- Chän vËt liÖu thÝch hîp víi ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña chi tiÕt m¸y, dù kiÕn kh¶ n¨ng gia c«ng, xem xÐt c¸c yÕu tè kinh tÕ liªn quan... Расчёт на прочность деталей машин[r]
(1)Vị ngäc Pi - trÇn thä
ngun thÞ qc dung - ngun thÞ hång cÈm
Cơ sở thiết kế Máy chi tiết máy
(2)
Lêi nãi ®Çu
Để đáp ứng yêu cầu giảng dạy đào tạo Tr−ờng Đại học Kỹ thuật Cụng
nghiệp Thái nguyên, Bộ môn Nguyên lý chi tiết máy Khoa Cơ khí tiến hành biên soạn tập giáo trình Cơ sở thiết kế máy chi tiết máy Đây tên gọi mới, ứng với
thay đổi nội dung yêu cầu so với giáo trình “Chi tiết máy” quen thuộc trc
đây
Tp sỏch c biờn son theo kế hoạch giảng dạy 120 tiết, hai học phần (trong có
96 tiÕt lý thut ,11 tiÕt h−íng dÉn bµi tËp, 13 tiÕt thÝ nghiƯm vµ thùc hµnh), nh»m phèi hỵp
với đồ án mơn học tiến hành đồng thời với giảng lý thuyết học phần II chia thành
5 néi dung chÝnh nh− sau:
Phần I: Những vấn đề thiết kế máy chi tiết máy, TS Trần Thọ biên soạn Phần II: Truyền động khí, gồm:
- Những vấn đề chung truyền động khí ;
- Truyền động bánh ma sát, Ths Nguyễn thị Hồng Cẩm biên soạn - Truyền động đai, Ths Nguyễn thị Hồng Cẩm biên soạn
- Truyền động bánh răng, Ths Nguyễn thị Quốc Dung biên soạn
- Truyền động trục vít - bánh vít, Ths Nguyễn thị Quốc Dung biên soạn - Truyền động xích, Ths Nguyễn thị Hồng Cẩm biên soạn
- Hệ thống truyền dẫn khí, TS Trần Thọ biên soạn Phần III: Các tiết máy đỡ nối, gồm:
- Trôc, Ths Vũ Ngọc Pi biên soạn
- ổ lăn, Ths Vũ Ngọc Pi biên soạn
- ổ trợt, Ths Vũ Ngọc Pi biên soạn
- Khớp nối, TS Trần Thọ biên soạn
Phn IV: C s thit k tự động, Ths Vũ Ngọc Pi biên soạn Phần V: Các tiết máy ghép, gồm:
- Mèi ghÐp then vµ then hoa, Ths Vị Ngäc Pi biên soạn - Mối ghép đinh tán, Ths Vũ Ngọc Pi biên soạn
- Mi ghộp ren, Ths Vũ Ngọc Pi biên soạn - Mối ghép hàn, Ths Vũ Ngọc Pi biên soạn - Mối ghép có độ dơi, TS Trần Thọ biên soạn
Tập sách bao gồm giảng lý thuyết hai học phần nói Các nội
dung liên quan đến tập, thí nghiệm, thực hành đồ án môn học đ−ợc biên soạn riêng
Chắc trình biên soạn không tránh khỏi sai sãt vỊ néi dung cịng nh− h×nh
thức Chúng tơi mong nhận đ−ợc ý kiến phê bình đóng góp q báu bạn đọc,
xin ch©n thành cảm ơn
Các tác giả
(3)PhÇn I
Những vấn đề thiết kế máy và chi tit mỏy
Bài 1: Bài mở đầu
1- Khái niệm định nghĩa chi tiết máy
Chi tiết máy (hay tiết máy, viết tắt CTM) phần tử cấu tạo hoàn chỉnh máy;
nó đợc chế tạo không kèm theo nguyên công lắp ráp Các chi tiết máy thờng
đ−ợc lắp ghép cố định với thành nhóm chi tiết máy Để thuận tiện lắp ghép, thay thế,
bảo quản sử dụng, ngời ta liên kết nhiều chi tiết máy nhóm chi tiết máy theo
một chức tạo thành cụm chi tiết máy hay bộ phận máy, blok máy.
