Bài giảng Chi tiết máy - Chương 15: Chi tiết máy ghép

ïc goïi laø moái gheùp khoâng theå taùch ra neáu khoâng phaù huûy hoaëc laøm hoûng chi tieát. Caùc moái gheùp khoâng thaùo ñöôïc bao goàm: moái gheùp ñinh taùn, moái gheùp baèng haøn, moái gheùp baèng keo daùn vaø moái gheùp baèng ñoä doâi. Moái gheùp thaùo ñöôïc laø moái gheùp khi thaùo laép khoâng laøm hoûng chi tieát. Moái gheùp thaùo ñöôïc bao goàm: moái gheùp ren, moái gheùp then, then hoa... 15.2 Mối ghép then và then hoa Moái gheùp then vaø then hoa laø loaïi gheùp thaùo ñöôïc, söû duïng ñeå truyeàn chuyeån ñoäng vaø coâng suaát töø truïc sang mayô cuûa chi tieát quay vaø ngöôïc laïi. Moái gheùp then bao goàm then, truïc vaø mayô chi tieát quay. Then laø chi tieát laép treân raõnh cuûa chi tieát quay vaø truïc, noù caûn söï dòch chuyeån hoaëc quay töông ñoái hai chi tieát naøy. Nhôø vaøo then maø chuyeån ñoäng vaø coâng suaát ñöôïc truyeàn töø chi tieát quay sang truïc vaø ngöôïc laïi. 1. Phaân loaïi: Then laø loaïi tieát maùy ñöôïc tieâu chuaån hoùa, coù theå chia laøm hai loaïi: - Then gheùp loûng: then baèng, then daãn höôùng vaø then baùn nguyeät - Then gheùp caêng: then masaùt, then vaùt, then tieáp tuyeán. Chương 15. Chi tiết máy ghép 15.2 Mối ghép then và then hoa 2. Nhoùm then gheùp loûng: a. Then baèng: Coù tieát dieän laø hình chöõ nhaät, coù tæ soá cao / roäng = 1 / 1 ñoái vôùi truïc coù ñöôøng kính nhoû; 1 / 2 vôùi truïc lôùn. Hai muùt ñöôïc goït troøn hay baèng, vaät lieäu then laøm baèng theùp keùo; maët laøm vieäc laø hai maët beân. Trong moái gheùp then baèng coù khe hôû höôùng taâm. Coù 2 kieåu gheùp: ñoái vôùi mayô baèng gang vaø vaät lieäu coù söùc beàn keùm hôn vaät lieäu truïc: raõnh treân mayô saâu hôn vaø ngöôïc laïi trong tröôøng hôïp kia. Thoâng thöôøng duøng moät then baèng, khi chòu taûi troïng lôùn duøng 2 hoaëc 3 then baèng. Nhöôïc ñieåm cuûa then baèng laø khoù baûo ñaûm tính ñoåi laãn vaø khoâng theå truyeàn löïc doïc truïc. b. Then daãn höôùng: Coù hình daïng nhö then baèng, ñöôïc duøng trong tröôøng hôïp caàn di ñoäng tieát maùy doïc truïc. Then ñöôïc baét vít vaøo truïc (h.a), khi caàn di ñoäng tieát maùy moät khoaûng daøi doïc truïc then ñöôïc gheùp vaøo mayo (h.b). c. Then baùn nguyeät: Tieát dieän doïc hình baùn nguyeät, maët laøm vieäc laø 2 maët beân coù öu ñieåm laø coù theå töï ñoäng thích öùng vôùi caùc ñoä nghieâng cuûa raõnh mayô, caùch cheá taïo then vaø raõnh ñôn giaûn. Nhöôïc ñieåm: phay raõnh saâu theâm treân truïc laøm yeáu truïc, duøng chuû yeáu trong moái gheùp chòu taûi troïng nhoû, khi mayô daøi coù theå duøng 2 then. Chương 15. Chi tiết máy ghép 15.2 Mối ghép then và then hoa 3. Nhoùm gheùp caêng: Khaùc vôùi then gheùp loûng, then gheùp caêng ñöôïc vaùt coù ñoä doác 1:100, maët laøm vieäc ôû maët treân vaø döôùi, coøn ôû maët beân coù khe hôû. Then gheùp caêng coù theå truyeàn ñöôïc moâmen xoaén; löïc doïc truïc vaø chòu ñöôïc va ñaäp. Tuy nhieân coù nhöôïc ñieåm laø gaây leäch taâm laøm taêng rung ñoäng caùc tieát maùy ñöôïc gheùp vaø laøm mayô bò nghieâng. a. Then masaùt: Maët treân vaø döôùi laø maët laøm vieäc, maët treân coù ñoä doác 1:100; maët döôùi then laø maët truï coù cuøng ñöôøng kính vôùi truïc. Öu ñieåm: khoâng caàn raõnh treân truïc neân khoâng laøm yeáu truïc vaø khi quaù taûi baûo ñaûm an toaøn. b. Then vaùt: Tieát dieän laø hình chöõ nhaät maët laøm vieäc laø hai maët treân vaø döôùi. Truïc vaø mayô ñeàu phaûi laøm raõnh, truïc seõ bò yeáu so vôùi then masaùt nhöng mayô ít bò yeáu hôn. c. Then tieáp tuyeán: Taïo thaønh do 2 then vaùt moät maët. Maët laøm vieäc laø 2 maët heïp song song vôùi nhau. Khaùc vôùi then vaùt, then tieáp tuyeán coù ñoä doâi theo phöông tieáp tuyeán vaø laøm vieäc döïa vaøo chieàu daäp treân hai maët heïp. Neáu duøng moät then tieáp tuyeán thì chæ truyeàn ñöôïc moâmen xoaén moät chieàu. Khi truyeàn moâmen xoaén 2 chieàu phaûi duøng 2 then tieáp tuyeán ñaët caùch nhau moät goùc 120  135o. Then tieáp tuyeán duøng trong maùy haïng naëng chòu taûi troïng lôùn. Chương 15. Chi tiết máy ghép 15.2 Mối ghép then và then hoa 3. Tính mối ghép then: Then ñöôïc tieâu chuaån hoùa neân caùc kích thöôùc ñöôïc quy ñònh theo ñöôøng kính truïc. Vì vaäy tính toaùn moái gheùp then thöôøng laø kieåm nghieäm öùng suaát sinh ra treân beà maët tieáp xuùc hay treân tieát dieän nguy hieåm. 1) Tính nhoùm then gheùp loûng: a. Moái gheùp then baèng: Thöôøng hoûng do daäp caùc maët beân vaø bò caét theo tieát dieän a-a. Ñieàu kieän beàn daäp: d = F / (l.t2)  [d] ; trong ñoù: l- chieàu daøi laøm vieäc cuûa then; t2 = 0,4.h - ñoä saâu raõnh then treân mayo; [d]- öùng suaát daäp cho pheùp Neáu laáy caùnh tay ñoøn y  d / 2 ta coù: F = 2.T / d. Ñieàu kieän beàn daäp coù daïng: d = 2.T / (d.l.t2)  [d] vaø ñieàu kieän beàn caét seõ laø: c = F/(b.l)=2T /(d.b.l)  [c] b. Moái gheùp baèng then baùn nguyeät: Ñieàu kieän beàn daäp vaø beàn caét cuûa then baùn nguyeät cuõng laø caùc coâng thöùc trên vôùi t2 = h - t1. Trong caùc coâng thöùc treân [d] ñoái vôùi moái gheùp khoâng di ñoäng: [d] = [ch] / [S]; trong ñoù: ch- ghôùi haïn chaûy cuûa vaät lieäu keùm beàn nhaát; [S] = 1,5  2 hay 1,25 (khi xaùc ñònh ñuùng chính xaùc taûi troïng) - heä soá an toaøn. Trò soá cuûa öùng suaát caét cho pheùp [c] ñoái vôùi theùp vaø gang coù theå laáy nhö sau: - Khi taûi troïng tónh: [c] = 120 Mpa; - Khi chòu taûi va ñaäp nheï: [c] = 90 Mpa; - Khi chòu taûi va ñaäp maïnh: [c] = 50 Mpa. 2) Tính nhoùm then gheùp caêng: - Tröôøng hôïp then vaùt ta coù: d = 25 Mx / [b.l (2,88.d + h)]  [d] - Tröôøng hôïp then tieáp tuyeán: d = T/ [(0,45 + 2.f/)d.l.