Nguyên lý máy chi tiết máy nguyễn đức ca

THƯ VIỆN ĐẠI HỌC NHA TRANG M 621 Ng 527 c THU VIEN DH NHA TRANG 11111111 ” 0 0 * 3000018716 Ths NGUYÊN HỨC CA NGUYÊN LÝ MÁY CHI TIẾT MÁY TRUữHũ THƯ HQC?1HURI\N6 V ỉị-U _ J 30 13115 NHÀ XUẤT BẢN GIAO THƠNG VẬN TẢI HÀ NỊI - 2009 LỜI NÓI ĐẦư Nguyên lý máy - Chi tiết máy môn hoc kỹ thuật sở quan trọng chuyên ngành máy tàu thuỷ, táng đế giúp chơ hiọic sinh, sinh viên hệ trung cấp, cao đẳng đại học máy tàu thuỷ nắm bắt dược kiến thức clhun mơn, người học có sở kiến thức để khai thác, vận hành sửa chửa - chế tạo máy tàu thuỷ với hiệu cao Hiện có nhiều tài liệu nước viết Nguyên lý máy Chi tiết máy Tuy nhiên có rát tài liệu trình bày cho chuy ên mơn nưành máy tàu thuỷ hệ trung cấp cao đẳng Do việc xuất sách Nguyên lý máy - Chi tiết máy dành cho học sinh giáo viên hệ đào tạo Ngành cần thiết Cuốn sách biên soạn dựa đề cương chương trình đào tạo huấn luyện thuyền viên theo quy định Bộ Giao thông vận tải Cục Hàng hải Việt Nam Sách chia làm phần: Phần I, trình bày khái niệm, định nghĩa kiến thức nguyên lý máy Phần II, trình bày kiến thức bán truyền động, có bổ sung phần tính tốn thiết kế Hai phần cấu trúc thành 16 chương theo trật tự logic định có hình vẽ minh hoạ * Tác giá xin chân thành cảm ơn GS.TS Nhà giáo Nhân dàn Nguyễn Xuân Lạc - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, thạc sỹ Lê Đức Kế - Trường Đại học Hàng hải Hải Phòng, thạc sỷ Vũ Văn Dũng - Trường Cao đẳng Hàng hải Hải Phòng Hội đồng Sư phạm đồng nghiệp dọc thảo giúp đỡ nhiệt tình dể sách sớm xuất Do kinh nghiệm cịn ít, hạn chế kiến tỉìửc xuất lần đầu nên chắn sách cịn nhiều thiêu sót Tác giả mong nhận ý kiến dóng góp bạn đồng nghiệp độc giả Ý kiến đóng góp xin gửi về: Khoa Cơ Điện, Trường Cao đẳng Hàng hải 1, 498 Đà Nẩng, Hải An, Hải Phòng nn ' _• ? Tác gỉa Phẩn ỉ NGUYÊN LÝ MÁY Chương KHÁI NIỆM CHƯNG VÊ c CÂU VÀ MÁY 1.1 KHÁI NIỆM VỀ c CẤU 1.1.1 Cơ cấu phân loại cấu Cơ cấu chuỗi động có khâu đươc lấy làm hệ quy chiếu gọi giá khâu cịn lại gọi khâu động có chuyển động với quy luật xác định hệ quy chiếu Giá cố định hay khơng cố định Thơng thường ta xem giá cố định Có thể phân biệt hai loại cấu chính: - Cơ cấu truyền động: dùng để truyền chuyển động công suất; - Cơ cấu tạo quỹ đạo cho trước (cơ câu dần hướng) Đặc trưng cấu truyền động hàm truyền động, biểu thị quan hệ mặt động học khâu dẫn khâu bị dần Gợi (p thịng số khâu dẫn, VỊ/ thơng số khâu bị dẫn hàm truyền viết: M' = V|/(q>) Nếu coi khâu vật rắn không biến dang hàm truyền động phụ thuộc vào kích thước khâu Điều khơng hồn toàn dúng nhiều trường hợp thoả mãn yêu cầu kỹ thuật đặt Nếu hàm truyền động tuyến tính, thì: VỊ/ = k ẹ k - ti' số truyền (hằng số) Trên hình 1.1 cấu bánh ràng hàm truyền động (tỉ số truyền k = — = i ) Cơ cấu có hàm truyền đơng phức tap goi cấu biến đổi chuyển động Cơ r! 12 cấu biến đổi chuyển động đa dang, biến chuyển động quay sang chuyển động tịnh tiến ngược lại biến chuyển động quay sang chuyển động lắc (hoặc quay không đều), chuyển động liên tục thành chuyển động gián đoạn w Hình 1.2a mơ tả cấu bốn khâu lề hai tay quay (khâu khâu 3), khâu dẫn có chuyển động quay Chuyên động truyền từ khâu qua truyền đốn khâu bị dần 3- khâu chuyển động không đồ thị hàm truyền động dược