Đề cương môn chi tiết máy 1

Nội dung text: Đề cương môn chi tiết máy 1

1. ĐỀ CƯƠNG MÔN CHI TIẾT MÁY 1 Câu 1: Tải trọng và ứng suất tác dụng lên chi tiết máy:  Tải trọng  Tải trọng tĩnh: là tải trọng không thay đổi theo thời gian hoặc thay đổi nhưng không đáng kể  Tải trọng thay đổi: là tải trọng có phương, chiều, hoặc độ lớn thay đổi theo thời gian Tải trọng có thể thay đổi dần dần hoặc đột nhiên Tải trọng đột nhiên tăng mạnh sau đó giảm ngay trong khoảnh khắc nhất định gọi là tải trọng va đập Trong tính toán và thiết kế người ta phân biệt tải trọng danh nghĩa và tải trọng tính toán  Tải trọng danh nghĩa: (Qdn) là tải trọng được chọn trong số các tải trọng tác dụng lên máy tỏng 1 chế độ làm việc ổn định, thường người ta tiến hành chọn tải trọng lớn hay tải trọng tác dụng lâu dài làm tải trọng danh nghĩa  Trong trường hợp máy làm việc với chế độ tải trọng thay đổi nhiều mức thì khi tính toán người thiết kế thường thay đổi chế độ tải trọng này = 1 chế độ tải trọng 1 mức gọi là tải trọng tương đương Qtđ =Qdn.kN kN: hệ số tuổi thọ phụ thuộc vào đồ thị thay đổi tải trọng  Ứng suất: là đại lượng vecto được xd bởi phương chiều, cường độ. Chia làm:  ứng suất pháp:(σ) có phương trùng với phương pháp tuyến của nguyên tố được tách ra từ CTM  ứng suất tiếp:( )có phương trùng với mp của nguyên tố được tách ra từ CTM tương ứng với các tải trọng tác dụng thì ứng suất được phân thành us kéo(σk), us nén (σn), us uốn (σu), us tiếp xúc(σtx), us dập (σd), us xoắn , us cắt ngoài ra còn có:  ứng suất không đổi: là us có phương chiều cường độ không đổi theo thời gian  ứng suất thay đổi: là ít nhất có 1 đại lượng trên thay đổi theo thời gian và có thể thay đỏi bất kì hoặc theo chu kì - 1 chu kì của ứng suất được xđ bởi các thông số + Us lớn nhất(σmax) + Us nhỏ nhất(σmin) + ứng suất trung bình:σm=(σmax+σmin)/2 - biên độ ứng suất: σa - hệ số chu kì ứng suất:σr= σmax/σmin - căn cứ vào giá trị của hệ số chu kì ứng suất R nta chia ứng suất ra thành các loại: +us thay đổi mạch động: R>=0 +us thay đổi đối xứng: R<0 +us tĩnh: R=1 1
2. - với cùng 1 giá trị ứng suất như nhau nhưng R khác nhau thì khả năng phá huỷ vật liệu của ứng suất là khác nhau và CTM chịu us là khác nhau Câu 2: Hiện tượng phá huỷ do mỏi:  Độ bền mỏi là khả năng của kim loại cản lại sự phá huỷ  Qua nghiên cứu có thể rút ra rằng:  Vật liệu có thể bị phá huỷ khi trị số ứng suất lớn nhất σmax không những thấp hơn nhiều lần so với giới hạn mà thậm chí có thể thâp hơn giới hạn chảy của vật liệu nếu như số lần thay đổi ứng suất là khá lớn  Đối với 1 số loại vật liệu có tồn tại trị số ứng suất giới hạn tác dụng vào vật liệu với chu kì là rất lớn mà không phá hỏng vật liệu  Sự phá huỷ mỏi bao giờ cũng bắt đầu từ các vết nứt rất nhỏ, chúng sẽ dần phát triển cùng với sự tăng số chu kì của ứng suất đến 1 lúc nào đó CTM sẽ bị gãy hỏng hoàn toàn  Đường cong mỏi: Ta thấy rằng: Khi ứng suất càng cao tuổi thọ của CTM càng giảm Nếu ứng suất giảm đến 1 giới hạn σr nào đó thì tuổi thọ N có thể tăng lên khá lớn mà mẫu thử không bị phá huỷ, gãy hỏng và σr đ.g.l giới hạn bền mỏi của vật liệu Hoành độ chuyển tiếp giữa đoạn cong và đoạn nằm ngang gọi là số chu kì cơ sở No của vật liệu Câu 3: Chỉ tiêu độ bền về khả năng làm việc của chi tiết máy - Yêu cầu về độ bền: Độ bền là chỉ tiêu quan trọng nhất của CTM, nếu CTM không đủ độ bền thì nó sẽ bị phá hỏng như gãy, đứt và CTM không còn khả năng làm việc tiếp tục được nữa - Phương pháp tính độ bền: CTM được đánh giá là đủ độ bền khi nó thoả mãn các đk bền Đk bền: σ=[σ], s=[s], - Cách xđ us sinh ra trong CTM (theo lý thuyết bền môn SBVL) +,Với CTM chịu tải trọng không đổi Trong trường hợp CTM có trạng thái ứng suất đơn, ứng suất sinh ra trong CTM được tính theo công thức của môn sbvl: σk=P/F Trong trường hợp CTM có trạng thái ứng suất phức tạp thì tính theo: LTB số 3: . Hay LTB số 4: Với CTM chịu tải trọng thay đổi: ví dụ xét 1 CTM làm việc với chế độ tải trọng thay đổi trong 1 thời gian sử dụng là tb, CTM làm việc với n chế độ tải trọng Mi, làm việc trong thời gian là ti, ứng suất sinh ra trong CTM sẽ được tính theo chế độ tải trọng không tương đương. +,Chế độ tải trọng tg đg thường được chọn: Mtđ=M1(M1: tải trọng lớn nhất trong chế độ tải trọng thay đổi) 2
