Bài giảng Chi tiết máy - Bài mở đầu - Nguyễn Thị Quốc Dung

Nội dung text: Bài giảng Chi tiết máy - Bài mở đầu - Nguyễn Thị Quốc Dung

1. CHI TiẾT MÁY Bộ môn Kỹ thuật Cơ khí Khoa Cơ khí 1
2. Thông tin giảng viên  Họ tên: Nguyễn Thị Quốc Dung  Học vị: Tiến sỹ  Bộ môn: Kỹ thuật Cơ khí Email: quocdung@tnut.edu.vn  Mobile: 0915308818 2
3. Bài kiểm tra thành phần Môn học: Chi tiết máy  Họ tên sinh viên: Chữ ký:  MSSV: Lớp:  Số đề:  Ngày kiểm tra: 3
4. Tài liệu tham khảo [1]. Vũ Ngọc Pi, Nguyễn Văn Dự, Nguyễn Thị Quốc Dung, Nguyễn Thị Hồng Cẩm, Bài giảng Chi tiết máy, Trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái nguyên, 2009. [2]. Vũ Ngọc Pi, Trần Thọ, Nguyễn Thị Quốc Dung, Nguyễn Thị Hồng Cẩm, Cơ sở Thiết kế máy và Chi tiết máy, Trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái nguyên, 2001. [3]. Trịnh Chất, Cơ sở Thiết kế máy và Chi tiết máy, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà nội, 1998. [4]. Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB ĐH Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2004. [5]. Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy, T.1 và 2, NXB Đại học và Giáo dục chuyên nghiệp, Hà nội, 1994. [6]. Nguyễn Bá Dương, Lê Đắc Phong, Phạm Văn Quang, Bài tập Chi tiết Máy, NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà nội, 1971. 4 [7] Richard G. Budynas, J. Keith Nisbett, Shigley’s Mechanical Engineering Design, Mc Graw-Hill, 2008.
5. Phần I: Những vấn đề cơ bản trong thiết kế máy và CTM Chương I. Đại cương về thiết kế máy và chi tiết máy Chương II. Các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc của CTM Chương III. Độ tin cậy, tính công nghệ và tính kinh tế Chương IV. Chọn vật liệu của chi tiết máy Nội Chương V. Vấn đề tiêu chuẩn hóa Phần II. Truyền động cơ khí dung Chương VI. Truyền động bánh ma sát Chương VII. Truyền động đai Chương VIII. Truyền động bánh răng Chương IX. Truyền động trục vít bánh vít Chương X. Truyền động xích Chương XI. Hệ thống truyền dẫn cơ khí Phần III: Các tiết máy đỡ nối Chương XII. Trục Chương XIII. Ổ lăn Chương XII. Ổ trượt Chương XIV. Khớp nối Chương XV. Lò xo Phần IV. Các tiết máy ghép Chương XVI. Ghép bằng then và then hoa Chương XVII. Ghép bằng đinh tán 5 Chương XVIII. Ghép bằng ren Chương XIX. Ghép bằng hàn Chương XX. Ghép bắng độ dôi
6. NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN TRONG THIẾT KẾ MÁY VÀ CHI TIẾT MÁY Bài mở đầu 6
7. Bài mở đầu Khái niệm và định nghĩa chi tiết máy Bài mở đầu 7 Bộ môn Kỹ thuật Cơ khí
8. • Chi tiết máy hay tiết máy (CTM): phần tử cấu tạo hoàn chỉnh của máy; được chế tạo không kèm lắp ráp nào. • Bộ phận máy hay cụm chi tiết máy/ block máy: liên kết nhiều chi tiết máy để có một chức năng nhất định, phục vụ cho chức năng chung của máy. • Máy: một dạng công cụ lao động, thực hiện một hay nhiều chức năng nhất định, phục vụ cho lợi ích con người. Bài mở đầu 8
9. Bài mở đầu 9
10. Máy Máy phát điện sức gió Cánh quạt Hộp tăng tốc Máy phát Bộ phận máy Trục Ổ lăn Bánh răng Chi tiết máy Bài mở đầu 10