biểu diễn hình 1.2 b a) Cơ cấu bánh b) Hàm truyền độiií’ 1, 2: Bánh răng; 3: Giá Hình 1.1 b) Ví dụ cấu tạo quỹ đạo chuyển động trình bày hình 1.3 Cư cấu gồm trượt 1, trượt Nếu kích thước khâu cấu thoả mãn điều kiện: AB = BE = EG = GF = FK = KH = HG = GD = DB = DA trượt trượt dọc theo phương trượt 1, quỹ đạo điểm D F đường thẳng vng góc với phương trươt Hình 1.3 1.1.2 Kháu * Khái niệm vê' kháu: Khâu thành phần bán cấu có chuyển động tương khâu khác Khâu có thê vật rắn khơng biến dạng, vật răn biến dạng có dạng dây dẻo Sau đây, ngoại trừ trường hợp cụ thê chi rõ, ta coi khâu vật rắn không biến dạng Khâu có thê chi tiết máy số chi tiết máy ghép cứng lại với nhau, chi tiết máy phận tháo rời máy 2- 3- ílin li 1.4!) * Khái niệm bậc tự khâu: Là chuyển động độc lập tương khâu cịn lại Ví dụ hình 1.4a mặt cát dọc động xy lanh, gồm khâu: khâu tay quay, khâu truyền, khâu trượt khâu 4- xy lanh gắn với động (khâu giá) Trong hệ quy chiếu gắn liền với khâu khâu có chuyển động quay, khâu có chuyển động song phảng cịn khâu có chuyển động tịnh tiến Hình 1.4b-l lược đồ khâu 4: đoạn thảng nối tâm quay khâu với tàm ắc píttơnạ (khâu 3) song song với phương trượt khâu Còn lùnh 1.4b-2 -3 lươc đồ chuỗi động lươc đồ cấu Vì khâu vât rắn không biến dạng nên hai khâu để rời khơng gian chúng có khả chuyển động tương (bậc tự tương đối) Gắn hệ toạ độ vuông góc Oxyz với hai khâu (hình 1.5) bậc tự khâu là: - Các chuyển động quay Qx, Qy, Qz, quanh trục Ox, Oy, Oz; - Các chuyển động tịnh' tiến Tx, Ty, Tz theo trục Ox, Oy, Oz„ Nếu xét hai khâu để rời mặt phẳng Oxy số bậc tự tương đối 3, chuyển dộng quay Qz quanh trục Oz chuyển động tịnh tiến Tx, Ty theo trục Ox, Oy Để hai khâu có chuyển động xác định với ta phải hạn chế bậc tự tương đối chúng cách bắt chúng tiếp xúc với theo quy cáchnhất định trình chuyển động ta nói hai khâu nối động với Nếu gọi số bậc tự giảm bới nối động j, thì: !< ] < ( 1) z Hình 1.5 z z Y Hình 1.6 Trên hình vẽ 1.6a gồm hai khâu: khau phàng, khâu trục tròn xoay, bắt hai khâu tiếp xúc với theo (lường sinh hình trục số bậc tự tương đối hai khâu bị hạn chế hai chuyên động tịnh tiến Tz chuyển động quay Qy Trên hình 1,6b: khâu hình trục trịn xoay có bán kính ngồi, khâu mặt ống hình trục có bán kính lỗ r, lồng vào (mạt tru khâu l tiếp xúc với mặt trục khâu 2) Số bậc tự tương đối hai khâu hạn chế bốn (dó chuyển động: Qv, Qz, Ty, Tz) 1.1.3 Khớp dộng Nối dộng thao tác liên kết hai khâu theo quy cách xác định nhằm hạn chế bậc tự khớp động Khớp động chỗ tiếp xúc hai khâu nối động Căn vào đặc điểm tiếp xúc thành phần khớp dóng ta phân biệt loại khớp có thành phần khớp điểm hay dường (hình 1.6a) khớp thấp có thành phần mặt (hình 1.6b) Số bậc tự bị hạn chế bớt trons khớp dộng gọi số ràng buộc khớp Nếu vào số ràng buộc khớp, ta cổ năm loại khớp: khớp loại hạn chế bậc tự (viên bi tiếp xúc với mặt phẳng - thành phần khớp động điểm); khớp loại hạn chế hai bậc tự do, khớp loại hạn chê năm bậc tự Ngoài ra, theo quỹ đạo chuyển động người ta phàn khớp phẳng khớp không gian Trên bảng 1.1 sỗ khớp động thường gặp lược đồ tương ứng Bảng 1.1 Tên khớp Khớp lề Loại khớp Số ràng buộc Thấp, loại 5 Khớp trượt Thấp, loại 5 Khớp cao phẳng Cao, loai 4 Lược dố khớp cT (o r — 1 ỉ X Khớp vít