Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình Cơ kỹ thuật (Nghề: Công nghệ ô tô) gồm có 4 chương, cung cấp cho người học những kiến thức như: Tĩnh học; Động học; Sức bền vật liệu; Các chi tiết máy truyền động. Mời các bạn cùng tham khảo!
UBND TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI - GIÁO TRÌNH MÔN: CƠ KỸ THUẬT NGHỀ CÔNG NGHỆ ÔTÔ SỬ DỤNG CHO ĐÀO TẠO TRUNG CẤP NGHỀ VÀ CAO ĐẲNG NGHỀ CÔNG NGHỆ Ô TÔ GIẢNG VIÊN BIÊN SOẠN: TẠ THỊ HOÀNG THÂN Lào Cai - Năm 2017 LỜI NÓI ĐẦU Hiện với phát triển khoa học công nghệ giới, lĩnh vực khí chế tạo nói chung nghề sửa chữa công nghệ ô tô Việt Nam nói riêng có bước phát triển mạnh mẽ số lượng chất lượng đóng góp cho nghiệp cơng nghiệp hố, đại hố đất nước Việc biên soạn giáo trình nghề Cơng nghệ Ơtơ nhằm đáp ứng nhu cầu giảng dạy đội ngũ giáo viên học tập học sinh nghề Công nghệ Ơtơ tạo thống q trình đào tạo nghề Cơng nghệ Ơtơ, đáp ứng nhu cầu thực tế sản xuất doanh nghiệp, thành phần kinh tế vấn đề cấp thiết cần thực Xuất phát từ nhu cầu đào tạo thực tế sản xuất, giáo trình Cơ kỹ thuật biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết thực hành với kiến thức, kỹ bố trí kết hợp khoa học nhằm đảm bảo tốt mục tiêu đề chương Trong trình biên soạn tác giả tham khảo nhiều tài liệu liên quan tiếp xúc trao đổi với nhiều chun gia đào tạo nghề Cơng nghệ Ơtơ, công nhân bậc cao sở sản xuất, đồng thời áp dụng tiêu chuẩn Hiệp hội quốc tế tiêu chuẩn quốc tế ISO cố gắng đưa kiến thức kỹ nhất, phù hợp với thực tế sản xuất, đặc biệt dễ nhớ, dễ hiểu khơng ngồi mục đích nâng cao chất lượng đào tạo, đáp ứng tốt yêu cầu sản xuất Trong trình biên soạn giáo trình, có nhiều cố gắng tác giả, xong khơng thể tránh khỏi thiết sót, hạn chế Đồng thời để giáo trình ngày hồn thiện, phục vụ tốt cho công tác giảng dạy học tập, tác giả mong nhận góp ý bạn đọc MỤC LỤC Chương 1: Tĩnh học Các khái niệm định luật tĩnh học 1.1 Các khái niệm 1.2 Các định luật tĩnh học Hệ lực phẳng đồng quy 2.1 Định nghĩa 2.2 Hợp lực hai lực đồng quy 2.3 Hợp lực hệ lực phẳng đồng quy 2.4 Điều kiện cân hệ lực phẳng đồng quy Ngẫu lực 3.1 Mômen lực điểm 3.2 Ngẫu lực Hệ lực phẳng 4.1 Định nghĩa 4.2 Thu hệ lực phẳng tâm 4.3 Điều kiện cân hệ lực phẳng 4.3 Điều kiện cân hệ lực phẳng song song Chương 2: Động học Chuyển động vật rắn 1.1 Chuyển động tịnh tiến vật rắn 1.2 Chuyển động quay vật rắn quanh trục cố định 1.3 Quỹ đạo, vận tốc, gia tốc điểm thuộc vật rắn quay quanh trục cố định Chuyển động song phẳng vật rắn 2.1 Khái nệm chuyển động song phẳng 2.2 Khảo sát chuyển động song phẳng phép quay tâm quay tức thời Chương 3: Sức bền vật liệu Các khái niệm 1.1 Nhiệm vụ đối tượng học vật rắn biến dạng 1.2 Các giả thuyết vật liệu 1.3 Ngoại lực - Nội lực - Ứng suất Kéo - nén tâm 2.1 Khái niệm kéo - nén 2.2 Tính tốn kéo nén tâm Cắt – Dập 3.1 Cắt 3.2 Dập Xoắn tuý 4.1 Khái niệm xoắn túy 4.2 Tính tốn xoắn Chương 4: Các chi tiết máy truyền động Cơ cấu đai truyền 1.1 Khái niệm 1.2 Tỷ số truyền 1.3 Ứng dụng Cơ cấu bánh vít trục vít 2.1 Khái niệm 2.2 Tỷ số tuyền 2.3 Ứng dụng Cơ cấu bánh 3.1 Khái niệm 3.2 Tỷ số truyền 3.3 Ứng dụng CHƯƠNG I: TĨNH HỌC Mục tiêu: - Trình bày tiên đề, khái niệm, cách biểu diễn lực, loại liên kết bản, hệ lực, phương pháp hợp lực đồng quy - Phân tích lực tác dụng phản lực liên kết, mômen lực điểm, ngẫu lực - Tính lực tác dụng phản lực liên kết, mômen lực điểm, ngẫu lực - Tính lực phương pháp đa giác, phương pháp chiếu để giải toán hệ lực - Lập phương trình mơ men tính tốn hệ lực tác dụng - Giải toán hệ lực phẳng song song - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ CÁC ĐỊNH LUẬT TĨNH HỌC 1.1 Các khái niệm 1.1.1 Lực 1.1.1.1 Khái niệm lực Là tác động tương hỗ vật mà kết làm thay đổi trạng thái động học vật a Điểm đặt lực: Là điểm mà vật nhận tác dụng từ vật khác b Phương chiều lực: Là phương chiều chuyển động chất điểm (vật có kích thước vơ bé ) từ trang thái yên nghỉ tác dụng học c Cường độ lực: Là số đo mạnh hay yếu tương tác học Hình 1.1 Đơn vị lực: NiuTơn (N); Kilô NiuTơn (1KN = 10 3N); Mega NiuTơn (1MN = 106N) Mơ hình tốn học lực vectơ kí hiệu: F ( hình 1.1 ) F1 B F A F1 Hình 1.1 F2 F2 F4 F3 Hình 1.2 Hình 1.3 1.1.1.2 Hệ lực Hai hệ lực trực đối: Là hai lực đường tác dụng, trị số ngược chiều ( Hình 1.2 ) - Hệ lực: Là tập hợp nhiều lực tác dụng lên vật Ký hiệu: ( F1 , F , , F n ) ( Hình 1.3 ) - Hệ lực tương đương: Hai hệ lực gọi tương đương chúng gây cho vật rắn trạng thái chuyển động học ( Hình 1.4 ) ý hiệu : ( F1 , F , , F n ) = ( 1 , 2 , , n ) F1 F2 F4 F3 Hình 1.4 - Hợp hệ lực: Là lực tương đương với hệ lực ( Hình 1.5) ( F1 , F , , F n ) = R Ký hiệu: F1 F2 F4 R F3 Hình 1.5 - Hệ lực cân bằng: Là hệ lực mà tác dụng vật rắn nằm vị trí cân Ký hiệu: ( F1 , F , , F n ) = 1.1.2 Phân tích lực 1.1.2.1 Vật tự vật bị liên kết - Vật tự do: Là vật rắn chuyển động tuỳ ý theo phương không gian - Vật bị liên kết ( Vật không tự ): Là vật rắn vài phương chuyển động bị cản trở Ví dụ: Quyển sách đặt mặt bàn vật không tự 1.1.2.2 Liên kết phản lực liên kết N - Liên kết: Là điều kiện cản trở chuyển động vật Vật gây cản trở chuyển động vật khảo sát gọi vật gây liên kết F Hình 1.6 Ví dụ: Quyển sách đặt mặt bàn sách vật khảo sát hay vật bị liên kết, mặt bàn vật gây liên kết ( Hình 1.6 ) F : Lực tác dụng lực ép N : Phản lực - Phản lực liên kết: Vật bị liên kết hay vật bị khảo sát tác dụng lên vật gây liên kết lực gọi lực tác dụng Theo tiên đề tương tác, vật gây liên kết tác dụng lên vật khảo sát lực, lực gọi phản lực liên kết 1.1.2.3 Các liên kết a Liên kết tựa ( khơng có ma sát ): Là liên kết cản trở vật khảo sát chuyển động theo phương vuông góc với mặt tiếp xúc chung vật gây liên kết vật khảo sát Phản lực có phương vng góc với mặt tiếp xúc chung, có chiều phía vật khảo sát ( N ) NA A NB N B P Hình 1.7 b Liên kết dây mềm: Là liên kết cản trở vật khảo sát theo phương dây Phản lực liên kết có phương trùng với phương dây, hướng từ vật khảo sát ( T ) A T B TA TB P P Hình 1.8 c Liên kết thanh: A SB SC Là liên kết cản trở chuyển động theo phương Phản lực ký C hiệu S , có phương dọc theo thanh, ngược chiều với xu hướng chuyển động vật khảo sát bỏ liên kết P B Hình 1.9 d Liên kết lề: Y - Gối đỡ lề di động: Phản lực có phương vng góc với mặt tiếp xúc chung vật khảo sát vật liên kết Hình 1.10a biểu diễn gối đỡ lề di động, hình 1.10b 1.10c sơ đồ gối Y a) b) Y c) Hình 1.10 lề di động Ký hiệu Y - Gối đỡ lề cố định: Bản lề cố định cản trở vật khảo sát chuyển động theo phương nằm ngang phương thẳng đứng Vì phản lực có hai thành R Y X R = X + Y Hình 1.11a biểu diễn gối đỡ lề cố định, hình 1.11b sơ đồ gối đỡ lề cố định a) R X phần X Y , phản lực tồn phần Y b) Hình 1.11 1.1.3 Giải phóng liên kết Khi khảo sát vật rắn, ta phải tách vật rắn khỏi liên kết xác định hệ lực tác dụng lên vật rắn Hệ lực tác dụng gồm lực cho phản lực Việc đặt lực cho lên vật khảo sát thường khơng khó khăn, vấn đề quan trọng đặt phản lực cho đầy đủ Để thực điều ta thay liên kết phản lực liên kết tương ứng, công việc gọi giải phóng liên kết Sau giải phóng liên kết, vật