Bài giảng Chi tiết máy - Chương 2: Chi tiết máy ghép - Nguyễn Xuân Hạ

Nội dung text: Bài giảng Chi tiết máy - Chương 2: Chi tiết máy ghép - Nguyễn Xuân Hạ

1. CHI TIẾT MÁY GHÉP
2. Nội dung  Khái niệm chung và phân loại  Mối ghép đinh tán  Ghép bằng hàn  Mối ghép ren  Ghép bằng then – then hoa  Ghép bằng độ dôi Chi tiết máy ghép 7
3. 1. Khái niệm chung, phân loại Máy Bộ phận Bộ phận Tiết máy máy máy Tiết Tiết Tiết Tiết Tiết máy máy máy máy máy LIÊN KẾT ĐỘNG CỐ ĐỊNH Xác định theo sơ đồ động học của máy Chế tạo, lắp ráp, vận chuyển, hay bộ phân máy Chi tiết máy ghép 8
4. 1. Khái niệm chung, phân loại Ví dụ: Hệ dẫn động xích tải Theo A (c.t.4) 1 @ 2 3 F 4 z,p 5 v A Hộp giảm tốc Chi tiết máy ghép 9
5. 1. Khái niệm chung, phân loại Chi tiết máy ghép 10
6. 1. Khái niệm chung, phân loại  Để đơn giản hóa việc chế tạo, vận chuyển => chế tạo các chi tiết đơn giản hơn và liên kết chúng với nhau.  Phân loại:  Liên kết động (li hợp)  Liên kết cố định (mối ghép)  Mối ghép:  Ghép tháo được (bu-lông, then, then hoa )  Ghép không tháo được (hàn, đinh tán, )  Chỉ tiêu về khả năng làm việc của mối ghép gồm độ bền (của mối ghép và chi tiết ghép). Một số trường hợp yêu cầu độ kín và độ cứng. Chi tiết máy ghép 11
7. Ghép bằng đinh tán  Cấu tạo gồm các chi tiết cần ghép (dạng tấm) + đinh tán  Phân loại: ghép chồng hoặc ghép giáp mối.  Tạo mối ghép: gia công lỗ -> đưa đinh tán qua -> tán đinh tạo mũ. Theo phương pháp tán:  Tán nguội -> giữa thân đinh và lỗ ghép không có khe hở -> đinh tán chịu dập và cắt ngay từ đầu.  Tán nóng: nung nóng đinh trước khi tán -> khi nguội co lại -> ma sat +khe hở giữa thân đinh và lỗ ghép -> khi lực > ma sát, đinh chịu cắt dập và uốn. Chi tiết máy ghép 12
8. Ghép bằng hàn  Liên kết các chi tiết ghép bằng cách nung chảy vật liệu.  Phân loại: hàn giáp mối, hàn chồng, hàn góc hoặc hàn điểm. Chi tiết máy ghép 13
9. 2. Tính mối ghép bằng hàn Tính mối hàn về độ bền (quy ước)  Mối hàn giáp mối tính như chi tiết liền, với ứng suất cho phép lấy giảm đi tùy theo phương pháp hàn thông qua hệ số độ bền φ: [ϭ]’ = φ.[ϭ]; []’ = φ.[] với φ = 0,9 1,0  Mối hàn chồng tính quy ước theo độ bền cắt, tiết diện nguy hiểm là tiết diện phân giác của cạnh hàn. Lưu ý thêm về sự phân bố ứng suất không đều trong mối hàn dọc.  Mối hàn góc tùy theo kết cấu được tính như giáp mối (mối hàn có vát cạnh chi tiết – kiểu K) hoặc như hàn chồng.  Tùy đặc tính ứng suất, mối hàn có thể tính theo độ bền tĩnh hoặc độ bền mỏi.  Cần phân tích xem mối hàn thuộc loại nào để tính. Chi tiết máy ghép 14
