Giáo trình Chi tiết máy - PGS. TS Nguyễn Văn Yến

- Taíi troüng taïc duûng lãn chi tiãút maïy ráút phæïc taûp, khoï coï thãø xaïc âënh chênh xaïc, do âoï chuïng ta chè xaïc âënh caïc thaình pháön taíi troüng chênh, caïc thaình pháön ph[r]

(1)

PGS TS NGUYỄN VĂN YẾN

GIẠO TRÇNH

CHI TIẾT MÁY

2 bên

2.5 0.63

2

5

2

5

1.25 1.25 Ι

ΙΙ

(2)

PGS. TS NGUYỄN VĂN YẾN

GIẠO TRÇNH

CHI TIẾT MÁY

a

n2

II d2

n1

I d1

(3)

MUÛC LUÛC

Trang Các ký hiệu dùng Giáo trình chi tiết máy

Cạc âån vë cå bn

Phần thứ nhất: Những đề thiết kế máy chi tiết máy

Chương I: Đại cương thiết kế máy chi tiết máy

1.1 Các vấn đề chung

1.1.1 Máy, phận máy chi tiết máy

1.1.2 Những yêu cầu chủ yếu máy, chi tiết máy 1.1.3 Các bước thiết kế máy

1.1.4 Các bước thiết kế chi tiết máy

1.1.5 Một số điểm cần ý thiết kế chi tiết máy 1.2 Tải trọng ứng suất

1.2.1 Tải trọng tác dụng lên máy chi tiết máy 1.2.2 Ứng suất

1.3 Độ bền mỏi chi tiết máy

1.3.1 Hiện tượng phá hỏng mỏi

1.3.2 Những nhân tố ảnh hưởng đến sức bền mỏi chi tiết máy 1.3.3 Các biện pháp nâng cao sức bền mỏi chi tiết máy 1.4 Vật liệu chế tạo chi tiết máy

1.4.1 Những yêu cầu vật liệu chế tạo chi tiết máy 1.4.2 Các vật liệu thường dùng ngành chế tạo máy

1.5 Vấn đề tiêu chuẩn hoá thiết kế máy

1.5.1 Khái niệm chung

1.5.2 Các đối tượng tiêu chuẩn hoá ngành chế tạo máy 1.5.3 Các cấp tiêu chuẩn hố

1.5.4 Ích lợi tiêu chuẩn hố

Chương II: Các tiêu khả làm việc chủ yếu chi tiết máy

2.1 Chỉ tiêu độ bền

2.1.1 Yêu cầu độ bền

2.1.2 Cách xác định ứng suất sinh chi tiết máy

2.1.3 Cách xác định ứng suất cho phép

2.2 Chỉ tiêu độ bền mòn

2.3 Chỉ tiêu độ cứng

2.3.1 Yêu cầu độ cứng

2.3.2 Cách đánh giá tiêu độ cứng chi tiết máy

4

(4)

2.4 Chỉ tiêu chịu nhiệt

2.4.1 Yêu cầu tiêu chịu nhiệt

2.4.2 Cách đánh giá tiêu chịu nhiệt máy

2.5 Chè tiãu chëu dao âäüng

Chương III: Độ tin cậy máy chi tiết máy

3.1 Những vấn đề chung

3.2 Cách xác định tiêu đánh giá độ tin cậy

3.2.1 Tính xác suất làm việc không hỏng R hỏng F đối tượng

3.2.2 Tính xác suất Rnt Fnt hệ gồm n đối tượng mắc nối tiếp

3.2.3 Tính xác suất làm RS FS hệ gồm m đối tượng mắc song

song

3.2.4 Xác định cường độ hỏng λ(t)

3.2.5 Xác định thời gian làm việc lần hỏng tH

3.2.6 Xác định hệ số sử dụng Ksd

3.3 Các biện pháp nâng cao độ tin cậy máy

Chương IV: Ứng dụng tin học thiết kế máy chi tiết máy

4.1 Khái quát ứng dụng tin học thiết kế máy

4.2 Những hướng ứng dụng tin học thiết kế máy

4.3 Các phương tiện để ứng dụng tin học vào thiết kế, chế tạo máy chi tiết máy

4.3.1 Phần cứng

4.3.2 Phần mềm

4.4 Giới thiệu số phần mềm sử dụng thiết kế chi tiết máy phận máy

4.5 Giới thiệu số phần mềm thiết lập vẽ lập trình gia cơng máy công cụ CNC

4.5.1 Phần mềm AutoCad

4.5.2 Phần mềm MasteCam

4.5.3 Phần mềm Pro/Engineer Wildfere

4.5.4 Phần mềm Metacut Utilities

4.5.5 Công nghệ CAD/CAM CAD/CAM/CNC

Phần thứ hai: Các chi tiết máy lắp ghép

Chương V: Mối ghép đinh tán

5.1.1 Giới thiệu mối ghép đinh tán 5.1.2 Phân loại mối ghép đinh tán

34 34 34 35 37 38 38 39 39 40 42 42 42 44 45 46 46 47 47 51 51 53 55 55 57

(5)

5.1.3 Kích thước chủ yếu mối ghép đinh tán

5.2 Tính mối ghép đinh tán

5.2.1 Các dạng hỏng mối ghép tiêu tính tốn

5.2.2 Tính mối ghép chịu lực ngang

5.2.3 Tính mối ghép chịu mơ men uốn

5.2.4 Tính mối ghép kín

5.2.5 Hệ số bền mối ghép

5.2.6 Xác định ứng suất cho phép

Chương VI: Mối ghép ren

6.1.1 Giới thiệu mối ghép ren

6.1.2 Các chi tiết máy dùng mối ghép ren

6.1.3 Kích thước chủ yếu mối ghép ren

6.1.4 Ghi ký hiệu lắp ghép cho mối ghép ren

6.1.5 Hiện tượng tự nới lỏng biện pháp phòng lỏng

6.2 Tính mối ghép ren

6.2.1 Các dạng hỏng mối ghép ren tiêu tính tốn

6.2.2 Tênh bu läng ghẹp lng chëu lỉûc

6.2.3 Tính mối ghép ren xiết chặt khơng chịu lực

6.2.4 Tính mối ghép ren chịu lực ngang

6.2.5 Tính bu lơng xiết chặt chịu lực dọc trục

6.2.6 Tính bu lơng xiết chặt chịu đồng thời lực dọc lực ngang

6.3 Tính mối ghép nhóm bu lơng

6.4 Xác định ứng suất cho phép

Chương VII: Mối ghép hàn

7.1.1 Cách tạo mối hàn 7.1.2 Các loại mối hàn

7.1.3 Các kích thước chủ yếu mối hàn

7.2 Tính mối hàn giáp mối

7.3 Tính mối hàn chồng

7.3.1 Sự phá hỏng mối hàn chồng tiêu tính tốn

7.3.2 Tính mối hàn chồng chịu lực

7.3.3 Tính mối hàn chồng chịu mơ men uốn mặt phẳng ghép

7.3.4 Tính mối hàn chồng chịu đồng thời lực mô men mặt

phẳng ghép

7.4 Tính mối hàn góc

(6)

7.5 Tính mối hàn tiếp xúc

Chương VIII: Mối ghép độ dôi

8.1.1 Giới thiệu mối ghép độ dôi

8.1.2 Phương pháp lắp tạo mối ghép độ dôi

8.1.3 Các kích thước chủ yếu mối ghép độ dơi

8.2 Tính mối ghép độ dơi

8.2.1 Các dạng hỏng tiêu tính tốn mối ghép độ dơi

8.2.2 Tính mối ghép độ dơi chịu mơ men xoắn

Chương IX: Mối ghép then, then hoa trục định hình

9.1 Mối ghép then

9.1.1 Giới thiệu mối ghép then

9.1.2 Các kích thước chủ yếu mối ghép then

9.1.3 Tính mối ghép then

9.2 Mối ghép then hoa

9.2.1 Giới thiệu mối ghép then hoa

9.2.2 Kích thước chủ yếu mối ghép then hoa

9.2.3 Tính mối ghép then hoa

9.3 Mối ghép trục định hình

Chương X: Phân tích chọn mối ghép

10.1 Mối ghép ren

10.1.1 Ưu điểm

10.1.2 Nhược điểm

10.1.3 Phạm vi sử dụng

10.2 Mối ghép đinh tán

10.2.1 Ưu điểm

10.3 Mối ghép hàn

10.3.1 Ưu điểm

10.4 Mối ghép độ dôi

10.4.1 Ưu điểm

10.5 Mối ghép then, then hoa, trục định hình

(7)