Theo quan điểm sử dụng, chi tiết máy đợc chia thành hai nhóm:
- Các chi tiết máy có công dụng chung Đó chi tiết máy đợc dùng phổ biến nhiều loại máy khác với công dơng hoµn toµn gièng nÕu chóng cïng mét
loại Ví dụ nh trục, bánh răng, bu lông, vít, ®ai èc
- C¸c chi tiÕt m¸y cã công dụng riêng Đó chi tiết máy đợc dùng
s mỏy nht nh Vớ dụ nh− pit tơng, trục khuỷu, cam
§2- Nhiệm vụ, nội dung tính chất môn học Cơ sở thiết kế máy chi tiêt
máy (sau gọi tắt môn học Chi tiết máy)
Chi tiết máy môn khoa học nghiên cứu phơng pháp tính toán thiết kế hợp lý
máy chi tiết máy có công dụng chung Nhiệm vụ trang bị cho ngời học
kiến thức cấu tạo, nguyên lý làm việc phơng pháp tính toán thiết kế CTM
có cơng dụng chung, tạo sở vững để vận dụng vào việc thiết kế, sử dụng, khai thác loại máy thiết bị khí
Đây môn học vừa mang tính lý thuyết võa mang tÝnh thùc nghiƯm Lý thut tÝnh
to¸n đợc xây dựng sở kiến thức toán học, vật lý học, học lý thuyết,
nguyên lý máy, sức bền vật liệu , đợc xác minh, hoàn thiện qua thí nghiệm thực
tiƠn s¶n xt
Đây mơn học kỹ thuật sở mang tính “bản lề” để chuyển từ kỹ thuật sở sang kỹ thuật chuyên môn ngành khí
Néi dung m«n häc gồm bốn phần sau đây: - Cơ sở tính toán thiết kế máy chi tiết máy
- Các tiết máy truyền động: truyền bánh ma sát, truyền đai, truyền bánh răng, truyền trục vít-bánh vít
- Các tiết máy đỡ nối: trục, ổ tr−ợt, ổ lăn, khớp nối, lò xo
- Các tiết máy ghép: then, then hoa, đinh tán, hàn, ren, ghép có độ dơi
§Ĩ häc tèt môn học này, ngời học phải biết vận dụng sáng tạo lý thuyết vào thực
tin; bit phõn tớch, tổng hợp, so sánh ph−ơng án nhằm giải tốt vấn đề
liên quan đến thiết kế, sử dụng, khai thác máy chi tiết máy Yêu cầu thứ hai
ng−ời học phải nâng cao tính độc lập, tự giác học tập, đặc biệt phần làm đồ
¸n thiết kế môn học
Đ3- Lịch sử môn học phơng hớng phát triển
1-Chi tit mỏy máy có từ sớm khơng ngừng phát triển
- Hình t−ợng chi tiết máy giản đơn xuất từ thời cổ x−a dụng
(4)- Hơn 4000 năm tr−ớc, ng−ời ta dùng lăn vận chuyển; dùng bánh xe, ổ, trục loại xe; dùng tời, puli cơng trình xây dựng tháp, nhà thờ
- 550 năm tr−ớc công nguyên, Hy lạp , bánh răng, trục khuỷu, pa lăng đ−ợc sử
dông
- Hơn 200 năm tr−ớc cơng ngun, Acsimet sử dụng vít máy kéo n−ớc
- Hộp giảm tốc truyền động bánh răng, trục vít sử dụng rộng rãi kỷ thứ
- D−íi thêi trung cỉ nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật bị mai Sang thêi kú phôc
h−ng, khoa häc kü thuËt đợc khôi phục, xuất thêm số máy Bánh trụ