10. 2. Ghép bằng hàn Ví dụ tính mối hàn (1)  Mối hàn thuộc loại nào? M M  M 2 u sb / 6 F F  F A sb 6MF  []'  sb2 bs Chi tiết máy ghép 15
11. 2. Ghép bằng hàn [] ' = Hệ số độ bền [] Chi tiết máy ghép 16
12. 2. Ghép bằng hàn Ví dụ tính mối hàn (2)  Mối hàn thuộc loại nào?  Khi nào lấy  tb F '    2lk .0,7 Chi tiết máy ghép 17
13. 2. Ghép bằng hàn Ví dụ tính mối hàn (3)  Mối hàn thuộc loại nào? F '    0,7kl (2ldn ) Chi tiết máy ghép 18
14. 2. Ghép bằng hàn Ví dụ tính mối hàn (4) lbd Xem như ứng suất tiếp dọc theo mối hàn sinh ra ngẫu lực chống lại mômen tác dụng M  []'  dd.0,7k . l . b M d 0,7k . ld . b Chi tiết máy ghép 19
15. 2. Ghép bằng hàn Ví dụ tính mối hàn (5) lldn 0,5 B Xem như ứng suất tiếp dọc theo mối hàn và phân bố đều trên suốt chiều dài. Mômen ngoài cân bằng với mômen trong mối hàn ngang và ngẫu lực trong mối hàn dọc 0,7kl . 2 M A. 0,7 b Wk . l . l n dud n 6 M  []' 0,7kl . 2 0,7k . l . l n dn 6 Chi tiết máy ghép 20
16. 2. Ghép bằng hàn Ví dụ tính mối hàn (6) FM'       FM0,7k .(2 l l ) 0,7kl . 2 dn 0,7k . l . l n dn 6 Chi tiết máy ghép 21
17. 2. Ghép bằng hàn Ví dụ tính mối hàn (7) Tính như hàn giáp mối Tính như hàn chồng MF ' MF'     2   S. l2 / 6 S . l 2.0,7k . l / 6 2.0,7 k . l Chi tiết máy ghép 22
18. 2. Ghép bằng hàn Ví dụ tính mối hàn (8) Ứng suất xoắn Ứng suất uốn 2T 4M u   u 2 x 0,7 kd 2 0,7 kd 22 '  xu  Chi tiết máy ghép 23
19. 3. Ghép bằng ren  Khái niệm về ren và các thông số cơ bản  Theo profil (mặt ren): ren tam giác, ren vuông, ren thang, ren răng cưa, ren tròn.  Theo công dụng: ren lắp ghép và ren truyền động (yêu cầu ma sát thấp trên mặt ren) π.d2 Chi tiết máy ghép 24
20. 3. Ghép bằng ren  Mối ghép bu-lông  Vít  Vít cấy (gu-dông)  Phòng lỏng mối ghép Chi tiết máy ghép 25
21. 3. Ghép bằng ren  Các trường hợp tải  Bu-lông chịu lực dọc  Không xiết  Xiết, không chịu lực ngoài  Xiết, chịu thêm ngoại lực  Bu-lông chịu lực ngang  Có khe hở giữa thân bu-lông và lỗ  Không có khe hở giữa thân bu-lông và lỗ  Điều kiện bền  Mối ghép không trượt, tách hở  Các chi tiết không bị hỏng tĩnh, mỏi Chi tiết máy ghép 26
22. 3. Ghép bằng ren Tính bu-lông chịu lực dọc  Không xiết: bu-lông chịu kéo => F 4F k 2 [k ] d1 k  0,6ch d1 /4 []  Xiết, không chịu lực ngoài (p=0) Khi xiết => bu-lông chịu thêm xoắn T = V.tg( + ' ).d2 / 2 2 2 1,3V / 4.1,3V   3   d td 2 k 1 d1 /4 []  Xiết, chịu thêm ngoại lực F: ngoại lực F chia 2 phần, .F tác dụng lên bu-lông, (1-).F tác dụng tách các tấm ghép. Để mối ghép không tách hở => xiết lực V = k.(1-).F (hsat k>1) 1,3V F  2 32 /  td 2 k d1 /4 / Ứng suất cho phép [k ] phụ thuộc tính chất tải trọng và việc có kiểm tra lực xiết hay không. Chi tiết máy ghép 27