10.5.1 Ưu điểm

Phần thứ ba: Các chi tiết máy truyền động

Chương XI: Bộ truyền đai

11.1.1 Giới thiệu truyền đai 11.1.2 Phân loại truyền đai

11.1.3 Thông số làm việc chủ yếu truyền đai 11.1.4 Thơng số hình học chủ yếu truyền đai 11.1.5 Lực tác dụng truyền đai

11.1.6 Ứng suất đai

11.1.7 Sự trượt truyền đai

11.1.8 Đường cong trượt đường cong hiệu suất

11.2 Tính truyền đai

11.2.1 Các dạng hỏng truyền đai tiêu tính tốn 11.2.2 Tính truyền đai theo ứng suất có ích

11.2.3 Tính đai theo độ bền lâu

11.2.4 Tênh âai theo kh nàng kẹo

11.2.5 Trình tự thiết kế truyền đai dẹt 11.2.6 Trình tự thiết kế truyền đai thang

Chương XII: Bộ truyền bánh ma sát

12.1.1 Giới thiệu truyền bánh ma sát 12.1.2 Phân loại truyền bánh ma sát

12.1.3 Thơng số hình học chủ yếu truyền bánh ma sát 12.1.4 Sự trượt truyền bánh ma sát

12.1.5 Thông số làm việc chủ yếu truyền bánh ma sát 12.1.6 Lực tác dụng truyền bánh ma sát

12.2 Tính truyền bánh ma sát

12.2.1 Cạc dảng hng v chè tiãu toạn

12.2.2 Tính truyền bánh ma sát vật liệu kim loại 12.2.3 Tính truyền bánh ma sát vật liệu phi kim loại

Chương XIII: Bộ truyền bánh

13.1.1 Giới thiệu truyền bánh

111 111 112

(8)

13.1.2 Phân loại truyền bánh

13.1.3 Thơng số hình học chủ yếu truyền bánh trụ thẳng

13.1.4 Thơng số hình học chủ yếu truyền bánh trụ nghiêng

13.1.5 Thơng số hình học chủ yếu truyền bánh nón

thẳng

13.1.6 Thông số làm việc chủ yếu truyền bánh 13.1.7 Độ xác truyền bánh

13.1.8 Tải trọng ứng suất truyền bánh 13.1.9 Lực tác dụng lên trục ổ mang truyền bánh

13.2 Tính truyền bánh

13.2.1 Các dạng hỏng tiêu tính tốn truyền bánh 13.2.2 Tính truyền bánh trụ thẳng theo sức bền tiếp xúc 13.2.3 Tính truyền bánh trụ thẳng theo sức bền uốn

13.2.4 Tính truyền bánh trụ nghiêng chữ V

13.2.5 Tính truyền bánh nón thẳng

13.2.6 Kiểm tra truyền bánh theo tải trọng tải 13.2.7.Vật liệu chế tạo bánh ứng suất cho phép 13.2.8 Trình tự thiết kế truyền bánh

Chương XIV: Bộ truyền trục vít

14.1.1 Giới thiệu truyền trục vít 14.1.2 Phân loại truyền trục vít

14.1.3 Thơng số hình học chủ yếu truyền trục vít 14.1.4 Thơng số làm việc chủ yếu truyền trục vít 14.1.5 Độ xác truyền trục vít

14.1.6 Tải trọng ứng suất truyền trục vít 14.1.7 Lực tác dụng lên trục ổ mang truyền trục vít 14.1.8 Kết cấu trục vít, bánh vít

14.2 Tính truyền trục vít

14.2.1.Các dạng hỏng truyền trục vít tiêu tính tốn 14.2.2 Tính truyền trục vít theo sức bền tiếp xúc

