bạn chỉ cần tải về và ôn tập theo nội dung trong tài liệu
Đề cương Chi Tiết Máy Đề cương Chi Tiết Máy Các tiêu chủ yếu khả làm việc chi tiết máy Độ bền Độ bền khả tiếp nhận tải trọng chi tiết máy mà không bị phá hỏng (không bị biến dạng dư mức cho phép không bị phá huỷ) Độ bền tiêu quan trọng phần lớn chi tiết máy Người ta phân biệt hai dạng phá hỏng phá hỏng tĩnh phá hỏng mỏi mà chúng liên quan đến độ bền tĩnh độ bền mỏi Phá hỏng tĩnh xảy ứng suất làm việc vượt giới hạn bền tĩnh vật liệu thường tải đột ngột gây nên Phá hỏng mỏi tác dụng lâu dài ứng suất thay đổi có giá trị vượt giới hạn bền mỏi vật liệu Độ cứng Độ cứng CTM khả chống lại biến dạng đàn hồi thay đổi hình dáng chịu tải Cần phân biệt độ cứng thể tích độ cứng bề mặt Độ cứng thể tích liên quan đến biến dạng tồn khối vật liệu chi tiết độ cứng bề mặt liên quan đến biến dạng lớp bề mặt chi tiết Độ bền mòn Độ bền mòn khả chống lại suy giảm chiều dày lớp bề mặt tiếp xúc CTM Mòn kết tác dụng ứng suất tiếp xúc áp suất bề mặt tiếp xúc trượt tương điều kiện khơng có bơi trơn ma sát ướt o Tác hại mịn - Làm giảm độ xác máy, đặc biệt dụng cụ đo; - Giảm hiệu suất máy, đặc biệt thiết bị động lực với hệ thống pít tơng xi lanh; - Giảm độ bền chất lượng lớp bề mặt hiệu lực (ví dụ lớp nhiệt luyện, phun phủ, tăng bền); - Làm tăng khe hở liên kết động, dẫn tới tải trọng động tăng gây ồn; - Mịn nhiều làm hồn tồn khả làm việc CTM o Biện pháp giảm mài mịn Vì độ mịn tốc độ mịn phụ thuộc vào nhiều yếu tố, mà chủ yếu ứng suất tiếp xúc áp suất, vận tốc trượt, hệ số ma sát, chống mịn vật liệu, bơi trơn Do đó, biện pháp giảm mài mịn là: - Chọn vật liệu phối hợp vật liệu bề mặt đối tiếp hợp lý để giảm ma sát, nhiệt chống dính tốt Lê Hồng Vinh – ND13 Page Đề cương Chi Tiết Máy - Chọn chế độ công nghệ gia công hợp lý, thay đổi tính bề mặt nhiệt luyện, phun phủ tăng bền, mạ - Vận hành máy chế độ, bơi trơn che kín tốt Độ chịu nhiệt o Khái niệm Độ chịu nhiệt CTM khả làm việc bình thường phạm vi nhiệt độ cần thiết Trên thực tế nhiệt sinh thường ma sát cấu máy, đặc biệt chỗ chi tiết tiếp xúc bị trượt nhiều, bôi trơn o Tác hại nhiệt - Làm giảm khả tải CTM; - Làm giảm độ nhớt dầu bôi trơn, tăng độ mịn dễ gây dính; - Biến dạng nhiệt gây cong vênh làm giảm khe hở chi tiết ghép; - Làm sai lệch độ xác máy dụng cụ đo Độ chịu dao động o Khái niệm Độ chịu dao động CTM khả làm việc bình thường điều kiện cụ thể mà không bị rung động mức cho phép Trên thực tế, dao động thường sinh nguyên nhân máy làm việc có chuyển động khứ hồi, vật quay không cân bằng, CTM không đủ độ cứng, nguồn dao động từ bên o Ảnh hưởng dao động đến khả làm việc CTM - Gây tải trọng động phụ có chu kỳ kèm theo ứng suất thay đổi làm CTM dễ bị hỏng mỏi - Làm giảm độ xác máy, làm giảm độ xác độ nhẵn bề mặt chi tiết gia công Làm giảm tuổi thọ máy dụng cụ cắt - Gây tiếng ồn, truyền bánh ổ lăn Lê Hoàng Vinh – ND13 Page Đề cương Chi Tiết Máy Khái niệm, phân loại, ưu nhược điểm phạm vi sử dụng truyền động đai ? Khái niệm cấu tạo Truyền động đai thực việc truyền chuyển động công suất trục nhờ ma sát sinh bề mặt tiếp xúc dây đai với bánh đai a) b) c) d) f) e) Hinh 1: Truyền động đai Dạng đơn giản truyền động đai có cấu tạo gồm bánh đai chủ động 1, bánh đai bị động dây đai (hình 1a) Trong số trường hợp người ta dùng thêm bánh căng đai (hình 1e) nhằm tăng góc ơm bánh đai giảm nhẹ thiết bị căng đai Phân loại Theo hình dáng tiết diện dây đai phân ra: - Truyền động đai dẹt: tiết diện dây đai hình chữ nhật, bánh đai hình trụ trơn - Truyền động đai thang: tiết diện dây đai hình thang cân (Hình 1c); - Truyền động đai lược: tiết diện đai hình lược (Hình 1d) - Truyền động đai trịn: tiết diện đai hình trịn (Hình 1e); - Truyền động đai răng: truyền lực nhờ ăn khớp đai với bánh đai (Hình 1f); Lê Hoàng Vinh – ND13 Page Đề cương Chi Tiết Máy Theo vị trí tương đối chiều quay bánh đai phân ra: - Truyền động đai thường: Truyền động hai trục song song quay chiều (Hình 1a); - Truyền động chéo: Dây đai bắt chéo dùng để truyền động hai trục song song quay ngược chiều (Hình 2b); - Truyền động nửa chéo: Dây đai bắt nửa chéo dùng cho hai trục chéo (Thường chéo góc 900 (Hình 2c); - Truyền động góc: Dùng cho hai trục cắt (thường vng góc với nhau); cần có bánh đổi hướng (Hình 2d) Trong truyền động kể trên, truyền động đai thường dùng phổ biến a) b) c) d) Q e) Bánh căng đai f) Bánh bị dẫn Bánh dẫn Hình 2: Các sơ đồ truyền động đai Ưu nhược điểm phạm vi sử dụng a- Ưu điểm - Có khả truyền chuyển động trục xa nhau; - Làm việc êm không ồn; - Giữ an toàn cho chi tiết máy động bị tải nhờ tượng trượt trơn; - Có thể truyền chuyển động cho nhiều trục (h.6.2f); - Kết cấu đơn giản, bảo quản dễ, giá thành hạ b- Nhược điểm - Khuôn khổ kích thước lớn (với điều kiện làm việc, đường kính bánh Lê Hồng Vinh – ND13 Page Đề cương Chi Tiết Máy đai lớn đường kính bánh khoảng lần); - Tỷ số truyền không ổn định, hiệu suất thấp có trượt đàn hồi; - Lực tác dụng lên trục ổ lớn phải căng đai (so với truyền động bánh lớn gấp ÷ lần); - Tuổi thọ dây đai thấp c- Phạm vi sử dụng - Do thích hợp với vận tốc cao nên thường lắp đầu vào hộp giảm tốc; - Thường dùng cần truyền động khoảng cách trục lớn, công suất truyền dẫn khơng q 40 ÷ 50 kw, vận tốc vịng từ đến 30 m/ s; - Tỷ số truyền u “ với