khảo sát coi vật tự cân tác dụng hệ lực gồm lực cho phản lực D NC D C C NB P A B A NA B b) a) Hình 1.12 Ví dụ: Thanh AD đặt máng hình 1.12a Sau giải phóng liên kết (hình 1.12b) hệ lực tác dụng vào AD ( P, N A , N B , NC ) P lực tác dụng, lại phản lực 1.2 CÁC TIÊN ĐỀ TĨNH HỌC 1.2.1 Tiên đề ( Sự cân hai lực ) Điều kiện cần đủ để hai lực tác dụng lên vật rắn cân chúng phải trực đối ( Hình 1.13 ) 0 F1 F2 F1 F2 Hình 1.13 1.2.2 Tiên đề ( Thêm bớt hai lực cân ) Tác dụng hệ lực lên vật rắn không thay đổi ta thêm vào ( hay bớt ) hai lực cân F4 F2 F1 F1 F4 F2 F3 F3 Hình 1.14 Hệ quả: Tác dụng lực lên vật rắn không thay đổi ta trượt lực đường tác dụng 1.2.3 Tiên đề ( Bình hành lực ) F1 R A F2 Hai lực đặt điểm tương đương với lực đặt điểm biểu diễn đường chéo hình bình hành mà hai cạnh hai véc tơ biểu diễn hai lực cho Ký hiệu: R F1 F2 Hình 1.15 1.2.4 Tiên đề ( Tương tác ) Lực tác dụng phản lực hai lực trực đối N Chú ý : Lực tác dụng phản lực hai lực cân chúng ln đặt vào hai vật khác F Hình 1.16 Hệ lực phẳng đồng quy 2.1 Định nghĩa Hệ lực phẳng đồng quy hệ lực có đường tác dụng lực nằm mặt phẳng cắt điểm ( Hình 2.1 ) F1 F2 F4 F3 Hình 1.17 2.2 Hợp hai lực đồng quy 2.2.1 Qui tắc hình bình hành lực: Giả sử có lực F1 F2 đồng qui O, phương hai lực hợp với góc â Theo tiên đề 3, hợp lực R đường chéo hình bình hành R F1 F2 ( Hình 1.18) Để xác định hợp lực R, ta phải xác định trị số, phương chiều - Trị số R = F12 F22 2F1F2 cos F1 R - Phương: Nếu phương R hợp với phương F1, F2 góc tương ứng â1, â2 : Sin 1 F1 F sin ; Sin sin R R o F2 Hình 1.18 Tra bảng số ta xác định trị số góc 1 2 - tức xác định phương R - chiều R chiều từ điểm đồng quy tới góc đối diện hình bình hành 10 Đề cương giảng Cơ ứng dụng CHƯƠNG 4: CHI TIẾT MÁY Mục tiêu: - Trình bày khái niệm, nguyên lý làm việc phạm vi ứng dụng truyền bánh răng, truyền xích, truyền bánh vít - trục vít, truyền bánh - răng, cấu truyền động máy bào, máy búa, máy xọc - Xác định tỷ số truyền động truyền - Phân tích cấu tạo, nguyên lý làm việc số cấu biến đổi chuyển động như: cấu cam, cần lắc, cấu cu lit - Giải thích ứng dụng cấu biến đổi chuyển động - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Cơ cấu đai truyền 1.1 Khái niệm 1.1.1 Định nghĩa Hình 3.9 Bộ truyền đai thơng thường Hình 3.10 Bộ truyền đai chéo nửa chéo Truyền động đai làm việc dựa nguyên tắc nhờ vào lực masat dây đai với bánh đai mà chuyển động từ bánh đai dẫn tới bánh đai bị dẫn Vì đai khâu mềm, sau thời gian làm việc bị dẫn cần có biện pháp căng đai để khắc phục Truyền động đai dùng để truyền chuyển động quay trục nhờ lực masat dây đai bánh đai Khi bánh đai dẫn quay dây đai truyền động làm bánh bị dẫn quay theo 1.1.2 Các dạng truyền động đai * Dựa vào vị trí truyền động chia - Truyền động hai trục song song với Biên soạn: Tạ Thị Hồng Thân Khoa Cơ khí – Động lực Trường Cao đẳng Lào Cai 72 Đề cương giảng Cơ ứng dụng - Truyền động chéo: dùng để truyền chuyển động hai trục quay ngược chiều - Truyền động nửa chéo: dùng để truyền chuyển động hai trục chéo góc 900 - Truyền động vng góc dùng để truyền chuyển động hai trục cắt 1.1.3 Phân loại đai * Theo hình dáng tiết diện đai - Đai phẳng (đai dẹt) có tiết diện ngang hình chữ nhật - Đai thang: có tiết diện ngang hình thang - Đai trịn: có tiết diện ngang hình trịn - Đai hình lược: đai gồm nhiều đai thang kết hợp lại - Đai Hình 3.11 Bộ truyền đai dẹt, đai thang, đai trịn Hình 3.12 Bộ truyền đai hình lược, đai 1.2 Tỷ số truyền động Trong truyền động có tượng trượt trơn nên tỷ số