11. Phân loại CTM Theo quan điểm sử dụng: • Chi tiết máy có công dụng chung - Được dùng phổ biến trong nhiều loại máy khác nhau; - Có cùng công dụng nếu cùng một loại; - Ví dụ ? • Chi tiết máy có công dụng riêng - Chỉ dùng trong một số máy nhất định; - Ví dụ? Bài mở đầu 11
12. Bài mở đầu 12
13. Nhiệm vụ, nội dung, tính chất của môn học Nhiệm vụ Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc, cách tính toán các CTM có công dụng chung Nội dung 1. Những vấn đề cơ bản trong tính toán thiết kế máy và chi tiết máy. 2. Các tiết máy truyền động: Bánh răng, Bánh vít, Đai 3. Các tiết máy đỡ nối: Trục, ổ 4. Các tiết máy ghép: Bu lông, Đinh tán Tính chất Bài mở đầu Lý thuyết và thực nghiệm 13
14. Lịch sử môn học Lịch sử phát triển của môn học - Chi tiết máy giản đơn đã xuất hiện từ thời cổ xưa (đòn bẩy, chêm) - Cung – phôi thai của lò xo- đã có từ xa xưa - Hơn 4000 năm trước con lăn, bánh xe, ổ, trục, tời, pu-li . đã được sử dụng; - Hơn 200 năm trước công nguyên Ác si mét đã sử dụng vít - Hộp giảm tốc bánh răng, trục vít được sử dụng rộng rãi từ thế kỷ III Bài mở đầu 14
15. Bài mở đầu 15
16. Bài mở đầu 16
17. Bài mở đầu 17
18. Bài mở đầu 18
19. Bài mở đầu 19
20. Những nhà bác học nổi tiếng Có rất nhiều nhà bác học nổi tiếng: Ơ-le, Rây-nôl, Pê-trốp, Vi-lít Nhà bác học nổi tiếng nhất là Leonardo de Vinci (1452-1519) Bài mở đầu 20
21. Các cơ cấu bánh răng Bài mở đầu 21
22. Cơ cấu cam Cơ cấu bánh răng Cơ cấu bánh ma sát Cơ cấu cóc Bài mở đầu 22
23. Cơ cấu bốn khâu bản lề Bài mở đầu 23
24. Cơ cấu tời-bánh cóc Bài mở đầu 24
25. Cơ cấu trục vít globoid Bài mở đầu 25
26. Bản vẽ máy bay Bài mở đầu 26
27. Chương I Đại cương về thiết kế máy và CTM Khái quát các yêu cầu đối với máy và CTM • Khả năng làm việc • Hiệu quả sử dụng • Độ tin cậy • An toàn cho sử dụng • Tính công nghệ và tính kinh tế Chương 1: Đại cương về thiết kế máy và chi tiết máy 27
28. • Khả năng làm việc: hoàn thành các chức năng nhất định mà vẫn đảm bảo độ bền, độ cứng, độ bền mòn, độ chịu nhiệt, chịu dao động • Hiệu quả sử dụng: năng suất cao, hiệu suất cao, tốn ít năng lượng, chi phí thấp về LĐ, vận hành có kích thước và trọng lượng nhỏ gọn • Độ tin cậy: đảm bảo hiệu quả sử dụng trong suốt thời gian làm việc nào đó. • An toàn cho sử dụng: không gây nguy hiểm, tai nạn • Tính công nghệ và tính kinh tế: dễ chế tạo, giá thành rẻ. Kết cấu phù hợp với qui mô và đksx, đơn giản, hợp lý, cấp cx và độ nhám đúng mức, pp chế tạo phôi phù hợp 28
29. Nội dung, đặc điểm, trình tự thiết kế máy và chi tiết máy Nội dung và trình tự thiết kế máy 1. Xác định nguyên lý làm việc 2. Lập sơ đồ toàn máy 3. Xác định tải trọng tác dụng 4. Chọn vật liệu 5. Tính toán động học, động lực học, xđ kết cấu sơ bộ của máy, CTM, cụm CTM, kết hợp với các yêu cầu, điều kiện khác để xác định kích thước hoàn thiện của CTM, cụm máy Chương 1:6. Đại Lập cương hướng về thiết dẫn kế sử máy dụng và chi & thuyếttiết máy minh 29