14.2.3 Tính truyền trục vít theo sức bền uốn

14.2.4 Tính truyền trục vít theo điều kiện chịu nhiệt 14.2.5 Tính trục vít theo điều kiện ổn định

14.2.6 Kiểm tra truyền trục vít theo tải trọng tải

(9)

14.2.7 Chọn vật liệu ứng suất cho phép 14.2.8 Trình tự thiết kế truyền trục vít

Chương XV: Bộ truyền xích

15.1.1 Giới thiệu truyền xích 15.1.2 Phân loại truyền xích

15.1.3 Thơng số hình học chủ yếu truyền xích ống lăn

15.1.4 Thơng số làm việc chủ yếu truyền xích 15.1.5 Lực tác dụng truyền xích

15.2 Tính truyền xích

15.2.1 Các dạng hỏng tiêu tính tốn truyền xích

15.2.2 Tính truyền xích ống lăn

15.2.3 Trình tự thiết kế truyền xích

Chương XVI: Bộ truyền vít - đai ốc

16.1.1 Giới thiệu truyền vít - đai ốc 16.1.2 Phân loại truyền vít - đai ốc

16.1.3 Thơng số hình học chủ yếu truyền vít - đai ốc 16.1.4 Thơng số làm việc chủ yếu truyền vít - đai ốc

16.2 Tính truyền vít - đai ốc

16.2.1 Các dạng hỏng truyền vít - đai ốc tiêu tính tốn 16.2.2 Tính truyền vít - đai ốc theo độ bền mịn

16.2.3 Tính truyền vít - đai ốc theo điều kiện ổn định 16.2.4 Tính truyền vít - đai ốc theo độ bền

16.2.5 Trình tự thiết kế truyền vít - đai ốc

Chương XVII: Phân tích chọn truyền

17.1 Bộ truyền bánh

17.1.1 Ưu điểm truyền bánh

17.1.2 Nhược điểm truyền bánh

17.1.3 Phạm vi sử dụng truyền bánh

17.2 Bộ truyền đai

17.2.1 Ưu điểm truyền đai 17.2.2 Nhược điểm truyền đai 17.2.3 Phạm vi sử dụng truyền đai

17.3 Bộ truyền xích

17.3.1 Ưu điểm truyền xích 17.3.2 Nhược điểm truyền xích

(10)

17.3.3 Phạm vi sử dụng truyền xích 17.4 Bộ truyền trục vít

17.4.1 Ưu điểm truyền trục vít 17.4.2 Nhược điểm truyền trục vít 17.4.3 Phạm vi sử dụng truyền trục vít

17.5 Bộ truyền bánh ma sát

17.5.1 Ưu điểm truyền bánh ma sát 17.5.2 Nhược điểm truyền bánh ma sát 17.5.3 Phạm vi sử dụng truyền bánh ma sát 17.6 Bộ truyền vít - đai ốc

17.6.1 Ưu điểm truyền vít - đai ốc 17.6.2 Nhược điểm truyền vít - đai ốc 17.6.3 Phạm vi sử dụng truyền vít - đai ốc

Phần thứ tư: Các chi tiết máy đỡ nối

Chỉång XVIII: Trủc

18.1.1 Giới thiệu trục 18.1.2 Phân loại trục

18.1.3 Các phận trục

18.1.4 Thơng số hình học chủ yếu trục

18.1.5 Một số điểm cần ý chọn kết cấu trục

18.2 Tênh truûc

18.2.1 Các dạng hỏng trục tiêu tính tốn 18.2.2 Kiểm tra trục theo tiêu gần

18.2.3 Thiết kế trục theo tiêu gần 18.2.4 Kiểm tra trục theo tiêu xác 18.2.5 Thiết kế trục theo tiêu xác 18.2.6 Kiểm tra trục theo tải trọng tải

Chương XIX: Ổ trượt

19.1.1.Giới thiệu ổ trượt 19.1.2 Phân loại ổ trượt

19.1.3 Các kích thước chủ yếu ổ trượt 19.1.4 Các kiểu ma sát ổ trượt

19.1.5 Tạo ma sát ướt ổ trượt bơi trơn thủy động

19.2 Tính ổ trượt

19.2.1 Các dạng hỏng ổ trượt tiêu tính tốn

(11)

