Thông tin giáo viên CHI TIẾT MÁY     PGS.TS Nguyễn Văn Dự Bộ môn: Kỹ thuật Cơ khí Khoa Cơ khí, ĐHKTCN      Họ tên: Nguyễn Văn Dự 1985: Kỹ sư Cơ khí (K16), ĐHKTCN 1997: Thạc sỹ Cơ khí, ĐH BK Hà nội 2000: Kỹ sư Tin học, ĐH BK Hà nội 2007: Tiến sỹ kỹ thuật, ĐH Nottingham 2011: Phó giáo sư Email 1: vandu@tnut.edu.vn Email 2: vandu@alumni.nottingham.ac.uk Điện thoại: 091 605 6618 Câu hỏi    Kiến thức CƠ SỞ cho kỹ sư khí Mơn học bắt buộc chương trình đào tạo kỹ sư, cán kỹ thuật (Cao đẳng, trung cấp) Cần “công cụ” GÌ? HOW?    TẠI SAO cần học cách thiết kế CHI TIẾT MÁY? WHAT?   WHY? WHY?  Làm NHƯ THẾ NÀO? WHAT IF?  NẾU bạn giao thiết kế chi tiết khí, bạn làm nào? Mục tiêu môn học?    WHAT? Làm quen với bước tiến trình thiết kế khí Hiểu biết nguyên tắc dùng để đánh giá HÌNH DÁNG VÀ KÍCH THƯỚC chi tiết máy thỏa mãn yêu cầu CHỨC NĂNG ĐỘ BỀN Học cách khai thác sổ tay, bảng tra liệu tiêu chuẩn liên quan khí   Cung cấp cách tính tốn thiết kế chi tiết THƠNG DỤNG, CƠ BẢN theo CHỨC NĂNG ĐỘ BỀN Tài nguyên học tập      Đề cương môn học Bài giảng Giáo trình Sách tham khảo Internet Tài liệu        HOW? Ngân hàng câu hỏi thi Bài giảng Chi tiết máy Trịnh Chất, “Cơ sở thiết kế máy Chi tiết máy” Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, “Hướng dẫn tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí” Budynas−Nisbett: Shigley’s Mechanical Engineering Design, Eighth Edition; Robert L Mott, Machine Elements in Mechanical Design; M.F Spott and T.E Shoup, Design of Machine Elements;   Xem kỹ đề cương Ôn lại kiến thức tiên      Sức bền vật liệu; Nguyên lý máy (Bánh răng) Sưu tập tài liệu Xem trước nhà LUÔN ghi chép lớp LUÔN mang theo giấy rời (QUIZ) 10 WHAT IF – A QUIZ minutes  11 Nếu bạn giao thiết kế truyền bánh cho máy ép mía, bạn cần làm gì? 12 Bài Mở đầu 0.1.2 Bộ phận máy 0.1 Khái niệm định nghĩa chi tiết máy Một phần máy 0.1.1 Máy có chức định Máy dạng công cụ lao động phục vụ cho chức chung máy thực một/nhiều chức định, phục vụ cho lợi ích người Ví dụ : ……………….? Ví dụ: …………… ? + Máy bay, Ơ tơ, Xe máy, Máy cày, Máy gặt … (Máy công tác) + Người máy, robot tự động … (Máy tự động) + Máy phát điện, Động điện, Cối xay gió … (Biến đổi lượng) 13 14 0.2 Nhiệm vụ, Nội dung, Tính chất mơn học 0.1.3 Chi tiết máy: Nhiệm vụ: Phần tử máy có cấu tạo độc lập, hồn chỉnh, chế tạo k0 kèm lắp ráp Cấu tạo, Nguyên lý làm việc, Cách tính tốn thiết kế CTM cơng dụng chung Nội dung: Chia thành nhóm lớn: Những vấn đề tính tốn thiết kế máy chi tiết máy - Nhóm CTM có cơng dụng chung + Các chi tiết loại có cấu tạo, cơng dụng Các tiết máy truyền động: Bánh răng, Bánh vít, Đai … + Gặp nhiều máy khác Các tiết máy đỡ nối: Trục, ổ … + Kể tên số CTM công dụng chung? Các