(NB) Giáo trình Cơ kỹ thuật cung cấp cho người học những kiến thức như: Tĩnh học; Các trường hợp chịu lực của vật rắn; Các cơ cấu và bộ phận máy điển hình. Mời các bạn cùng tham khảo!
BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ Xà HỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ o0o GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: CƠ KỸ THUẬT NGHỀ: HÀN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số:248a/QĐ- CĐNKTCN, ngày 17/9/2019 Trường Cao đẳng nghề Kỹ thuật Công nghệ) YA A YE 60° C E XA P Hà Nội, năm 2019 F B BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ Xà HỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ o0o GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: CƠ KỸ THUẬT NGHỀ: HÀN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số:248a/QĐ- CĐNKTCN, ngày 17/9/2019 Trường Cao đẳng nghề Kỹ thuật Công nghệ) YA A YE 60° C E XA P Hà Nội, năm 2019 F B TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Ngày khoa học kỹ thuật phát triển vũ bão, ngành kỹ thuật chiếm vị trí quan trọng kinh tế Vì việc đào tạo nhân lực cho ngành kỹ thuật đóng vai trị quan trọng để tạo nguồn nhân lực có lực phục vụ cho kinh tế phát triển nước ta Cơ kỹ thuật môn học sở giảng dạy trường cao đẳng, đại học kỹ thuật Nó khơng mơn học sở cho nhiều mơn học chun ngành mà cịn có tiềm lực phát triển tư kỹ thuật cho sinh viên Giáo trình “Cơ kỹ thuật” xây dựng sở giáo trình giảng dạy trường kỹ thuật kết hợp với kinh nghiệm giảng dạy giáo viên ngành Giáo trình biên soạn cho phù hợp với đặc điểm sinh viên trường cao đẳng nghề Giáo trình “Cơ kỹ thuật” biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức mới, nội dung đề cập tới kiến thức bản, cốt lõi để đáp ứng tính chất đặc trưng nghề khí Trong biên soạn giáo trình tác giả có nhiều cố gắng không tránh khỏi khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp ý kiến từ bạn đọc Hà Nội, ngày 03 tháng 03 năm 2019 BAN CHỦ NHIỆM XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH NGHỀ: HÀN TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ MỤC LỤC TRANG Lời giới thiệu Mở đầu Chương Tĩnh học 1.Đại cương học vật rắn tuyệt đối 2.Hệ lực phẳng đồng quy 3.Ngẫu lực 4.Hệ lực phẳng 5.Ma sát Chương Các trường hợp chịu lực vật rắn 1.Nội lực, ngoại lực, ứng suất 2.Kéo (nén) tâm 3.Cắt dập 4.Xoắn túy 5.Uốn túy Chương Các cấu phận máy điển hình 1.Các cấu truyền chuyển động quay 2.Cơ cấu biến đổi chuyển động 3.Trục, ổ trục khớp nối Trả lời câu hỏi tập Tài liệu tham khảo TÊN MÔN HỌC: CƠ KỸ THUẬT Mã mơn học : MHHA10 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học - Vị trí: Mơn học bố trí trước mơn học/mơ đun đào tạo nghề - Tính chất: Là mơn học lý thuyết sở, trang bị cho học sinh kiến thức lý thuyết, sức bền vật liệu chi tiết máy - Ý nghĩa, vai trị +Tính tốn yếu tố lực tác dụng lên vật rắn trạng thái tĩnh (trạng thái cân bằng), sức bền vật liệu kết cấu yếu tố động học, động lực học vật rắn + Là sở tính tốn cho mơn chun ngành khác Mục tiêu mơn học: + Kiến thức: - Trình bày khái niệm học vật rắn tuyệt đối vật rắn biến dạng - Giải toán tĩnh học liên kết thường gặp, toán chịu lực thanh: kéo-nén tâm, uốn tuý, xoắn tuý, cắt dập + Kỹ năng: - Trình bày nguyên lý tạo thành chuyển động cấu máy - Tính tỷ số truyền đại lượng biến đổi chuyển động - Nhận biết chức số chi tiết máy quan trọng yêu cầu vật liệu chế tạo + Năng lực tự chủ trách nhiệm: - Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm cơng việc, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn - Tham gia đầy đủ thời gian học tập - Cẩn thận, tỉ mỉ, xác cơng việc Nội dung mơn học Nội dung tổng quát phân phối thời gian: Số TT Tên chương mục Tổng số Mở đầu Chương Tĩnh học 1.