Giáo trình Chi tiết máy

năng đã định, đồng thời vẫn đảm bảo các chỉ tiêu về hiệu quả sử dụng trong suốt thời gian lv đã định hoặc trong suốt quá trình thực hiện một khối lượng công việc nào đó. Độ tin cậy càng trở lên quan trọng khi độ cơ khí hoá, tự động hoá ngày càng cao vì rằng chỉ 1 cơ cấu hay 1 bộ phận nào đó bị hỏng thì có thể làm đình trệ hoạt động của 1 dây truyền sản xuất. An toàn trong sử dụng: Trong điều kiện sử dụng binhg thường máy và CTM không được gây tai nạn nguy hiểm cho người sử dụng và không gây nguy hại cho các thiết bị khác. Tính công nghệ và tính kinh tế: Trong điều kiện sx hiện đại máy và CTM chế tạo ra phải tốn ít công suất nhất, giá thành thấp nhất và có khả năng chế tạo cụ thể là kết cấu phải đơn giản, hợp lý, phù hợp với điều kiện sx Có phương pháp chế tạo phôi hợp lý Cấp chính xác và cấp độ nhám đúng mức b/ Khả năng lv của CTM được đánh giá qua những chỉ tiêu sau: Đó là khả năng của máy và CTM có thể hoàn thành các chức năng đã định mà phải đảm bảo độ bền, độ cứng, độ chịu nhiệt, độ chịu mòn và độ chịu dao động... c/ Liên hệ với các CTM cụ thể: % Câu 1.7: Từ các nhân tố ảnh hưởng đến giới hạn mỏi, hãy rút ra các biện pháp nâng cao độ bền mỏi cho CT. Các nhân tố này được kể đến trong việc xác định ưs cho phép khi tính toán thiết kế CTM như thế nào ? a/ Các biện pháp nâng cao độ bền mỏi cho CT: Để tránh CTM không bị hỏng vì mỏi hoặc kéo dài tuổi thọ của nó người ta dùng các biện pháp kết cấu và biện pháp công nghệ: * Biện pháp kết cấu: Dạng hỏng do mỏi là do CTM chịu ứ thay đổi, những vết nứt mỏi thường sinh ra tại những chỗ có tập chung ưs do đó khi định kết cấu của CTM cần chú ý đến các biện pháp làm giảm tập chung ưs Tại những chỗ chuyển tiếp tại các bậc của CTM cần tạo hình dáng hợp lý, như thay đỏi chỗ lượn sắc cạnh bằng những lượn tròn với bán kính lớn nhất có thể hoặc dùng góc lượn là 1 cung elíp Bố trí các chỗ gây tập chung ưs ở xa các phần tập chung ưs lớn của CTM ( nếu kết cấu cho phép ) Dùng dãnh giảm tập chung ưs Dùng then hoa răng thân khai thay cho then hoa thân chữ nhật Đối với mối ghép bằng độ dôi thì phải vát mép may ơ hoặc tăng độ bền của may ơ để áp suất trục va fmay ơ giảm xuống làm cho ưs phân bố đều hơn trong mối ghép Các biện pháp công nghệ: Dùng các biện pháp nhiệt luyện, hoá nhiệt luyện như tôi bề mặt, thấm than, thấm ni tơ Tại điểm A và VA1 ¹ VA2 ® xẩy ra hiện tượng trượt trơn với vận tốc trượt VTA = VA1 – VA2 = Dùng các biện pháp biến cứng, biến cứng nguội như lăn nén, phun bi. Dùng các biện pháp gia công tinh bề mặt như đánh bóng, mài nghiền để làm bóng bề mặt b/ Các nhân tố được kể đến trong việc xác định ưs cho phép khi tính toán thiết kế CTM % Câu 2.1: Hãy nêu các dạng trượt trong bộ truyền ma sát. Trình bày về trượt hình học và nêu các biệnk pháp khắc phục? a/ Các dạng trượt trong bộ truyền ma sát? Khi lv thì bộ truyền ma sát có thể có 3 sự trượt gồm trượt hình học, trượt đàn hồi, trượt trơn Trượt gây mất mát công suất, giảm hiệu suất đồng thời làm nóng và mòn bề mặt các bánh + Trượt đàn hồi: Xẩy ra do biến dạng đàn hồi khác nhau của 2 bánh trên vùng tiếp xúc theo phương pháp tuyến. Bất kỳ bộ truyền nào khi lv cũng có sự trượt đàn hồi (h/v ) nguyên nhân: khi truyuền mô men xoắn T1 với vận tốc w1 thì các nhân tố trên bề mặt bánh dẫn 1 đi vào tiếp xúc ở điểm 1 thì bị nén, ra khỏi điểm 3 thì bị dãn, ở trên bánh bị dẫn 2 thì ngược lại các phân tố bị dãn khi đi vào điểm 1 và bị nén khi ra khỏi điểm 3. Sự thay đổi biến dạng từ nén sang dãn và ngược lại không bắt đầu từ điểm tiếp xúc mà từ điểm 1 và 2 nào đó trên vùng tiếp xúc ( tương ứng có thể phân góc tiếp xúc atx thành góc tĩnh a0, góc trượt at ) Trong vùng tiếp xúc từ điểm 2 đến điểm 3 do bị dãn bánh chủ động sẽ chuyển động nhanh hơn. Ngược