Bài giảng Chi tiết máy - Chương 2: Tiết máy ghép - Phạm Minh Hải

Nội dung text: Bài giảng Chi tiết máy - Chương 2: Tiết máy ghép - Phạm Minh Hải

1. ĐẠ I H ỌC BÁCH KHOA HÀ N ỘI VI ỆN C Ơ KHÍ Ti ết máy ghép là gì? BỘ MÔN C Ơ S Ở THI ẾT K Ế MÁY VÀ ROBOT thietkemay.edu.vn Máy Bộ Bộ BÀI GI ẢNG H ỌC PH ẦN ME3090 CHI TI ẾT MÁY Ti ết ph ận ph ận máy máy máy Ch ươ ng 2. Ti ết máy ghép Ti ết Ti ết Ti ết Ti ết Ti ết máy máy máy máy máy TS. Ph ạm Minh Hải LIÊN K ẾT ĐỘ NG CỐ ĐỊ NH Xác đị nh theo sơ đồ độ ng học của Ch ế tạo, lắp ráp, vận chuy ển, máy hay bộ phân máy 2 Ti ết máy ghép là gì? Khái ni ệm chung LIÊN K ẾT Ví d ụ: H ệ d ẫn độ ng xích t ải ĐỘ NG CỐ ĐỊ NH Theo A (c.t.4) 1 Xác đị nh theo sơ đồ độ ng học của Ch ế tạo, lắp ráp, vận chuy ển, @ 2 3 máy hay bộ phân máy Cặp bánh răng ăn kh ớp Ghép bằng ren Ổ tr ục Ghép bằng then Bản lề F 4 z,p 5 Ghép bằng hàn v A Ghép bằng độ Ghép bằng đinh tán Hộp gi ảm tốc 3 TS Ph ạm Minh Hải ME3090 C2 4 Ti ết máy ghép Mối ghép tháo đượ c Mối ghép ren Mối ghép then/then hoa TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 5 TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 6 Ti ết máy ghép Ti ết máy ghép 1
2. Mối ghép không tháo đượ c Ghép bằng độ dôi Tháo đượ c/không tháo đượ c? Mối ghép đinh tán Khi tháo lắp mối ghép bằng độ dôi thì các bề mặt lắp ghép bị xướ c, mòn →→→ không tháo đượ c Mối ghép hàn TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 7 TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 8 Ti ết máy ghép Ti ết máy ghép Nội dung chính của bài gi ảng: Mối ghép ren Mối ghép hàn MỐI GHÉP REN Mối ghép then/then hoa (xem ch ươ ng Tr ục) Các ph ần tự đọ c tham kh ảo: Mối ghép bằng đinh tán Mối ghép bằng độ dôi TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 9 TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 10 Ti ết máy ghép Ti ết máy ghép 1.1. Ghép bằng ren Kích th ướ c ren 1.1.1. Ren d1 đườ ng kính chân ren Ren ph ải d đườ ng kính đỉ nh ren d2 đườ ng kính trung bình P bướ c ren π π - Ren trái π π Pz bướ c xo ắn vít d 2 γ Góc nâng của ren * Ren tr ụ, ren côn TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 11 TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 12 Ti ết máy ghép Ti ết máy ghép 2
3. Các dạng ti ết di ện ren 1.1.2. Kết cấu chi ti ết có ren a) Bu-lông b) Vít c) Vít cấy Ren vuông Ren hình thang Ren răng cưa Dùng nhi ều trong cơ cấu ren-vít 1.1.3. Phòng lỏng mối ghép ren Ren ống Ren tròn/bán nguy ệt Ren vít gỗ Ren tam giác Dùng kẹp ch ặt TS Ph ạm Minh Hải ME3090 C2 13 TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 14 Ti ết máy ghép Ti ết máy ghép 1.2. Tính mối ghép ren 1.2.1 Các bài toán điển hình a)Bu lông ch ịu lực ngoài b) Bu lông ch ịu lực xi ết V, F, không ch ịu lực xi ết Không ch ịu lực ngoài TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 15 TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 16 Ti ết máy ghép Ti ết máy ghép 1.2.2 Tính bu lông ghép lỏng ch ịu lực dọc tr ục c) Bu lông ch ịu lực xi ết V, d)Bu lông ch ịu lực ngang và lực ngoài F Yêu cầu: tránh đứ t gãy tại ti ết di ện chân ren Ch ỉ tiêu: ¢ ü Ɣ ƙ üÁ º ̋ ú ̊ ̍ Công th ức thi ết kế: Có khe hở ̍¢ º̊ ƚ ú üÁ TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 Không có khe h ở 17 TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 Ti ết 18 Ti ết máy ghép máy ghép 3