Thấp, loại 5 Khớp trụ Thấp, loại 4 1— Khớp cầu Thấp, loại 3 Thấp, loại 4 £ i p / \ ( - Khớp có chốt 1.1.4 Chuỗi động Một số khâu nối với số khớp động gọi chuỗi động Chuỗi động biểu diễn lược đồ chuỗi khâu biểu diễn lược đồ khâu khớp dược biểu diễn lược đồ khớp Ví dụ khâu hình 1.4a chuỗi động có lược đồ cho hình 1,4b Về mặt cấu trúc, ta phân biệt hai loại chuỗi động: chuỗi động hớ chuỗi động kín Trong chuỗi động kín khâu phải tham gia hai khớp động tạo thành nhiều chu vi khép kín (hình 1.7.C, d) Hình 1.7 Về mặt tính chất chuyển động, ta phân biệt chuỗi động không gian chuỗi động phảng Chuỗi động khơng gian có khâu chuyển động mặt phảng không song song (hlnh 1.7e), chuỗi động phẳng tất khâu chuyển động mặt phang song song (hình 1.7a, b, c, d) Nếu chuỗi động có khâu cố định (giá) khâu cịn lại có chuyển động xác định (khâu động) cấu (hình 1.4b) Trong cấu, khâu có quy luật chuyển động cho trước gọi khâu dẫn, khâu lại khâu bị dẫn Hình vẽ diễn tả đầy đủ nguyên lv cấu cách đơn giản gọi lược đổ cấu Lược đồ cấu (lược đồ chuỗi động) xây dựng sở lược đồ khâu lược đồ khớp quy ước giúp cho việc nghiên cứu toán nguyên lý máy cách thuận tiện Các cấu tạo từ chuỗi động hở phảng có hai khâu từ chuỗi động kín thuộc lớp cấu truyền thống, gồm: 10 - Cơ câu róto (hình 1.8a) - Cơ cấu bốn khâu lể phảng (hình 1.8b) - Cơ cấu sáu khâu phẳng tồn khớp thấp (hình 1.8c) - Cư cấu cam phảng cần đẩy (hình 1,8d) - Cơ cấu tay quay - trượt (hình 1,4b) Các cấu tạo từ chuỗi dộng hớ khống gian thuộc lớp cấu rôbốt Các cấu thường có ba khâu dộng chưa kể phán làm việc lắp với khớp động tận (xa khâu giá nhất) Trên hình 1.8e lược đổ cấu rôbốt ba khớp lề tạo từ chuỗi động hở khơng gian hình 1,8g Đối với cấu rôbốt khái niệm khâu dẫn, khâu bị dẫn khơng có ý nghĩa 1.1.5 Bậc tự cấu Xét cấu bốn khâu lể phảng hình 1.8b, biết kích thước khâu 1, 2, 3, Nếu cho trước góc (p (hay cho trước vị trí khâu ) vị trí cấu hồn tồn xác định, ta nói cấu có bậc tự Như bậc tự cấu thông số cần cho trước đê xác định hồn tồn vị trí cấu Bậc tự cấu phụ thuộc vào số khâu, số khớp loại khớp cấu Như vậy, ta xác định bậc tự cấu biết lược đồ 11 - Đối với thân khai + Khi định tâm theo cạnh bên s (hình 15.1 la) lấy: + Khi định tám theo đường kính ngồi D (hình 15.1 lb) lấy: b T ín h th eo d iều kiện m òn: ơ,„ = zl,hd,b < ơ| L Jm (15.4) Trong đó: ơm ứng suất mài mịn sinh mối ghép, N/mm2; [ơ]m ứng suất bền mòn cho phép (N/mm2) vật liệu làm then hoa, có sẵn sổ tay; lt, h dlb có ý nghĩa cơng thức (15.3) 15.3 V Í D Ụ T ÍN H T O Á N Lựa chọn then đầu trịn để truyền mơmen xoắn từ bánh thép lên trục có đường kính d = 54mm (hình 15.13), sau xác dịnh giá trị mơmen xoắn cho phép mà then truyền G ia i: Theo tiêu chuẩn Việt Nam then bàng T C V N 10 42-71, trục có đường kính d = 54mm ta chọn then b X h = 16 X lOnim, chiều sâu rãnh trục t = 6mm Với chiều dài moayơ = 80mm, ta lấy chiều dài then ngắn Theo tiêu chuẩn nói trên, lấy = 70mm 80 Hình 15.13 Tính giá trị mơmen xoắn cho phép theo quan điểm độ bền dập [M]d mà mối ghép truyền được, xuất phát từ công thức: 243 z l,d ( h -t ) [ q ] L d V i z = 1; 1, = (1-b) = 70 - 16 = 54mm Theo sổ tay vật liệu, bánh rãng thép lấy ứng suất dập cho phép [ơ]d = 150N/mm2, [t ]l == 90N/mm2 V ậ y: rw 1.54.54(10-6)150 „r , c , [M]d = -—4— - -— =8,75 ỉ o5N.mm Tính giá trị mômen xoắn cho phép theo quan điểm độ bền cắt [M]c mà mối ghép truyền được, xuất phát từ công thức (15.2) r ™ i _ z b ltd[x] M l Jc 1.16.54.54.90 _ , =-—■■.