chéo, ổ lăn, xích, đai, cáp, vít nâng khớp nối đợc dùng phổ biến
- Cuối kỷ 18 đầu 19 máy n−ớc đời, mối ghép đinh tán đ−ợc sử dụng rộng
r·i
- Cũng từ đến nay, nhiều máy đời; nhiều chi tiết máy xuất thay
đổi nhiều lĩnh vực nh− hàn, tán, ren vít, truyền động bánh
2- Lý thuyết tính tốn chi tiết máy xuất sớm, không ngừng phát triển và ngày hồn thiện
- Lý thuyết tính tốn xác định tỷ số truyền lực tác dụng đời từ thời cổ Hy lạp - Thế kỷ thứ có ghi chép hộp giảm tốc truyền động bánh răng, trục vít
- Thời kỳ phục h−ng có cơng trình nghiên cứu bánh trụ chéo, ổ lăn,
xÝch , b¶n lề, đai, cáp, vít nâng, khớp nối
- Cuối kỷ 19 đầu kỷ 20, với phát triển mạnh KHKT, lĩnh vực Cơ học tách thành nhiều ngành khoa học Cũng từ Chi tiết máy trở thành môn khoa học độc lập
- Nhiều nhà bác học tiếng có đóng góp xuất sắc cho khoa học Chi tiết
m¸y nh Lêôna Đờ Vanh xi, Ơle, Pêtrop, Râynol, Misen, Vilít
3- Phơng hớng phát triển
- Cơng nghiệp phát triển địi hỏi ngày nhiều thiết bị máy móc với trình độ tự động hố cao, địi hỏi khoa học chi tiết máy phải có s phỏt trin ng b
- Ngoài phơng pháp tính toán kinh điển, việc ứng dụng tin học tÝnh to¸n
tối −u tự động hố thiết kế chi tiết phận máy đã, đóng vai trị
quan trọng, thời đại công nghệ thông tin
Đ4- Giới thiệu tài liệu tham khảo
Bạn đọc tìm đọc tài liệu tham khảo ghi mục Tài liệu tham khảo, chủ yếu tài liệu :
1- Ngun Träng HiƯp, Chi tiÕt m¸y, tËp I, II, NXB Đại học Giáo dục chuyên
nghiệp, 1994
2- Trịnh Chất, Cơ sở Thiết kế máy Chi tiết máy, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật,
1998
(5)Bài 2: đại c−ơng thiết kế máy chi tiết máy
Đ1-Khái quát yêu cầu máy chi tiết máy 1- Khả làm việc
Đó khả máy chi tiết máy hồn thành chức định Khả làm việc bao gồm tiêu: độ bền, độ cứng, độ bền mịn, độ chịu nhiệt, độ chịu dao động, tính n nh
Đây yêu cầu hàng đầu yêu cầu máy chi tiết máy
2- Hiệu sử dụng
Máy phải có suất, hiệu suất cao, tiêu tốn l−ợng, có độ xác hợp lý,
chi phí thấp thiết kế, chế tạo,vận hành, sử dụng, đồng thời phải có kích th−ớc trng
lợng nhỏ gọn
3- Độ tin cậy cao
Độ tin cậy tính chất máy, phận máy chi tiết máy, thực đợc chức
nng ó nh, ng thi đảm bảo tiêu hiệu sử dụng suốt thời gian
làm việc suốt q trình thực khối l−ợng cơng việc định
Khi mức độ khí hố tự động hố cao độ tin cậy có ý nghĩa quan trọng Vì cấu hay phận bị hỏng làm đình trệ hoạt động dây chuyền sản xuất
4- An toµn sử dụng
Trong điều kiện sử dụng bình thờng, máy chi tiết máy không gây tai nạn nguy