3. +,Thời gian làm việc tương đương(tbtđ) của CTM được xác định dựa trên nguyên lý tuổi bền tg đg của CTM trong đa số các trường hợp được tính theo công thức: trong đó: m: bậc của đg cong mỏi Câu 5: Độ bền mòn:  Ý nghĩa: Chỉ sinh ra khi CTM làm việc trong môi trường có ma sát  Một số lớn CTM bị hỏng là do mòn, mòn là kết quả tác dụng của ứng suất tiếp xúc hoặc áp suất khi các bề mặt tiếp xúc trượt tương đối với nhau trong điều kiện không có msat ướt  Do bị mòn nên kích thước của CTM sẽ bị giảm xuống làm cho khe hở tăng dẫn tới độ chính xác, đọ tin cậy, hiệu suát của máy sẽ bị giảm xuống thậm chí có thể phá huỷ CTM  Để bảo đảm sự làm việc bình thường của máy, lượng mòn của CTM không được vượt quá trị số cho phép quy định cho tứng loại máy và khi CTM đã bị mòn quá mức thì nên thay thế ngay  Để nâng cao độ bền mòn, cần bôi trơn bề mặt tiếp xúc, dùng vật liệu làm giảm ma sát, dùng các biện pháp nhiệt luyện bề mặt, để làm tăng độ bền bề mặt của CTM  Phương pháp tính độ bền mòn:  Khi 2 bề mặt tiếp xúc, có áp suất P có trượt tương đối vơi nhau và có ma sát thì bao giờ cũng có hiện tượng mòn, áp suất càng lớn vận tốc trượt càng lớn, hệ số ma sát càng lớn thì tốc độ mòn càng nhanh, và liên hệ theo công thức: Pm.S=const m:phụ thuộc vào hệ số ma sát F của các bề mặt tiếp xúc và được lấy như sau: + khi có ma sát nửa ướt: F=0,01-0,09 lấy m=3 + khi có ms nửa khô: F=0,1-0,3 lấy m=2 + khi có ms khô hoặc có hạt mài giữa 2 mặt tiếp xúc: F=0,4-0,9 lấy m=1  Mòn làm mất đi 1 lượng vật liệu trên bề mặt CTM, các khe hở tăng lên làm cho độ chính xác và hiệu suất của máy giảm đi dẫn tới CTM không đủ độ bền làm giảm khả năng làm việc của CTM  CTM được coi là đủ chỉ tiêu bền mòn nếu như trong thời gian sử dụng lượng mòn chưa vượt quá giá trị cho phép  Để đảm bảo độ bền mòn thì CTM phải thoả mãn: P≤[P] trong đó: P: áp suất trên bề mặt tiếp xúc PV≤[PV] V: vận tốc trượt tương đối giữa 2 bề mặt Để nâng cao độ bền mòn của CTM cần thực hiện bôi trơn bề mặt tiếp xúc đầy đủ, dùng vật liệu có hệ số ma sát thấp, tăng diện tích tiếp xúc để giảm áp suất, dùng các biện pháp nhiệt luyện bề mặt để tăng độ rắn làm tăng áp suất cho phép của bề mặt Ngoài ra để tránh hiện tượng ăn mòn điện hoá và những bề mặt CTM không làm việc cần được bảo vệ bằng cách phủ sơn chống gỉ 3
4. Câu 4: Khả năng chịu nhiệt:  Yêu cầu:  Trong quá trình làm việc, công suất tổn hao do ma sát biến thành nhiệt năng để đốt nóng các CTM và bản thân nguồn nhiệt sinh ra, nhiệt độ làm việc cao vượt quá giá trị cho phép có thể gây nên các tác hại: -Làm giảm cơ tính của vật liệu => làm giảm khả năng chịu tải của CTM -Làm giảm độ nhớt của dầu, mỡ bôi trơn làm tăng khả năng mài mòn -CTM bị biến dạng nhiệt lớn sẽ làm thay đổi khe hở có thể gây nên các hiện tượng kẹt hoặc cong vênh  Vì vậy đối với CTM phải làm việc ở nhiệt độ cao để đảm bảo làm việc bình thường phải chọn vật liệu có tính chịu nhiệt tốt  Đối với các CTM làm việc trong điều kiện bình thường cần tính toán và tìm các biện pháp hạn chế nhiệt độ trong 1 phạm vi cho phép  Phương pháp tính toán nhiệt: -Tính toán đơn giản về nhiệt người ta thường kiểm nghiệm điều kiện nhiệt độ trung bình của CTM không vượt quá giá trị cho phép: -Nhiệt độ được xđ từ pt cân bằng nhiệt: Ω=Ω’ (1) -Nhiệt lượng sinh ra trong 1 đơn vị thời gian khi máy làm việc: Ω=860(1-ή)P (kcal/h) (2) Trong đó ή là hiệu suất làm việc của máy P: công suất làm việc của máy Ω’=At.Kt(t-to) (3) Trong đó: At diện tích bề mặt thoát nhiệt ra môi trường xung quanh Kt hệ số toả nhiệt ra môi trường t: nhiệt độ của dầu to : nhiệt độ môi trường làm việc xung quanh 1,2,3 => t=860(1-ή)P/AtKt + to: nhiệt độ làm việc của CTM -sau khi tính được t, so với [t] bằng cách tra bảng, CTM đủ khả năng chịu nhiệt phải đảm bảo điều kiện :to=[t] -để tăng khả năng chịu nhiệt của CTM ta có các cách như sau : +tăng diện tích bề mặt toả nhiệt bằng cách dùng các gân và cánh tản nhiệt +tăng hệ số toả nhiệt bằng cách dùng quạt gió hay các thiết bị làm mát. Câu 6 : Độ cứng  Yêu cầu :  CTM được coi là có đủ độ cứng khi lượng biến dạng đàn hồi của nó vượt quá giá trị cho phép 4
