Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Slide Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Chương Slide 2.1 Yêu cầu chung máy TK 2.2 Độ bền 2.3 Độ cứng 2.4 Độ bền mòn 2.5 Khả chịu nhiệt 2.6 Dao động tiếng ồn 2.7 Độ tin cậy 2.8 Tối ưu hóa kết cấu 2.9 Lựa chọn vật liệu TKM 2.10 Tính cơng nghệ CTM 2.11 Dung sai lắp ghép 2.12 Độ nhám bề mặt 2.13 Tiêu chuẩn hóa TKM Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 2.1 Yêu cầu chung máy thiết kế: Những yêu cầu chung thiết kế chế tạo:  Bảo yêu Những đảmcầu khảchung làmvận việchành:  Tính Độ tincơng cậy nghệ cao cao Những yêu cầu chung xã hội:  Mức Năngđộ suất quymáy cách hóa, tiêu chuẩn hóa cao  An  Mức Giátoàn thành máy độ tiêu hao nguyên vật liệu  Thuận tiệnphát  Khả Giá thành gia công minh sáng chế  mỹ gia công  Thẩm Chất lượng  trường  Môi Tỷ suất lợi nhuận  Tính động máy Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 2.2 Độ bền: 2.2.1 Khái niệm bản: Những dạng hỏng chủ yếu liên quan đến độ bền chi tiết máy:  Phá hủy mỏi  Biến dạng dẽo  Lão hóa  Phá hủy giịn Phân loại độ bền chi tiết máy theo vị trí:  Độ bền thể tích  Độ bền tiếp xúc Phân loại độ bền chi tiết máy theo tính chất tải trọng ngoài:  Độ bền tĩnh  Độ bền mỏi Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 2.2 Độ bền: 2.2.1 Khái niệm bản: Các phương pháp tính tốn độ bền chi tiết máy:  Theo ứng suất cho phép  Theo hệ số an toàn  Theo độ tin cậy Điều kiện bền bản: Ba toán liên quan đến độ bền:  Kiểm tra bền  Thiết kế  Xác định khả chịu tải Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 2.2 Độ bền: 2.2.2 Tải trọng ứng suất: Phân loại tải trọng theo thời gian:  Tải không đổi  Tải thay đổi  Tải va đập Phân loại tải trọng tính tốn:  Tải danh nghĩa  Tải tương đương  Tải tính tốn Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 2.2 Độ bền: 2.2.2 Tải trọng ứng suất: Phân loại ứng suất theo tính chất tải trọng ngồi:  Ứng suất tĩnh  Ứng suất thay đổi Chu kỳ ứng suất:  Không đổi (ổn định), đặc trưng:  Biên độ ứng suất  Giá trị trung bình  Tỷ số ứng suất  Thay đổi (không ổn định) Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 2.2 Độ bền: 2.2.2 Tải trọng ứng suất: Ứng suất tiếp xúc:  Ứng suất tiếp xúc  Ứng suất dập  Bề mặt tiếp xúc  Sự phân bố ứng suất tiếp xúc Ứng suất tiếp xúc:  Công thức Hertz  Với vật liệu kim loại  Hình trụ tiếp xúc với mặt phẳng  Hình cầu tiếp xúc với mặt phẳng Chu kỳ ứng suất tiếp xúc tượng tróc rỗ bề mặt Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 2.2 Độ bền: 2.2.3 Ứng suất cho phép hệ số an toàn: Ứng suất cho phép tính tốn thiết kế theo ứng suất cho phép Ứng suất giới hạn (bền, chảy mỏi) tính tốn thiết kế theo độ tin cậy Trường hợp ứng suất khơng đổi:  Cơng thức tính ứng suất cho phép  Cơng thức gần tính ứng suất cho phép Trường hợp ứng suất thay đổi:  Cơng thức tính ứng suất cho phép  Cơng thức tính giới hạn mỏi theo tính chất chu kỳ ứng suất Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 10 2.2 Độ bền: 2.2.3 Ứng suất cho phép hệ số an toàn: Hệ số tuổi thọ:  Cơng thức tính hệ số tuổi thọ  Khi số chu kỳ làm việc lớn số chu kỳ sở Hệ số an toàn: tỉ số ứng suất giới hạn ứng suất lớn  Khi ứng suất không đổi  Khi ứng suất thay đổi  Với trạng thái ứng suất phức tạp Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 11 2.2 Độ bền: 2.2.4 Giới hạn mỏi số chu kỳ làm việc tương đương: Đồ thị tương quan giới hạn mỏi số chu kỳ làm việc tương đương Số chu kỳ làm việc tương đương:  Ứng suất không đổi theo thời gian  Ứng suất thay đổi theo thời gian  Ứng suất thay đổi liên tục theo thời gian 2.2.5 Các phương pháp nâng cao độ bền mỏi: Các biện pháp kết cấu thiết kế: giảm tượng tập trung ứng suất Các biện pháp công nghệ:  Tạo phơi đặc biệt tạo lớp bề mặt có ứng suất dư nén  Nhiệt luyện hóa nhiệt luyện bề mặt  Gia công đặt biệt tạo lớp bề mặt có ứng suất dư nén Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 12 2.3 Độ cứng: 2.3.1 Khái niệm bản: Vai trò tiêu độ cứng thiết kế chi tiết máy Độ cứng thể tích Độ cứng tiếp