Đại cương học vật rắn tuyệt đối 2.Hệ lực phẳng đồng quy 3.Ngẫu lực 4.Hệ lực phẳng 5.Ma sát Chương Các trường hợp chịu lực vật rắn 1.Nội lực, ngoại lực, ứng suất 2.Kéo (nén) tâm 3.Cắt dập 4.Xoắn túy 5.Uốn túy Chương Các cấu phận máy điển hình 1.Các cấu truyền chuyển động quay 2.Cơ cấu biến đổi chuyển động 3.Trục, ổ trục khớp nối Thi kết thúc môn học Cộng 20 5 Thời gian Bài Lý tập thuyết thực hành 13 2 2 12 3 1 1 2 10 3 45 2 25 15 1 Thi/ Kiểm tra 1 0 0 0 0 Chương Tĩnh học Mã chương: MHHA15-01 Giới thiệu Những khái niệm giúp hiểu biết đặc trưng, mối liên hệ đại lượng tính tốn phần Mục tiêu: Trình bày đời phát triển mơn học, nội dung nghiên cứu, tính chất nhiệm vụ, vai trị, vị trí mơn học người th c khớ hn 1.1 đại c-ơng học vật rắn tuyết đối 1.1.1 Khái niệm học vật rắn tuyệt đối - Lực - Hệ lực Cơ học vật rắn tuyệt đối nghiên cứu cân chuyển động vật rắn Trong phần gặp khái niệm bản: vật tuyệt đối rắn trạng thái cân 1) Vật tuyệt đối rắn Cơ học quan niệm vật tuyệt đối rắn vật chịu lực tác dụng có hình dạng kích th-ớc không đổi Vật tuyệt đối rắn mô hình lí t-ởng, thực tế chịu lực tác dụng vật thực biến đổi hình dạng kích th-ớc Nh-ng để đơn giản hoá việc nghiên cứu cân chuyển động vật, ta coi vật tuyệt đối rắn, biến đổi hình dạng kích th-ớc vật thực đ-ợc nghiên cứu phần học vật rắn biến dạng 2) Lực a) Định nghĩa Lực tác động t-ơng hỗ từ vật từ môi tr-ờng chung quanh lên vật xét, làm cho vật thay đổi vận tốc làm cho vật biến dạng Ví dụ: đầu búa tác động lên vật rèn lực tác động từ vật lên vật khác, trọng lực tác dụng vào vật lực hấp dẫn (còn gọi lực hút) trái đất lên vật (trọng l-ợng thành phần trọng lực, với sai số nhỏ trọng l-ợng vật coi nh- trùng với trọng lực vật đó) b) Đo lực Treo vật có khối l-ợng khác vào lò xo thẳng đứng, độ giÃn lò xo tỷ lệ với khối l-ợng vật Mặt khác điểm xác định, trọng l-ợng vật tỷ lệ với khối l-ợng P = m.g (1-1) Trong đó: P - träng l-ỵng, m - khèi l-ỵng, g - gia tèc träng tr-êng (g = 9,81m/s2) 10 20 30 40 50 60 Nh- vËy cã thĨ rót kết luận: độ giÃn lò xo tỷ lệ với trọng l-ợng (trọng lực) vật Căn vào kết luận ng-ời ta chế tạo dụng cụ đo trị số Hình 1-1 lực lực kế (hình 1-1) Dùng lực kế đo đ-ợc trọng l-ợng, từ lại suy khối l-ợng vật Nh- dùng lực kế ta đo đ-ợc khối l-ợng vật cách gián tiếp (suy từ công thức 1-1) Đơn vị để đo trị số lực niutơn, ký hiệu N kilô niutơn (kN) = 103 niutơn (N) mêga niutơn (MN) = 106 niutơn (N) c) Cách biểu diễn lực Lực đ-ợc đặc tr-ng ba yếu tố: điểm đặt, ph-ơng chiều trị số Nói cách khác lực đại l-ợng véctơ đ-ợc biểu A B diễn véctơ lực Chẳng hạn (Hình 1-2), véctơ AB biểu diễn lực tác dụng lên vật rắn, đó: Hình 1-2 + Gốc A điểm đặt lực AB + Đ-ờng thẳng chứa lực AB ph-ơng lực, gọi đ-ờng t¸c dơng cđa lùc Mót B chØ chiỊu cđa lùc AB + Độ dài AB biểu diễn trị số lực AB theo tỷ lệ xích đó, chẳng hạn trị số lực AB 200N, biểu diễn lực theo tỷ lệ 10N độ dài 1mm độ dài AB 200/10 = 20mm Để đơn giản th-ờng ký hiệu lực chữ in hoa ghi dấu véctơ chữ in hoa ®ã, nh-: F , P , Q , N , R , S, VÝ dô: Mét lùc F có trị số 150N hợp với ph-ơng nằm b O ngang góc 45 phía đ-ờng thẳng n»m ngang H·y biĨu diƠn lùc ®ã theo tû lƯ 5N độ dài 1mm B 150 Bài giải: Độ dài véctơ lực F là: = 30mm 45 x A Từ điểm A (Hình 1-3), ta kẻ ph-ơng Ab hợp với Hình 1-3 đ-ờng nằm ngang Ax phía góc 45O Đặt lên Ab độ dài AB = 30mm, véctơ AB biểu diễn lực F cần tìm 3) Hệ lực a) Hai lực trực đối: hai lực có trị F F F B A F A B số, đ-ờng tác dụng, nh-ng ng-ợc chiều (Hình 1-4a,b) b) Hệ lực: tập hợp nhiều lực tác Hình 1-4a Hình 1-4b dụng lên vật rắn gọi hệ lực ký hiÖu (F1, F2, ,Fn) F2 F1 O C B A P3 F3 H×nh 1-5 Q2 Q3 P2 B C A D Q1 P1 H×nh 1-6 Q4 H×nh 1-7 H×nh 1-5, hình 1-6 hình 1-7 thí dụ hệ lực phẳng đồng quy( F1 , F2 , F3), hƯ lùc ph¼ng song song (P1 , P2 , P3) hệ lực phẳng (Q1 , Q2 , Q3 , Q4) c) Hệ lực t-ơng đ-ơng: Hai hệ lực đ-ợc gọi t-ơng đ-ơng chúng có tác dụng học lên vật rắn Hai hệ lùc (F1 , F2 , , Fn) vµ (P1 , P2 , , Pn) t-ơng đ-ơng ký hiệu: (F1 , F2 , , Fn) (P1 , P2 , , Pn) dấu đọc t-ơng đ-ơng d) Hợp lực: lực t-ơng đ-ơng với tác dụng hệ lực, nghĩa (F1 , F2 , , Fn) R