đai dẹt u “ 10 với đai thang Lê Hoàng Vinh – ND13 Page Đề cương Chi Tiết Máy Khái niệm, phân loại, ưu nhược điểm phạm vi sử dụng truyền động bánh ? Khái niệm Truyền động bánh thực truyền chuyển động tải trọng nhờ ăn khớp bánh Phân loại Có thể phân loại truyền động bánh theo đặc điểm hình học chức sau: d) a) b) a) e) c) g) h) i) Hình 3: Các loại truyền động bánh Theo vị trí tương đối trục phân ra: - Truyền động trục song song: truyền động bánh trụ thẳng, nghiêng chữ V (hình 3.a,b,c) - Truyền động trục cắt nhau: truyền động bánh côn thẳng, nghiêng cung trịn (hình 3.f,g) - Truyền động trục chéo (truyền động hypebôlôit): Truyền động bánh trục chéo, truyền động bánh côn chéo (truyền động hypơit)(hình 3d,e) Theo tính chất di động đường tâm bánh phân ra: - Truyền động bánh thường: đường tâm bánh cố định - Truyền động bánh hành tinh: có trục nhiều bánh di động mặt phẳng quay Theo phương so với đường sinh phân ra: - Truyền động bánh thẳng - Truyền động bánh nghiêng, cong (truyền động bánh răng cong) Lê Hồng Vinh – ND13 Page Đề cương Chi Tiết Máy Theo vị trí tâm bánh so với tâm ăn khớp phân ra: - Truyền động bánh ăn khớp ngoài: tâm bánh hai phía so với tâm ăn khớp - Truyền động bánh ăn khớp (hình 3h): tâm bánh phía so với tâm ăn khớp Theo dạng prôfin phân ra: - Truyền động bánh thân khai - Truyền động bánh xyclơit - Truyền động bánh Novikov (cung trịn) Theo điều kiện làm việc truyền phân ra: - Truyền động bánh chịu lực: dùng để truyền cơng suất, kích thước xác định theo độ bền - Truyền động bánh không chịu lực: thực chức động học, kích thước khơng cần xác định theo độ bền Ưu nhược điểm phạm vi sử dụng So với dạng truyền động khác, truyền động bánh có ưu điểm sau: Ưu điểm: - Kích thước nhỏ, khả tải lớn - Tuổi thọ cao, làm việc tin cậy - Hiệu suất cao, đạt 0,97 0,99 - Tỉ số truyền không đổi Nhược điểm: - Chế tạo phức tạp, yêu cầu độ xác cao - Gây ồn vận tốc lớn Phạm vi sử dụng: - Sử dụng rộng rãi: sử dụng đồng hồ, khí cụ hay máy hạng nặng - Phạm vi sử dụng lớn công suất, tốc độ tỉ số truyền (V tới 200 m/s, P tới hàng chục nghìn kW, tỉ số truyền tới hàng trăm, chí hàng nghìn nhiều cấp) Các dạng hỏng tiêu tính tốn a- Các dạng hỏng Truyền động bánh có dạng hỏng chủ yếu sau: - Gãy Gãy dạng hỏng nguy hiểm làm truyền khả làm việc mà nhiều làm hỏng chi tiết máy khác trục, ổ… Gẫy hai nguyên nhân: tác dụng lâu dài ứng suất uốn thay đổi có chu kỳ tải.Vết gãy thường bắt đầu chân răng, Lê Hoàng Vinh – ND13 Page Đề cương Chi Tiết Máy chỗ góc lượn , nơi tập trung ứng suất Nếu bánh quay chiều vết nứt xuất phía chịu kéo.Với nghiêng chữ V, thường gãy theo tiết diện xiên đường tiếp