(t-c)]  [d] Chương 15. Chi tiết máy ghép 15.2 Mối ghép then và then hoa 3. Tính mối ghép then: 3) Trình töï tính toaùn kieåm nghieäm moái gheùp then: Thoâng soá cho tröôùc: 1- Moâmen xoaén; 2- Ñöôøng kính truïc d vaø chieàu daøi mayô lmo; 3- Ñieàu kieän laøm vieäc. Trình töï tính toaùn: 1- Choïn daïng moái gheùp then phuï thuoäc vaøo daïng maùy, keát caáu chi tieát gheùp, soá voøng quay, ñaïi löôïng vaø ñaëc tính taûi troïng. 2- Bieát ñöôøng kính truïc d, theo tieâu chuaån choïn kích thöôùc then b×h. 3- Phuï thuoäc vaøo chieàu daøi mayô ta choïn chieàu daøi then l töø daõy tieâu chuaån. Neân choïn l ≤ 1,5d, nhöng nhoû hôn chieàu daøi mayô khoaûng 5÷10mm. 4- Kieåm tra ñoä beàn daäp vaø ñoä beàn caét, neáu giaù trò öùng suaát tính toaùn lôùn hôn giaù trò cho pheùp 5% thì ta taêng chieàu daøi mayô hoaëc söû duïng hai then. Ñoái vôùi then baèng thì hai then laép leäch nhau moät goùc 180o, then baùn nguyeät cuøng daõy theo chieàu daøi mayô. 4. Mối ghép then hoa: 1) Giôùi thieäu: Gheùp mayô vaøo truïc nhôø caùc raêng cuûa truïc loàng vaøo caùc raõnh ñöôïc cheá taïo saün treân mayô. Theo kieåu gheùp coù theå chia 2 loaïi: - Gheùp coá ñònh: mayô ñöôïc coá ñònh treân truïc (khoâng theå tröôït doïc truïc); truïc coù theå laø hình truï hoaëc hình coân; - Gheùp di ñoäng: mayô coù theå tröôït doïc truïc; truïc coù daïng hình truï. Theo daïng raêng moái gheùp then hoa coù theå chia laøm 3 loaïi: raêng chöõ nhaät, raêng thaân khai vaø raêng tam giaùc. Chương 15. Chi tiết máy ghép 15.2 Mối ghép then và then hoa 4. Mối ghép then hoa: 1) Giôùi thieäu (t): Ñeå ñònh taâm moái gheùp then hoa coù 3 phöông phaùp: ñænh taâm theo caïnh beân; theo ñöôøng kính ngoaøi; theo ñöôøng kính trong. Ñònh taâm theo caïnh beân khoâng baûo ñaûm chính xaùc ñoä ñoàng taâm giöõa mayô vaø truïc nhöng taûi phaân boá ñeàu treân caùc raêng. So vôùi moái gheùp then, moái gheùp then hoa coù öu ñieåm sau: - Ñaûm baûo ñoä ñoàng taâm vaø deã di ñoäng tieát maùy treân truïc; - Khaû maêng chòu taûi lôùn hôn so vôùi moái gheùp then cuøng kích thöôùc. Ñoä beàn moûi cao hôn, chòu va ñaäp vaø taûi troïng ñoäng toát Nhöôïc ñieåm: - Coù söï taäp trung öùng suaát ôû goùc raõnh; - Taûi troïng phaân boá giöõa caùc raêng khoâng ñeàu nhau; - Caàn coù duïng cuï chuyeân moân ñeå cheá taïo vaø kieåm tra. 2) Tính then hoa: Moái gheùp then hoa thöôøng hoûng do daäp beà maët cuûa raêng. Ñeå traùnh, coù theå tính toaùn quy öôùc theo ñieàu kieän: d = 2.T / (dm.l.h.Z.)  [d] trong ñoù: T- moâmen truyeàn qua moái gheùp dm- ñöôøng kính trung bình cuûa then hoa; Z- soá raêng;  = 0,7  0,8 - heä soá xeùt söï phaân boá khoâng ñeàu cuûa taûi troïng treân caùc raêng; [d]- öùng suaát daäp cho pheùp (tra baûng); h- chieàu cao beà maët tieáp xuùc cuûa raêng, ñoái vôùi raêng chöõ nhaät: h=(D-d)/(2-2f); dm = (D + d) / 2 ; f- goùc vaùt ñænh raêng ; ñoái vôùi raêng thaân khai: h = 0,8.m ; dm = m.Z vôùi m- moâ ñun raêng vaø ñoái vôùi raêng