R hợp lực cđa hƯ lùc (F1 , F2 , , Fn) e) Hệ lực cân bằng: hệ lực tác dụng vào vật rắn không làm thay đổi trạng thái động học vật rắn (nếu vật đứng yên đứng yên, vật chuyển động chuyển động chuyển động tịnh tiến thẳng đều) Nói cách khác, hệ lực cân t-ơng đ-ơng với (F1 , F2 , , Fn) Vật chịu tác dụng hệ lực cân đ-ợc gọi vật trạng thái cân Vật trạng thái cân đứng yên chuyển động tịnh tiến thẳng 1.1.2 Các tiên đề tình học Tiên đề mệnh đề đơn giản, đ-ợc rót tõ thùc tiƠn (kh«ng chøng minh) Chóng ta nghiên cứu hệ tiên đề tĩnh học làm sở cho việc nghiên cứu cân vật rắn 1) Tiên đề (tiên đề hai lực cân bằng) Điều kiện cần đủ để hai lực tác dụng lên vật rắn đ-ợc cân chúng phải trực đối (Hình 1-4a,b) 2) Tiên đề (tiên đề thêm bớt hai lực cân bằng) Tác dụng hệ lực lên vật rắn không thay đổi thêm vào bớt hai lực cân Hệ quả: tác dụng lực lên vật rắn không thay đổi tr-ợt lực đ-ờng tác dụng 3) Tiên đề (tiên đề hình bình hành lực) F1 Hai lực đặt điểm t-ơng đ-ơng với lực đặt điểm đ-ợc biểu diễn véctơ đ-ờng chéo A hình bình hành mà hai cạnh hai véctơ biểu diễn hai lực F2 đà cho (Hình 1-8) H×nh 1-8 R = F1 + F2 N 4) Tiên đề (tiên đề t-ơng tác) Lực tác dụng phản lực hai lực trực đối (Hình 1-9) Tuy nhiên lực tác dụng phản lực hai lực cân R P bằng, chúng đặt vào hai vật khác Hình 1-9 1.1.3 Liên kết phản lực liên kết 1) Vật tự vật bị liên kết Vật rắn gọi vật tự nã cã thĨ thùc hiƯn chun ®éng t ý theo ph-ơng không gian mà không bị cản trở Ng-ợc lại, vật rắn không tự vài ph-ơng chuyển động bị cản trở Những điều kiện cản trở chuyển động vật đ-ợc gọi liên kết Vật không tự gọi vật bị liên kết (còn gọi vật khảo sát) Vật cản trở chuyển động vật khảo sát gọi vật liên kết Ví dụ: sách đặt bàn (Hình 1-9) sách vật khảo sát, bàn vật gây liên kết 2) Phản lực liên kết Do tác dụng t-ơng hỗ, vật khảo sát tác dụng lên vật gây liên kết lực gọi lực tác dụng Theo tiên đề t-ơng tác,vật gây liên kết tác dụng trở lại vật khảo sát lực gọi phản lực liên kết (gọi tắt phản lực) ví dụ 1-3 sách tác dụng lên bàn trọng lực P , bàn tác dụng trở lại sách phản lực N (hình 1-9) Phản lực đặt vào vật khảo sát (ở nơi tiếp xúc hai vật) ph-ơng, ng-ợc chiều với h-ớng chuyển động vật khảo sát bị cản trở Trị số phản lực phụ thuộc vào lực tác dụng từ vật khảo sát đến vật gây liên kết NC 3) Các liên kết a) Liên kết tựa NA NB A B C 43 số cặp bánh ăn khớp p m = n p 5) Phạm vi ứng dụng -u nh-ợc điểm a) Phạm vi ứng dụng Cơ cấu bánh đ-ợc sử dụng phổ biến nhiều thiết bị máy móc,vì : - truyền động xác - thực đ-ợc tỉ số truyền lớn cực lớn đạt đ-ợc nhiều tỉ số truyền khác - thay đổi chiều quay trục bị dẫn b) Ưu nh-ợc điểm So với cấu truyền động khác, cấu bánh cã nhiỊu -u ®iĨm nỉi bËt: - Gän nhĐ ,chiÕm chỗ, khả truyền tảI lớn - Hiệu suất truyền động cao ,tỉ số truyền cố định - Sử dụng đ-ợc lâu dài ,làm việc chắn - Dễ bảo quản thay Tuy nhiên cấu bánh có số nh-ợc điểm sau: - Đòi hỏi chế tạo xác - Có nhiều tiếng ồn vận tốc lớn - Chịu va đập 6) Những h- hỏng th-ờng gặp biện pháp khắc phục a) Trong trình sử dụng bánh th-ờng gặp dạng h- hỏng sau - Mặt bị tróc mảng chế tạo lắp ghép thiếu xác ,độ tiếp xúc hai bề mặt nhỏ nên không đủ sức chịu đựng ,đột nhiên dính vào nhau,khi rời tróc mảng - Răng bị sứt mẻ ,th-ờng trục bị cong lắp trục không song song , øng suÊt tËp trung vµo mét phÝa khiÕn sứt mẻ - Răng bị mài mòn bôi trơn sử dụng lâu ngày Bộ bánh tốt làm việc phát tiếng kêu u đều.Nếu kêu to,lọc cọc khe hở cạnh lớn sinh va chạm Nếu tiếng kêu ken két ,máy bị rung khe hở cạnh nhỏ khoảng cách tâm nhỏ bình th-ờng Nếu có tiếng gầm lớn tăng tốc kêu lớn mặt chế tạo sai ,không đồng ,mặt có vết lõm kẽ nứt Nếu tiếng kêu không theo chu kì tâm bánh không trùng với tâm trục b) Để tránh h- hỏng nói cần thực chế độ sử dụng bảo quản hợp lý - Phải đảm bảo độ xác khoảng cách tâm ,độ song song vuông góc giứa trục ,khe hở cạnh độ tiếp xúc mặt - Phải thực chế độ bôi trơn đủ loại dầu