19.2.2 Tính ổ trượt theo [p] [p.v] 19.2.3 Tính ổ trượt bơi trơn ma sát ướt 19.2.4 Tính ổ trượt theo điều kiện chịu nhiệt 19.2.5 Vật liệu chế tạo lót ổ

19.2.6 Trình tự thiết kế ổ trượt

Chương XX: Ổ lăn

20.1 Những vấn đề chung 20.1.1 Giới thiệu ổ lăn 20.1.2 Phân loại ổ lăn

20.1.3 Kích thước chủ yếu ổ lăn 20.1.4 Các loại ổ lăn thường dùng

20.1.5 Độ xác ổ lăn, cách ghi ký hiệu ổ lăn

20.1.6 Phân bố tải trọng lăn ứng suất tiếp xúc 20.1.7 Một số điểm cần ý chọn ổ lăn

20.2 Tính ổ lăn

20.2.1 Các dạng hỏng ổ lăn tiêu tính tốn 20.2.2 Tính ổ lăn theo khả tải động

20.2.3 Tính ổ lăn theo khả tải tĩnh 20.3 So sánh ổ lăn ổ trượt

20.3.1 Ưu điểm

20.3.3.Phạm vi sử dụng

Chương XXI: Khớp nối

21.1 Những vấn đề chung 21.1.1 Giới thiệu khớp nối 21.1.2 Phân loại khớp nối

21.1.3 Thơng số chủ yếu khớp nối

21.2 Tính khớp nối

21.2.1 Phương pháp tính chọn khớp nối

21.2.2 Tính nối trục chốt đàn hồi 21.2.3 Tính ly hợp chốt an tồn

Chỉång XXII: L xo

22.1 Những vấn đề chung 22.1.1 Giới thiệu lị xo 22.1.2 Phân loại lị xo

22.1.3 Thơng số chủ yếu lị xo

22.2 Tênh l xo

(12)

22.2.1 Tải trọng ứng suất lị xo 22.2.2 Tính lị xo chịu kéo, nén

22.2.3 Tính lị xo chịu xoắn 22.2.4 Trình tự thiết kế lị xo CÂU HỎI ƠN TẬP

Tài liệu tham khảo

256 257 258 259 260

(13)

PHẦN THỨ NHẤT

NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN TRONG

THIẾT KẾ MÁY V CHI TIẾT MÁY

CHỈÅNG I

ĐẠI CƯƠNG VỀ THIẾT KẾ

MÁY VAÌ CHI TIẾT MÁY

1.1. Các vấn đề chung

1.1.1. Máy, phận máy chi tiết máy

a- Maïy

(14)

Chương 1: Đại cương thiết kế máy chi tiết máy

Có thể định nghĩa sau: Máy công cụ lao độngû phức tạp thực chức định phục vụ cho lợi ích người

Chúng ta chia máy thành nhóm:

- Nhóm máy cơng tác Mỗi máy thực công việc định, thay lao động thủ công người, máy hoạt động theo điều khiển người sử dụng Ví dụ như: máy cày, máy mài, ô tô, máy bay, xe máy

- Nhóm máy tự động Bao gồm máy công tác, họat động tự động theo chương trình có sẵn người điều chỉnh Ví dụ: dây chuyền đóng nắp chai bia tự động, máy tiện tự động, người máy, máy phay CNC

- Nhóm máy liên hợp Mỗi máy tập hợp vài máy cơng tác, để thực hồn chỉnh cơng việc Ví dụ: máy gặt đập liên hợp, bao gồm máy cắt, máy đập máy phân loại, ba máy liên kết với tạo thành máy

- Nhóm máy biến đổi lượng Đó máy biến lượng từ dạng sang dạng khác Ví dụ: động điện biến điện thành năng, máy phát điện biến thành điện

Trong giáo trình Chi tiết máy nghiên cứu nhóm máy cơng tác

b- Bộ phận máy

H G T

Hình 1-1: Sơ đồ phận máy

FQ

1

3 Mỗi máy cơng tác thường có

phận (Hình 1-1):

- Bộ phận phát động 1, cung cấp nguồn động lực cho máy họat động Bộ phận phát động động điện, động đốt trong, tay quay, bàn đạp Đây phận thiếu máy