5.  Khi CTM không đủ độ cứng độ chính xác làm việc của nó bị giảm đi nhiều dẫn đến kẹt không chuyển động được hay tăng thêm tải trọng phụ trong CTM hay ảnh hưởng đến khả năng làm việc của CTM  Độ cứng là chỉ tiêu quan trọng của CTM trong 1 số trường hợp, CTM đủ độ bền nhưng chưa đủ độ cứng thì lúc đó ta phải tăng kích thước của CTM cho đủ độ cứng  Phương pháp tính toán :  CTM đủ chỉ tiêu độ cứng khi nó thoả mãn các điều kiện sau : độ dãn dài hoặc độ co của CTM khi chịu tải .độ võng của CTM khi chịu uốn .góc xoay của tiết diện CTM bị uốn góc xoắn của CTM bị xoắn biến dạng của bề mặt tiếp xúc  Để tăng độ cứng của CTN cần chọn hình dạng tiết diện của CTM hợp lý đặc biệt nên sử dụng tiết diện rỗng trong trường hợp cần thiết dùng gân tăng cường Câu 7 : Mối ghép đinh tán  Cấu tạo :  đinh tán là 1 thanh trụ hình tròn có mũ ở 2 đầu, 1 mũ được chế tạo sẵn, mũ thứ 2 gọi là mũ tán được tạo nên khi tán đinh vào mối ghép  đinh tán được chế tạo bằng thép tròn, lỗ đinh được chế tạo bằng cách đột hoặc khoan hoặc đột trước khoan sau  ưu điểm : -chắc chắn, dễ kiểm tra chất lượng, ít làm hỏng các CTM được ghép khi cần tháo rời ra  nhược điểm : tốn kim loại, giá thành cao, hình dạng và kích thước cồng kềnh Câu 8: Tính mối ghép chắc :  đặc điểm làm việc của mói ghép đinh tán : -trương hợp tán nóng, khi nguội thân đinh sẽ co lại theo chiều dọc hoặc chiêu ngang. Khi đinh co theo chiều dọc sẽ làm siết chặt các tấm ghép lại với nhau, đinh mà co theo chiều ngang gây nên khe hở giữa lỗ và thân đinh -thông thường các mối ghép đinh tán chịu tải trọng nằm ngang làm cho tấm ghép có xu hướng trượt tương đối với nhau, vì vậy : +,khi tải trọng nhỏ chưa vượt quá lực ma sát cực đại trên bề mặt tiếp xúc của các tấm tải trọng truyền từ tấm này sang tấm kia nhờ lực ma sát +,nếu tải trọng lớn lên cho tới khi lớn hơn lực ma sát thì các tấm ghép sẽ trượt tương đối với nhau 1 khoảng = khe hở giữa lỗ và thân đinh, lúc này tải trọng tác dụng trực tiếp lên thân đinh sẽ làm cho thân đinh bị cắt dập và uốn +,khi tán nguội giữa thân đinh và lỗ không có khe hở cho nên ngay từ lúc tải trọng tác dụng thì thân đinh đã bắt đầu làm việc và tryền tai trọng từ tấm này sang tấm khác 5
6.  tính mối ghép chống chịu lực ngang : giả thiết tải trọng F phân bố đều trên tiết diện ngang của tấm ghép  xét trường hợp ghép chồng 1 dãy đinh +,goi z là số đinh trong mối ghép=> lực tác dụng lên 1 đinh là F1=F/z +,mối ghép bị lỏng do các nguyên nhân sau : đinh bị cắt đứt tấm ghép bị kéo đứt tại tiết diện qua tâm của các đinh bề mặt tiếp xúc giữa các tấm ghép bị dập biên bị cắt đưt theo các tiết diện AB hoặc CD  Để tránh hiện tượng hư hỏng như trên các điều kiện bền sau đây phải thoả mãn : 2 Th1:F1≤(∏d /4) . :ứng suất cắt cho phép của đinh Th2 :F1≤(t-d)S.[σ]kt [σ]kt :ứng suất kéo cho phép của tấm ghép, s:chiều dày tấm ghép Th3 :F1≤Sd.[σd] [σd]: ứng suất dập cho phép Th4 :F1≤2(e-d/2).S . :ứng suất cắt cho phép của tấm ghép -Xuất phát từ yêu cầu độ bền ta tìm được quan hệ kích thước của mối ghép D=2S, t=3d, e=1,5d  Hệ số độ bền của mối ghép: để đánh giá độ bền của mối ghép người ta so sánh nó với đọ bền của tấm nguyên = cách dùng hệ số độ bền φ, được tính theo công thức sau: Đối với các mối ghép có quan hệ kích thước như trên ta có trị số của φ như sau: Mối ghép 1 dãy đinh, 1 tiết diện chịu cắt:φ=0,67 Mối ghép 2 tấm đệm 1 dãy đinh: φ=0,71 Mối ghép chồng, 2 dãy đinh: φ=0,75 Mối ghép 2 tấm đệm 2 dãy đinh: φ=0,83  ứng suất cho phép:  trong trường hợp mối ghép chịu tải trọng tĩnh hoặc tải trọng thay đổi nhưng không đổi chiều: tra bảng 4.1 trang 64  trường hợp mối ghép chịu tải trọng thay đổi, đổi chiều phải giảm bớt ứng suất cho phép lấy trong bảng bằng cách nhân thêm với hệ số γ γ=1/(a-b)(Fmin/Fmax) trong đó: Fmax, Fmin là tải trọng lớn và nhỏ nhất a,b: hệ số a=1, b=0,3 đối với thép C, a=1,2 b=0,8 đối với thép cacbon trung bình Câu 9: Mối ghép bằng hàn Hình vẽ:  Ưu điểm: 6