xúc 2.3.2 Tính tốn độ cứng: Độ cứng thể tích Độ cứng tiếp xúc:  Giữa lăn mặt phẳng (công thức Belaev)  Có tính đến nhấp nhơ tế vi (cơng thức Votinov) Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 13 2.3 Độ cứng: 2.3.3 Các phương pháp nâng cao độ cứng: Dùng vật liệu hợp lý (Module đàn hồi tỉ lệ thuận với độ cứng) Chọn hình dạng tiết diện ngang hợp lý Chọn kết cấu chịu tải hợp lý (kết cấu đối xứng, ưu tiên kéo nén…) Sử dụng phân bố ổ trục hợp lý để tăng độ cứng tiếp xúc Dùng đối trọng để tạo biến dạng ngược bù trừ Phối hợp hợp lý độ cứng chi tiết máy hệ thống Giảm biến dạng cục chi tiết vỏ, thân hộp Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 14 2.4 Độ bền mòn: 2.4.1 Khái niệm bản: Đường cong mòn theo thời gian Đại lượng đặc trưng cho q trình mịn:  Lượng mịn  Cường độ mòn  Cường độ mòn truyền ăn khớp Tác hại lên chi tiết máy q trình mịn:  Giảm độ xác  Giảm hiệu suất  Giảm độ bền  Tăng tiếng ồn Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 15 2.4 Độ bền mịn: 2.4.2 Tính tốn độ bền mịn: Theo áp suất cho phép Đường cong mòn 2.4.3 Các biện pháp giảm mòn: Sử dụng vật liệu hợp lý Giảm tải bề mặt chịu ma sát Bôi trơn, làm nguội tốt Giảm lượng hạt mài rơi vào vùng ma sát Thay ma sát trượt ma sát lăn Bảo đảm mòn chi tiết hệ thống Chuyển mòn vào chi tiết rẻ tiền, dễ điều chỉnh thay Sử dụng kết cấu để điều chỉnh khe hở mòn Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 16 2.5 Khả chịu nhiệt: Nguồn sinh nhiệt máy móc Tác hại nhiệt máy móc, thiết bị:  Giảm độ bền  Giảm tính bơi trơn dầu bơi trơn  Thay đổi khe hở làm việc  Thay đổi tính chất bề mặt làm việc  Giảm độ xác máy Các biện pháp nâng cao khả chịu nhiệt chi tiết máy:  Tính tốn cân nhiệt cho máy  Sử dụng vật liệu chịu nhiệt  Sử dụng hệ thống bôi trơn, làm mát Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 17 2.6 Dao động tiếng ồn: Ảnh hưởng dao động hoạt động thiết bị Tính tốn tần số riêng phải tiến hành cho tồn hệ thống khơng cho chi tiết máy riêng lẻ Tiếng ồn sinh va đập với phận máy móc thiết bị Các biện pháp chống ồn cho máy móc thiết bị:  Tăng độ xác chất lượng gia công  Sử dụng kết cấu có khả giảm tượng va đập  Sử dụng vật liệu có ma sát nội cao  Sử dụng phận giảm chấn Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 18 2.7 Độ tin cậy: Cơ sở để tính tốn độ tin cậy lý thuyết xác suất Chỉ tiêu độ tin cậy quan trọng máy dây chuyền mà hỏng hóc chi tiết dẫn đến ngưng trệ cho toàn hệ thống Các tính tốn kinh tế dựa độ tin cậy thiết bị Các biện pháp nâng cao độ tin cậy:  Máy đơn giản chi tiết tốt  Các chi tiết máy hệ thống nên có độ tin cậy gần  Sử dụng chi tiết tiêu chuẩn (độ phân tán tuổi thọ nhỏ, chất lượng cao, dễ tìm cho việc thay thế)  Thiết kế chi tiết dễ hỏng cho dễ thay thế, sửa chữa Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 19 2.8 Tối ưu hóa kết cấu: 2.9 Lựa chọn vật liệu thiết kế máy: 2.10 Tính cơng nghệ chi tiết máy: Thí dụ tạo phơi Thí dụ gia cơng vừa bề mặt cần thiết Thí dụ giảm ngun cơng gia cơng phẳng Thí dụ giảm ngun cơng gia cơng lỗ Thí dụ lắp ráp Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy 2.11 Dung sai lắp ghép: Dung sai +0,025 25 -0,005 Lắp ghép H7/k6 Biểu diễn lỗ Slide 20 A u D s H H7/k6 h Biểu diễn trục H7/k6 Hệ thống lỗ H7/k6, H9/d9, H7/h6 Hệ thống trục D11/h11, P9/h9, E9/f8 Lắp có độ dơi d a S U H7/p6, H7/r6, H7/u8… Lắp có khe hở H7/e8, H7/g6, H7/h6… Lắp trung gian H7/js6, H7/k6, H7/n6… Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc ... Phối hợp hợp lý độ cứng chi tiết máy hệ thống Giảm biến dạng cục chi tiết vỏ, thân hộp Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 14 2.4 Độ bền... động máy Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 2.2 Độ bền: 2.2.1 Khái niệm bản: Những dạng hỏng chủ yếu liên quan đến độ bền chi tiết máy: ... thống Chuyển mòn vào chi tiết rẻ tiền, dễ điều chỉnh thay Sử dụng kết cấu để điều chỉnh khe hở mòn Chương 2: Các tiêu thiết kế máy chi tiết máy Trần Thiên Phúc Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 16