lại do bị nén bánh bị động sẽ c/đ chậm hơn. Hiện tượng dãn nén gây nên sự chên lệch vận tốc ở bánh chủ động và bánh bị động chính là nguyên nhân gây trượt đàn hồi với vận tốc vt = v1 – v2 Như vậy trượt đàn hồi xuất hiện do biến dạng đàn hồi của 2 bánh theo phương tiếp tuyến. Trong thực tế mọi vật liệu đều có tình trạng đàn hồi và biến dạng đàn hồi là do tải trọng gây nên. Do đó khi lv truyền tải trọng bất cứ bộ truyền ms nào cũng có trượt đàn hồi + Trượt trơn: Chủ yếu suất hiện khi quá tải. Lực vòng cần truyền Ft >> Fms Ft = 2T/d T mô men xoắn d đường kính bánh ma sát Lực vòng cần truyền lớn hơn tổng lực ma sát trên cung tiếp xúc. Lúc này cung trượt at sẽ choáng hết cung tiếp xúc atx làm cho bánh bị dẫn dừng lại trong khi bánh dẫn vẫn quay. Hiện tượng này gọi là hiện tượng trượt trơn, trượt trơn gây mòn và xước cục bộ bề mặt. Do đó khi thết kế cần chọn hệ số an toàn hợp lý để tránh hiện tượng trượt trơn. Trong thực tế không dùng bộ truyền ma sát làm cơ cấu phòng quá tải (h/v) b/ Trượt hình học và các biện pháp khắc phục: * Trượt hình học: (h/v ) Sự trượt hình học xuất hiện trên chiều dài tiếp xúc trung và phụ thuộc vào bề mặt hình tiếp xúc + Bản chất của sự trượt hình học được giải thích bằng ví dụ sau: Xét bộ truyền bánh ma sát đĩa các điểm thuộc đường tx trên bánh 1 cách trục quay 1 khoảng không đổi vì vậy khi bộ truyền lv vận tốc vòng của các điểm này là 1 hệ số ( Vì R1 = const ) Vì khoảng cách từ các điểm thuộc đường tx đến trục quay của bánh 2 là thay đổi nên vạn tốc của các điểm này là khác nhau Vì x ¹ const x là khoảng cách từ điểm bất kỳ đến 02 Vậy V2 thay đổi theo quy luật bậc 1 ta có: Gọi b là bề rộng của bánh 1, giả sử vận tốc của bánh 1 bằng nhau tại 1 điểm P ( gọi P là tâm con lăn ) nằm cách trung điểm b một khoảng D Vp1 = Vp2 ® Theo pt ( 1 ) ta có: VTB TÍnh tương tự như VTA Như vậy trừ tại điểm P có vận tốc bằng nhau còn tất cả các điểm khác trên đường tiếp xúc đều có trên lệch vận tốc của 2 bánh. Do đó xẩy ra hiện tượng trượt, sự trượt này hoàn toàn phụ thuộc vào kết cấu hình học của bề mặt tiếp xúc gọi là trượt hình học. Nhìn vào công thức (2) ta thấy chiều dài tiếp xúc của b càng lớn thì vận tốc trượt càng lớn * Các biện pháp khắc phục. Giảm chiều dài tiếp xúc b bằng cách chế tạo bánh ma sát trụ một hình tang trống Trong trường hợp truyền c/đ giữa 2 trục song cần đảm bảo sao cho đường tx chung song song với 2 trục v1 = v2 (h/v ) Khi truyền c/đ giữa 2 trục chéo nhau thì đường tx kéo dài phải đi qua giao điểm giữa 2 trục (h/v ) % Câu 3.3: trình bầy cánh tính bánh răng trụ răng thẳng theo độ bền tiếp xúc. Các biện pháp nâng cao độ bền tiếp xúc? Tính toán nhằm đề phòng tróc rỗ vì mỏi, hạn chế mòn và dính. Vì tróc bắt đầu tại tâm ăn khớp và phát triển về phía chân răng nên tiến hành tại tâm ăn khớp. Coi sự tiếp xúc của hai răng tại tâm ăn khớp là sự tiếp xúc của hai hình trụ có bán kính cong là r1 và Sử dụng công thức Héc, đk bền có dạng: (hv) (1) trong đó :ZM -Hệ số kể đến cơ tính của vật liệu với E1,E2,m1,m2 là mô đun đàn hồi và hệ số Poát xông của vật liệu bánh răng 1 và 2. Khi bánh răng bằng thép: E=2,1.105 MPa, m=0,3 khi đó ZM=274MPa1/2 qH – Tải trọng riêng khi tính độ bền tiếp xúc theo công thức qH=KH.q=KH.Fn/lH=KH.Ft/lH.Cosaw (a) trong đó : KH là hệ số tải trọng. lH là chiều dài tiếp xúc Vì bánh răng thẳng tồn tại thời điểm ăn khớp một đôi và 2 đôi nên chiều dài tiếp xúc lH thay đổi. Lấy gần đúng theo kinh nghiệm : lH=bw/Z2e Ze hệ số xét đến tổng chiều dài tiếp xúc ea _hệ số trùng khớp ngang, lấy theo ea =[1,88-3,2(1/Z1 +1/Z2)]Cosb Vậy qH =KH .Ft/lH .Cosaw =KH .Ft .Z2e /bw Cosaw r là bán kính cong tương đương: 1/r=1/r1+1/r2 hay r=r1. r2/r2±r1 Với r1 , r2 là bán kính cong tại điểm tính toán Dấu (+) khi cặp bánh răng ngoại