- Bộ phận công tác 2, phận thực chức quy định máy, máy khác có phận cơng tác khác Ví dụ: lưỡi cày máy cày, trục đá mài máy mài, trục bàn xe dao máy tiện Các máy khác có phận công tác khác Đây phận thiếu máy

(15)

- Bộ phận truyền dẫn động 3, phận nối phận phát động phận công tác Bộ phận truyền dẫn động có nhiệm vụ thay đổi tốc độ chuyển động, biển đổi quy luật chuyển động, thay đổi chiều chuyển động đảm bảo khoảng cách định phận phát động phận cơng tác Ví dụ: truyền đai, truyền xích, hộp tốc độ

Trong số loại máy đơn giản khơng có phận truyền dẫn động

c- Chi tiết máy

Khi tháo rời máy, phận máy nhận phần tử nhỏ máy, ví dụ như: bu lông, đai ốc, bánh răng, trục Nếu tiếp tục tách rời phần tử khơng cịn công dụng Các phần tử nhỏ máy gọi chi tiết máy

Có thể định nghĩa sau: Chi tiết máy phần tử cấu thành nên máy, có hình dạng kích thước xác định, có cơng dụng định máy Chi tiết máy phân thành nhóm:

- Nhóm chi tiết máy có cơng dụng chung Bao gồm chi tiết máy sử dụng nhiều loại máy khác Trong loại máy khác nhau, chi tiết máy có hình dạng cơng dụng Ví dụ: bánh răng, khớp nối, trục, bu lơng, ổ lăn

- Nhóm chi tiết máy có cơng dụng riêng Bao gồm chi tiết máy sử dụng loại máy định Trong lọai máy khác nhau, hình dạng cơng dụng chi tiết máy khác Ví dụ: trục khuỷu, tua bin, vỏ hộp giảm tốc, thân máy

Trong giáo trình Chi tiết máy, nghiên cứu chi tiết máy có công dụng chung

1.1.2. Những yêu cầu chủ yếu máy chi tiết máy

Trước nghiên cứu thiết kế máy, chi tiết máy, cần biết máy tốt Để làm điều đó, cần biết thơng số đánh giá chất lượng máy, hay yêu cầu chủ yếu máy chi tiết máy

Một thiết kế máy chi tiết máy gọi hợp lý, máy thỏa mãn yêu cầu chủ yếu sau:

- Máy có hiệu sử dụng cao, thể chỗ:

(16)

Tiêu tốn lượng cho sản phẩm gia công máy, Năng suất gia cơng cao,

Độ xác sản phẩm gia cơng máy cao, Chi phí sử dụng máy thấp,

Kích thước, khối lượng máy hợp lý

- Máy có khả làm việc cao: máy hoàn thành tốt chức định điều kiện làm việc sở sản xuất, luôn đủ bền, đủ cứng, chịu nhiệt độ, độ ẩm môi trường, không bị rung động mức

- Máy có độ tin cậy cao: máy luôn họat động tốt, đảm bảo tiêu kỹ thuật theo thiết kế Trong suốt thời gian sử dụng, máy bị hỏng hóc, thời gian chi phí cho việc sửa chữa thấp

- An tồn sử dụng: không gây nguy hiểm cho người sử dụng, cho máy, phận máy khác, máy làm việc bình thường máy có cố hỏng hóc

- Máy có tính cơng nghệ cao, thể chỗ:

Kết cấu máy phải phù hợp với điều kiện quy mô sản xuất, Kết cấu chi tiết máy đơn giản, hợp lý,

Cấp xác cấp độ nhám chọn mức, Chọn phương pháp chế tạo phôi hợp lý

- Máy có tính kinh tế cao, thể chỗ:

Cơng sức phí tổn cho thiết kế nhất,

Vật liệu chế tạo chi tiết máy rẻ tiền, dễ cung cấp, Dễ gia cơng, chi phí cho chế tạo nhất,

Giá thành máy thấp

1.1.3. Các bước thiết kế máy

Trước bắt đầu thiết kế máy, phải nắm vững nhiệm vụ thiết kế, cần biết số liệu sau đây:

- Số lượng máy cần chế tạo Chế tạo chiếc?