23. 3. Ghép bằng ren Tính bu-lông chịu lực ngang  Có khe hở giữa thân bu-lông và lỗ: Để các chi tiết ghép không trượt => cần xiết, tạo ma sát cần thiết Fms > F hay Fms = k.F; Fms = V.f.i => V = k.F/(f.i) và bu-lông được tính như trường hợp xiết, không chịu lực ngoài.  Không có khe hở Do bu-lông đóng vai trò chốt nên các các chi tiết ghép không bị trượt tương đối => không cần xiết. Bu lông được tính theo cắt. Thân bu lông và lỗ tấm ghép được kiểm tra độ bền dập F /i 4.F là đường kính thân bu-lông  2  d0 d0 /4 i  F /i d d,k  với sk là chiều dày tấm k và nếu sk > do lấy sk = do d0sk Chi tiết máy ghép 28
24. 3. Ghép bằng ren Tính bu-lông nhóm chịu tải trong mặt phẳng ghép  Giả thiết: bu-lông cùng loại và xiết như nhau => cần phân tích và tìm bu-lông chịu tải nặng nhất và tính với bu lông này.  Ví dụ: nhóm bu-lông chịu đồng thời lực P và mômen M P => FPi M => F Mi Fi FPi FMi Tìm được Fi,max và tùy lắp có khe hở hay không có khe hở giữa bu-lông và lỗ tấm ghép để áp dụng các công thức tương ứng. Chi tiết máy ghép 29
25. 4. Ghép bằng then và then hoa  Thường dùng ghép trục tròn và các chi tiết quay để truyền mô-men xoắn  Kích thước then/ then hoa được tiêu chuẩn hóa  Tính mối ghép then theo cắt và dập (l = chiều dài then): 2T /d 2T /d   d d  bl h t1 l  Then hoa tính theo dập: 2T /d  m   d lhz d  - hệ số phân bố tải không đều trên các răng  Then hoa di động còn được kiểm tra về mòn. Chi tiết máy ghép 30
26. 5. Ghép bằng độ dôi  Dùng ghép trục tròn và các chi tiết quay để truyền mô-men xoắn  Trục có đường kính thực tế > lỗ, khi ép vào => áp suất p => ma sát giữ không trượt  Tính toán mối ghép = chọn kiểu lắp hợp lý, truyền được tải + không làm hỏng chi tiết. k F 2 2T /d 2  Tính áp suất cần thiết p khi chịu momen T và lực dọc F fdl với k – hệ số an toàn; d là đường kính lắp ghép; f – hệ số ma sát, tùy phương pháp ép  Chọn độ dôi yêu cầu tt pd C1 / E1 C2 / E2 yc  1,2 Rz1 Rz2  Tra bảng chọn kiểu lắp  Kiểm tra điều kiện bền của chi tiết, tính theo độ dôi max: t max 1,2 Rz1 Rz2 Theo t tính pt và cần đảm bảo điều kiện bền của chi tiết bao (2) và bị bao (1): 2 2 2 2 d2 d d d1 p ch 2 2 và p ch1 2 2d2 2d Chi tiết máy ghép 31
27. Ôn tập . Vì sao phải ghép các chi tiết máy. Phân loại. . Chỉ tiêu tính toán mối ghép. . Mối ghép hàn - kết cấu và phân loại. Tính mối ghép hàn về độ bền . Mối ghép ren - kết cấu, phân loại. Tính mối ghép ren và ghép nhóm. . Mối ghép then và then hoa. Ứng dụng và tính toán. . Ghép bằng độ dôi. Khái niệm chung, phạm vi sử dụng. Tính mối ghép độ dôi. Chi tiết máy ghép 32