4. 1.2.3 Tính bu lông đượ c xi ết ch ặt không có ngo ại lực tác dụng 1.2.3 Tính bu lông đượ c xi ết ch ặt không có ngo ại lực tác dụng Thân bu lông ch ịu lực ph ức tạp: kéo + xo ắn Bu lông tiêu chu ẩn: V là lực xi ết cần thi ết Mr mômen ma-sát trên ren d2 =1,1d 1 γ = 2 o3’ ͘ f’ = 0,2 ͇ Ɣ ͦ ͐ tan ƍ ɑ - 2 üʺ ≅ ̊. ̌ü (30% tăng do xo ắn) ɑ là góc ma-sát tươ ng đươ ng (thay th ế) tan ɑ Ɣ ͚ɑ Ch ỉ tiêu: ɑ ͚ là hệ số ma-sát tươ ng đươ ng (thay th ế) üʺ ƙ üÁ Công th ức thi ết kế: ² © ü Ɣ È ̋ þ Ɣ ̌ º̊ º ̊, ̌. ̍¢ ú ú ̊ º̊ ƚ ̍ ̊̏ ú üÁ ̋ ̋ Tính theo thuy ết üʺ Ɣ ü ƍ ̌þ bến th ứ tư TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 19 TS Ph ạm Minh Hải ME3090 C2 20 Ti ết máy ghép Ti ết máy ghép 1.2.4 Tính bu lông đượ c xi ết ch ặt, ch ịu lực dọc (ti ếp) 1.2.4 Tính bu lông đượ c xi ết ch ặt, ch ịu lực dọc (ti ếp) Tr ướ c khi ch ịu lực ngoài : Yêu cầu: các tấm không tách hở Độ dãn dài của bu lông và các ti ết máy đượ c ghép  Ɣ V Lực xi ết ban đầ u V =? ( Ɣ V( : độ mềm Các gi ả thi ết: Bi ến dạng ph ụ do lực ngoài F: gi ả • Bu lông làm vi ệc trong gi ới hạn đàn hồi thi ết (b) • Bi ến dạng ph ụ của bu-lông bằng tổng bi ến dạng của các chi ti ết máy đượ c ghép (đồ ng Δ Ɣ ̀ Ɣ 1 Ǝ  ̀( chuy ển vị) →  Ɣ ( Điều ki ện: ƍ Khi có lực ngoài, trên bề mặt ti ếp xúc gi ữa 2  ( tấm ghép vẫn còn áp su ất TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 21 TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 22 Ti ết máy ghép Ti ết máy ghép 1.2.4 Tính bu lông đượ c xi ết ch ặt, ch ịu lực dọc (ti ếp) 2.2.4 Tính bu lông đượ c xi ết ch ặt, ch ịu lực dọc (ti ếp) Cách tính độ mềm tấm ghép ( Lực t/d lên bu lông khi có lực ngoài : ̀ Ɣ ͐ ƍ ̀ Nguyên lý Saint-Venant -> ( đượ c Lực t/d lên các tấm khi có lực ngoài : tính theo công th ức gần đúng ͐ɑ Ɣ ͐ Ǝ 1 − Không hở -> >0 Lực xi ết cần thi ết = − = 1.3 − 1.5 tttĩnh ho ặc 1.5-4 (tt độ ng) Xét đế n xo ắn TS Ph ạm Minh Hải ME3090 C2 23 TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 24 Ti ết máy ghép Ti ết máy ghép 4
5. 2.2.4 Tính bu lông đượ c xi ết ch ặt, ch ịu lực dọc (ti ếp) 1.2.4 Tính bu lông đượ c xi ết ch ặt, ch ịu lực dọc (ti ếp) Các công th ức th ườ ng dùng Tải tr ọng tĩnh Tải tr ọng thay đổ i: 0 đế n F = ≤ với = 1.3͐ ƍ ̀ Sau khi ch ọn bu lông theo độ bền tĩnh, ki ểm tra hệ số an toàn ̍¢Å º̊ ƚ − ú üÁ = ≥ = . − . là hệ số tập trung ứng su ất ở chân ren TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 25 TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 26 Ti ết máy ghép Ti ết máy ghép 2.2.5 Tính bu lông ch ịu lực ngang 1.3 Tính mối ghép bu lông nhóm Để không xảy ra tr ượ t = ≥ = Z bu-lông ch ịu lực dọc, ngang Q Bu lông tính nh ư bu lông lắp Nguyên tắc tính: tải tr ọng đượ c coi là phân bố đề u ch ặt không ch ịu lực ngoài Có khe hở Tránh cắt thân bu Mỗi vị trí bu lông ch ịu tải là: lông và dập trên tấm = ≤ = ≤ Không có khe h ở TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 27 TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 28 Ti ết máy ghép Ti ết máy ghép 1.3 Tính mối ghép bu lông nhóm 1.3 Tính mối ghép bu lông nhóm Z bu-lông ch ịu momen M Nguyên tắc tính: - Bi ến dạng tỷ lệ thu ận với kho ảng cách Z bu-lông ch ịu lực dọc, ngang Q đế n tr ọng tâm của mối ghép - Các bu lông có cùng kích th ướ c - Tính bu lông xa tr ọng tâm nh ất (ch ịu lực Nguyên tắc tính: tải tr ọng đượ c coi là phân bố đề u lớn nh ất) Mỗi vị trí bu lông ch ịu tải là: TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 29 TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 30 Ti ết máy ghép Ti ết máy ghép 5
6. 1.3 Tính mối ghép bu lông nhóm Ví dụ: a) Có khe hở →→→ không tr ượ t 2. M ỐI GHÉP HÀN b) Không khe hở →→→ không cắt bu-lông xa tr ọng tâm mối ghép nh ất Chuy ển vị tuy ến tính Cân bằng mô men TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 31 TS Ph ạm Minh H ải ME3090 C2 32 Ti ết máy ghép Ti ết máy ghép 2.1. Khái ni ệm chung 2.1.2 Ưu, nh ượ c điểm của mối ghép hàn 2.1.1 Phân lo ại - Theo kết cấu : • Mối hàn giáp mối Ưu điểm: • Mối hàn ch ồng • Mối hàn góc ti ết ki ệm vật li ệu 15-20% ( đinh tán) 30-50% ( đúc) • Mối hàn ti ếp xúc (hàn điểm) - Theo công dụng: • Mối hàn ch ắc • Mối hàn kín Nh ượ c điểm: • Mối hàn ch ắc kín - ch ất lượ ng mối hàn ph ụ thu ộc nhi ều vào tay ngh ề - Theo công ngh ệ: của công nhân • Hàn hồ quang - khó ki ểm tra khuy ết tật bên trong • Hàn ti ếp xúc 2.2. Kết cấu mối hàn và cách tính độ bền 2.2. Kết cấu mối hàn và cách tính độ bền 2.2.1. Mối hàn giáp mối 2 bài toán th ườ ng gặp: Dạng hỏng: tại mối hàn / ti ết di ện a) Tải tr ọng ngoài →→→ tính chi ều dài hàn kề mi ệng hàn cần thi ết Nguyên tắc: xu ất phát từ điều ki ện về độ bền đề u gi ữa chi ti ết và mối hàn b) Cho tr ướ c kết cấu →→→ kích th ướ c mối hàn →→→ ki ểm nghi ệm độ bền Vát mép (góc vát) đố i với tấm vật li ệu có độ dày trung bình và lớn →→→ mối hàn th ấu 6
7. 2.2.1. Mối hàn giáp mối ch ịu tải trong mặt ph ẳng các tấm ghép Kéo (nén) (g/t: tải tr ọng phân bố đề u) Uốn Kéo (nén) + Uốn = 2.2.2. Mối hàn ch ồng 2.2.2. Mối hàn ch ồng Vị trí mối hàn: Ti ết di ện mối hàn hàn bình hàn lõm hàn lồi th ườ ng Hàn dọc Hàn ngang k: bề rộng của cạnh hàn Hàn xiên Hàn hỗn hợp a) Mối hàn ch ồng ch ịu kéo (nén) chính tâm b) Mối hàn ch ồng ch ịu mô-men b1) Mối hàn “dọc” Phá hủy: cắt tại ti ết di ện phân giác l<<b L: tổng chi ều dài đườ ng hàn k: bề rộng cạnh hàn F: lực kéo 7
8. 2.2.3. Mối hàn góc b2) Mối hàn “ngang ”
   Ki ểu chữ K Tính nh ư hàn giáp mối
   Ki ểu hàn 0,7k ch ồng b a) Tấm/thanh M = = ͦ .7͖͟ 0,7k τττ 2.2.3. Mối u τττ hàn góc x a) Ống d D= d + 2.(0,7k)  Xo ắn D  Uốn 8