- Sản phẩm gia cơng máy Hình dạng, kích thước, vật liệu, độ xác?

- Năng suất gia công máy Cần gia công sản phẩm giờ?

- Tuổi thọ máy, hay thời gian sử dụng máy lúc bỏ đi?

- Yêu cầu kích thước, khối lượng máy?

- Đặc điểm môi trường máy làm việc?

(17)

- Các yêu cầu khác?

Công việc thiết kế tiến hành theo bước:

1 Xác định nguyên tắc hoạt động chế độ làm việc máy Nên tham khảo máy có để chọn ngun tắc hoạt động thích hợp Chế độ làm việc máy, cấu máy có liên quan đến việc chọn giá trị hệ số tính tốn q trình xác định kích thước chi tiết máy

2 Lập sơ đồ chung toàn máy, sơ đồ phận máy Sơ đồ phải thỏa mãn yêu cầu nhiệm vụ thiết kế Cần lập vài phương án sơ đồ máy, sau so sánh chọn phương án tốt

3 Xác định tải trọng tác dụng lên máy, phận máy chi tiết máy Đây bước quan trọng Nếu xác định không tải trọng, thiết kế máy không đủ bền, khơng đảm đảm bảo tính kinh tế

4 Tính tốn thiết kế chi tiết máy Xác định hình dạng, kích thước, vẽ kết cấu chi tiết máy

5 Lập quy trình cơng nghệ gia công chi tiết máy

6 Lập quy trình lắp ráp phận máy lắp ráp toàn máy

7 Lập hồ sơ thiết kế cho máy Lập vẽ, thuyết minh, tài liệu dẫn sử dụng sửa chữa máy

1.1.4. Các bước thiết kế chi tiết máy

Để thực bước thứ quy trình thiết kế máy, phải tính toán thiết kế chi tiết máy Trước thực thiết kế chi tiết máy, cần phải biết số liệu liên quan đến chi tiết máy:

- Các tải trọng tác dụng lên chi tiết máy: cường độ, phương, chiều, điểm đặt đặc tính

- Tuổi thọ chi tiết máy Thông thường tuổi thọ chi tiết máy tuổi thọ máy, có trường hợp phần tuổi thọ máy

- Điều kiện làm việc chi tiết máy

- Các yêu cầu vật liệu, khối lượng, kích thước

- Khả gia cơng sở khí chế tạo chi tiết máy Thiết kế chi tiết máy thường tiến hành qua bước:

(18)

1 Lập sơ đồ tính tốn chi tiết máy - sơ đồ hóa kết cấu chi tiết máy Đặt tải trọng lên sơ đồ tính

tốn chi tiết máy (Hình 1-2)

Fr

Fa

Fâ

×

Hình 1-2: Sơ đồ tính trục

Ft

3 Chọn vật liệu chế tạo chi tiết máy Tính tốn kích thước

chi tiết máy theo điều kiện bền điều kiện cứng

5 Chọn kích thước khác vẽ kết cấu chi tiết máy

6 Kiểm nghiệm chi tiết máy theo độ bền, độ cứng, tính chịu nhiệt, tính chịu dao động Nếu khơng đảm bảo phải tăng kích thước, q dư phải giảm kích thước chi tiết máy

7 Lập vẽ chế tạo chi tiết máy Trên thể đầy đủ hình dạng, kích thước, dung sai, chất lượng bề mặt, vật liệu, phương pháp nhiệt luyện, yêu cầu kỹ thuật gia công, lắp rắp

1.1.5. Một số điểm cần ý tính tốn thiết kế chi tiết máy

Khi xác định kích thước chi tiết máy, cần ý số điểm sau đây:

- Tải trọng tác dụng lên chi tiết máy phức tạp, khó xác định xác, xác định thành phần tải trọng chính, thành phần phụ kể đến hệ số điều chỉnh, gọi hệ số tải trọng

- Các cơng thức dùng tính tốn thiết kế chi tiết máy có loại: cơng thức xác, công thức gần đúng, công thức thực nghiệm