7. Kết cấu ghép bằng hàn có khối lượng nhỏ so với mối ghép đinh tán vì không có mũ đinh, không phải ghép chồng hoặc dùng tấm đệm,kim loại được tận dụng vì không bị lỗ đinh làm yếu So với kết cấu đúc thì chiều dày tối thiểu ở kết cấu hàn là nhỏ hơn Cơ tính vật liệu được hàn cao hơn vật liệu đúc Tiết kiệm được công sức giảm giá thành vì không phải làm các lỗ tán đinh,không cần những thiết bị lớn để đột lỗ và tán đinh Dễ tự động hoá và có năng suất cao Dùng hàn để đảm bảo độ bền đều, nguyên vật liệu sử dụng hợp lý Có thể phục hồi được các CTM bị gãy hỏng 1 phần hoặc bị mài mòn  Nhược điểm: Chất lượng của mối hàn phụ thuộc vào trình đọ của người hàn, khó kiểm tra khuyết tật bên trong mối hàn nếu không có thiết bị đặc biệt, hiện nay dùng phương pháp hàn tự động có thể khắc phục được các khuyết điểm như trên.  Tính mối ghép hàn góc: Hình vẽ:  Với mối hàn góc chịu lực kéo (F) và momen uốn (M) Th1: hàn theo kiểu chữ K: Th2: hàn theo kiểu hàn chồng: -Tiết diện nguy hiểm nhất là 2 tiết diện phân giác mm và nn .  Mối hàn góc chịu cả momen uốn (M) và momen xoắn (T) Hình vẽ: -Coi momen xoắn gây nên xem như phân bố đều trong tiết diện nguy hiểm của mối hàn. Tiết diện nguy hiểm có hình vành khăc, tiết diện nguy hiểm nhất tại tiết diện phân giác mm Điều kiện bền có dạng: . Câu 10: Tính mối hàn giáp mối: Hình vẽ:  Trường hợp mối hàn chịu lực kéo(nén) F như hình vẽ Giả thiết các lực phân bố đều trên suốt chiều dài mối hàn, ứng suất sẽ phân bố đều trên tiết diện ngang nguy hiểm, ta có: 7
8. σ= F/bS≤[σ] Trong đó:[σ]:ứng suất kéo(nén) cho phép của mối ghép  Trường hợp mối hàn chịu momen uốn (M) Hình vẽ: 2 Mu=Fl σ=6M/b S≤[σ]  Trường hợp mối hàn chịu lực kéo (nén) và momen  uốn trong mặt phẳng của các tấm ghép: Hình vẽ: . Câu 11: Mối hàn chồng: A,Tính mối hàn chồng chịu lực kéo (nén) dọc theo tấm ghép  Mối hàn dọc: Hình vẽ: -Điều kiện bền có dạng: . Trong đó: l: chiều dài của mối hàn k: bề rộng của cạnh hàn 0,7k: chiều dày của mối hàn đo theo tiết diện phân giác .:ứng suất cắt cho phép của mối hàn -Trường hợp các tấm ghép có tiết diện không đối xứng Hình vẽ Ví dụ thép góc. Hợp lực F sẽ đi qua trọng tâm của thiết diện, hợp lực này sẽ phân bố cho các mối hàn tỉ lệ nghịch với khoảng cách e1 và e2 . F1 và F2 là lực tác dụng lên mói hàn 1 và 2, các mối hàn 1 và 2 được tính theo tải trọng F1 và F2 tương ứng do đó chiều dài mối hàn 1 là l1 và mối hàn 2 là l2 có mối quan hệ như sau: . ứng suất sinh ra trong các mối hàn sẽ bằng nhau và được xđ theo công thức:  Mối hàn ngang: Hình vẽ: Theo phương pháp tính toán thực tế thì môí hàn ngang cũng được tính theo ứng suất cắt. tiết diện tính toán cũng như đối với mối hàn dọc là các tiết diện phân giác mm, thực nghiệm chỉ ra rằng mối hàn thường bị phá hỏng theo tiết diện này -Mối hàn ngang 1 mối 8
9. -Mối hàn 2 mối .  Mối hàn xiên: Hình vẽ: Có điều kiện bền: .  Mối hàn hỗn hợp: Hình vẽ: -Đặt L=2ld+ln Ld: cdai mối hàn dọc Ln: chiều dài mối hàn ngang Điều kiện bền có dạng: B,Tính mối hàn chống chịu momen uốn trong mp ghép:  Mối hàn dọc: Hình vẽ: Điều kiện bền có dạng: .  