tiếp Dấu (-) khi cặp bánh răng nội tiếp Từ (h/v) ta có r1=(dw1/2).Sinaw ; r2=(dw2/2).Sinaw dw2=u.dw1 do đó r=u.dw1.Sinaw/2(u±1) (b) thay a,b vào công thức Héc (1)được: Vì 2Sinaw.Cosaw=Sin2aw Nên đặt là hệ số xét đến hình dạng mặt tiếp xúc, công thức kiểm tra độ bền tiếp xúc có dạng: (2) (công thức dùng để kiểm nghiệm) Thay Ft =2T1/dw1 và KH=KHb.KHv sẽ đc: Khi thiết kế đặt yba=bw/aw với yba là hệ số chiều rộng vành răng, rồi thay Bbw=yba.aw và dw1 =2.aw/u±1 vào (2)và biến đổi ta có : (công thức tính toán) trong đó Ka –hệ số tính toán Ka=Khi bánh răng bằng thép ZM=274(MPa)1/2 , bánh răng ko dịch chỉnh hoặc dịch đều ZH=1,76 ,ea=1,6 do đó Kd »,77Mpa1/3 ,Ka=49,5Mpa1/3 Trong công thức trên : hệ số yba phụ thuộc vào trị số của tải trọng cần truyền, vị trí bánh răng so với ổ, khả năng chạy mòn và độ cứng của trục. Khi bánh răng lắp công xôn : yba=0,2¸0,25; khi bánh răng ko đối xứng với ổ : yba=0,25¸0,4; khi bánh răng lắp đối xứng với ổ : yba=0,3¸0,5 T1 –mô men xoắn trên trục dẫn u-tỉ số truyền dw1-đg kính vòng lăn bánh dẫn KHb-hệ số phân bố tải ko đều trên chiều dài tiếp xúc KHv-hệ số tải trọng động [rH]-ứng suất cho phép của vật liệu Các biện pháp nâng cao độ bền tiếp xúc. % câu 3. 8: Từ các dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán, hãy rút ra yêu cầu và cách chọn vật liệu chế tạo bộ truyền trục vít bánh vít. Nêu các đặc điểm khi xác định ứng suất cho phép của bộ truyền a, Vật liệu * Yêu cầu của VL. Vì vận tốc trượt lớn, điều kiện hình thành màng dầu bôi trơn khó khăn nên cần phối hợp cặp vật liệu TV-BV sao cho có hệ số ma sát thấp có độ bền mòn và ít dính. Do tỷ số truyền lớn tần số chịu tải của trục vít lớn hơn nhiều so với BV nên VL của TV phải có cơ tính tốt hơn VL của bánh VT, thông thường TV bằng thép BV làm bằng VL giảm ma sát như đồng thanh, đồng thau, gang. - VLTV khi tải nhỏ dùng thép tôi cải thiện có độ cứng HB < 350 có thể dùng thép 45, 50 sau đó cắt ren chứ không mài răng. Tải lớn hoặc trung bình dùng thép 40, 40X, 40XH tôi bề mặt hoặc tôi thể tích độ rắn từ 50¸55 HRC hoặc các loại 12X, 20X, 12XH3 Þ Thấm than đạt độ rắn từ 58¸63 HRC. - VL của BV. Khi chon VL TV-BV phải căn cứ vào vận tốc trượt (vì vận tốc tượt liên quan đế các dạng hỏng chủ yếu) khi thiết kế tính vậntốc trượt sơ bộ. + Khi Vt < 2m/s thì ta dùng VL nhóm 3 gồm gang xám Cì15 – 32, Cì12 – 28 để làm bánh vít (đặc điểm của VL nhóm 3 có sức bềnchống dính kém nên bộ truyền thường hỏng về dính. + Khi 2m/s £ VT £ 5m/s dùng VL nhóm 2 bao gồm các loại đồng thanh không có thiếc và đồng thau để làm răng BV VD: ÁéÀặ 9 – 4, ÁéÀặ Í 10-4-4 Đặc điểm có sức bền chống dính kém. + Khi VT ³ 5m/s lúc này ta dùng VL nhóm 1 bao gồm các loại đông thanh có thiếc VD: ÁéOì 10 -1 (đồng thanh thiếc) ÁéOHì (đồng thanh thiếc niken). * Đặc điểm của VL nhóm1 là có sức bền chống dính cao nhưng đắt tiền nên chỉ dung khi vận tốc trượt lớn và các bộ truyền này thường hỏng do tróc rỗ bề mặt vì mỏi. B, ứng suất cho phép. * Các đặc điểm cần lưu ý khi xác định ứng suất cho phép của bộ truyềnTV – BV. - Vì VL BV có cơ tính kém hơn nên khi tính toán độ bề chỉ cần xác định ứng suất cho phép đối với VL BV. - Khi VL BV có tính chống dính kém (VL nhóm 2, nhóm 3 khi VT < 5m/s) vì vậy ưng suất cho phép được xác định theo điều kiện chống dính của của bộ truyền Þ {ỏH} được tra bảng phụ thuộc vào vận tốc trượt mà không phụ thuộc vào số chu kỳ ứng suất. - Khi BV làm bằng VL có sức bền chống dính cao (VL nhóm 1) thì bộ truyền thường hỏnh do tróc rỗ bề mặt về mỏi do đó ứng suất cho phép được xác định theo độ bề mỏi tiếp xúc. % Câu 4.3: Nêu ý nghĩa các bước tính thiết kế trục theo độ bền mỏi? Trình bày bước tính gần đúng trục. + Nêu ý nghĩa. - bước tính sơ bộ là để sơ bộ xác định đường kính trục, từ đường kính sơ bộ ta