- = -= 21.10 N.mm 2 So sánh giá trị [M]d [M]c, ta kết luận: Mômen lớn cho phép mà mối ghép truyền 875 N.m C Â U H Ỏ I Ô N TẬ P Ưu nhược điểm mối ghép then? Liệt kê loại then dùng mối ghép lỏng loại then dùng mối ghép cãng? Đặc điểm hai loại mối ghép này? Trình bày ưu nhược điểm loại then dùng mối ghép then (lỏng căng) Then tính tốn theo điều kiện gì? M ối ghép then có khác so với mối ghép then hoa? Ưu nhược điểm mối ghép then hoa? Then hoa hình trụ có dạng răng? Đặc điếm ưu nhược điểm loại này? Then hoa tính tốn theo điều kiện gì? 244 C h n g 16 MỐI GHÉP BẰNG ĐÔ DÔI 16.1 K H Á I N IỆ M C H U N G 16.1.1 Đ ịn h n g h ĩa u n h ợ c đ iể m c ủ a m ò i g h é p b ằ n g đ ộ d ô i Đ ịn h n g h ĩa : Mối ghép độ dôi mối ghép gồm có chi tiết bao (moayơ) bao lấy chi tiết bị bao (trục) Mạt ghép hai chi tiết có kích thước danh nghĩa phải có độ dôi s để tạo nên lực căng Độ dôi đại lượng lớn khơng có giá trị nhỏ, từ phần nghìn đến phần chục mm, tuỳ theo chế độ lắp ghép kích thước danh nghĩa mối ghép Nếu gọi dB d x kích thước (đường kính) mặt ghép chi tiết bao chi tiết bị bao hình 16.1, ta có: = dA- d B> Sau ghép, biến dạng đàn hồi biến dạng dẻo, độ chênh kích thước khơng cịn hai bề mặt tiếp xúc có chung kích thước danh nghĩa d Tu y nhiên, lúc chúng xuất áp suất p nhờ mà tạo lực ma sát để chống lại khuynh hướng làm chúng trượt lên mối ghép chịu lực dọc trục mômen xoắn p a) b) Hình 16.1 T rụ c m o a y trước kh i g h ép (a ); v sa u g h é p (h ) Nhờ tính chất mà mối ghép độ dơi dùng để truyền mômen xoắn, lực dọc trục kết hợp hai Ngồi cịn chịu mômen uốn Mặt ghép chi tiết bao chi tiết bị bao thường hình trụ, đơi cịn có hình dạng khác trụ, gặp 245 u đ iể m mối ghép độ dôi gồm: - Chịu tải trọng nặng va đập - Đảm bảo độ đồng tâm tiết máy ghép, thường dùng chi tiết máy quay nhanh - Kết cấu đơn giản dẻ chế tạo nên giá thành hạ N h ợ c đ iể m loại mối ghép là: - Thao lắp phức tạp, làm hỏng bề mặt tiếp xúc Trừ trường hợp mặt ghép tỏi, cịn nói chung hai chi tiết ép vào với người ta khơng tháo rời - Khó xác định khả chịu tải mối ghép khó xác định độ dôi hệ số ma sát: Độ dơi thay đổi khoảng dung sai lắp ghép, cịn hệ số ma sát thay đổi theo phương pháp lắp, độ nhám bề mặt, bôi trơn lúc ép, Nhờ trình độ khoa học - cơng nghệ ngày phát triển, ngày mối ghép độ dôi áp dụng rộng rãi Trong ngành chế tạo khí ta thường gặp mối ghép độ dôi mối ghép trục với chi tiết quay bánh răng, vô lăng, ổ lãn, đĩa tua bin, phần trục khuỷu hay bánh vít với C c p h n g p h p p Có ba phương pháp lắp sau: / Phương pháp ép nguội Đ ây phương pháp hay gặp Để ép trục vào lổ, người ta dùng máy ép vít hav máy ép thuỷ lực, chí dùng búa dóng (nên tránh dùng) Ưu điểm phương pháp đơn giản, thực nhiệt độ bình thường Nhược điểm làm cào phần độ nhấp nhơ bề mặt khiến làm giám dộ dơi, làm giảm khả Iiãng chịu tải mối ghép Mặt khác, phương pháp lắp dễ làm biến dạng không tiết máy dược ghép làm mặt đầu chúng bị hư hỏng Để lấp ép dễ dàng hạn chế hư hỏng đầu trục mép lỗ, nơi thường vát mép (sang phanh) Phương