Mối hàn ngang:  Mối hàn hỗn hợp: C,Tính mối hàn chống chịu lực và momen uốn trong mp ghép Xét mối hàn hỗn hợp: Câu 12: Mối ghép then:  Cấu tạo và ưu nhược điểm:  Then ghép lỏng: - Then bằng: có tiết diện hình chữ nhật có tỷ số chiều cao trên chiều rộng là 1:1 đến 1:2, hai nút của then được gọt bằng hoặc gọt trơn, mặt làm việc của then là 2 mặt bên. Thông thường dùng then bằng để truyền tải trọng nhưng đôi khi ở những kết cấu cần chịu tải trọng lớn người ta dùng 2 hay 3 then, nếu 2 then thì đặt dưới 1 góc 180o nếu 3 then thì đặt dưới góc 120o +, nhược điểm: khó đảm bảo tính đổi lẫn, đối với các mối ghép quan trọng cần phải sửa chữa hoặc chọn then vì vậy khó cho việc sx hàng loạt. Then bằng không thể truyền lực dọc trục - Then bằng dẫn hướng: then vừa truyền momen xoắn vừa dẫn hướng cho bạc di chuyển dọc trục - Then bán nguyệt: giống then bằng +, ưu điểm: có thể tự động thích ứng với các độ nghiêng của rãnh may ơ, cách chế tạo then và rãnh then đơn giản +, nhược điểm:phải phay rãnh sâu trên trục dẫn làm cho trục bị yếu đi, vì vậy chỉ được sử dụng trong mối ghép chịu tải trọng nhỏ 9
10.  Then ghép căng: - Then ma sát: mặt làm việc là mặt trên và mặt dưới. mặt dưới của then là mặt trụ có cùng đường kính với trục, khi đóng then sẽ ép chặt vào bề mặt của trục +, ưu điểm: không cần rãnh then trên trục vì vậy sẽ không làm yếu trục, có thể lắp bất kì chỗ nào trên trục. - Then vát: có tiết diện là hcn, mặt làm việc là 2 mặt trên và dưới, trục của may ơ đều phải làm rãnh. Trục sẽ bị yếu nhiều hơn so với dùng then ma sát nhưng may ơ lại ít bị yếu hơn - Then tiếp tuyến: do 2 then vát 1 mặt tạo thành, mặt làm việc là mặt hẹp, 2 mặt làm việc luôn song song với nhau, làm việc dựa trên sự chèn dập trên 2 mặt hẹp. dùng trong mối ghéo chịu tải lớn. Câu 13: mối ghép then hoa  Cấu tạo và ưu nhược điểm:  Ghép cố định: may ơ được cố định trên trục  Ghép di động:may ơ có thể trượt dọc trên trục Dạng rang trên mối ghép then hoa có thể lad rang hcn, rang thân khai hay tam giác Ưu điểm: -đảm bảo cho mối ghép được đúng tâm hơn, dễ di động CTM trên trục hơn -khả năng chịu tải lớn hơn so với mối ghéo then cùng kích thước do diện tích bề mặt làm việc lớn hơn và tải trọng phân bố đều hơn trên bề mặt rang -độ bền mỏi cao hơn, chịu va đập và tải trọng tốt hơn Nhược điểm: -có tập trung ứng suất góc rãnh tuy ít hơn so với ghép bằng then -tải trọng phân bố giữa các rang không đều nhau Cần có những dụng cụ và thiết bị chuyên môn để chế tạo và kiểm tra Câu 14: mối ghép ren  Ưu điểm: Có cấu tạo đơn giản Có thể cố định cac CTM ở bất kì vị trí nào nhờ khả năng tự hãm Dễ tháo lắp Giá thành thấp vì được tiêu chuẩn hoá nên thường sản xuất hang loạt  Nhược điểm: chủ yếu là hiện tượng tập trung ứng suất tại chân ren do đó làm giảm độ bền mỏi của mối ghép  Tính toán bulong ghép lỏng chịu lực dọc trục: Hình vẽ: Trường hợp này đai ốc không được siết chặt, lực siết ban đầu là không có Gọi F là ngoại lực tác dụng dọc trục bulong 10
11. Trong đó d1: đường kính trong của ren F: lực kéo .:ứng suất cho phép của vật liệu làm bulong Câu 15: mối ghép ren:  Cấu tạo: Hình vẽ: 1-bulong 2,3-tấm ghép 4-vòng đệm 5-đai ốc  Ưu nhược điểm: như trên:  Tính bulong siết chặt không có ngoại lực tác dụng: Hình vẽ: Trong trường hợp này thân bulong sẽ chịu lực kéo do lực siết gây nên và chịu xoắn do momen ma sát trên ren sinh ra khi siết đai ốc Gọi V là lực siết sinh ra khi siết chặt đai ốc, Mr là momen trên ren ta có: Trong đó: . ứng suất kéo do lực ma sát V gây ra: ứng suất xoắn do momen Mr gây nên: theo LTB số 4: . đối với các bulong tiêu chuẩn có thể lấy trung bình: d2=1,1d1 . . Câu 16:  Hiện tượng tự lới lỏng: các loại ren dùng trong lắp ghép đều đảm bảo khả năng tự hãm khi chịu tải trọng tĩnh nhưng khi bị va đập hay rung động ren của bulong và đai ốc sẽ bị giảm bớt ma sát cho nên xảy ra hiện tượng long đai ốc làm lỏng moiis ghép  Các biện pháp phòng lỏng cho mối ghép: - Dùng 2 đai ốc: sau khi vặn chặt đai ốc thứ 2 thì giữa 2 đai ốc sẽ sinh ra lực căng phụ khi bulong không chịu ngoại lực tác dụng dọc trục bulong thì giữa 2 đai ốc vẫn tồn tại lực căng phụ để tạo nên ma sát phụ giữ cho đai ốc khỏi bị long. Phương pháp này làm tăng khối lượng, kích thước của mối ghép, ngoài ra khi bị rung động mạnh thì mối ghép cũng không đảm bảo cho nên ít sử dụng. - Dùng đệm vênh: ma sát phụ được tạo nên do lực đàn hồi của vòng đệm, khi ta vặn chặt đai ốc lực đàn hồi do vòng đệm vênh bị biến dạng luôn luôn tác dụng lên đai ốc, CTM được 11