chọ sơ bộ loại ổ, từ loại ổ sơ bộ ta xác định kín thước chiều rộng ổ,kết hợp với kích thước các CTM ta đã biết ta sẽ xác định được chiều dài của các đoạn trục để phục vụ cho bước yính gần đúng. - Bước tính gần đúng: Là XĐ sơ bộ kết cấu và các kt của trục có xét đến các vấn đề tháo lắp, cố định, định vị các ctm trên trục. - Bước tính chính xác: Bước tính trên chỉ là gần đúng vì trục là ctm quay nhưng ta đã coi nó như một trục đứng yên chưa xét đến sự thay đổi của ứ s uốn và xoắn cũng như các nhân tố ah đến sức bền mỏi của trục như: sự tập trung ứ s, trạng thái bề mặt, trạng thái lắp giáp, kt tuyệt đốivì vậy sau khi đã có kết cấu sơ bộ trục cần tiến hành kiểm nghiệm hệ số an toàn của trục tại một số tiết diện nguy hiểm của chúng. + trình bày bước tính gần đúng trục - Sơ đồ hoá trục thành dầm tĩnh định và thay các liên kết bằng các phản lực liên kết. - Phân tích lực tác dụng lên trục, tính các phản lực liên kết tại các gối. - Vẽ các biểu đồ mômen uốn, xoắn . - Căn cứ vào các biểu đồ ta đi xác định đường kính trục tại các tiết diện nguy hiểm và đực biệt theo thuyết bền 3. => Theo công thức này ta sẽ xác định được một trục có thiết diện đều vì vậy sẽ khó cố định, định vị, gia công các chi tiết lắp trên trục, do đó sẽ không có ý nghĩa về mặt thực tế. Vởy thực tế kết cấu trục sẽ được xác định dựa vào đường kính trục tại một vài tiết diện nguy hiểm và đặc biệt, cùng với các lưu ý về tháo lắp cố định, định vị, phương pháp truyền tải các chi tiết trên trục. % Câu 4.7: Trình bầy về ư/s t/xúc ng học ổ lăn? các nhân tố động học có ảnh hưởng thế nào đến sự làm việc của ổ .*) Trình bày về ư/s t/xúc . Dưới tác dụng của Fi tại những chỗ t/xúc giữa con lăn với các rãnh lăn của vòng ổ . Ư/s t/xúc sinh ra Sẽ được xác định theo công thức của Héc . Ta thấy diểm A và điểm B cùng chịu lực lớn nhấy F0 xẽ chịu ư/s là lớn nhất và có trị số là . Với ổ bi : Với ổ đũa Tại A lấy( +) tại B lấy (-) Do đó vậy điểm nguy hiểm là điểm A . Như vậy ư/s t/xúc có trị số lớn nhất tại điểm Atrên vòng trong và lằm trên phương tác dụng lực Fr . + Khảo sát sự thay đổi ư/s . - Vòng trong quay , vòng ngoài đứng yên . Biến đổi theo chu trình mạch động gián đoạn . ư/s thay đổi là nguyên nhân dẫn đến mỏi lớp b/mặt t/xúc giữa con lăn và vòng ổ dẫn đến tróc rỗ. - Khi vòng ngoài quay , vòng trong đứng yên . Cứ mỗi lần có 1 con lăn đi qua , Điểm A chịu ư/s lớn nhất một lần. Như vậy khi ổ quay 1 vòng thì điểm A chịu ư/s lớn nhất Z lần . Do đó ổ có vòng trong quay có tuổi thọ cao hơn ổ có vòng ngoài quay , vì vậy khi xác định khả năng tải của ổ người ta phải kể đến vòng nào quay. *) Động học ổ lăn . - Vận tốc vòng V1 của vòng trong . ; D1 đường kính vòng trong . Theo hoạ đồ có Vì có sự chênh lệch vận tốc lên viên bi sẽ quay quanh trục của nó với vận tốc góc vận tốc góc của viên bi đối với đường tâm của trục thì bằng vận tốc cuat vòng cách . . Db : đường kính của vòng cách .Từ công thức này ta thấy vận tốc góc của vòng cách phụ thuộc vào kích thước của con lăn . Do đó nếu con lăn không đều nhau do chế tạo kém chính xác thì những con lăn có đường kính lớn sẽ chuyển động chậm Hơn những con lăn có đường kính nhỏ làm xuất hiện áp lực và ma sát tương đối giữa các con lăn và vòng cách dẫn đến vỡ vòng cách do mòn con lăn. Điều này chứng tỏ tầm quan trọng chế tạo chính xác các chi tiết ổ lăn . Trong ổ bi thì bi t/xúc giữa các vòng ổ theo 1 cung nào đó . Vận tốc của các điểm a,b khi lăn là # nhau . Do đó sẽ xảy ra hiện tượng trượt . Vì vậy trong ổ bi ngoài ma sát lăn còn có ma sát trượt, Trong khi đó ở ổ đũa do các điểm t/xúc cách đều đường tâm con lăn lên chỉ có ma sát lăn , vậyma sát và mòn trong ổ đũa nhỏ hơn so với ổ bi . *) Các nhân tố động lực học có ảnh hưởng thế nào tới sự làm việc của ổ. Khi ổ quay