xúc nằm chếch bề mặt Để tránh dạng hỏng cần tính theo độ bền mỏi uốn, kiểm nghiệm ứng suất uốn tải theo điều kiện bền tĩnh Có thể tăng sức bền uốn cho cách: tăng mô đun, dịch chỉnh bánh răng, nhiệt luyện, tăng bán kính góc lượn chân nâng cao độ nhẵn bề mặt lượn chân - Tróc mỏi bề mặt răng: Là dạng hỏng bề mặt chủ yếu truyền bơi trơn tốt Tróc tác dụng lâu dài ứng suất tiếp xúc thay đổi theo chu kỳ Tróc thường bắt đầu vùng gần tâm ăn khớp (về phía chân răng) ứng suất tiếp xúc lớn thường có đơi ăn khớp Do chiều vết nứt hình vẽ nên tróc xẩy phần chân phần này, ăn khớp miệng vết nứt vào tiếp xúc trước dầu bị nén lại làm cho vết nứt phát triển, gây tượng tróc Tróc làm mặt nhẵn, dạng bị méo mó, tải trọng động tăng, khó hình thành màng dầu bơi trơn khiến bị mịn xước nhanh, truyền nóng, rung ồn Để tránh tróc rỗ cần tính theo độ bền mỏi tiếp xúc Có thể nâng cao sức bề dịch chỉnh góc, nâng cao độ xác chế tạo độ nhẵn bề mặt - Mòn Xảy truyền bôi trơn không tốt truyền hở truyền kín có hạt mài mòn rơi vào Răng bị mòn nhiều đỉnh chân vận tốc trượt lớn Mòn làm dạng thay đổi, tải trọng động tăng, tiết diện giảm cuối bị gãy Để giảm mịn dùng biện pháp: Nâng cao độ rắn độ nhẵn mặt răng, giữ khơng cho hạt mài mịn rơi vào, giảm vận tốc trượt cách dịch chỉnh, dùng dầu bôi trơn thích hợp - Dính Thường xảy truyền chịu tải lớn, vận tốc cao Nhất cặp bánh vật liệu không bề mặt Do chỗ tiếp xúc nhiệt độ sinh cao dẫn đến phá huỷ màng dầu bôi trơn làm tiếp xúc trực tiếp với Khi chuyển động điều kiện nhiệt độ áp suất cao, mảnh kim loại bị dứt khỏi bề mặt bánh bám lên bề mặt bánh gây dính Dính làm bề mặt bị xước, dạng bị hỏng Để tránh dính cần phối hợp cặp vật liệu thích hợp, hiệu dùng dầu chống dính Ngồi cịn dùng biện pháp giống chống mịn Ngồi bốn dạng hỏng trên, truyền động bánh xuất dạng hỏng: - Biến dạng dẻo bề mặt: xảy với bánh thép có độ rắn thấp, chịu tải nặng, vận tốc thấp Lê Hoàng Vinh – ND13 Page Đề cương Chi Tiết Máy - Bong bề mặt răng: xảy bánh thấm bon, thấm ni tơ bề mặt chất lượng nhiệt luyện kém, chịu tải lớn b- Chỉ tiêu tính Từ dạng hỏng trên, để bánh làm việc lâu dài, cần tính tốn bánh theo tiêu sau: - Tính độ bền tiếp xúc nhằm tránh tróc rỗ mỏi đồng thời hạn chế mịn dính theo điều kiện: [ ], với [ ] ứng suất tiếp xúc cho phép xác định từ thực nghiệm, áp dụng với truyền kín, bơi trơn đầy đủ - Tính độ bền uốn đề tránh gãy răng, xuất phát từ điều kiện: [ ], áp dụng với truyền hở bôi trơn - Kiểm nghiệm tải đề phòng gãy giòn biến dạng dẻo bề mặt Lê Hoàng Vinh – ND13 Page Đề cương Chi Tiết Máy Truyền động trục vít bánh vít Khái niệm Truyền động trục vít dùng để truyền chuyển