Đang tải... (xem toàn văn)
bài giảng được biên soạn do thầy Đỗ Đức Nam giảng viên của trường đại học Bách Khoa Hà Nội. nội dung bài được biên soạn rất chi tiết dựa trên kinh nghiệm giảng dạy nhiều năm của thầy.
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ ROBOT BÀI GIẢNG MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY 1 MỞ ĐẦU 1. Khái niệm về chi tiết máy (CTM) Máy bộ phận CTM CTM: là phần tử hoàn chỉnh đầu tiên để tạo thành máy Phân loại: - CTM có công dụng chung - CTM có công dụng riêng 2 MỞ ĐẦU CTM công dụng chung - Dùng phổ biến trong các máy khác nhau - Không phụ thuộc vào công dụng máy - Ví dụ: bulong, đai ốc, trục, ổ, bánh răng CTM công dụng riêng - Dùng trong một máy hoặc một số máy chuyên dụng - Liên quan mật thiết đến chức năng của máy - Ví dụ: trục khuỷu, thanh truyền 3 MỞ ĐẦU 2. Môn học CTM - Là môn học nghiên cứu, tính toán, thiết kế hợp lý các CTM công dụng chung - Kết hợp chặt chẽ lý thuyết và thực nghiệm Lý thuyết: xây dựng trên cơ sở các môn học: toán, vật lý, cơ lý thuyết, sbvl, nlm, vật liệu 4 MỞ ĐẦU NỘI DUNG 1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế CTM 2. Các CTM ghép 3. Các CTM truyền động 4. Các CTM đỡ và nối TÀI LIỆU 1. Nguyễn Trọng Hiệp Chi tiết máy, Tập 1,2 NXB Giáo dục 2. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Tập 1,2 5 CHƢƠNG 1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế CTM 1. Các yêu cầu cơ bản đối với máy và CTM a. Hiệu quả sử dụng Hiệu suất cao, tốn ít năng lượng, độ chính xác cao, chi phí vận hành thấp b. Khả năng làm việc Hoàn thành các chức năng yêu cầu mà vẫn giữ được độ bền, không thay đổi kích thước c. Độ tin cậy cao Đảm bảo được các chỉ tiêu sử dụng trong thời gian quy định. Độ tin cậy được đặc trưng bởi xác suất làm việc không hỏng hóc trong thời gian quy định 6 CHƢƠNG 1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế CTM 1. Các yêu cầu cơ bản đối với máy và CTM d. An toàn trong sử dụng rất cần thiết e. Tính công nghệ và kinh tế - Tính công nghệ: + Hình dạng, kết cấu, vật liệu phải phù hợp với đk sản xuất + Càng ít chi tiết, càng dễ chế tạo càng tốt - Tính kinh tế: Kích thước nhỏ gọn, khối lượng nhỏ -> giá thành giảm 7 CHƢƠNG 1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế CTM 2. Tải trọng và ứng suất 2.1. Tải trọng - Tải trọng là lực, momen tác động lên CTM trong quá trình làm việc (Kí hiệu Q) - Phân loại: • Tải trọng tĩnh: không đổi theo t/g • Tải trọng động: thay đổi theo t/g (phương, chiều, độ lớn, điểm đặt) Tải trọng va đập: tăng mạnh và giảm nhanh 8 CHƢƠNG 1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế CTM Trong tính toán CTM: tải trọng danh nghĩa, tải trọng tương đương, tải trọng tính toán. -Tải trọng danh nghĩa (Q dn ) là tải trọng tác động lên máy hoặc CTM ở chế độ ổn định Thường chọn tải trọng lớn hoặc tải trọng tác động lâu dài nhất - Với tải trọng thay đổi nhiều mức, thay thế bằng tải trọng một mức Tải trọng tương đương (Q tđ ) 9 CHƢƠNG 1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế CTM Tương đương về khả năng làm việc, tuổi thọ, độ bền Q tđ = Q dn .K N K N hệ số phụ thuộc vào - Chế độ thay đổi tải trọng - Việc chọn Q dn 10 [...]... Đường kính d0 = 7 10 mm Mẫu được mài nhẵn, không tăng bền bề mặt Không có tập trung ứng suất Chu trình ứng suất là đối xứng Trong thực tế các chi tiết máy có hình dạng, kích thước, độ nhám bề mặt khác mẫu Để xác định giới hạn mỏi của chi tiết máy -> các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi 24 3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi 3.3.1 Ảnh hưởng của hình dạng kết cấu CTM có hình dạng càng phức... :giới hạn mỏi của mẫu có đường kính d 28 3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi 3.3.3 Ảnh hưởng của chất lượng bề mặt Bề mặt của chi tiết được đánh bóng hoặc được gia công đặc biệt làm cho cứng có tác dụng làm tăng giới hạn mỏi Hệ số trạng thái bề mặt < 1 nếu bề mặt chi tiết được nhiệt luyện hoặc gia công tăng bền (phun bi, cán lăn …) > 1 nếu bề mặt được gia công bằng tiện, phay nhưng không gia... Giới hạn mỏi của chi tiết được tính thông qua giới hạn mỏi của mẫu như sau: rc r k rc r k 31 3.4 Các biện pháp nâng cao độ bền mỏi Các biện pháp chế tạo Hạn chế các nguyên nhân gây tải trọng thay đổi theo chu kỳ(tăng tính đàn hồi của kết cấu) Tránh các nguyên nhân gây ra sự tập trung ứng suất Các biện pháp công nghệ Mài nhẵn, đánh bóng hoặc mạ bề mặt chi tiết để loại trừ... suất rc,rc là g/h mỏi của mẫu có tập trung ứng suất 26 3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi 3.3.2 Ảnh hưởng của kích thước tuyệt đối Chi tiết có kích thước càng lớn thì giới hạn mỏi giảm Nguyên nhân: Do sự không đồng đều về cơ tính cũng như nhiều khuyết tật hơn Chi u dày tương đối của lớp bề mặt được tăng bền nhờ gia công cơ hoặc nhiệt luyện giảm xuống 27 3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi... tƣợng phá hủy vì mỏi Khả năng CTM chống lại sự phá hủy vì mỏi gọi là độ bền mỏi Đối với nhiều loại vật liệu, tồn tại giá trị us giới hạn mà tác dụng với một số chu trình rất lớn mà vẫn không phá hủy chi tiết -> gọi là giới hạn mỏi 3.2 Đƣờng cong mỏi Đường cong mỏi thể hiện quan hệ giữa us với số chu trình thay đổi us (N) mà CTM chịu được cho đến khi hỏng Đường cong mỏi được xây dựng bằng thực nghiệm:... nhân gây ra sự tập trung ứng suất Các biện pháp công nghệ Mài nhẵn, đánh bóng hoặc mạ bề mặt chi tiết để loại trừ các vết nứt phá sinh trong quá trình gia công cắt gọt Làm cứng bề mặt ngoài của chi tiết như nhiệt luyện, hóa-nhiệt luyện 32 4 Các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc của CTM 5 chỉ tiêu chủ yếu: Độ bền Độ cứng Độ bền mòn Khả năng chịu nhiệt Độ ổn định dao động 33 4 Các chỉ . Những vấn đề cơ bản về thiết kế CTM 2. Tải trọng và ứng suất 2.1. Tải trọng - Tải trọng là lực, momen tác động lên CTM trong quá trình làm việc (Kí hiệu Q) - Phân loại: • Tải trọng tĩnh: không