pháp ép nóng Nung nóng chi tiết bao đê’ lỗ dược rộng ép chi tiết bị bao vào Phương pháp hạn chế nhược điểm phương pháp ép nguội nói trẽn, nên dùng chi tiết mà chiều dài lớn nhiều so với đường kính Tu y nhiên cần khống chế nhiệt độ nung, khổng làm mặt chi tiết bị cháy bị ram, làm thay đổi cấu trúc kim loại Ngồi nhiệt độ cao làm chi tiết bị cong vênh, cần có biện pháp phịng ngừa 246 P h n g p h p é p lạ n h chi tiết bị bao làm lanh để kích thước trục bị co lại ép vào lỗ chi tiết bao Phương pháp thích hợp với mối ghcp kích thước nhỏ Để làm lạnh, dùng axít cacbơnic (độ sói -19 X1), khơng khí lỏng (độ sơi - 196°C) So với phương pháp ép nguội, hai phương pháp ép nóng ép lạnh cho kết chịu tải % Cần khống chế dược độ chênh lệch nhiệt độ At chi tiết bao chi tiết bị bao theo công thức: At('!C) = +ỗil 10ad (16 1) Trong ơmax - độ dơi lớn kiểu lắp chọn (pm), ô„ khe hở cần thiết để dễ vớt kiêu lãp — theo TCV N ), (um); L2 a - hệ số giãn nở nhiệt (đối với thép: a « 106 mm/mm."C; gang: « 10 ,5 10 6mm/mm"C); d kích thước (đường kính) danh nghĩa mối ghép (mm) 16.2 T ÍN H T O Á N M ố l G H É P B Ằ N G Đ Ộ D Ô I V iệ c tính tốn nhầm xác dinh độ dôi cần thiết để tạo áp suất đủ đảm bảo khả nàng chiu tải mối ghép V ì từ tải trọng yêu cầu, trước hết, ta xác định việc lắp ép với độ dơi ấv có làm hỏng mối ghép khơng 16 T ín h áp st đỏ dơi cần thiết I T ín h p s u ấ t cầ n th iế t tó i th iêu p m * K h i mối ghép chịu lực chiều trục: p niin = KP n i (16.2a) 7ĩfđ l * K h i mối ghép chịu mỏmen xoắn M ■ rmin_ =m _ ri ~>1 (16 2b) ĩfd * K h i mối ghép chịu lực chiều trục p đồng thời chịu mỏmen xoắn M: p.min rtfdl (16.2c) 247 Hình 16.2 M ố i g h é p chịu tả i trọ n g p (a ), m ám en xo ắ n M (b ) k ế t h ợ p c ả h a i (c ) Ý nghĩa thứ nguyên đại lượng ba công thức sau (hình 16.2): - Pmin áp suất cần thiết tối thiểu để truyền tải trọng cho, N /m rrr - K hệ số an toàn Tuỳ theo mức độ quan trọng mối ghép, K lấy phạm vi (1,2-5-2) - p lực chiều trục, N: - f hệ số ma sát Có thể lấy f = (0,1-h0,12) thép/thép, (0,075-43,08) thép/gang, (0,07 h-0,075) gang/đồng K hi đòi hỏi xác cần chọn theo bảng; - d đường kính danh nghĩa mối ghép, mm; - chiều dài mối ghép, mm; - M mômen tác dụng lên mối ghép, N.mm; Tính độ dôi * V ề mặt lý thuyết, để tạo Pmin cơng thức trên, ta cần có độ dơi Ơmin sau: ^ Với: ^lililí^ f Q Ç vE, E2j ' M I V? (16.3) , pm Ci=^1Ịl - m,;C =4±ỊỊ-U d’ - d j M,: ! d ị-d ’ ^ Trong đó: d - đường kính danh nghĩa mối ghép, mm; d, d2 đường kính lỗ chi tiết bị bao đường kính ngồi chi tiết bao, mm; E | E 2, P i |i2 mơđun đàn hồi hệ số Pốt-xơng chi tiết máy bị bao chi tiết bao chọn sau: - Đ ối với đồng lấy: E = (8 -ỉ- 8,5) 104 N/mm 2; p = 0,32; - Đ ối với thép lấy: E = (20 -T- 21 ) o4 N/mm2; p = 0,3; - Đ ối với gang đúc có: ơhk< 200N/mm2 lấy E = (7,5 h- 10,5)104 N /m m 2, gang rèn lấy E = (94T5)104 N/rnm2; p = 0, 25 248 * Trẽn thực tế, lắp ép làm cho phần đỉnh nhấp nhỏ bể mặt bị san phảng khiên khơng cịn giữ độ dơi lý thuyết cơng thức (16.3) V ì cần thêm lượng 1,2 (R/I+R^) để bù vào phần bị san phảng Cho nên độ dơi cần thiết tính tốn ôc đo trước lắp là: Hỉnh 16.3 K ích thư ớc m ố i gh ép a Chi tiết bao; b Chi tiết bị bao SL = ơmm+ (R/1+R /2)+U, (16.4) Trong ơmin tính theo cơng