12. ghép do đó giữa ren đai ốc và bulong luôn có ma sát thêm vào đó miệng của vòng đệm vênh tỳ vào bề mặt tiếp xúc cũng có tác dụng ngăn cho đai ốc khỏi bị long. Phương pháp này được sử dụng phổ biến tuy nhiên nhược điểm là gây nên lực lệch tâm - Dùng CTM phụ:: đệm gập, đệm hãm có ngạch để cố định đai ốc không cho đai ốc di chuyển tương đối với bulong hoặc CTM được ghép, phương pháp này khá bảo đảm nên dùng nhiều trong các mối ghép quan trọng - Gây biến dạng dẻo cục bộ như tán núng phần cuối bulong hoặc hàn đính, biện pháp này là chắc chắn nhất nhưng chỉ dùng cho mối ghép không tháo Câu 17: Bộ truyền đai:  Cấu tạo: Hình vẽ: 1-bánh đai dãn chủ động 2-dây đai 3- bánh đai dẫn bị động 4- bộ phận căng đai  Ưu điểm: - Có khả năng truyền chuyển động và cơ năng giữa các trục ở khá xa nhau - Làm việc êm mà không ồn - Giữ được an toàn cho các CTM khác khi bị quá tải - Kết cấu đơn giản, giá thành thấp  Nhược điểm: - Khuôn khổ và kích thước là khá lớn - Tỷ số truyền không ổn định và có trượt đàn hồi của đai trên bánh đai - Lực tác dụng lên trục và ổ là lớn vì phải căng đai - Tuổi thọ thấp khi làm việc ở vận tốc cao Câu 18: lực và ứng suất tác dụng trong bộ truyền đai khi làm việc:  Lực tác dụng Để tạo nên lực ma sát giữa đai và bánh đai cần phải căng đai với lực căng ban đầu Fo Khi bộ truyền đai làm việc, bánh dẫn chịu tác dụng của momen xoắn T1, trong nhánh dẫn lực sẽ tăng lên là F1 và trong nhánh bị dẫn lực sẽ giảm xuống còn F2 Ta có hệ thức: T1=d1(F1-F2)/2 Gọi F1 là lực vòng trong truyền động đai Ft=F1-2F2T1/d1=1000P/v Trong đó : Ft : lực có ích d1: đường kính bánh dẫn T1: momen xoắn trên trục dẫn P : công suất v:vận tốc của bánh đai  Fo=0,5(F1+F2)  Lực tác dụng lên trục bánh đai : Fr= . Hoặc : Fr=2Fosin(α1/2) với α1 là góc ôm trên bánh đai nhỏ  ứng suất : ứng suất căng ban đầu do Fo gây nên: σo=Fo/A A:diện tích tiết diện đai, để đai làm việc lâu bền qua kinh nghiệm người ta lấy σo=1,2÷1,8 (MPa) 12
13. khi chịu tác dụng của tải trọng ngoài, ứng suất trong nhánh dẫn σ1 và nhánh bị dẫn σ2 là : Trong đó : . -khối lượng riêng của vật liệu đai, đối với đai cao su A-diện tích tiết diện đai, ứng suất σv : ứng suất do lực ly tâm gây nên σv =Ft/A đ.g.l ứng suất có ích ngoài ra còn có ứng suất uốn : σu1, σu2 σu=εE=ymaxE/r ymax : khoảng cách từ thớ đai ngoài cùng đến lớp trung hoà của đai r : bán kính cong của vòng đai E :modun đàn hồi, đối với đai vải cao su E=200÷350 MPa ứng suất lớn nhất trong đai dẹt khi đai vòng qua bánh nhỏ, đường kính d1 ; ymax=0,5h và r=0,5(d1+h) ; h ;chiều dày đai dẹt σu1 =hE/d1 đối với đai hình thang, ứng suất lớn nhất : σu1=2yoE/d1 trong đó : yo : khoảng cách từ lớp trung hoà đến đáy lớn của tiết diện hình thang -úng suất tổng lớn nhất trên nhánh dẫn của đai, lúc đai vào bánh nhỏ :  ứng suất thay đổi là nguyên nhân gây nên sự hỏng vì mỏi của đai Câu 19: tính đai hình thang Khi thiết kệ bộ truyền đai hình thang, loại tiết diện đai được chọn có trị số momen xoắn T1, diện tích A1 của tiết diện 1 đai Để đảm bảo điều kiện bền cho đai, số đai được xđ theo công thức . Trong đó: Ft: lực vòng cho phép với 1 đai Ft=P/V P:công suất cần truyền V: vận tốc :ứng suất cho phép=[Ft]/A1=[P]/VA1 [P] công suất cho phép của đai [P]= Trong đó: Po: công suất truyền được bởi 1 đai hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm (tra bảng 13.11) .hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài đai đến tưởi thọ của đai(tra bảng 13.12) .số gia momen xoắn(tra bảng 13.13) hoặc lấy =0 khi tỷ số truyền u=1÷1,02 1,2,3 => xi= Câu 20:  Các dạng hư hỏng của bộ truyền đai: Trong quá trình làm việc, bộ truyền đai có thể bị hư hỏng ở các dạng như sau:  Trượt trơn: bánh đai dẫn quay, bánh đai bị dẫn và dây đại dừng lại, dây đai bị mòn cục bộ  Đứt dây đai: dây đai dị tách rời ra không làm việc được nữa có thể gây nguy hiểm cho người và thiết bị xung quanh, đai thường bị đứt do mỏi. 13