30. Nội dung và trình tự thiết kế chi tiết máy 1. Lập sơ đồ tính toán 2. Xác định tải trọng tác dụng 3. Chọn vật liệu và chế độ nhiệt luyện phù hợp 4. Tính toán toán sơ bộ các kích thước 5. Xây dựng kết cấu CTM 6. Tính toán kiểm nghiệm theo các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc theo kết cấu thực và điều kiện làm việc cụ thể. 7. Nếu thấy không thoả mãn các quy định thì phải thay đổi kích thước kết cấu hoặc thay đổi vật liệu và kiểm tra lại. Chương 1: Đại cương về thiết kế máy và chi tiết máy 30
31. Đặc điểm thiết kế chi tiết máy - Công thức chính xác + công thức gần đúng và CT thực nghiệm - Tính toán thiết kế CTM thường qua 2 bước: tính thiết kế và tính kiểm nghiệm; - Kết hợp tính toán bằng toán học với các quan hệ giữa lực và biến dạng, quan hệ về kết cấu khi cần thiết - Tính toán tối ưu (giải bài toán tối ưu; so sánh lựa chọn phương án tối ưu). 31
32. Tải trọng và ứng suất Tải trọng: những tác động bên ngoài (lực/mô men) đặt lên CTM Phân loại: Tải trọng làm việc: tải trọng thực tế đặt lên CTM trong quá trình làm việc Theo tính chất thay đổi theo thời gian: -Tải trọng tĩnh -Tải trọng thay đổi -Tải trọng va đập Trong tính toán CTM sử dụng các khái niệm sau: -Tải trọng danh nghĩa: Qdn -Tải trọng tương đương: Qtd =QdnKL Chương 1: Đại cương về thiết kế máy và chi tiết máy 32 -Tải trọng tính toán: Qtt =Qtđ.Ktt.Kđ.Kđk=Qdn.KL.Ktt.Kđ.Kđk
33. Sơ đồ tải trọng Tải trọng không đổi Tải trọng thay đổi Tải trọng va đập M t Chương 1: Đại cương về thiết kế máy và chi tiết máy 33
34. Ứng suất - Khái niệm: Tải trọng tác dụng lên chi tiết gây nên ứng suất trong chi tiết - Đơn vị: MPa (1 MPa= 1 N/mm2) - Phân loại: +) Theo đk làm việc: kéo (nén), uốn, cắt +) Theo tính chất thay đổi: Tĩnh, thay đổi. 34
35. Ứng suất không đổi Ứng suất thay đổi (ứng suất tĩnh) 35
36. Chu trình ứng suất và các thông số đặc trưng Chu trình ứng suất Các thông số đặc trưng Biên độ ứng suất am ax  min /2 Ứng suất trung bình mm ax  min /2 Hệ số tính chất chu trình r min/ m ax 36
37. Phân loại chu trình ứng suất - Dựa vào hệ số tính chất chu trình r - Chu trình đối xứng -Chu trình không đối xứng - Khác dấu - Cùng dấu - Mạch động dương - Mạch động âm - Dựa vào tính ổn định của a và m Chương 1: Đại cương về thiết kế máy và chi tiết máy 37 -Ổn định (a và m không thay đổi) -Bất ổn định (a và m thay đổi)
38. Ứng suất tiếp xúc Ứng suất dập /2 d F 2 l c os d d 0 2 d /2 F 2dd l sin  ld 2 0 F  d (MPa) ld 38
39. Ứng suất tiếp xúc Giả thiết: + Vật liệu đồng nhất và đẳng hướng + Tải trọng tác dụng lên vật thể chỉ gây ra trong vùng tiếp xúc các biến dạng đàn hồi. + Diện tích tiếp xúc nhỏ + Lực tác dụng có phương vuông góc với bề mặt tx Chương 1: Đại cương về thiết kế máy và chi tiết máy 39
40. Ứng suất tiếp xúc + Tiếp xúc đường: q  Z H H M 2 2E E Z 1 2 M 2 2 [E2 (1 1 ) E1(1 2 )] 1 2 2 1 qE  0,418 n MPa H Chương 1: Đại cương về thiết kế máy và chi tiết máy 40
41. Ứng suất tiếp xúc 2EE12 + Tiếp xúc điểm: E EE12 FE2  0,3883 n MPa H 2  12 21 Chương 1: Đại cương về thiết kế máy và chi tiết máy 41
42. Quan hệ giữa tải trọng và ứng suất - Tải trọng không đổi có thể gây nên ứng suất không đổi và thay đổi. - Tải trọng thay đổi có thể gây nên ứng suất thay đổi và không đổi. 42