truyền truyền đai không ổn định nên xác định tỷ số truyền xác ta phải tính hệ số trượt () i1.2 n1 w1 D2 n2 w2 D1 (1 ) Biên soạn: Tạ Thị Hoàng Thân Khoa Cơ khí – Động lực Trường Cao đẳng Lào Cai 73 Đề cương giảng Cơ ứng dụng Trong đó: D1, D2 bán kính bánh đai dẫn bánh đai bị dẫn n1, n2 tốc độ quay bánh đai dẫn bánh đai bị dẫn w1, w2 gia tốc hệ số trượt thường tính với = 0,010,02 Hiện tượng trượt trơn có hai loại: trượt trơn đàn hồi gặp tải, trượt trơn đai bị mòn 1.3 Ứng dụng 1.3.1 Ưu điểm - Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, giá thành rẻ - Truyền động mềm dẻo, giảm rung động tải trọng va đập - Vận hành êm, không ồn (khi mối nối đai thực tốt) - Do có tượng trượt đai với bánh đai nên tải đột ngột không làm hỏng chi tiết truyền - Đối với truyền tốc độ thấp trung bình, độ xác lắp ráp thấp - Có thể truyền động trục cách xa nhau, trục bố trí thích hợp khơng gian 1.3.2 Nhược điểm - Kích thước cồng kềnh truyền cơng suất lớn - Do có tượng trượt đai nên khơng đảm bảo xác tỷ số truyền Do phải có lực căng đai đầu nên áp lực lên trục gối đỡ tăng lên so với truyền động bánh - Không thể sử dụng nơi an tồn tính nhiễm điện đai - Khi bị dầu mỡ dính vào dây đai giảm khả làm việc tuổi thọ 1.3.3 Phạm vi sử dụng Lợi dụng ưu điểm truyền động êm, dễ bảo quản truyền chuyển động với khoảng cách lớn cấu truyền động đai dùng phổ biến máy dân dụng, máy xây dựng, ngồi cịn dùng máy công cụ, máy động lực… tỷ số truyền đạt tới i ≤ 1.3.4 Cách bảo quản - Sau chạy máy song để dây đai trạng thái trùng - Đai bánh đai trước lúc vận hành cần lau bụi bẩn, dùng nước xà phòng ấm rửa Biên soạn: Tạ Thị Hồng Thân Khoa Cơ khí – Động lực Trường Cao đẳng Lào Cai 74 Đề cương giảng Cơ ứng dụng - Phải đảm bảo lực căng đủ sức truyền tải, trục hai bánh đai song song với nhau, bánh đai không bị lệch tâm quay - Không để dầu mỡ rơi vào làm hỏng đai Phải che chắn an tồn truyền đai có tải trọng lớn tốc độ nhanh Cơ cấu trục vít bánh vít 2.1 Khái niệm 2.1.1 Nguyên lý cấu tạo truyền động Bộ truyền trục vít - bánh vít thường dùng truyền chuyển động hai trục vng góc với khơng gian (hình 3.30), chéo Bộ truyền trục vít có hai phận chính: - Trục vít dẫn 1, có đường kính d1, trục vít thường làm liền với trục dẫn I, quay với số vịng quay n1, cơng suất truyền động P1, mơ men xoắn lên trục T1 - Bánh vít bị dẫn 2, có đường kính d2, lắp trục bị dẫn II, quay với ố vịng quay n2, cơng suất truyền động P2, mô men xoắn trục T2 - Trên trục vít có đường ren (cũng gọi trục vít), bánh vít có tương tự bánh Khi truyền động ren trục vít ăn khớp với bánh vít, tương tự truyền bánh Hình 3.30 Bộ truyền trục vít - bánh vít Nguyên tắc làm việc truyền trục vít bánh vít tóm tắt nhu sau: Trục I quay với số vòng quay n1, ren trục vít ăn khớp với bánh vít, đẩy bánh vít chuyển động, làm bánh vít quay, kéo theo trục II quay với số vòng n2 Tuy truyền chuyển động ăn khớp, vận tốc hai điểm Hình 3.31 Vận tóc trượt truyền trục vít - bánh vít tiếp xúc có phương vng góc với nhau, nên truyền trục vít có vận tốc trượt lớn (Hình 3.31) hiệu suất truyền động truyền thấp Đặc biệt, sử dụng bánh vít dẫn, hiệu suất truyền nhỏ 0,5 Do thực tế khơng sử dụng truyền bánh vít dẫn động Hình 31 Vận tốc trượt truyền trục vít Biên soạn: Tạ Thị Hồng Thân Khoa Cơ khí – Động lực Trường Cao đẳng Lào Cai 75 Đề cương giảng Cơ ứng dụng Trục vít gia cơng máy tiện ren, dao tiện có lưỡi cắt thẳng, tương tự cắt ren bu lông Bánh vít gia cơng dao phay lăn máy phay Dao gia cơng có hình dạng kích thước tương tự trúc vít ăn khớp với