14.  Mòn dây đai: do có hiện tượng trượt đàn hồi, trượt trơn từng phần nên dây đai bị mòn rất nhanh, khi mòn 1 lớp vật liệu trên đai bị mất đi làm giảm ma sát dẫn đến hiện tượng trượt trơn, dần dần sẽ dẫn đến đứt đai  Gião dây đai: sau 1 thời gian làm việc chịu kéo dây đai xảy ra hiện tượng biến dạng dư làm tăng sự trượt, làm giảm lực căng, một thời gian dây đai sẽ đứt  Mòn và vỡ bánh đai: bánh đai bị mòn chậm hơn dây đai rất nhiều, tuy nhiên khi thay thế dây đai nhiều lần, bánh đai xảy ra hiện tượng mòn quá giá trị cho phép, bộ truyền đai sẽ làm việc không tốt và 1 thời gian sẽ dẫn đến hiện tượng vỡ bánh đai.  Tính đai dẹt:  ứng suất cho phép của đai dẹt: Trong đó: :ứng suất có ích cho phép của bộ truyền đai làm việc trong đk thí nghiệm tiêu chuẩn (tra bảng 13.8) Các hệ số: Cb: hệ số dẫn đến sự bố trí của bộ truyền và cách căng đai, nếu bộ truyền có bộ phận tự căng đai đảm bảo lực căng không đổi thì Cb=1 Tuỳ theo góc nghiêng β của đường nối 2 tâm của bộ truyền so với đường nằm ngang, khi Cv=1; Cv=0,9 .Cv=0,8 Cα: hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm(tra bảng 13.9 hoặc tính theo công thức): o Cα=1-0.003(180 -α1) Cv: hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc.: khi vận tốc càng lớn sẽ làm giảm ma sát giữa đai và bánh đai. Cv:đối với đai dẹt vải cao su tra bảng 13.10 hoặc tính theo công 2 thức: Cv=1,04-0.0004v . Điều kiện để đai không bị hỏng do mỏi Đối với đai dẹt: số mũ m=6 Đai hình thang m=11 Đối với đai dẹt cao su: C*=60÷70 (MPa) Đối với đai hình thang:C*=90÷100 (MPa) 9 * Nếu Nc>10 thì C =38 (MPa) Câu 21: 22:bộ truyền động xích:  Cấu tạo: gồm 3 bộ phận cơ bản: Đĩa xích dẫn Z1, Đĩa xích bị dẫn Z2 Dây xích  Ưu điểm:  Có thể truyền chuyển động giữa các trục cách xa nhau tương đối  So với truyền động đai, kích thước bộ truyền xích nhỏ gọn hơn, làm việc không có trượt, hiều suất khá cao và lực tác dụng lên trục tương đối nhỏ  Có thể cùng 1 lúc truyền chuyển động và công suất cho nhiều trục  Nhược điểm:  Có nhiều tiếng ồn khi làm việc  Vận tốc tức thời của xích và đĩa bị dẫn không ổn định 14
15.  Yêu cầu chăm soc thườn xuyên  Chóng mòn nhất là khi làm việc ở nơi nhiều bụi và bôi trơn không tốt  Các dạng hư hỏng:  Mòn bản lề xích do khi làm việc các bản lề chịu áp suất lớn và có sự xoay tương đối, bản lề bị mòn khiến bước xíc t tăng lên, xích ăn khớp không chính xác với rang đĩa. Nếu bản lề mòn nhiều bộ truyền sẽ không làm việc được nữa vì xích thường xuyên tuột khỏi đĩa hoặc xích sẽ bị đứt. để làm giảm cần bôi trơn xích và hạn chế áp suất trong bản lề xích  Các phần tử xích bị hỏng do mỏi, dẫn đến xích bị đứt, con lăn bị rỗ hoặc vỡ. Xích bị hỏng vì mỏi do tác dụng của ứng suất thay đổi gây nên bởi tải trọng làm việc, tải trọng động hoặc va đập  Đứt xích:là hiện tượng xích bị đứt tại vị trí chốt, bản lề làm dây xích bị tách rời ra, do tải trọng vượt quá giá trị cho phép, khi xảy ra rất nguy hiểm cho người và thiết bị xung quanh  Bộ truyền xích con lăn: Để đảm bảo cho xích làm việc trong điều kiện bình thường, áp suất sinh ra trong bản lề phải thoả mãn đk: Trong đó: Ft: lực vòng [P]: áp suất cho phép K: hệ số điều kiện sử dụng xích A=dobo-diện tích tính toán của bản lề xích 1 dãy; do-đường kính chốt; bo-chiều dài ống; t- bước xích K=Kđ.Ka.Ko.Kđc.Kb Kđ: hệ số tải trọng động, nếu bộ truyền làm việc tương đối êm ta lấy Kđ=1, nếu tải trọng va đập Kđ=1,2÷1,5, nếu va đập mạnh Kđ=1,8 Ka: hệ số xét đến chiều dài của xích, nếu a=(30÷50)t thì Ka=1, a 60 thì Ko=1,25; φ<60 thì Ko=1 Kđc: hệ số xét đến khả năng điều chỉnh lực căng của xích, nếu có thể điều chỉnh được thì Kđc=1, nếu không điều chỉnh được thì Kđc=1,25, nếu dùng đĩa căng xích hoặc con lăn căng xích thì Kđc=1,1 Kb: hệ số xét đến điều kiện bôi trơn, nếu bôi trơn liên tục lấy Kb=0,8, bôi trơn nhỏ giọt lấy Kb=1, bôi trơn định kỳ lấy Kb=1,5 [P]: áp suất cho phép, tra bảng 12.4 Câu 22: tiếp theo -Ta có công thức tính bước xích t của xích con lăn: t ≥ hoặc: t ≥ -công thức tính áp suất sinh ra trong bản lề P≤ . Hoặc: Pt= ≤[P] Trong đó: Pt: công tính toán [P] công suất cho phép của bộ truyền xích một dãy có bước xích t -Chiều rộng B của xích rang làm việc với công suất P là: 15