mỡ ,tránh bụi bặm mạt bẩn dính vào truyền tải lớn,độ xác cao 44 3.1.2 cấu xích 1) Khái niệm Cơ cấu xích dùng để truyền chuyển động quay trục cách xa (có thể đến m) nhờ ăn khớp mắt xích với đĩa xích (Hình 33) 2) Cấu tạo Z2 Gồm khâu: + Khâu dẫn có đĩa xích với số Z1 lắp cố định trục I O1 O2 + Khâu bị dẫn có đĩa xích với số Z2 lắp cố định trục II Z1 + Khâu trung gian chuỗi mắt xích Hình 3-3 nối với lề, khâu lại giá 3) Phân loại xích Xích th-ờng đ-ợc chia làm ba loại: - Xích trục làm việc với vận tốc thấp, d-ới 0,25m/s tải trọng lớn; dùng tời palăng, - Xích kéo làm việc với vận tốc không 2m/s để vận chuyển vật nặng máy trục, băng tải, thang máy máy vận chuyển khác -Xích truyền động làm việc với vận tốc cao để truyền từ trục sang trục khác gồm: xích ống, xích ống lăn, xích xích định hình 4) Tỷ số truyền Công thức tính tỷ số truỳên cđa xÝch t-ong tù nh- c«ng thøc tÝnh tû sè truyền bánh i 12 = Z n1 = 2 Z1 n Trong đó: n1và n2 số vòng quay phút đĩa dẫn đĩa bị dẫn Z1, Z2 số đĩa dẫn đĩa bị dẫn Tỷ số truyền hạn chế khu«n khỉ kÝch th-íc cđa bé trun ,th«ng th-êng i 5) Phạm vi ứng dụng -u nh-ợc điểm a) Phạm vi ứng dụng Cơ cấu xích dùng chủ yếu tr-ờng hợp: - Các trục có khoảng cách trung bình, dùng truyền động bánh phải thêm nhiều bánh trung gian không cần thiết - Yêu cầu kích th-ớc nhỏ gọn làm việc không tr-ợt (truyền động đai không thoả mÃn đ-ợc) - Cơ cấu xích đ-ợc dùng máy vận chuyển máy nông nghiệp b) Ưu nh-ợc điểm Truyền động xích có -u điểm là: - Có thể truyền động hai trục cách xa đến 8m - Khuôn khổ, kích th-ớc nhỏ gọn so với cấu đai truyền - Không tr-ợt nh- trun ®éng ®ai - Cã thĨ cïng lóc trun ®éng cho nhiều trục - Lực tác dụng lên trục nhỏ truyền động đai 45 - Hiệu suất cao,có thể đạt tới 98% đ-ợc chăm sóc tốt sử dụng hết khả tải Tuy nhiên có số nh-ợc điểm sau: - Đòi hỏi chế tạo lắp ráp xác so với truyền bánh đai, chăm sóc phức tạp - Chống mòn bôi trơn không tốt làm việc nơi nhiỊu bơi - VËn tèc tøc thêi cđa ®Üa xÝch đĩa bị dẫn không ổn định số đĩa - Có tiếng ồn làm việc - Giá thành cao 6) Những h- hỏng th-ờng gặp biện pháp khắc phục a) Trong trình làm việc cấu xích th-ờng gặp h- hỏng sau - Xích đĩa xích bị mòn làm cho b-ớc xích tăng lên, xích ăn khớp với đĩa gần đỉnh nên dễ làm cho xích tr-ợt khỏi đĩa xích Đôi lúc má xích qúa mòn làm gÃy đứt xích đĩa xích mòn làm khả truyền động xích - Khi lắp hai đĩa xích không nằm mặt phẳng làm cho xích bị vặn ,lắp căng gây tải trọng phụ qúa trùng gây va đập vận tốc lớn b) Để tránh h- hỏng nói cần thực chế độ sử dụng bảo quản hợp lý Chủ yếu bôi trơn tốt không để cát bụi bám vào làm cho xích đĩa xích chóng mòn, không để rơi vật cứng vào chỗ ăn khớp, phải che chắn với xích truyền động có tốc độ lớn, tải trọng nặng để đảm bảo an toàn 3.1.3 cấu trục vít bánh vít 1) Khái niệm Cơ cấu bánh vít trục vít thuộc nhóm cấu đặc biệt dùng để chuyển động quay gi÷a hai trơc chÐo nhau, th-êng gãc gi÷a hai trơc 900 (Hình 3-4) O1 I 2) Cấu tạo Gồm khâu: - Bánh vít giống nh- bánh nghiêng O2 II - Trục vít cấu tạo giống nh- trục truyền, trục có nhiều vòng ren dùng để ăn khớp với bánh vít Trục vít làm liền với trục thép hợp kim, bánh vít làm liền ghép vành đồng với đĩa gang 3) Tỷ số truyền Thông th-ờng trục vít khâu dẫn truyền chuyển động quay Hình 3-4 cho bánh vít Gọi Z1 số mối ren trục vít (trục vít 1,2,3 mối ren) Z2 số bánh vít Tỷ số truyền cặp trục vít - bánh vít tỷ số số bánh vít với số mèi ren cđa trơc vÝt i 12 = n1 Z2 = n2 Z1 46 V× sè mèi ren Z1 cđa trôc vÝt nhá, cã lÊy Z1 = truyền trục vít bánh vít đạt đ-ợc tỷ số truyền lớn mà truyền khác thực đ-ợc 4) Phạm vi ứng dụng -u nh-ợc điểm a) Phạm vi ứng dụng - Cơ cấu trục vít - bánh vít có hiệu suất thấp nên th-ờng dùng để truyền công suất nhỏ trung bình (không qua 50 60 kW ), tỷ số truyền khoảng đến 100 đặc biệt cã thĨ tíi 1000 nh-ng chØ dïngvíi c«ng st nhá - Cơ cấu trục vít - bánh vít dùng máy trục, máy cắt kim loại