thì phát sinh lực li tâm ép con lăn vào vòng ngoài . . m : Khối lượng con lăn . : Vận tốc góc của vòng cách . Db : Đường kính của vòng cách . Lực li tâm làm giảm ư/s cho điểm nguy hiểm trên vòng trong cho lên nó có thể coi không ảnh hưởng đến khả năng làm việc của ổ . Tuy nhiên nếu số vòng quay n tăng lên ảnh hưởng của lực ly tâm tăng lên và rễ dàng làm kẹt cho con lăn và tăng mòn cho vòng cách . Điều này đặc biệt nguy hiểm đối với ổ chặn . Ngoài lực li tâm . Đối với ổ chặn và ổ đỡ chặn con lăn còn chịu tác dụng của mô men con quay . ; là góc t/xúc Dưới tác dụng của mô men con quay bi có thể bị quay theo phương vuông góc với con lăn (phương của rãnh lăn) khi bị quay sẽ làm mất mát công suất và mòn. Còn đối với ổ đỡ có =0 thì không có ảnh hưởng của mô men con quay .và độ % Đề 9: Trình bày cách tính mối ghép nhóm bulông không có khe hở trong TH chịu lực và mômen nằm trong m/f tám ghép? + Sử dụng nguyên lý cộng t/dụng. Fi: Lực do lực F gây nên. Có trị số là Fi=F/Z, còn phương chiều thì cùng với lực F. Fmi: Lực do M gây nên. Có trị số là Có phương vuông góc với bán kính quay, có chiều cùng với M. + Sau đó hợp lực theo HBH lực theo c/thức. Từ đây tìm ra . Rồi căn cứ vào để tính bền cho bulông theo đ/k dập và cắt. . Câu 1.2: Trình bày các khái niệm tải trọng trong tính toán thiết kế CTM. Nêu các đặc điểm trong tính toán thiết kế CTM. Liên hệ vào việc xác định tải trọng và phương pháp tính toán trong tính toán thiết kế các bộ truyền a/ Các khái niệm tải trọng trong tính toán thiết kế CTM Tải trọng là tác dụng bên ngoài đặt lên CTM trong quá trình lv, Trong thiết kế cơ khí tải trọng là lực và mômen Tuỳ theo đặc tính tải phân ra: + Tải trọng không đổi ( tĩnh ) là tải trọng có cả phương, chiều, trị số không thay đổi theo thời gian + Tải trọng thay đổi: là tải trọng có phương hoặc chiều hoặc trị số hoặc cả 3 yếu tố trên thay đổi theo thời gian b/ Nêu các đặc điểm trossng tính toán thiết kế CTM Trong tính toán thiết kế người ta sử dụng khái niệm tải trọng danh nghĩa, tải trọng tương đương và tải trọng tính toán ( Qdn ; Qtđ ; Qtt ) + Tải trọng danh nghĩa ( Qdn ) Khi CTM làm việc trong chế độ tải trọng thay đổi người ta chọn 1 tải trọng t/d lên làm tải trọng danh nghĩa. Tải trọng được chọn thông thường là tải trọng tác động trong thời gian lâu dài nhất ( Q2 ) hoặc tải trọng lớn nhất ( Q1 ) ( h /v ) Q1 Q2 Q3 Q t 1 t 2 t 3 O O T Q Q T Tải trọng tương đương ( Qtđ ) Là tải trọng quy ước không đổi có t/d tương đương chế độ tải trọng đã cho theo 1 chỉ tiêu nào đó ( Theo độ bền lâu ) + Tải trọng tương đương được tính thông qua Qdn và hệ số tính toán VD: Qtđ khi tính toán theo điều kiện bền và khkả năng lv thì. Qtđ = Qdn.KL KL Hệ số bền lâu KL phụ thuộc vào chế độ tải trọng đã cho và việc chọn tải trọng nào ( lớn nhất hay lâu dài nhất ) làm tải trọng danh nghĩa + Tải trọng tính toán Qtt là tải trọng dùng để tính toán xác định kích thước của CTM, trị số của nó phụ thuộc vào tải trọng lv và hàng loạt các nhân tố như sự tập chung tải trọng, tải trọng động, điều kiện vận hành . Qtt = Qtđ.Ktt.Kđ.Kđk = Qdn.KL. Ktt.Kđ.Kđk Ktt hệ số tập trung tải trọng phản ánh sự phân bố không điều tải trọng Kđ hệ số tải trọng động phản ánh mức độ thay đổi tải trọng t/d lên CTM Kđk hệ số điều kiện lv, nó phản ánh đk bôi trơn, vị trí của bộ truyền, phương thức truuyền tải. Đặt K = KL. Ktt.Kđ.Kđk gọi là hệ số tải trọng Vậy Qtt = Qdn.K c/ Liên hệ vào việc xác định tải trọng và phương pháp tính toán trong tính toán thiết kế các bộ truyền % Câu 1.10: Nêu yêu cầu và các nguyên tắc sử dụng vật liệu chế tạo CTM. Liên hệ với việc chọn vật liệu chế tạo CTM cụ thể. a/ Yêu cầu và các nguyên tắc sử dụng vật chế tạo CTM: * Yêu cầu: + Thoả mãn các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng lv