16. B≥ (mm) Câu 23: Lực tác dụng của bộ truyền xích khi làm việc:  Khi chưa làm việc: bộ truyền xích chịu lực căng ban đầu do trọng lượng bản thân của xích gây nên được tính theo công thức: . Trong đó: g: gia tốc trọng trường =10m/s2 qm: khối lượng của 1m xích a: khoảng cách giữa 2 trục y: độ võng của xích :góc nghiêng của đường nối 2 tâm đĩa xích -Khi góc nghiêng của bộ truyền 40o thì lấy y=(0.015÷0.01)a -Trong thực tế tính toán có thể lấy: Fo=ky.qm.a o -Khi bộ truyền nằm ngang: φ=0 thì ky=60, y≈0,02a o o, Nếu φ>40 có thể lấy ky=20÷40, φ=90 ky=10  Lực vòng Ft được truyền từ rang đĩa xích dẫn qua các mắt xích nhánh dẫn từ các mắt xích này lên rang của đĩa bị dẫn: 7 Ft=1000P/V=6.10 /Znt P: công suất bộ truyền V: vận tốc của xích t: bước xích Z: số răng của đĩa xích dẫn n: số vòng quay trong 1 phút của đĩa xích dẫn nếu cho trước trị số momen xoắn là T1 trên trục dẫn và d1 là đường kính vòng chia của đĩa dẫn ta có: Ft=2T1/d1=F1-F2 F1 và F2 là lực tác dụng lên nhánh xích dẫn và nhánh xích bị dẫn  Lực căng phụ Fv ở trong xích 2 2 Fv=ρ.A.v =qmv Trong đó:qm=ρa: khối lượng 1m xích ρ: khối lượng riêng A: diện tích tiết diện ngang trung bình của xích  Lực tác dụng lên nhánh xích dẫn là F1 và nhánh bị dẫn là F2: F1=Ft+F2, F2=Fo+Fv  Lực tác dụng lên trục của đĩa xích: Fr được xđ theo công thức: 7 Fr=kt.Ft=kt.6.10 P/Znt Trong đó: kt: hệ số xét đến tác dụng của trọng lượng xích lên trục, khi bộ truyền nằm ngang kt=1,5; thẳng đứng kt=1,05 Z: số răng n:số vòng quay trong 1 phút của đĩa xích dẫn 16
17. Câu 1: (3điểm)Phân tích tải trọng và ứng suất tác dụng lên chi tiết máy? 1 Câu 2: (3điểm)Phân tích hiện tượng phá hủy do mỏi? 2 Câu 3: (3điểm)Phân tích chỉ tiêu độ bền về khả năng làm việc của chi tiết máy? 2 Câu 4: (3điểm)Phân tích chỉ tiêu khả năng chịu nhiệt về khả năng làm việc của chi tiết máy? 4 Câu 5: (3điểm)Phân tích chỉ tiêu độ bền mòn về khả năng làm việc của chi tiết máy? 3 Câu 6: (3điểm)Phân tích chỉ tiêu độ cứng về khả năng làm việc của chi tiết máy? 4 Câu 7: (3điểm)Nêu cấu tạo và phân tích ưu nhược điểm của mối ghép đinh tán? 5 Câu 8: (4điểm)Nêu cấu tạo, phân tích ưu nhược điểm của mối ghép đinh tán? Tính mối ghép chắc? 5 Câu 9: (4điểm)Nêu cấu tạo, phân tích ưu nhược điểm của mối ghép bằng hàn? Tính mối ghép hàn góc? 6 Câu 10: (4điểm)Nêu cấu tạo, phân tích ưu nhược điểm của mối ghép hàn? Cách tính bền mối hàn giáp mối? 7 Câu 11: (4điểm)Nêu cấu tạo và cách tính mối hàn chồng? 8 Câu 12: (3điểm)Nêu cấu tạo và phân tích ưu nhược điểm của mối ghép bằng then? 9 Câu 13: (3điểm)Nêu cấu tạo và phân tích ưu nhược điểm của mối ghép bằng then hoa?.10 Câu 14: (4điểm)Phân tích ưu nhược điểm của mối ghép ren? Tính toán bu lông ghép lỏng chịu lực dọc trục? 10 Câu 15: (4điểm)Nêu cấu tạo, phân tích ưu nhược điểm của mối ghép bằng ren? Tính bu lông bị xiết chặt không có ngoại lực tác dụng? 11 Câu 16: (3điểm)Phân tích hiện tượng tự nới lỏng và cách phòng lỏng trong mối ghép ren? 11 Câu 17: (3điểm)Nêu cấu tạo và phân tích ưu nhược điểm của bộ truyền động đai? 12 Câu 18: (3điểm)Phân tích lực và ứng suất tác dụng trong bộ truyền động đai khi làm việc? 12 Câu 19: (4điểm)Nêu cấu tạo, phân tích ưu nhược điểm của mối ghép bằng đai? Tính đai hình thang? 13 Câu 20: (4điểm)Nêu cấu tạo, phân tích ưu nhược điểm bộ truyền động đai? Các dạng hư hỏng và tính toán đai dẹt? 13 Câu 21: (4điểm)Nêu cấu tạo, phân tích ưu nhược điểm bộ truyền động xích? Các dạng hư hỏng và chỉ tiêu tính toán bộ truyền xích con lăn? 14 Câu 22: (3điểm)Phân tích các dạng hư hỏng và tính bộ truyền xích con lăn? 14 Câu 23: (3điểm)Phân tích lực tác dụng trong bộ truyền động xích khi làm việc? 16 17