bánh vít Dao cắt khác trục vít chỗ: dao có lưỡi cắt, ren dao cao ren trục vít để tạo khe hở chân cho truyền trục vít - bánh vít Như bánh vít (có mơ đun số z) sử dụng thực tế, cần có dao để gia công 2.1.2 Phân loại truyền trục vít Tuỳ theo hình dạng trục vít, biên dạng ren trục vít, người ta chia truyền trục vít thành loại sau: - Bộ truyền trục vít trụ: trục vít có dạng hình trụ trịn xoay, đường sinh thẳng Trong thực tế, chủ yếu dùng truyền trục vít trụ, gọi tắt truyền trục vít (Hình 3.32) Hình 3.32 Trục vít trụ - Bộ truyền trục vít Clơbơit, trục vít hình trụ tròn, đường sinh cung tròn, loại gọi truyền trục vít lõm (hình 33) Hình 3.33 Trục vít lõm - Bộ truyền trục vít Acsimet: mặt phẳng chứa đường tâm trục vít biên dạng ren đoạn thẳng Trong mặt phẳng vng góc với đường tâm trục vít viên dạng ren đường xoắn Acsimet Trục vít Acsimet, cắt ren thực máy tiện thông thường, dao tiện có lưỡi cắt thẳng gá gang tâm máy Nếu cần mài phải dùng đá có biên dạng phù hợp với dạng ren, gia cơng khó đạt độ xác cao đắt tiền Đo loại truyền thường dùng trục vít có độ rắn mặt có HB < 350 Loại dùng nhiều thực tế Biên soạn: Tạ Thị Hồng Thân Hình 3.34 Trục vít Acsimet Khoa Cơ khí – Động lực Trường Cao đẳng Lào Cai 76 Đề cương giảng Cơ ứng dụng - Bộ truyền trục vít thân khai: mặt phẳng tiếp tuyến với mặt trụ sở biên dạng ren đoạn thẳng Trong mặt phẳng vng góc với đường tâm trục vít, biên dạng ren phần đường thân khai vòng tròn, tương tự bánh Trục vít thân khai cắt ren máy tiện, phải gá dao cao tâm, soa cho mặt trước dao tiếp tuyến với mặt trụ sở ren Có thể mài ren đá mài dẹt thơng thường, đạt độ xác cao Bộ truyền dùng yêu cầu trục vít có độ rắn bề mặt cao, BH > 350 - Bộ truyền trục vít Cơnvơlút: mặt phẳng vng góc với phương ren, biên dạng ren đoạn thẳng Khi cắt ren máy tiện, phải gá dao nghiêng cho trục dao trùng với phương ren Khi mài loại trục vít phải dùng đá mài có biên dạng đặc biệt Loại trục vít Cơnvơlút dùng 2.2 Tỷ số truyền động i i n1 Z n2 Z Trong đó: n1, n2 tốc độ quay trục vít bánh vít, đơn vị v/p’ Z1, Z2 số mối ren trục vít số bánh vít Z1 có giá trị nhỏ Z2 có giá trị lớn (Z2=80 truyền tải trọng nhỏ tới Z2= 120) 2.3 Ứng dụng 2.3.1 Ưu điểm - Tỷ số truyền lớn mà kích thước truyền lại nhỏ gọn - Làm việc êm, không gây tiếng ồn - Có khả tự hãm - Đây đặc điểm quan trọng ngành máy nâng, máy xây dựng 2.3.2 Nhược điểm - Hiệu số thấp (do tổn thất công suất masat lớn) - Phát nhiều nhiệt (do masat lớn) - Vật liệu làm cho bánh vít thường phải có tính giảm masat tốt nên đắt tiền - Chế tạo lắp ráp địi hỏi độ xác cao 2.3.3 Phạm vi sử dụng Biên soạn: Tạ Thị Hồng Thân Khoa Cơ khí – Động lực Trường Cao đẳng Lào Cai 77 Đề cương giảng Cơ ứng dụng - Do hiệu suất thấp nên thường dùng trường hợp công suất nhỏ vừa không lớn (không 50 –60 Kw) - Tỷ số truyền i = 2060 (đơi đạt tới 100) truyền tải tọng i 300 để truyền chuyển động cấu phân độ, dụng cụ đếm v v - Bộ truyền kín (hộp giảm tốc) thường dùng máy công cụ, máy nâng chuyển… truyên hở thường dùng cấu tay quay máy không quan trọng Cơ cấu bánh 3.1 Khái niệm 3.1.1 Định nghĩa Cơ cấu bánh cấu truyền chuyển động khớp cao việc truyền chuyển động thực nhờ hai khâu dẫn bị dẫn vào tiếp xúc đẩy Quá trình tiếp xúc nhưu gọi q trình ăn khớp Khâu có gọi bánh Phân loại: Căn vào vị trí trục không gian người ta chia cấu bánh thành cấu bánh phẳng cấu bánh không gian Cơ cấu bánh phẳng cấu bánh với hai bánh chuyển dộng mặt phẳng hay hai mặt phẳng song song Hai trục hai bánh vng góc với mặt phẳng chuyển động song song với