của CTM như độ bền, độ cứng, độ bền mòn + Đảm bảo các yêu cầu về khối lượng và kích thước của CTM + Đảm bảo các yêu cầu liên quan đến điều kiện sử dụng như tính chất trống ăn mòn, giảm ma sát, cách điện, chịu nhiệt + Có tính công nghệ thích hợp với hình dáng và phương pháp gia công CTM ( đúc, hàn, dập, cắt gọt, nhiệt luyện) + Rẻ và rễ cung ứng * Nguyên tắc sử dụng: Trong sử dụng vật liệu có 3 nguyên tắc cơ bản sau + Nguyên tắc so sánh 1 số phương án để chọn, chỉ trên cơ sở tiến hành so sánh 1 số phương án, ta có thể chọn vật liệu 1 cách hợp lý. Các chỉ tiêu để so sánh lựa chọn có thể là: giá thành thấp nhất hay khối lượng nhỏ nhất mà vẫn đảm đẩm bảo độ bền tĩnh, độ bền mỏi hoặc độ cứng đã cho. Thông thường người ta hay chú ý đến chỉ tiêu về khối lượng của CTM, chi phí cho vật liệu là phần đáng kể trong máy nó có thể chiếm từ 70 – 85% giá thành của máy. Do vậy việc giảm khối lượng vật liệu khi thiết kế CTM hay máy là rất cần thiết, để làm được diều đó khi chọn vật liệu cần chú trọng phân tích quan hệ giữa ưs cho phép và các đặc trưng cơ học với khối lượng của CTM hay cụm máy sao cho với cùng 1 kích thước độ bền, độ cứng vẫn đảm bảo ở khối lượng nhỏ nhất + Nguyên tắc chất lượng cục bộ, chọn vật liệu tương ứng với yêu cầu lv của từng bộ phận, tránh dùng vật liệu quý hiếm tràn lan + Nguyên tắc hạn chế chủng loại vật liệu vì chủng loại vật liệu cũng như chủng loại CTM càng nhiều thì việc cung cấp bảo quản càng phức tạp. Do đó nếu không có yêu cầu đặc biệt thì nên hạn chế tối đa chủng loại vật liệu b/ Liên hệ việc chọn vl chế tạo các CTM cụ thể. Vành bánh vít yêu cầu có fms thấp, độ chịu mài mòn cao nên ta chế tạo riêng bằng vật liệu kim loại màu ( đồng thau, đồng thanh ) sau đó ghép với moay ơ bằng gang hoặc bằng thép để thoả mãn yêu cầu về độ cứng vững khi lv.% Câu 2.5: Hãy trình bày về lực t/d trong tryuền động đai. Nêu rõ quan hệ của các thành phần lực: a/ Lực t/d trong tryuền động đai: + Khi chưa l/việc, để tạo m/s giữa dây đai và bánh đai cần phải căng đai với 1 lực Fo ban đầu để căng đai. + Khi l/việc thì trên nhánh căng có lực tăng từ Fo tới F1. Ngược lại ở nhánh trùng thì lực lại giảm từ Fo tới F2. Theo p/trình cân bằng mômen of bánh đai khi chưa l/việc có: F1.d1/2 – F2.d1/2 – T1=0. =>F1-F2=2.T1/d1. Gọi Ft là lực vòng cần truyền có: Ft =2.T1/d1.để tìm các đại lực ta g/thiết vật liệu đai tuân theo đ/luật Húc và bỏ qua lực quán tính. Khi chưa l/việc coi c/dài đai không đổi.if bánh dãn dãn ra 1 lượng là Dl còn nhánh bị dẫn sẽ co lại 1 lượng là Dl. Gia số b/dạng Dl là do gia số lực DF gây lên. Vì vậy lượng tăng giảm DF trên 2 nhánh là như nhau. F1=Fo+DF F2=Fo- DF => F1+F2 =2.Fo. Vậy F1= Fo + Ft/2 F2 =Fo - Ft/2 Để x/đ được F1, F2 ta x/dựng bài toán ơle cho dây đai trượt trên mặt trụ. % Câu 2.7: Hãy nêu chỉ tiêu tính truyền động đai. Trình bày cách tính đai đẹt và đai thang. a / Chỉ tiêu tính truyền động đai: Qua nghiên cứu đờng cong trượt – hiệu suất có thể thấy rằng khi y > y0 xẩy ra hiện tượng trượt trơn, tải trọng cần truyền vượt quá khả năng kéo của bộ tryuền đai, đai mất khả năng lv. Vì vậy tính toán đai theo khả năng kéo là chit tiêu chủ yếu của bộ truyền đai. điều kiện thoả mãn chỉ tiêu trên là; Hay dt £ 2.d0.y0 = [dt]0 Với [dt]0 là ưs có ích cho phép được xác định bằng thực nghiệm Mặt khác do tác dụng của ưs thay đổi sau 1 số chu kỳ lv đai có thể bị hỏng do mỏi. Vì vậy bên cạnh khả năng kéo tuổi thọ cũng là 1 chỉ tiêu quan trọng Qua thực nghiệm có thể xác định đợưc trị số ưs có ích cho phép [dt] để đai có thể lv không bị trượt trơn ( đảm bảo khả năng kéo ) và bền lâu. Đai được tính theo điều kiện sau: A : Diện tích tiết diện dây đai Kđ: Hệ số tải trọng động ( tra bảng ) Ft : Lực vòng (N) b / Cách tính đai dẹt và đai thang: * Tính đai dẹt: A = b.d d. Chiều dài dây đai, Tra bảng theo đường kính d1 b. Bề rộng càn thiết của dây đai P : Công suất truyền dẫn bánh 1 (Kw) V: Vận tốc vòng (m/s) ứng suất có ích của đai dẹt [dt] = [dt]0.cb.ca.cv ca Hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm a, tra bảng theo a cv Hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc vòng ( tra bảng ) cb Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc bố trí bộ truyền [dt]0 ưs có ích cho phép của bộ truyền Tra bảng chọn đai dẹt theo tiêu chuẩn có trị số b lớn hơn và gần nhất với trị số tính được * Tính đai thang: Từ điều kiện: A = z.A1 z . số dây đai A1 . Diện tích tiết diện ngang của 1 dây đai Nhân cả 2 vế với v/1000 ta có; [P] Công suất có ích cho phép thực tế của 1 dây đai [P] Được xác định bằng thực nghiệm [P] = [P0].ca.cu.cz.cL [P0] Công suất có ích cho phép được xác định bằng thực nghiệm với đường kính xác định của bánh đai nhỏ d1 và vận tốc v khác nhau, với điều kiện số đai z = 1, tỷ số truyền u = 1 góc ôm a = 1800 có chiều dài đai L0 theo tiêu chuẩn, bộ truyền lv không có va đập Vì điều kiện lv thực tế khác với điều kiện thí nghiệm do đó người ta đưa vào 1 loạt các hệ số kể đến ảnh hưởng sự sai khác đó Ca Hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm a Cz Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng Cu Hệ số kể đến ảnh hưởng của tỷ số truyền CL Hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài dây đai Sau đó ta tra bảng chọn số dây đai z thoả mãn bộ truyền trên ( tra bảng có z.cz ³ z.cz tính được ) Số day đai z không được lấy lơn quá z < 6 vì số dây đai càng lớn thì tải trọng càng phân bố không đều cho các dây % Câu3.4: Trình bầy cánh tính bánh răng trụ răng thẳng theo độ bền uốn. Các biện pháp nâng cao độ bền uốn? (V/h) Tính độ bền uốn nhằm đề phòng dạng hỏng gãy răng vì mỏi. Tiết diện nguy hiểm về uốn là tiết diện chân răng.Trong quá trình ăn khớp, điểm đặt lực di chuyển trên bề mặt làm việc của răng. Ta tính cho trường hợp lực đặt tại đỉnh răng vì mô men uốn đến chân răng là lớn nhất và coi như một đôi răng chịu toàn bộ tải trọng(bỏ qua sự ăn khớp đồng thời của nhiều đôi răng). Sai số của việc di chuyển điểm đặt lực đc xét đến qua hệ số Ye=1/ea Trượt lực Fn theo đg tác dụng về trục đối xứng và phân Fn thành 2 thành phần: -Thành phần nằm ngang Fn.Cosg, gây ứng suất uốn sF tại chân răng -Thành phần thẳng đứng Fn. Sing, gây ứng suất nén trên răng. Thực tế cho thấy vết nứt thường bắt đầu ở phía chân răng chịu kéo(điểm A)nên ta tính ứng suất tại điểm này. ứng suất danh nghĩa tại điểm A là Trong đó W =bw .S2/6 –mô men chống uốn của tiết diện chân răng(mm3) A=bw .S –diện tích tiết diện chân răng(mm2) bw – chiều rộng bánh răng Vì ht và S đều tỉ lệ với mu đun bánh răng m nên có thể viết : ht =e.m và S=g.m với e,g là các hệ số tỉ lệ. Thay Fn=Ft/Cosaw và xét ảnh hưởng của hệ số sử dụng KF =KFb .KFv ta có ứng suất uốn thực tế lớn nhất tại chân răng là (kể đến tập trung ứngsuất (as) Đặt và kể đến ảnh hưởng của việc di chuyển điểm đặt bằng hệ số Ye ta có : Trong các công thức trên : as - hệ số sai số ứng suất lý thuyết YF –hệ số dạng răng(sự phụ thuộc số răng z và hệ số dịch chỉnh x) Ft –lực vòng (N) Vì YF1 ¹ YF2 (do Z1¹Z2) mà cần thiết tiến hành kiểm nghiệm độ bền uốn cho mỗi bánh răng (1) khi thiết kế theo sức bền uốn thay bw=Ybd.dw1 và dw1=m.Z1 vào công thức(1) ta có : Trong đó Ybd =bw/dw –hệ số chiều rộng bánh răng Km = -hệ số . Trung bình có thể lấy ea =1,6 à và KFv =1,5 nên Km=1,4 à (2) Khi sử dụng công thức (2) để thiết kế, cần so sánh YF1/[sF1] và YF2 /[sF2] rồi tính toán với công thức lơn hơn. Trị số của m sau khi tính phải quy chuẩn theo dãy các trị số tiêu chuẩn. % Câu 4.6 : Trình bày cách tính ổ lăn theo kả năng tải động .Nêu các biện pháp sử lý khi ổ không đảm bảo khả năng tải động ? *) Trình bày... Khả năng tải động tính toán ổ lăn Cđ được xác định theo công thức Cđ=Q.L1/m Cb . - Q : Tải trọng làm việc quy ước KN. - L : Tuổi thọ cần thiết (triệu vòng quay). - m =3 với ổ bi ,m =10/3 với ổ đũa. Trường hợp L tính = giớ thì L=60.10-6.n.Lh. Để tính được Q thì tuỳ theo tong oại ổ và được tính là : + ổ bi đỡ , ổ bi đỡ chặn và ổ đũa côn . Q=(X.V.Fr +Y.Fa).Kd.Kt. + ổ đỡ chặn : Q =(X.Fr +Y. Fa.)Kđ.Kt . + ổ chặn . Q = Fa.Kđ.Kt . + ổ đũa trụ ngắn đỡ. Q = V.Fr.Kd.Kt. Trong đó : - V : H/số ảnh hưởng của vòng nào quay , vòng trong quay V=1 , vòng trong quay V=1,2 . - Kđ : H/số xét đến ảnh hưởng của đặc tính tải trọng. - Kt : h/số xét đến ẳnh hưởng của nhiệt độ . - X,Y : H/số tải trọng hướng tâm và dọc trục. - Fr : Lực hướng tâm tác dụng lên ổ KN. - Fa : Lực dọc trục KN .(*) Xác định lực Fa : Đối với ổ bi đỡ, ổ bi đỡ lòng cầu 2 dẫy và ổ đũa đỡ lòng cầu 2 dẫy , Fa là tổng lực dọc trục ngoài tác dụng lên trục và truyền tới ổ : Đối với ổ đỡ chặn và ổ trặn đỡ do tồn tại góc t/xúc , khi Fr tác dụng sẽ sinh ra lực dọc trục phụ Fs và được tính là . + ổ đũa côn : Fs = 0,83e.Fr . với e = 1,5 tg. + ổ bi đỡ chặn : Fs =e. Fr . Riêng ổ bi đỡ và đỡ chặn thì có =120 thì e phụ thuộc vào i.Fa /C0 . Lực dọc trục Fs trên 1 ổ xẽ tác dụng lên trục và qua trục tác dụng lên ổ kia , vì vậy với ổ đỡ chặn , lực dọc trục Fa được tính là . Giọ tổng Fzj là tổng lực dọc trục tác dụng vào ổ đang xét j bao gồm tổng lực dọc trục ngoài Fat và lực dọc trục phụ Fsk từ ổ kia . ta có Dấu cộng khi Fat cùng chiều với Fsk và ngược lại . Nếu Fsj của ổ đang tính j thoả mãn điều kiện thì đối với ổ đang tính Fạ =Fsj ngược lại nếu Fsj< thì Fạ = . Tức Fạ=max(Fsj; ) Với ổ loại 36000 (=120), vì e phụ thuộc vào lợ dọc trục tác dụng lên ổ , nhưng Fa lại chưa biết vì vậy ta tính sơ bộ theo công thức . e= 0,574.(Fr/C0)0,125 . Nếu e<0,3 thì lấy e=0,3 . dùng e để xác định lưc Faj cho ổ thứ j . Dùng Fạj để tính i.Faj/C0 rồi tra e chính xác theo bảng . (*) xác định các h/s X,Y : tra bảng theo Fa/(V.Fr) và e . (*)ổ tuỳ độngchỉ chịu lực hướng tâm . (*) ổ kép : - Tải trọng dọc trục tác dụng lên ổ chỉ có tải trọng ngoài . - Khả năng tải động trong bảng của ổ kép tra trong sổ tay hoặc tính : ổ bi : Cb =27/10 . Cb1 ổ đũa : Cb =27/9 . Cb1 Với Cb1 : khả năng tải động của ổ 1 dẫy cùng loại . + Trường hợp ổ lăn chịu tải thay đổi . Lúc này Q được thay = tải trọng tương đương QE QE=. Qi : Tải trọng quy ước khi chụi tải trọng tĩnh ở chế độ thứ j. Tính theo công thức trên. Li : Số triệu vòng quay ở chế độ thứ j. *) Nêu các biện pháp sử lý... +Chọn ổ có C lớn hơn bằng cách: -Tăng cỡ ổ, but vẫn cùng đường kính d. -Tăng đường kính ngõng trục. Nếu kết cấu cho phép. -Dùng 2 ổ trên 1 gối đỡ nếu k/thước dọc trục cho phép. -Tăng số dẫy con lăn đối với ổ đỡ chặn. -Dùng ổ khác có tính năng tương tự but có khả năng tải lớn hơn. +Giảm trị số of Cđ = cách giảm thời hạn sử ổ. % Đề 5: Trình bày cách tính mối ghép bulông có khe hở chịu mômen trong mặt phẳng ghép? *) TH này ta có 2 cách tính: + C1: Giả thiết a/s p do xiết các bulông phân bố đều trên b/mặt t/xúc. Như vậy lực m/s cũng phân bố đều trên b/mặt t/xúc. Để 2 tấm ghép không bị xoay tương đối đối với nhau thì Mms³ M và Mms = p Xét 1 phân tố dA chịu 1 a/s là p có bán kính là r. Như vậy : .Mà p= Z.V/A là a/s phan bố đều trên b/mặt t/xúc. Vậy: = = Z.V.f.S/A ó => V³ A.M/Z.f.S Với S= là mômen quán tính độc cực of tiết diện ghép với trọng tâm. Do đó V= K.A.M/Z.f.S Với k là hệ số an toàn. Lực xiết V đc ding để tính đươngf kính bulông theo đ/k bền: 1.3: Là bulông bị xiết chặt không chịu lực ngoài. ư/s tương đương xấp xỉ 1,3 lần ư/s kéo do lực xiết V gây nên 30%. Ư/s gây nên là do t/dụng of mômen m/s. + C2: Giả thiết lực m/s sinh ra do xiết bulô