b) Ưu nh-ợc điểm Cơ cấu trục vít - bánh vít có -u điểm sau: -Tỉ số truyền lớn - Làm việc êm, ồn - Có khả tự hÃm Nh-ợc điểm: - HiƯu st thÊp, c¸c bé trun tù h·m hiệu suất thấp - Cần dùng vật liệu giảm ma sát (đồng thanh) để làm bánh vít nên giá thành cao 5) Những h- hỏng th-ờng gặp biện pháp khắc phục a) Trong trình làm việc cấu trục vít - bánh vít th-ờng gặp hhỏng sau Do đặc điểm kết cấu, cấu đòi hỏi lắp gia công xác, đảm bảo chế độ bôi trơn, không chất l-ợng sử dụng giảm nhiều,phát nhiệt lớn, mài mòn nhanh hiệu suất thấp b) Để tránh h- hỏng nói cần thực chế độ sử dụng bảo quản hợp lý - Đ-ờng tâm bánh vít - trục vít phải xác, không nghiêng lệch bảo đảm kích th-ớc - Giữa bánh vít ren trục vít có khe hở cần thiết - Mặt cạnh tiếp xúc tốt - Cơ cấu quay nhẹ nhàng, trơn 3.1.4 cấu đai truyền 1) Khái niệm Cơ cấu đai truyển dùng để truyền chuyển động quay trục đặt cách xa (hình 3-5) 2) Cấu tạo Gồm khâu: + Hai bánh đai có đ-ờng kính d D + Đai: làm cao su, sợi tổng hợp, + Ngoài có thiết bị căng đai 3) Phân loại đai Hình 3-5 + Đai dẹt (Hình 3-6a) + Đai thang (Hình 3-6 b) + Đai tròn (Hình 3-6c) + Đai hình l-ợc (Hình 3-6d) D n2 d n1 47 + Đai (Hình 3-6e) 4) Tû sè truyÒn i= D2 n1 = n2 D1 (1 ) Trong : n1 n2 số vòng quay phút trục dẫn trục bị dẫn D1 D2 đ-ờng kính bánh dẫn bánh bị dẫn hệ số tr-ợt đàn hồi, = 0,01 0,02 Trong phép tính gần bỏ qua hệ số tr-ợt: Hình 3-6 D n1 = D1 n2 (thông th-ờng víi ®ai dĐt i 5, víi ®ai thang i 10) i= 5) Phạm vi ứng dụng -u nh-ợc điểm a) Phạm vi ứng dụng Cơ cấu đai truyền có khả giữ đ-ợc an toàn tải (tr-ợt trơn)và giảm bớt dao động tải trọng (tính đàn hồi đai) nên th-ờng đ-ợc dùng để dẫn động từ động đến hộp số cấu làm việc b) -u nh-ợc điểm Truyền động đai có -u điểm sau: - Có khả truyền động trục xa nhau, tới 15 m - Truyền động êm tiếng kêu ồn giảm bớt dao động tải trọng liệu đai có tính đàn hồi - Giữ đ-ợc an toàn cho tiết máy khác tải lúc đai tr-ợt trơn bánh đai - Chế tạo lắp ráp đơn giản ,dễ bảo quản ,giá thành hạ Tuy nhiên có số nh-ợc điểm sau: - Khuôn khổ kích th-ớc lớn - Tỷ số truyền không ổn định - Cần có lực căng lớn để tạo ma sát đai bánh đai tăng tải trọng lên trục ổ đỡ - Tuổi thọ thấp để dầu mỡ rơi vào làm việc với tốc độ cao 6) Những h- hỏng th-ờng gặp biện pháp khắc phục a) Trong trình sử dụng truyền đai th-ờng gặp h- hỏng sau: - Đai chạy khỏi bánh đai hai trục bánh đai không song song với tâm bánh đai lệch với tâm quay - Đai truyền tr-ợt trơn bánh đai đai bị trùng tải gây nên - Có tiếng kêu phành phạch, máy làm việc hơI rung mối nối cứng đai côm lên gây nên va đập - Đai bị đứt gây tai nạn bảo hiểm b) Để tránh h- hỏng cần phải thực chế độ sử dụng bảo quản chủ yếu - Phải đảm bảo lực căng đai đủ sức truyền tải ,trục hai bánh đai song song với bánh đai không bị lệch tâm quay Với đai dẹt chỗ nối phải quy định 48 - Không để dầu mỡ rơi vào làm hỏng đai Phải che chắn an toàn truyền đai có tải trọng lớn tốc độ nhanh - Đai bánh đai tr-ớc lúc vận hành cần đ-ợc lau bụi bặm, dùng n-ớc xà phòng ẩm để rửa 3.1.5 cấu bánh ma sát 1) Khái niệm Cơ cấu bánh ma sát dùng để truyền chuyển động quay trục nhờ lực ma sát sinh chỗ tiếp xúc bánh ma sát 2) Phân loại + Cơ cấu bánh ma sát trụ: Dùng để truyền chuyển động trục song song (Hình 3-7) + Cơ cấu bánh ma sát côn: Dùng để truyền chuyển động trục thẳng góc với (H×nh 3-8) I I II O1 II O2 I O2 Hình 3-7 Hình 3-8 3) Cấu tạo + Gồm hai bánh ma sát lắp trục + Bánh ma sát th-ờng làm gang, nhiều lúc mặt bọc da, vải, cao su amilăng có lúc làm gỗ tectôlit Để phát sinh lực ma sát phải dùng thiết bị riêng để tạo nên lực ép bánh ma sát với nhau, l-ợc đồ không biểu diễn thiết bị 4) Tỷ số truyền Vì có t-ợng tr-ợt bánh ma sát truyền động nên tỷ số truyền cấu bánh ma sát không ổn định a) Truyền động bánh ma sát trụ i= D2 n1 = D1 (1 ) n2 49 hệ số tr-ợt ,trong khoảng 3% % = n1 n ' x100% n2 Trong đó: n1 số vòng quay bánh dẫn n2 số vòng quay lý thuyết