Cơ cấu bánh không gian cấu bánh với hai bánh truyền chuyển động hai trục chéo cắt không gian 3.1.2 Cơ cấu bánh phẳng Với cấu bánh phẳng làm việc vng góc với trục quay xem xét cấu ta xem xét tiết diện vng góc với trục Căn vào số tiêu chí người ta phân loại cấu bánh phẳnh sau: Dựa vào đặc điểm ăn khớp người ta chia ăn khớp ăn khớp Cặp bánh gọi ăn khớp trình ăn khớp xảy nằm phía hai tâm quay Nếu trình ăn khớp xảy khoảng hai tâm quay ta có cặp bánh ăn khớp ngồi Theo đặc điểm tỷ số truyền người ta chia thành Biên soạn: Tạ Thị Hồng Thân Khoa Cơ khí – Động lực Trường Cao đẳng Lào Cai 78 Đề cương giảng Cơ ứng dụng Cơ cấu bánh có tỷ số truyền khơng đổi Cơ cấu bánh có tỷ số truyền thay đổi theo quy luật xác định Trong giới hạn chủa giáo trình ta xem xét cấu bánh có tỷ số truyền khơng đổi Theo dạng đường cong dùng làm biên hình người ta chia thành: Bánh thân khai Bánh hypoloit Bánh Novicov Việc lựa chọn đường cong làm biên hình bánh quan trọng ngồi việc đảm bảo tỷ số truyền cịn phải đảm bảo yếu tố: Đơn giản, dễ chế tạo Có khả truyền lực lớn Chống mài mòn tốt Chạy êm Ít bị ảnh hưởng sai số chế tạo Trong số đường cong kể đường cong thân khai đáp ứng yêu cầu tốt sử dụng nhiều 3.2 Tỷ số truyền Xét cặp bánh thân khai ăn khớp với nhau, thời điểm ăn khớp giả sử rừng hai biên hình lăn khơng trượt tâm vận tốc tức thời hai bánh nằm điểm pháp tuyền chung chúng Kẻ pháp tuyến chung hai biên hình Vì hai biên hình hai đườngh thân khai hai vòng tròn sở ro1, ro2 nên pháp tuyến chung phải tiếp tuyến chung N1, N2 hai vịng trịn Gọi P giao điểm đường nối tâm O1 O2 với pháp tuyến chung N1N2, P tâm vận tốc tức thời chuyển động Tỷ số truyền cặp bánh tính sau: i12 1 O1 P ro1 O2 P r02 Trong đó: i12 tỷ số truyền cặp bánh 1 2 vận tốc góc bánh ro1, ro2 bán kính hai vịng trịn sở Từ biểu thức ta nhận thấy Nếu hai tâm quay O1O2 cố định điểm P có định Biên soạn: Tạ Thị Hồng Thân Khoa Cơ khí – Động lực Trường Cao đẳng Lào Cai 79 Đề cương giảng Cơ ứng dụng Tỷ số truyền phụ thuộc bán kính vịng trịn sở khơng phụ thuộc vào khoảng cách hai tâm quay Một số khái niệm Tâm ăn khớp: điểm P tâm quay tức thời chuyển động tương đối cặp bánh gọi tâm ăn khớp truyền Đường ăn khớp: quỹ tích điểm tiếp xúc cặp biên hình trình truyền chuyển động gọi đường ăn khớp, tiếp tuyến chung N1N2 Trên thực tế biên hình đoạn đường thân khai, chúng bị giớ hạn hai vòng đỉnh Giao điểm hai vòng đỉnh với đường N 1N2 A B, AB đoạn ănn khớp thực Vịng lăn hay vịng chia: Các vịng trịn bán kính O1P, O2P lăn khơng trượt với điểm P gọi vòng tròn lăn Góc ăn khớp: góc góc tiếp tuyến chung N1N2 tiếp tuyến chung tt hai vịng tịn lăn P gọi góc ăn khớp Đây góc áp lực tâm ăn khớp Với bánh thân khai thông thường = 200 Các thơng số hình học bánh thân khai Hình 3.20 Vịng đỉnh đường giới hạn nằm phía ngồi thân bánh Vịng chân đường giới hạn nằm phía thân bánh Khoảng cách hai vòng tròn đỉnh chân gọi chiều cao Khoảng cách vòng đỉnh vòng chia gọi chiều cao đầu răng, vòng chia vòng chân gọi chiều cao chân Cung giới hạn hai biên hình gọi chiều dày Sx Cung giới hạn hai biên hình khác phía hai liền kề gọi chiều rộng chân Wx Cung giới hạn hai biên hình phía hai kề gọi bước răng.