thức (16.3), cịn R,,và R ,2 chiều cao đỉnh nhấp nhô mặt ghép, tra theo báng độ nhám bề mặt; u, hệ số nhiệt độ, tính theo cơng thức: u, = [oựtp-t) - a 2( -t)]d (16.5) Vớ i Cị, t' a 2, hệ sô dãn nở nhiệt, nhiệt độ làm việc chi tiết bị bao chi biết bao; t nhiệt độ bình thường phịng; d đường kính danh nghĩa mối ghép (mm) Thường nhiệt độ làm vice hai chi tiết bao bị bao đểu ( = t p ), lúc ta có công thức giản ước: Ư, = (a, - a 2)(tp - ) (16.6) K h i tính ôc, vào để chọn chế độ lắp mối ghép (tra theo bảng dung sai lắp ghép) 2 K iê m t r a đ ộ b ề n c ủ a m ối g h é p V iệ c chọn chế độ lắp để đảm bảo khả chịu tải mối ghép Đến việc cần giải đáp với chế độ lắp ứng suất biến dạng sinh tiết máy ghép có q lớn khơng, hay nói cách khác mối ghép có đủ bền khơng Để làm việc đó, trước hết ta cần xác định độ dơi kiểm tra theo công thức 249 [mà không theo công thức (20.4) trên]: ỗt = ômi,x- l,2 ( R „ + R /2) (16.7) Trong Ơmax độ dôi lớn kiểu lắp dã chọn, cịn R zl R /2 có ý nghĩa công thức (16.4) Tiếp theo, vào ô, tính để xác định áp suất p sinh mối ghép cách vận dụng công thức (16.3): s , N/mm' (16.8) ' 4- E2 e 2/ Cuối cùng, tiến hành kiểm tra độ bền theo trường họp cụ thể sau: a Đ ố i vớ i c h i tiế t b a o (m o a yơ ): p£ á\ -d cl,2 (16.9) 2à\ b Đ ố i vớ i c h i tiế t b ị b a o (trụ c): p < chl d2 - d (16.10 ) 2d Trong hai cơng thức trên: p tính từ công thức (16.8); ôch2 ôchl ứng suất chảy chi tiết bao chi tiết bị bao (N/mrn2); d, d2 d, kích thước (đường kính) danh nghĩa mối ghép, kích thước mặt tự chi tiết bao chi tiết bị bao (mm) hình 16.3 c Đ ố i vớ i ó trụ c (như ổ bi) mối ghép tưoìig tự cần kiểm tra thay đổi kích thước bề mặt tự có gây tác dụng xấu phụ khơng Chẳng hạn đỏi với ổ lăn, đường kính bạc ngồi đường kính ngồi bạc nở giới hạn cho phép có thế’ làm bị kẹt bi v ề vấn đề này, bạn dọc xem thêm tài liệu tham khảo ghi cuối sách 16.3 M Ộ T SỐ B IỆ N PH Á P N Â N G C A O Đ Ộ T IN C Ậ Y C Ủ A M ố i G H É P B A N G ĐỘ DÔI / Nàng cao độ bên mỏi Bề mặt ghép hai chi tiết - hai chi tiết làm từ hai vật liệu khác nhau, thường xảy tượng gi tiếp xúc làm xuất tập trung ứng suất, lâu dần ảnh hưởng lớn tới khả chịu tải, chí làm hỏng mối ghép Để khắc phục, người ta thường dùng biện pháp sau: 250 - Lồng bạc đệm báng kim loai màu đòng, kẽm, nhóm lên trục - Lăn nén, nitơ hố, xêmăngtit hố tịi cao tần bể mặt trục đê nâng cao độ bền mỏi - Tăng dường kính chỗ lắp ghép cùa trục 5% làm góc lượn nơi thay đối dường kính để giám tập trung ứng suất D ù n g m ố i g h é p b ổ tr ợ mối ghép then then hoa để tăng cường khả chịu tải cho mối ghép độ dôi Khi tính tốn bỏ qua dóng góp mối ghép bổ trợ*mà coi mối ghép độ dơi chịu tái mà thơi Cũng có mối ghép bổ trợ dược coi chịu tải chính, lúc người ta bó qua đóng góp mối ghép bàng độ dơi dể dễ tính tốn tăng độ an tồn H ìn h 16.4 M ỏ i ghép có (lộ d i g iữ a vành bánh vít với th ân b n h vít 16.4 V í D U T ÍN H T O Á N Hãy tính mơi ghép vành với thán bánh vít hình 16.4 Vành làm dồng thau dúc khuôn kim loại có h = 236 N/mm2 Thân làm gang xám mác 12 28*có: hk = 118 N/mm2, Ịi = 0.25 Bánh vít quay với tốc dộ quay n2 = 50v/ph, công suất truyền N = 12kW , làm việc nhiệt độ bình thường Độ bóng bề mặt lấy cấp G iả i: Mômen bánh vít truyền là: M , = — — = ,3 10:’ Nm = 2,3.10" Nmm co, 5,24 Trong dó: co, tần sỏ quav bánh vít, với: Tin, 71.50 ' ,2 1/giáy co, = - -• 30 30 251 Để truyền mơmen xoắn Mị, cần tạo áp suất tối thiểu Pmin bé mặt ghép, tính theo cơng thức (16.2b): n _ 2KM 2 1,2 ,3 10 Pmin = — —r- = rcfd2l , CCXT/ - ■■■■■-■ T— ~ 12,55N / mm 3,14.0,07.2002.50 Trong đó: K = 1,2; f = 0,07 #• Để tính độ dơi lý thuyết, ta sử dụng cơng thức (16.3): (r Ômin = pm,nd VE c ^ E, Ở chi tiết bị bao làm gang đúc, lấy E , = 10 4N /m m 2, P j = 0,25; chi tiết bao làm đồng thau, lấy E 2= 8,5.104N/m m 2, p2 = 0,32; 2002 + c - d2+d' , _ d2 - d 2002 - 452 0,25 » 0,86 ^ d,2 + d 250 4- 2002 n C = - 2— - p = + 0,3 « 4,86 d2 - d 2 250 - 2002 T Thay vào ông thức tính ơmin smi„ = 12,55.200 0,86 4,86 8.1 o4 + 8,5.10 0,170m m = 170pm Đ ôi cần thiết tính tốn ơt tính từ cơng thức (16.4) dc = ômin + 1,2(R ,| + R /2) + U| dây u, = mối ghép làm việc nhiệt độ bình thường Mặt khác, với độ bóng bề mặt cấp ta có: R,! = R ,2 = 6,3pm (theo T C V N 1063-71) V ậy ỗc = 170 + 1,2(6,3 + 6,3) w 1,85pm Theo T C V N 24 - 63 dung sai lắp ghép, chọn chế độ lắp mối ghép là: ^200- A ( H7 theo ISO), ta có (ỗmin)hang (ỗmax)hiing = 260pm Độ dơi kiểm tra ỗ, tính theo cơng thức (16.7) ỗ, = ômax - ,2(R,| + R 72) = 260 - 1,2(6,3+6,3) * 24 5ịim = 0,245mm Á p suất p sinh mối ghép tính từ cơng thức (16.8): 8, ( c d k 252 c 'ì ^2; 0,245 Ị 0,86 200 U - \ 4,86 'Ị 8,5.1 o4 J 20,4 N / m m - Đ ối với vành bánh vít (chi tiết bao) với h: = 236N /m m ’ d*-d: 250': - 2002 2 Ơ,.M——-— = - — 7— = 40.5 N / mm > p = 20,4N / mm d 2d, 2.250 - Đối với thân bánh vít (chi tiết bị bao) với ơchl ơh,= 18N /m m d2 - d , 2002 - 452 , — = 1 — -7— = N / mm > p = 20,4 N / mm cl" 2d2 2.20 Như hai chi tiết chịu áp suất lớn áp suất mối ghép sinh ra, ta kết luận chúng đảm bảo độ bền C Â U HỞ I ÒN TẬP Nêu định nghĩa ưu, nhược điểm mối ghép độ dôi? Trình bày ba phương pháp lắp mối ghép độ dôi ưu, nhược điểm phương pháp này? Làm lại ví dụ 5.4 với công suất dược truyền là: N = 20kW , tốc độ quay bánh vít n2 = 60v/ph 253 TẢI LIÊU THAM KHẢO Cơ sở kỹ thuật khí - Đỗ Xn Đinh, Bùi Lê Gơn, Phạm Đình Sùng Nhà xuất X â y dựng, Hà Nội, 2001 C h i tiết máy, tập tập - Nguyễn Trọng Hiệp N X B G iáo dục, 1997 Động lực học máy, tậpl - Đinh G ia Tường Nhà xuất Đ ại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội, 1982 G iáo trình Cơ kỹ thuật - Đỗ Sanh, Nguyễn Văn Vượng, Phan Hữu phúc Nhà xuất G iáo dục, Hà Nội, 2003 Nguyên lý máy - Đinh G ia Tường, Nguyễn Xuân Lạc, Trần Doãn Tiến Nhà xuất Đ ại học Trung học chuvên nghiệp, Hà Nội Nguyên lý máy - Đinh G ia Tường, Tạ Khánh Làm N X B Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1995 ứng dụng tin học thiết kế nguyên lý máy - Đ inh G ia Tường, Tạ Khánh Lâm Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội, 1994 MBaHOB M H ỈeTajM MauiHH.M.Bbicmaa uiKOJia 1984 HocHJieBHH F.B zterajin MaujitH.M.MautHHOCTpoeHHe, 1988 10 PemeTOB /Ị.H AeTajin ManiHH.M.MauiHHOCTpoeune, 1977 1 Design of machinery - An Introduction to the Svnthesis and Analysis of Mechanisms and Machines Robert L.Norton M cGraw - H ill, 1992 254 Mưc LUC ang Lời nói đầu Nguyên lý máy Khái niệm chung cấu máy Khái niệm câu Máy phân loại 13 Cơ cấu phẳng toàn khớp thấp 15 Đai cương 