động tải trọng hai trục chéo Góc hai trục thường 90 Thơng thường trục vít khâu dẫn động a) b) c) Hình.4: Truyền động trục vít- bánh vít Phân loại Hình 5: Các loại truyền động trục vít- bánh vít Theo biên dạng ren trục vít phân ra: - Trục vít Acsimet (hình 5a): có cạnh ren thẳng mặt cắt dọc chứa đường tâm trục vít Giao tuyến mặt ren với mặt cắt ngang (vuông góc với trục) đường xoắn Acsimet - Trục vít Convolut (hình 5b): có cạnh ren thẳng mặt cắt pháp tuyến; giao tuyến mặt ren với mặt cắt ngang đường thân khai kéo dài Trục vít Convolut dễ gia công phương pháp phay mài (do có cạnh ren thẳng mặt cắt pháp tuyến) - Trục vít thân khai (hình 5c): có cạnh ren thẳng mặt cắt tiếp xúc với mặt trụ sở Giao tuyến mặt ren với mặt cắt ngang đường thân khai Trục vít thân khai mài ren dùng phương pháp mài đá định hình (phải sửa đá phức tạp) mài đá dẹt – địi hỏi phải có máy mài trục vít chun dùng Lê Hồng Vinh – ND13 Page 10 Đề cương Chi Tiết Máy tải trọng, không đánh giá ảnh hưởng tập trung ứng suất kết cấu gây nên gia công nhiệt luyện - Trục không đủ độ cứng: làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng làm việc tiết máy có liên quan Trục bị võng nhiều làm thay đổi khe hở ngõng trục ổ trục, đồng thời ảnh hưởng đến tiếp xúc xác chi tiết máy quay Trục máy cắt kim loại khơng đủ độ cứng uốn làm giảm độ xác độ nhẵn bề mặt chi tiết gia công - Hỏng bề mặt ngõng trục: xẩy với bề mặt ngõng trục lắp ổ trượt mà chất lượng nhiệt luyện - Trục bị dao động nhiều: xẩy với trục quay nhanh mà chi tiết lắp trục bị lệch tâm, hệ thống cứng vững Dao động lớn gây tải trọng động phụ chu kỳ làm gẫy trục cộng hưởng b Chỉ tiêu tính Trục bị gẫy mỏi dạng hỏng chủ yếu trục, độ bền mỏi tiêu chủ yếu khả làm việc trục Tính tốn trục độ bền mỏi có ý nghĩa định tính tốn thiết kế trục Bên cạnh tính trục độ bền mỏi, cần tính kiểm nghiệm trục độ cứng q tải Với trục quay nhanh, cần tính tốn trục dao động trục Lê Hoàng Vinh – ND13 Page 17 Đề cương Chi Tiết Máy Ổ lăn Cơng dụng cấu tạo: Hình 8.1: ổ lăn Lê Hoàng Vinh – ND13 Ổ lăn loại ổ mà tải trọng truyền từ trục đến gối trục phải qua lăn Nhờ có lăn nên ma sát ổ ma sát lăn Ổ lăn (h.8.1) gồm vịng ngồi 1, vịng 2, lăn vịng cách Vịng vịng ngồi thường có rãnh để dẫn hướng cho lăn để giảm ứng suất Vòng lắp với ngõng trục, vòng ngồi lắp với gối trục (vỏ máy, thân máy) Vịng thường quay với trục, cịn vịng ngồi đứng n Tuy nhiên có vịng ngồi quay với gối trục vòng đứng yên với trục Con lăn bi đũa, lăn rãnh lăn Vịng cách có tác dụng ngăn cách lăn không cho chúng tiếp xúc với Page 18 Đề cương Chi Tiết Máy Phân loại Theo hình dáng lăn phân ra: ổ bi ổ đũa ổ kim biến