\ Tx = Sx + Wx Các điều kiện ăn khớp cặp bánh thân khai Điều kiện ăn khớp Điều kiện ăn khớp cặp bánh nhằm đảm bảo cho chúng có tỷ số truyền khơng đổi suốt q trình chuyển động Muốn thời điểm tối thiểu phải có cặp biên hình tiếp xúc với Gọi MMx khoảng cách theo phương pháp tuyến hai biên hình phía hai liên tiếp Dễ thấy điều kiện ăn khớp là: MMx AB Biên soạn: Tạ Thị Hoàng Thân Khoa Cơ khí – Động lực Trường Cao đẳng Lào Cai 80 Đề cương giảng Cơ ứng dụng Hay nói cách khác AB 1 TN gọi hệ số trùng khớp Nếu ta có thời điểm tối thiều cặp bánh tối đa hai cặp bánh ăn khớp với Thông thường ta lấy 1,15 Nếu hai quan hệ không đảm bảo ta có truyền có tỷ số truyền khơng đổi Điều kiện ăn khớp khít Để có cặp bánh hoạt động êm không va đạp, đổi chiều chuyển động cặp biên hình phía phải cặp biên hình phía trái phải đồng thời tiếp xúc với Điều xảy bước vòng tròn lăn hai bánh tL1 = tL2 mô đun Để tạo thuận tiện cho việc đo bánh người ta dùng đại lượng gọi mô đun, ký hiệu m thay cho bước t m t Mô dun lớn kích thước lớn Hai bánh ăn khớp với chúng có ùcng mơdun Modun tiêu chuẩn hóa theo dãy kích thước định 0,10 0,12 0,15 0,20 0,25 0,30 0,40 0,50 0,60 0,80 1,00 1,25 1,25 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 6,00 8,00 10,0 Hiện tượng căt chân hệ số dịch dao Người ta tạo hình dụng cụ gọi Thanh coi bánh đặc biệt có bán kính vịng trịn sở vơ lớn Khi đường đỉnh đường chân suy biến thành đường thẳng Đường thẳnh chia đường đỉnh đường chân gọi đường trung bình Bình thường tạo hình đường trung bình trùng với đường lăn bánh Tuy nhiên yêu cầu đặc biệt chế tạo người ta để đườngg trung bình khơng trùng với đường lăn bánh mà dich khoảng cách gọi độ dịch dao Khi < đường trung bình dịch vào gần tâm quay có hình dạng thon thả hơn, chân nhỏ lại, đầu to Biên soạn: Tạ Thị Hoàng Thân Khoa Cơ khí – Động lực Trường Cao đẳng Lào Cai 81 Đề cương giảng Cơ ứng dụng Khi > đường trung bình dịch xa tâm quay có hình dạng bầu hơn, đầu nhỏ lại, chân to Đại lượng đặc trưng cho độ dịch dao gọi hệ số dịch dao m Trong hệ số dịch dao Việc dịch dao làm cải thiện điều kiện làm việc bánh ăn khớp sau như: Thay đổi hệ số trượt phần, thay đổi sức chịu uốn, thay đổi khả chịu tải Tuy nhiên việc dịch dao thực giới hạn định Nếu dịch dao sâu dẫn đên tượng phần chân bị cắt lẹm, chí cắt lẹm phần thân khai chân làm cho yếu đáng kể Quan hệ hình học thơng số bánh Mơđun m Số z Đường kính vịng chia ( vịng lăn) d = m.z Góc ăn khớp = 200 có lấy = 14030’ Chiều cao đầu h’t =f’m Trong f’ hệ số chiều cao răng, thông thường f’ = 1,25 Chiều cao chân h’’t = f’’m Trong f’’ hệ số chiều cao chân răng, thôngthường f’’ =1,25 Phần lượn đầu chân C =f0m f0 hệ số khoảng hở hướng tâm, thông thường f0 =0,25 Chiều cao h = h’t + h’’t + C = m(h’t + h’’t + C) Đường kính vịng chân de = d + 2h’t = mz + 2mf’ = m(z + 2f’) Bước t = m * Hệ bánh a Hệ bánh thường Định nghĩa: Hệ bánh thường hệ mà tất bánh quay quanh trục cố định Phần lớn hệ bánh hệ bánh thường Chúng gồm bánh phẳng, bánh khơnggian, bánh bố trí hộp kín hay bánh hở Biên soạn: Tạ Thị Hồng Thân Khoa Cơ khí – Động lực Trường Cao đẳng Lào Cai 82 Đề cương giảng Cơ ứng dụng Hình 3.24 Hình 3.23 Tỷ số truyền Tỷ số truyền cặp bánh i12 n1 z n2 z1 Trong đó: n1,n2 số vịng quay trục z1, z2 số bánh lắp trục trục Dâu (+) hay (-) dùng để bánh bị dẫn quay cùngchiều hay ngược chiều với bánh dẫn Có thể thấy với cặp bánh ăn khớp ngồi i có dấu (-) cịn với cặp bánh ăn khớp i có dấu (+) Tỷ số truyền hệ bánh i1n n1 (1) k i12 i23 in ( n1) nn Trong đó: k số cặp bánh ăn khớp hệ i12, i23…… tỷ số truyền từ trục sang trục 2, từ trục sang trục 3… 3.3 Ứng dụng: + Hệ bánh thường dùng để truyền chuyển động với tỷ số truyền lớn mà cặp bánh không đảm nhiệm Trong trường hợp chúng đóng hộp kín gọi hộp giảm tốc Biên soạn: Tạ Thị Hoàng Thân Khoa Cơ khí – Động lực Trường Cao đẳng Lào Cai 83 Đề cương giảng Cơ ứng dụng Hệ bánh