tiết máy ghép: Bu lông, Đinh tán … Tính chất: - Nhóm CTM có cơng dụng riêng 15 16 Chương 1: Đại cương Thiết kế máy Chi tiết máy Phần 1: Những vấn đề Chương 1: Đại cương Thiết kế máy Chi tiết máy 1.2 Nội dung, đặc điểm, trình tự thiết kế máy chi tiết máy 1.2.1 Nội dung trình tự thiết kế máy Xác định nguyên lý làm việc Lập sơ đồ toàn máy Xác định tải trọng tác dụng Chọn vật liệu Tính tốn động học, động lực học, xđ kết cấu sơ máy, CTM, cụm CTM, kết hợp với yêu cầu, điều kiện khác để xác định kích thước hồn thiện CTM, cụm máy Lập hướng dẫn sử dụng & thuyết minh 1.1 Khái quát yêu cầu máy CTM - Khả làm việc - Độ tin cậy - An toàn cho sử dụng -Tính cơng nghệ kinh tế 17 18 Chương 1: Đại cương Thiết kế máy Chi tiết máy Chương 1: Đại cương Thiết kế máy Chi tiết máy 1.2.2 Nội dung trình tự thiết kế chi tiết máy Ví dụ: Lập sơ đồ tải trọng để tính thiết kế trục Lập sơ đồ tính tốn Xác định tải trọng tác dụng Chọn vật liệu chế độ nhiệt luyện phù hợp Tính tốn tốn sơ kích thước Xây dựng kết cấu CTM Tính toán kiểm nghiệm theo tiêu chủ yếu khả làm việc theo kết cấu thực điều kiện làm việc cụ thể Nếu thấy không thoả mãn quy định phải thay đổi kích thước kết cấu thay đổi vật liệu kiểm tra lại 19 20 Chương 1: Đại cương Thiết kế máy Chi tiết máy Chương 1: Đại cương Thiết kế máy Chi tiết máy 1.2.3 Đặc điểm thiết kế chi tiết máy 1.3 Tải trọng ứng suất - Kết hợp lý thuyết thực nghiệm 1.3.1 Tải trọng: -Kết hợp tính tốn tốn học với điều kiện biên quan hệ lực, biến dạng; quan hệ kết cấu cần ??? tác động bên ngồi (Lực mơmen) đặt lên CTM - So sánh nhiều phương án để chọn phương án tối ưu Tải trọng làm việc ? Tải trọng thực tế đặt lên CTM qua trình làm việc Lưu ý: Tải trọng đại lượng véc tơ, xác định thông số: cường độ, phương, chiều, điểm đặt đặc tính (thay đổi) tải trọng 21 22 Chương 1: Đại cương Thiết kế máy Chi tiết máy Chương 1: Đại cương Thiết kế máy Chi tiết máy * Căn tính chất dịch chuyển tải trọng Phân loại tải trọng: - Tải trọng cố định * Căn tính chất thay đổi tải trọng Tải trọng không đổi Tải trọng thay đổi Tải trọng va đập - Tải trọng di động - Tên đại lượng tải trọng dùng tính tốn CTM M + Tải trọng tương đương + Tải trọng danh nghĩa + Tải trọng tính tốn t 23 24 Chương 1: Đại cương Thiết kế máy Chi tiết máy Chương 1: Đại cương Thiết kế máy Chi tiết máy 1.3.2 Ứng suất: a Khái niệm, phân loại - Khái niệm: Lực / Diện tích chịu lực - Đơn vị: MPa (Mega Pascal) (1 MPa = N/mm2) - Phân loại: + Theo dạng ứng suất: Kéo, nén, uốn, xoắn … + Theo tính chất thay đổi: Tĩnh, Thay đổi Ứng suất không đổi (Ứng suất tĩnh ) 25 26 Chương 1: Đại cương Thiết kế máy Chi tiết máy b Chu trình ứng suất thơng số đặc trưng Ứng suất thay đổi thông số đặc trưng 27 Chương 1: Đại