bánh bị dẫn n '2 số vòng quay thực tế bánh bị dẫn Nếu không xét đến hệ số tr-ợt thì: i= D2 D1 b) Truyền động bánh ma sát côn Nếu không xét đến tr-ợt: i= D n1 = D1 n2 Tr-ờng hợp hai trục vuông góc víi 1 900 c«ng thøc trë thµnh: i = tag 2 = cotg 1 Vµ xét đến tr-ợt: i= cot g1 tg = 1 1 5) Ph¹m vi øng dơng -u nh-ợc điểm a) Phạm vi ứng dụng Truyền động bánh ma sát đ-ợc dùng thiết bị rèn ép, cầu trục vận chuyển, dụng cụ đo máy cắt kim loại nh-ng dùng nhiều biến tốc Cơ cấu bánh ma sát truyền công suất tới 200 kW nh-ng công suất lớn cấu cồng kềnh th-ờng dùng để truyền công suất trung bình khoảng 20 kW b) -u nh-ợc điểm Cơ cấu bánh ma sát có nhiều -u điểm: - Bánh ma sát có cấu tạo đơn giản - Làm việc không ồn - Có khả điều chỉnh vô cấp số vòng quay Tuy nhiên có nh-ợc điểm sau: - Bộ truyền cồng kềnh cần có thiết bị để ép bánh ma sát lại với ,mặt khác lực ép ma sát để tạo ma sát lớn làm cho trục chịu lực lớn, muốn giảm lực cho ổ lại phải dùng thêm thiết bị phụ khác - Tỷ số truyền không ổn định có tr-ợt dùng yêu cầu không chặt chẽ tỷ số truyền - Tuổi thọ thấp mòn nhanh, tr-ợt trơn bị hỏng mòn 6) Những h- hỏng th-ờng gặp biện pháp khắc phục H- hỏng chủ yếu cấu ma sát mòn nhanh mòn không ,cần phảI th-ờng xuyên tạo đủ lực ép để truyền tải ,nh-ng không lớn làm cho mặt ma sát chóng mòn gây thêm tảI trọng phụ cho ổ trục 3.2 cấu biến đổi chuyển động 50 3.2.1 cấu bánh - 1) Khái niệm Cơ cấu Bánh - cấu biến thể bánh gồm bánh ăn khớp với ( Thanh bánh có R có bố trí mặt phẳng) dùng để biến đổi chuyển động quay CĐ tịnh tiến ng-ợc lại (Hình 3-8) 2) Cấu tạo nguyên lý truyền động a) Cấu tạo n Gồm có khâu: 1- Bánh (Răng thẳng, nghiêng, chữ V) - Thanh (Răng thẳng, nghiêng, chữ V) - Giá b) Nguyên lý truyền động Khi bánh (1) chủ động bánh quay ng-ợc chiều kim đồng hồ Thanh (2) chuyển động tịch tiến (đi lên) Khi bánh có chiều quay ng-ợc lại chuyển động tịnh tiến (đi xuống) 3) ứng dụng Dùng nhiều máy cắt kim loại để biến chuyển động Hình 3-8 quay bánh thành chuyển động tịch tiến ng-ợc lại VD: Trong cấu chạy dao dọc máy tiện, Dùng kích nâng: Biến chuyển động tay quay thành chuyển động đội 3.2.2 cấu vít - đai ốc 1) Khái niệm Cơ cấu trục vít đai ốc cấu khâu dùng để biến chuyển động quay vít thành chuyển động tịnh tiến lại đai ốc (Hình 3-9) 2) Cấu tạo nguyên lý truyền động Hình 3-9 a) Cấu tạo Gồm khâu: - Trục vít có ren (ren hình thang, hình vuông) 2- Đai èc cã ren (liỊn, nưa) - Gi¸ b) Nguyên lý truyền động Nếu vít (1) khâu dẫn biến chuyển động quay vít thành chuyển động tịnh tiến lại đai ốc (2) Nếu vít quay liên tục, đai ốc chuyển động giám ®o¹n Dïng ®ai èc hai nưa 3) øng dơng Cơ cấu Vít - đai ốc dùng chuyển động giám đoạn nh-: Vít me máy tiện, vít kích để nâng hạ vật, hệ thống mở cống n-ớc T 51 3.2.3 cấu cam cần lắc 1) Khái niệm Cơ cấu cam cần lắc gồm có khâu dùng biến chuyển động quay thành chuyển động lắc qua lắc lại cần lắc ( nhờ tiếp xúc lăn lò xo) (Hình 3-10) 2) Cấu tạo nguyên lý truyền động a) Cấu tạo Gồm khâu: n Hình 3-10 - Cam (khâu dẫn) - Cần lắc (khâu bị dẫn) - Giá đỡ b) Nguyên lý truyền động Cam (1) quay thông qua lăn truyền chuyển động cho khâu dẫn (2) cần lắc Cần lắc qua lắc lại 3) ứng dụng Dùng chi tiết máy cắt kim loại tự động, máy dệt máy công nghiệp Sơ đồ kết cấu Cam cần lắc dùng bàn dao máy tiện rơ-vôn-ve (Hình 3-11) O1 O2 Hình 3-11 3.2.4 cấu culít 1) Khái niệm Cơ cấu culít cấu gồm bốn khâu dùng để biến chuyển động quay (đều) khâu dẫn thành chuyển động lắc qua lắc lại khâu bị dẫn (culít) (Hình 3-12) 2) Cấu tạo nguyên lý truyền động a) Cấu tạo Gồm kh©u: - Tay quay ( kh©u dÉn) - Con tr-ợt - Culít ( khâu bị dẫn) - Giá đỡ B B2 A O C Hình 3-12 b) Nguyên lý hoạt động Tay quay (1) quay quanh tâm (O) đầu (A) lắp tr-ợt (2) Thông qua tr-ợt (2) truyền chuyển động rÃnh culít (3) làm cho cu lít (3) lắc qua lắc lại góc () quanh tâm C 3) ứng dụng Cơ cấu culít th-ờng đ-ợc dùng máy bào B1 52 3.2.5 cấu bánh