+ Cơng thức xác, xây dựng sở lý thuyết Toán học Vật lý học Sử dụng cơng thức xác, trường hợp ta nhận kết Trong lĩnh vực thiết kế chi tiết máy, công thức loại + Công thức gần đúng, xây dựng sở phải đặt giả thiết Ví du:û giả thiết vật liệu đồng chất, đẳng hướng, cứng tuyệt đối Kết tính tốn, sử dụng cơng thức gần đúng, coi xác điều kiện toán trùng với giả thiết Điều kiện toán thiết kế xa với giả

(19)

thiết kết tính tốn khơng đáng tin cậy Trong công thức gần đúng, người ta đưa vào hệ số để điều chỉnh độ xác kết tính, kể đến sai lệch điều kiện thực toán điều kiện giả thiết Khi thiết kế, phải chọn giá trị hợp lý cho hệ số Loại công thức phổ biến lĩnh vực thiết kế chi tiết máy

+ Công thức thực nghiệm, công thức kinh nghiệm xây dựng sở thống kê kết thu từ thực nghiệm, từ kinh nghiệm sử dụng máy móc Kết tính tốn thiết kế công thức thực nghiệm chấp nhận, điều kiện toán trùng với điều kiện thí nghiệm, trùng với kinh nghiệm sử dụng Trong điều kiện khác với thí nghiệm kinh nghiệm khơng sử dụng

- Có kích thước chi tiết máy xác định xác qua lần tính tốn Cũng có kích thước phải qua hai nhiều bước tính tốn nhận kết đúng, chưa đủ số liệu để tính xác

- Một chi tiết máy thường có nhiều kích thước, nên tính tốn kích thước tiết diện (bao gồm tiết diện tham gia lắp ghép, tiết diện có gía trị ứng suất lớn, tiết diện hay xảy hỏng hóc) Các kích thước cịn lại chọn trình vẽ kết cấu chi tiết máy Chọn theo điều kiện lắp ghép với chi tiết khác, theo tính hợp lý, tính thẩm mỹ kết cấu, theo kinh nghiệm người thiết kế

- Trong bước tính thiết kế chi tiết máy, có nhiều phương án thỏa mãn yêu cầu đầu bài, nên phân tích chọn đến phương án hợp lý để tính tốn tiếp tục Ở bước cuối cùng, cần so sánh, chọn phương án tốt làm kết thiết kế

- Hiện có nhiều chương trình máy tính (phần mềm ứng dụng) dùng để tính tốn vẽ tự động chi tiết máy, phận máy, chí máy Khi sử dụng, cần phải chọn phần mềm thích hợp cho tốn thiết kế, phải nắm vững kiến thức thiết kế chi tiết máy sử dụng có hiệu phần mềm ứng dụng nêu

(20)

16

1.2. Tải trọng ứng suất

1.2.1. Tải trọng tác dụng lên máy chi tiết máy

Tải trọng tác dụng lên máy chi tiết máy bao gồm lực, mô men áp suất Tải trọng đại lượng véc tơ, xác định thông số: cường độ, phương, chiều, điểm đặt đặc tính tải trọng Trong đó:

Lực, ký hiệu chữ F, đơn vị đo N, N = kg.m/s Mô men uốn, ký hiệu M, đơn vị đo Nmm

Mô men xoắn, ký hiệu T, đơn vị đo Nmm

Áp suất, ký hiệu p, đơn vị đo MPa, MPa = N/mm2

Phân loại tải trọng - làm quen với số tên gọi tải trọng, đặc điểm nó:

- Tải trọng khơng đổi, tải trọng có phương, chiều, cường độ khơng thay đổi theo thơi gian Sơ đồ tải trọng không đổi biểu diễn Hình 1-3

tb

M

Hình 1-3: Tải trọng khơng đổi

M1

t t1 t2 t3

M

M1 M2

M3

t

Hình 1-4: Tải trọng thay đổi

- Tải trọng thay đổi, tải trọng có ba đại lượng (phương, chiều, cường độ) thay đổi theo thời gian Trong thực tế tính tốn chi tiết máy, thường gặp loại tải trọng có cường độ thay đổi; sơ đồ tải trọng thay đổi biểu diễn Hình 1-4