hiểm cho ng−ời sử dụng không gây h− hại cho thiết bị đối t−ợng khác xung
quanh
5/ TÝnh c«ng nghƯ vµ tÝnh kinh tÕ
Trên nguyên tắc đảm bảo khả làm việc, điều kiện sản xuất tại, máy chi tiết máy chế tạo tốn cơng sức nhất, có giá thành thấp nhất, cụ thể là:
- Kết cấu phải đơn giản, hợp lý, phù hợp với điều kiện quy mô sn xut,
- Có phơng pháp chế tạo phôi hỵp lý,
- Cấp xác độ nhám mức
Đ2- Nội dung, đặc điểm, trình tự thiết kế máy chi tiết máy 1- Nội dung trình tự thiết kế máy
- Xác định nguyên tắc hoạt động chế độ làm việc máy đ−ợc thiết kế
- Lập sơ đồ chung toàn máyvà phận máy thoả mãn yêu cầu cho tr−ớc
- Xác định tải trọng (lực mômen) tác dụng lên phận máy đặc tính thay đổi tải trọng
- Chän vËt liƯu chÕ t¹o c¸c chi tiÕt m¸y
- Tính tốn động học, động lực học, xác định hình dạng, tính tốn kết cấu sơ chi tiết máy, phận máy để thoả mãn khả làm việc; kết hợp với yêu cầu tiêu
chuẩn hoá, lắp ghép, công nghệ yêu cầu khác để xác định kích th−ớc chi tiết
m¸y, bé phËn m¸y máy
- Lập thuyết minh máy (bao gồm hớng dẫn sử dụng, vận hành sửa chữa máy)
2- Nội dung trình tự thiết kế chi tiÕt m¸y
ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y phận thiết kế máy Nội dung thiết kế máy đợc
thể qua trình tự sau:
- Lập sơ đồ tính tốn: kết cấu tiết máy phức tạp phải đ−ợc sơ đồ hoá, kể
sơ đồ tải trọng
- Xác định tải trọng tác dụng lên chi tiết máy
(6)Tài liệu tham khảo [1]- Nguyễn Trọng Hiệp
Chi tiÕt m¸y, tËp I, II
NXB Đại học Giáo dục chuyên nghiệp, 1994 [2] Trịnh Chất
Cơ sở Thiết kế máy Chi tiết máy Nhà xuÊt b¶n Khoa häc kü thuËt, 1998
[3]- B.Η Кудрявцев Деталимашин
ЛенинградМашиностроение 1980
[4]- Μ.Η Иванов Деталимашин
МоскваИздатeлъство “Высщаяшкола” 1984
[5]- И.А Биргер, Б.Ф Шорр
Расчётнапрочностьдеталеймашин
МоскваМашиностроение 1993
[6]- Robert L Norton
Machine Design
(7)Môc lôc
Trang
Lời nói đầu
Phn I Nhng vấn đề thiết kế máy chi tiết máy Bài Mở đầu
Bài Đại cơng thiết kế máy chi tiÕt m¸y
Phần II Truyền động khí Bài mở đầu Những vấn đề chung truyền động khí 23
Bài Truyền động bánh ma sát 24
Bài Truyền động đai 31
Bài Truyền động bánh 43
Bài Truyền động trục vít – bánh vít 64
Bài Truyền động xích 77
Bµi HƯ thèng trun dÉn c¬ khÝ 86
Phần III Các tiết máy đỡ nối Bài Trục 94
Bµi ổ lăn 103
Bài ổ trợt 113
Bµi Khíp nèi 123
Phần IV Cơ sở thiết kế tự động 130
Phần V Các tiết máy ghép 136 Bài GhÐp b»ng then vµ then hoa 137
Bài Ghép đinh tán 143
Bài GhÐp b»ng ren 149
Bµi 4: GhÐp b»ng hµn 158
Bài 5: Ghép độ dôi 169