15 Phân tích động học cấu 16 Phân tích lực cấu bốn khâu phang toàn khớp thấp phương 27 pháp hoạ đồ-véc tơ Khái niệm tổng hợp cấu phắng toàn khớp thấp 42 Một số ứng dụng câu phảng toàn khớp thấp 44 Động lực học cáu máy 46 Đại cương 46 Vận tốc thực máy 50 Làm dểu chuyến dọng máy 55 Điều chỉnh chuyên dộng 59 Cân khôi lượng 60 Hiệu suất 64 Chi tiết máy truyền động 67 Những vấn đề tính tốn thiết kế chi tiết máy 67 Khái niệm chung chi tiết máy 67 Đai cương thiết kế máy chi tiết máy 67 Những yêu cầu thiết kế máy chi tiết máy 68 Đai cương tải trọng ứng suất 70 Khái niệm ban dung sai láp ghép 74 Khái niêm chung truyền động khí 77 Trục 79 Khái niệm chung 79 X ây dựng biểu đồ ứng suất 81 Vật liệu chế tạo trục 82 Định kết cấu trục Chế độ lắp ghép chi tiết yếu truyền với trục 82 84 Tính tốn trục 85 V í dụ tính tốn 90 Nối trục, ổ trục lò xo 94 N ối trục 94 trục 100 Lò xo 113 Truyền động đai 120 Những vấn đề chung truyển động đai 120 Bộ truyền đai phẳng 127 Bộ truyền đai thang 132 Một số loại truyền động đai khác 137 V í dụ tính tốn 139 Truyền động bánh ma sát 141 Truyền động xích 151 Khái niệm chung 151 X íc h truyền động 152 Đ ĩa xích 156 Khoảng cách trục điều chỉnh khoảng cách trục 158 Cơ học truyền động xích 159 Truyền động vít - đai ốc 162 Khái niệm chung 162 Các loại ren dùng truyền động vít - đai ốc 162 Vật liệu làm vít đai ốc 163 T ỉ số truyền hiệu suất 163 Truyền động cho truyền vít - đai ốc 164 Phương pháp tính tốn truyền vít - đai ốc 165 V í dụ tính tốn 169 Truyền động bánh 172 Khái niệm chung 172 175 10.3 Bộ truyền bánh trụ - quan hệ hình học Bộ truyền bánh côn - quan hệ động học hình học 10.4 Vật liệu làm bánh 181 10.5 Tính tốn truyền kín 181 10.6 Tính tốn truyền để hớ 184 10.7 Kiếm tra độ bền tải 185 10.8 Kết cấu bánh 186 10.9 Trình tự thiết kế truyền bánh 191 10.10 V í dụ tính tốn 192 Truyền động trục vít - bánh vít 195 195 11.2 Khái niệm chung Quan hệ hình học động học truyền trục vít khơng dịch chỉnh 198 11.3 Kết cấu trục vít bánh vít 202 11.4 Trình tự thiết kế truyền trục vít 205 Mối ghép đinh tán 206 12.1 Khái niệm chung 206 12.2 V í dụ tính tốn 11 Mối ghép hàn 13 Khái niệm chung 13 V í dụ tính tốn 19 Mối ghép ren 221 14.1 Khái niệm chung 221 14.2 Tính tốn mối ghép ren 226 14.3 V í dụ tính tốn 230 Mối ghép then then hoa 232 15.1 Mối ghép then 232 15.2 Mối ghép then hoa 239 15.3 V í dụ tính tốn 243 Mối ghép độ dơi 245 16.1 Khái niệm chung 245 16.2 Tính tốn mối ghép độ dôi 247 16.3 Một số biện pháp nâng cao độ tin cậy mối ghép độ dơi 250 16.4 V í dụ tính tốn 251 Tài liêu tham khảo 254 10.2 Chương 11 11.1 Chương 12 Chương 13 13.1 13.2 Chương 14 Chương 15 Chương 16 179 257 ...Ths NGUYÊN HỨC CA NGUYÊN LÝ MÁY CHI TIẾT MÁY TRUữHũ THƯ HQC?1HURIN6 V ỉị-U _ J 30 13115 NHÀ XUẤT BẢN GIAO THƠNG VẬN TẢI HÀ NỊI - 2009 LỜI NÓI ĐẦư Nguyên lý máy - Chi tiết máy môn hoc... ngoại trừ trường hợp cụ thê chi rõ, ta coi khâu vật rắn không biến dạng Khâu có thê chi tiết máy số chi tiết máy ghép cứng lại với nhau, chi tiết máy phận tháo rời máy 2- 3- ílin li 1.4!) * Khái... - chế tạo máy tàu thuỷ với hiệu cao Hiện có nhiều tài liệu nước viết Nguyên lý máy Chi tiết máy Tuy nhiên có rát tài liệu trình bày cho chuy ên mơn nưành máy tàu thuỷ hệ trung cấp cao đẳng Do