cóc B A 1) Khái niệm Cơ cấu bánh cóc gồm khâu dùng để biến chuyển A động quay cần lắc thành chuyển động quay giám đoạn bánh cóc (Hình 3-13) 2) Cấu tạo nguyên lý truyền động a) Cấu tạo O Cơ cấu bánh cóc gồm khâu đó: - Cần lắc - Con cóc - Bánh cóc Hình 3-13 - Giá b) Nguyên lý truyền động Khi cần lắc (1) khâu dẫn chuyển động lắc ( cấc khác tạo lên) từ A1 đến A2 , cóc (2) lọt vào rÃnh bánh răng, cóc đẩy bánh cóc quay chiều góc t-ơng ứng Khi cần lắc quay ng-ợc lại ( hành trình về) cóc tr-ợt l-ng bánh cóc, bánh cóc đứng yên, cóc D có tác dụng hÃm không cho bánh cóc quay ng-ợc lại 3) ứng dụng Cơ cấu bánh cóc th-ờng đ-ợc dùng máy đóng đồ hộp, máy chiếu phim máy cắt kim loại A2 3.3 trục, ổ trục khớp nối 3.3.1 trục 1) Khái niệm phân loại a) Khái niệm Trục tiết máy có nhiệm vụ đỡ tiết máy quay nó, nhiều tr-ờng hợp trục truyền mômen xoắn b) Phân loại Theo điều kiện làm việc chia Trục tâm trục truyền +Trục tâm: Là trục đỡ chi tiết máy quay mà không truyền mô men xoắn - Chia thành loại: trục tâm quay (Hình 3-14a) không quay (Hình 314b) - VD: trục xe goòng, trục mang bánh toa xe hoả, trục xe bò, - Điều kiện làm việc loại trục chủ yếu chịu uốn + Trục truyền: Là trục vừa đỡ chi tiết máy quay vừa truyền mô men xoắn - VD: Trục truyền lực, trục truyền hộp giảm tốc, - Điều kiện làm việc loại trục chủ yếu chịu uốn xoắn đồng thời, chịu lực dọc trục Theo hình dáng đ-ờng tâm chia ra: Có loại + Trục thẳng: Là trục trục có đ-ờng tâm nằm đ-ờng thẳng (Hình 314c,d) + Trục khuỷu: Là trục có đ-ờng tâm không đ-ờng thẳng (Hình 314e) 53 Theo cấu tạo chia ra: trục đặc, trục rỗng, trục trơn trục có bậc Hình 3-14 2) Các dạng hỏng trục biện pháp tăng sức bền trục a) Các dạng hỏng trục - Trục bị gẫy mỏi bị tải Khi trục làm việc d-ới tác dụng tải trọng, ứng suất phát sinh trục th-ờng xuyên thay đổi, sau thời gian làm viƯc sÏ xt hiƯn c¸c vÕt nøt tÕ vi mỏi, từ chỗ tập trung ứng suất nh- rÃnh then, lỗ khoan, tiết diện chuyển tiếp v.v , vết nứt phát triển dần đến lúc làm cho trục gẫy- gọi trục bị gẫy mỏi - Trục bị biến dạng uốn xoắn Nếu trục không đủ độ cứng máy làm việc tải dẫn tới trục bị biến dạng - Trục bị mòn ma sát phần ngõng trục lắp với ổ tr-ợt b Các biện pháp làm tăng sức bền trục - Tạo góc l-ợn nơi có kích th-ớc thay đổi nh- vai, gờ Để giảm tập trung ứng suất - Bề mặt gia công nhẵn cần lắp ghép xác tránh xuất vết nứt bề mặt - Chọn vật liệu chế độ nhiệt luyện trục thích hợp - Không để trục làm việc chế độ tải 3.3.2 ổ trục T 1) ổ tr-ợt T a) Khái niệm T ổ tr-ợt ổ trục có ma sát M M M ổ ma sát tr-ợt bề mặt làm việc ổ mặt trụ (Hình 315a) mặt phẳng (Hình 3-15b) mặt c) b) a) cầu (Hình 3-15c) Hình 3-15 b) Phân loại kết cấu ổ tr-ợt ổ tr-ợt gồm loại: + ổ nguyên ổ lỗ liền vào thân máy có ống lót họặc không + ổ ghép ổ gồm có thân (1), nắp (2) ống lót ổ (3), ổ ghép vào thân máy 54 băng bu lông (4) Nắp thân đ-ợc ghép với nhâu bulông vít cấy (6) RÃnh dầu bôi trơn (Hình 3-16a) + ổ tự lựa ổ tr-ợt có cấu tạo cho phép đ-ờng tâm trục thay ®ỉi mét gãc nµo ®ã + èng lãt ỉ lµ ống thay đ-ợc, trực tiếp bao quanh ngõng trục (Hình 3-16b) ống lót ổ đ-ợc cố b) định vào thân ổ (Hình 3-16b) a) Hình 3-16 2) ổ lăn a) Khái niệm ổ lăn ổ trục đảm bảo cho trục quay ổ lăn (Hình 3-17) b) Phân loại kết cấu ổ lăn Có nhiều cách phân loại ổ lăn - Theo dạng lăn có: ổ bi, ổ đũa, ổ kim - Theo khả chịu tải: + ổ đỡ: chịu lực h-ớng tâm + ổ chặn: chịu lực dọc chục + ổ đỡ chặn: chịu hai lực dọc trục lực h-ớng tâm - Theo khả tự lựa: có ổ tự lựa không tự lựa Hình 3-17 - Theo dÃy số dÃy lăn: dÃy-4 dÃy Kết cấu ổ lăn ổ lăn th-ờng gồm phận: vòng 1, vòng 2, lăn vòng cách 3.3.3 khớp nối 1) Khái niệm Khớp nối dùng để nối hai đầu trục liền Nó truyền chuyển động quay mômen xoắn từ trục sang trục 2) Phân loại a) Khớp nối ống Khớp nối ống cấu tạo giản đơn, kích th-ớc nhỏ Nh-ợc điểm khó tháo lắp, không bù trừ đ-ợc độ lệch tâm trục không giảm đ-ợc chấn động làm việc, nên dùng