thể ổ đũa trụ dài Hình 8.2: Các loại ổ bi Hình 8.3: Các loại ổ đũa Theo khả chịu tải trọng phân ra: - Ổ đỡ: chịu lực hướng tâm chủ yếu (h.8.2a,b h.8.3a,b,c,e) - Ổ chặn: chịu lực dọc trục (h.8.2.e h.8.3đ) - Ổ đỡ chặn: chịu đồng thời lực hướng tâm lực dọc trục (h.8.2c,d h.8.3d); - Ổ chặn đỡ: chịu lực dọc trục đồng thời chịu lực hướng tâm Theo số dãy lăn phân ra: ổ dãy, hai dãy, bốn dãy Theo cỡ đường kính ngồi chiều rộng ổ lăn (với đường kính trong) chia ra: ổ đặc biệt nhẹ, nhẹ, nhẹ rộng, trung bình, trung bình rộng, nặng Theo khả tự lựa ổ: ổ tự lựa ổ khơng tự lựa ổ lăn tự lựa có mặt vịng ngồi mặt cầu, nhờ góc nghiêng vịng vịng ngồi tới 230 Ưu nhược điểm phạm vi sử dụng So với ổ trượt, ổ lăn có ưu điểm sau: - Hệ số ma sát nhỏ, khoảng 0,00120,0035 ổ bi 0,0020,006 ổ đũa Lê Hoàng Vinh – ND13 Page 19 Đề cương Chi Tiết Máy - Chăm sóc bơi trơn đơn giản, tốn vật liệu bơi trơn - Kích thước chiều rộng ổ lăn nhỏ chiều rộng ổ trượt có đường kính ngõng trục - Mức độ tiêu chuẩn hố tính lắp lẫn cao; thuận tiện cho việc sửa chữa thay Giá thành chế tạo tương đối thấp chế tạo loạt lớn Tuy nhiên, ổ lăn có số nhược điểm sau: - Kích thước hướng kính lớn - Diện tích tiếp xúc nhỏ nên ứng suất tiếp xúc sinh vòng ổ lăn lớn - Khi làm việc với vận tốc cao có nhiều tiếng ồn; chịu va đập - Đơi không thuận tiện cho lắp ghép - Giá thành tương đối cao sản xuất đơn Các dạng hỏng tiêu tính tốn a Các dạng hỏng Tróc mỏi bề mặt làm việc: ứng suất tiếp xúc thay đổi quay Khi số chu kỳ thay đổi ứng suất đạt tới trị số đủ lớn, bề mặt tiếp xúc (của rãnh lăn lăn) sinh vết nứt phát triển thành tróc Tróc thường bắt đầu rãnh lăn vòng chịu ứng suất lớn (phần lớn vòng trong, riêng ổ lịng cầu vịng ngồi) Trên lăn, tróc xẩy chỗ vật liệu có tính thấp Tróc dạng hỏng chủ yếu ổ làm việc với vận tốc cao, tải trọng lớn, che kín bơi trơn tốt Biến dạng dư bề mặt làm việc: chịu tải trọng va đập tải trọng tĩnh lớn ổ không quay quay chậm (n nhỏ vòng/phút) Mòn vòng ổ lăn: xẩy với ổ làm việc nơi bụi bẩn, bôi trơn khơng tốt Vỡ vịng cách: lực ly tâm tác dụng lăn gây nên; hay xẩy ổ quay nhanh Vỡ vòng ổ lăn: xẩy ổ bi tải va đập, chấn động lắp ghép khơng xác (làm cho vòng bị lệch, lăn bị kẹt) Nếu sử dụng kỹ thuật, dạng hỏng khơng xảy b Chỉ tiêu tính tốn Hiện tính tốn ổ lăn dựa theo hai tiêu: - Các ổ làm việc với vận tốc thấp (n < l v/ph) đứng yên tính theo khả tải tĩnh để tránh biến dạng dư bề mặt làm việc - Các ổ làm việc với vận tốc cao tương đối cao (n 10v/ph) tính theo độ bền lâu hay cịn gọi tính theo khả tải động, để tránh tróc mỏi Lê Hồng Vinh – ND13 Page 20 Đề cương Chi Tiết Máy - Các ổ làm việc với số vòng quay 1