thường dùng để truyền chuyển động trục cố định có tỷ số truyền thay đổi theo bậc thay đổi cặp bánh ăn khớp Trong trường hợp hệ gọi hộp số Hệ bánh thường dùng để truyền chuyển động hai trục xa thông qua bánh trung gian mà không thay đổi tỷ số truyền mà đổi dấu Hệ bánh thường dùng để thay đổi chiều quay trục bị động trục chủ động không đổi chiều nhờ điều chỉnh cặp bánh trung gian + Hệ bánh phức tạp Hệ bánh hành tinh có ưu điểm tỷ số truyền lớn khí số lượng bánh ít, cấu gọn nhẹ ứng dụng nhiều dụng cụ đo đòi hỏi độ khuếch đại lớn Hệ bánh vi sai cho phép từ chuyển động vào khâu dẫn lấy hai chuyển động khác phụ thuộc lẫn nhâu khâu bị dẫn ứng dụng ngành cơng nghiệp ô tô Nhờ có vi sai ô tô vào quãng đường vòng hai bánh xe trục có hai tốc độ khác nhau, bánh phía chậm lại khí bánh phía ngồi nhanh lên tơ khơng bị lật * Bài tập áp dụng Hình 3.25 Bài 1: Cho hệ bánh thường (hình c) có Z1=20, Z2=60, Z’2=40, Z3=Z’3=30, Z4=50, Z5= 25 Tốc độ quay trục 1600v/p Xác định tốc độ quay trục? Giải: áp dụng công thức (2) ta có i1k n1 Z Z Z Z n (1) n5 nk Z1 Z ' Z ' Z i15 Mà i15 (1) Z Z3 Z Z5 30 60 30 50 25 (1) Z1 Z ' Z ' Z 20 40 30 50 16 Thay vào (*) ta n5 n1 1600 853(v / p) i15 30 / 16 Biên soạn: Tạ Thị Hoàng Thân Khoa Cơ khí – Động lực Trường Cao đẳng Lào Cai 84 Đề cương giảng Cơ ứng dụng Như trục V quay chiều với trục I quay với tốc độ 853v/p Bài Cho cấu bánh hành tinh sơ đồ: có Z1=100; Z2=99; Z3’=100; Z=101 Tính tỷ số truyền hệ Giải: áp dụng công thức i1 H i1Hk Ta có: i1H i1Hk (*) Trong đó: i1Hk (1) Z2 Z3 99 101 9999 Z1 Z ' 100 100 10000 Thay vào (*) ta được: i1 H i1Hk 9000 1000 10000 Như bánh I quay vịng truyền H quay 10000 vịng Cơ cấu đạt tỷ số truyền cực lớn * Các dạng hỏng cấu bánh - Mặt bị tróc mảng chế tạo lắp khơng xác Độ tiếp xúc hai mặt nhỏ không đủ sức chịu đựng dính vào nhay nên rời khớp mặt bị tróc mảng - Răng bị sứt mẻ: trục bị cong lắp khơng song song gây ứng suất phía làm bị mẻ ngồi cịn ứng suấ thay đổi - Răng nhanh mịn: bơi trơn sử dụng chạy với vận tốc lớn * Ưu điểm - Cơ cấu bánh làm việc chắn, công suất truyền động lớn, hiệu xuất truyền động cao - Tỷ số truyền động lớn truyền với tỷ số truyền cực lớn - Khuôn khổ truyền nhỏ gọn - Dễ thay đổi chiều quay, dễ thay đổi tốc độ - Tuổi thọ cao * Nhược điểm - Truyền động gây tiếng ồn - Chịu va đập - Chế tạo lắp ráp đòi hỏi độ xác cao Chính giá thành đắt * Phạm vi sử dụng Biên soạn: Tạ Thị Hoàng Thân Khoa Cơ khí – Động lực Trường Cao đẳng Lào Cai 85 Đề cương giảng Cơ ứng dụng Bộ truyền bánh sử dụng phổ biến thiết bị máy móc, hệ thống điều khiển, hộp tốc độ, hệ thống bôi trơn, cấu đảo chiều v v TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình học ứng dụng - Nhà xuất giáo dục Chi tiết máy - Nguyễn Văn Yến - Nhà xuất giao thông vận tải Nguyên lý máy - Lê Cung - Đại học kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh Biên soạn: Tạ Thị Hồng Thân Khoa Cơ khí – Động lực Trường Cao đẳng Lào Cai 86 ... nước Việc biên soạn giáo trình nghề Cơng nghệ Ơtơ nhằm đáp ứng nhu cầu giảng dạy đội ngũ giáo viên học tập học sinh nghề Cơng nghệ Ơtơ tạo thống q trình đào tạo nghề Cơng nghệ Ơtơ, đáp ứng nhu... Khoa Cơ khí – Động lực Trường Cao đẳng Lào Cai 46 Đề cương giảng Cơ ứng dụng CHƯƠNG 3: SỨC BỀN VẬT LIỆU Mục tiêu: - Trình bày khái niệm nội lực, ứng suất giả thuyết vật liệu, khái niệm công thức... v1 - v = Ôv gọi biến thiên véc tơ vận tốc khoảng thời gian Ôt = t1 - t Khi atb xác định: atb = v1 v v AB t t t Biên soạn: Tạ Thị Hồng Thân Khoa Cơ khí – Động lực Trường Cao đẳng Lào Cai