cương Thiết kế máy Chi tiết máy 28 Chương 1: Đại cương Thiết kế máy Chi tiết máy c Ứng suất dập ứng suất tiếp xúc Phân loại chu trình ứng suất? * Ứng suất dập - Dựa vào hệ số tính chất chu kỳ, r -Tuần hồn đối xứng -Tuần hồn khơng đối xứng -Khác dấu -Cùng dấu -Mạch động dương -Mạch động âm - Dựa vào tính ổn định a m d  -Ổn định -Bất ổn định F ld (MPa ) Vẽ hình minh họa loại chu trình ứng suất? 29 30 Chương 1: Đại cương Thiết kế máy Chi tiết máy * Ứng suất tiếp xúc: + Tiếp xúc đường + Tiếp xúc điểm 31 32 Chương 2: Chương 1: Đại cương Thiết kế máy Chi tiết máy CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY 1.3.3 Quan hệ tải trọng ứng suất Nhắc lại khái niệm Khả làm việc: Là khả CTM máy hoàn thành chức định mà đảm bảo … - Tải trọng khơng đổi gây nên ứng suất thay đổi Độ bền Bạn lấy ví dụ vẽ đồ thị ứng suất thay đổi theo thời gian? Độ cứng Độ chịu nhiệt Độ chịu dao động 2.1 - Tải trọng thay đổi gây nên ứng suất không đổi 2.1.1 Khái niệm, Phân loại Bạn lấy ví dụ vẽ đồ thị ứng suất thay đổi theo thời gian? -Khái niệm: Là khả tiếp nhận tải trọng chi tiết máy mà không bị phá huỷ trước thời hạn yêu cầu 33 34 Chương 2: Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY - Phân loại 2.1.2 Phương pháp tính độ bền Các dạng hỏng phụ thuộc dạng ứng suất dạng chịu ứng suất Độ bền Dạng chịu US Độ bền tĩnh (CT chịu ƯSKĐ)  max  [ ]  max  [ ] Độ bền mỏi (CT chịu ƯSTĐ) Bề mặt - Gãy, đứt mỏi -Dập Thể tích - Biến dạng dư - Tróc rỗ bề mặt mỏi -Biến dạng dẻo bề mặt Ví dụ: Chi tiết chịu ƯSTX Thay đổi hỏng tróc rỗ bề mặt mỏi Với [ ]  [ ]   lim s  lim s -Nếu CTM chịu ƯS không đổi, ƯSGH lấy theo giới hạn bền, chảy -Nếu CTM chịu ƯS thay đổi, ƯSGH lấy theo giới hạn mỏi 35 36 Chương 2: Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY 2.1.3 Tính độ bền thể tích b.1 Dạng hỏng mỏi a Tính độ bền thể tích ứng suất không đổi - Xảy chi tiết chịu ứng suất thay đổi, số chu kỳ đủ lớn b Tính độ bền thể tích ứng suất thay đổi - Xảy đột ngột, trước hỏng không xuất biến dạng dư b.1 Dạng hỏng mỏi b.2 Khái niệm giới hạn mỏi, đường cong mỏi -Ứng suất lớn sinh nhỏ nhiều so với ứng suất cho phép theo điều kiện bền tĩnh b.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến giới hạn mỏi b.4 Các biện pháp nâng cao sức bền mỏi b.5 Tính bền thể tích mỏi ƯSTĐ ƠĐ b.6 Tính bền thể tích mỏi ƯSTĐ KƠĐ Hỏng khơng đủ bền tĩnh Hỏng không đủ bền mỏi 37 39 Mẫu thử Động điện 38 40 41 42 Bộ đếm vòng quay Quả nặng Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY b.2 Khái niệm giới hạn mỏi, đường cong mỏi - Giới hạn mỏi giá trị ứng suất lớn bắt đầu gây hỏng chi tiết tương ứng với số chu kỳ ứng suất định - Quan hệ ứng suất số chu kì gây hỏng chi tiết biểu diễn đường cong mỏi N