nối hai trục có độ động tâm cao b) Khớp nối ống bổ đôi Khớp nối ống bổ đôi tháo lắp dễ, nh-ng không bù trừ đ-ợc độ lệch tâm hai trục giảm đ-ợc chấn động nên dùng nối hai trục có độ đồng tâm cao, phải th-ờng xuyên kiểm tra bu lông nối c) Khíp nèi ®Üa 55 Khíp nèi ®Üa gåm ®Üa lắp hai đầu trục then ghép với bu lông Hai đĩa đ-ợc định tâm cách: phần lồi đĩa đ-ợc lắp vào phần lõm đĩa hai đĩa có phần lồi lắp vào vòng định tâm -u điểm khớp nối đĩa lắp ráp thuận tiện, nh-ng có nh-ợc điểm nh-: khớp ống nối nên dùng nối hai trục có độ đồng tâm cao, lắp cần bảo đảm độ thẳng góc mặt cạnh đĩa với trục d) Khớp nối vòng đàn hồi Khớp nối vòng đàn hồi có hình dáng bên giống nh- khớp nèi ®Üa Dïng tõ ®Õn 12 chèt cã bäc vòng da cao su để ghép chặt hai đĩa đai ốc Mỗi chốt có từ đến vòng, vòng có mặt cắt hình thang để dễ đàn hồi Loại khớp có -u điểm hai trục di động theo chiều dọc, chiều ngang nghiêng góc đó, đồng thời giảm chấn động va đập, quay bù trừ thiếu sót lắp e) Khớp li hợp vấu Khớp li hợp vấu dùng để nối hai trục tách rời hai trục lúc nào, với vận tốc tiếp tuyến vấu nhỏ (V 1m/s) số vòng quay hai trục không chênh lệch nhiều Khớp li hợp vấu gồm hai nửa, nửa lắp chặt đoạn cuối trục thứ nhất, nửa lại lắp đoạn cuối trục thứ hai nhờ then then hoa Khi đóng li hợp, vấu chúng gài vào nhau, qua truyền chuyển động quay mômen xoắn từ trục sang trục khác Có loại vấu: + Vấu hình chữ nhật: dùng vận tốc tiếp tuyến vấu thấp tránh đóng khớp truyền động, loại dùng + Vấu hình thang dạng vấu hợp lí nhất, kích th-ớc đà đ-ợc tiêu chuấn hoá Dùng mômen xoắn lớn + Vấu hình tam giác dùng truyền mômen xoắn nhỏ, bề mặt làm việc vấu có độ cứng HRC = 5562 f) Khớp li hợp ma sát Khớp li hợp ma sát truyền chuyển động mômen xoắn nhờ lực ma sát sinh bề mặt tiếp xúc nửa li hợp Khớp li hợp ma sát đóng mở êm khớp li hợp vấu, làm việc an toàn tải đột ngột (tự tr-ợt), đ-ợc dùng nhiều loại li hợp khác Có loại khớp li hợp ma sát: + Khớp li hợp đĩa ma sát: gồm nửa đĩa ma sát, đĩa lắp chặt với trục thứ nhất, đĩa lắp di động trục thứ Dùng lực Pn đóng li hợp để hai nửa ép chặt vào nhau, bề mặt hai đĩa sinh lực ma sát, nhờ truyền chuyển động mômen xoắn từ trục tớ trục Để giảm bít lùc Ðp vµ kÝch th-íc khíp ta dïng khíp li hợp nhiều đĩa ma sát + Khớp li hợp nón ma sát có mặt làm việc hai đĩa mặt nón, lắp đĩa có mặt nón cố định vào trục thứ lắp đĩa có mặt nón di động trục thứ hai Cùng truyền mômen xoắn, khớp li hợp nón ma sát cã kÝch th-íc lín h¬n nhiỊu so víi kÝch th-íc khớp li hợp nhiều đĩa ma sát, việc chế tạo phức tạp đòi hỏi hai trục phải có độ đồng tâm cao Vì khớp li hợp nón ma sát đ-ợc dùng 56 Vật liệu làm đĩa ma sát phải có hệ số ma sát lớn, có đủ sức bền, mòn dẫn nhiệt tốt (có thể gang, thép phối hợp vật liệu kim loại với phi kim loại) 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phùng Văn Hồng Giáo trình Cơ kỹ thuật Nhà xuất Lao động xã hội 2005 Nguyễn Trọng Cơ học sở Tập 1, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2001 Đỗ Xanh Cơ học ứng dụng Nhà xuất giáo dục 2004 GS-TS.Đỗ Xanh Giáo trình Cơ kỹ thuật Nhà xuất giáo dục 2005 GS-TS.Đỗ Xanh Giáo trình Cơ học Tập 1, Nhà xuất giáo dục 2003 GS-TS.Đỗ Xanh Bài tập học Tập 1, Nhà xuất giáo dục 2008 ... LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ Xà HỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ o0o GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: CƠ KỸ THUẬT NGHỀ: HÀN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số:248a/Q? ?- CĐNKTCN,... dựng sở giáo trình giảng dạy trường kỹ thuật kết hợp với kinh nghiệm giảng dạy giáo viên ngành Giáo trình biên soạn cho phù hợp với đặc điểm sinh viên trường cao đẳng nghề Giáo trình ? ?Cơ kỹ thuật? ??... Cơ kỹ thuật môn học sở giảng dạy trường cao đẳng, đại học kỹ thuật Nó khơng mơn học sở cho nhiều mơn học chun ngành mà cịn có tiềm lực phát triển tư kỹ thuật cho sinh viên Giáo trình ? ?Cơ kỹ thuật? ??