tam giaùc: h = (Db - da) / 2 ; dm = m.Z ; Tính then hoa thöôøng laø ñònh chieàu daøi tính toaùn l cuûa raêng hoaëc kieåm nghieäm öùng suaát treân beà maët laøm vieäc theo caùc coâng thöùc treân. Chương 15. Chi tiết máy ghép 15.3 Mối ghép hàn 1. Giôùi thieäu: Trong quaù trình haøn, caùc tieát maùy ñöôïc ñoát noùng cuïc boä cho tôùi nhieät ñoä noùng chaûy hoaëc deûo vaø gaén laïi vôùi nhau nhôø löïc huùt giöõa caùc phaân töû kim loaïi. 2. Phân loại: Theo hình thöùc coâng ngheä: chia thaønh caùc nhoùm sau: - Moái gheùp baèng haøn hoà quang ñieän, haøn xæ ñieän vaø haøn hôi: laøm kim loaïi bò noùng chaûy vaø gaén laïi vôùi nhau, khoâng caàn löïc eùp; - Moái gheùp baèng haøn tieáp xuùc: laøm kim loaïi bò deûo vaø phaûi duøng löïc eùp chuùng laïi; - Moái gheùp baèng haøn vaåy: khoâng nung chaûy kim loaïi ñöôïc gheùp maø chæ nung chaûy vaät lieäu haøn. Theo coâng duïng: coù theå chia ra laøm 2 loaïi: - Moái haøn chaéc: truyeàn döôïc taûi troïng töø tieát maùy naøy sang tieát maùy khaùc; - Moái haøn chaéc kín: truyeàn taûi troïng vaø baûo ñaûm chaát loûng, khí khoâng loït qua. Theo hình daïng keát caáu: ta coù caùc kieåu moái haøn: - Moái haøn giaùp moái; - Moái haøn choàng; (h.a); - Moái haøn goùc (h.b). Öu ñieåm: - Keát caáu coù khoái löôïng nhoû (tieát kieäm ñöôïc khoaûng 15  20% kim loaïi so vôùi keát caáu duøng ñinh taùn vaø khoaûng 30 50% so vôùi keát caáu ñuùc); - Tieát kieäm ñöôïc coâng söùc, giaûm ñöôïc giaù thaønh, naêng suaát cao do coâng ngheä ñöôïc töï ñoäng hoaù; - Deã baûo ñaûm ñieàu kieän beàn ñeàu, nguyeân vaät lieäu ñöôïc söû duïng hôïp lyù; - Coù theå phuïc hoài caùc chi tieát maùy bò gaõy hoûng moät phaàn hoaëc bò maøi moøn. Nhöôïc ñieåm: - Chaát löôïng moái haøn phuï thuoäc trình ñoä coâng nhaân;- Khoù kieåm tra chaát löôïng beân trong caùc moái haøn neáu khoâng coù thieát bò ñaëc bieät. Phaïm vi söû duïng: gheùp baèng haøn ñöôïc duøng roäng raõi trong caùc ngaønh cheá taïo maùy, ñoùng taøu, saûn xuaát noài hôi, bình chöùa, keát caáu cuûa caùc coâng trình Chương 15. Chi tiết máy ghép 15.3 Mối ghép hàn 3. Cách tính sức bền: Coù 2 tröôøng hôïp trong tính toaùn moái haøn:- Caên cöù theo taûi troïng ngoaøi ñeå tìm ra chieàu daøi haøn caàn thieát, töø ñoù thieát keá keát caáu haøn; - Caên cöù theo keát caáu ñeå ñònh kích thöôùc moái haøn roài kieåm nghieäm ñoä beàn. 1) Moái haøn giaùp moái: a. Keát caáu: Tuøy theo beà daøy cuûa caùc thaønh phaàn gheùp, coù theå haøn theo caùc phöông aùn: khoâng caàn gia coâng khi haøn vaø caà gia coâng khi haøn. Ñoái vôùi caùc tieát maùy coù beà daøy trung bình vaø lôùn, caàn vaùt meùp ñeå coù theå haøn thaáu. Neáu haøn töï ñoäng, beà daøy khoâng caàn gia coâng khi haøn taêng leân 2 laàn vaø goùc vaùt coù theå giaûm xuoáng coøn khoaûng 30  45o. Trong moái haøn giaùp moái, vì caùc thaønh phaàn ñöôïc haøn laïi thaønh moät theå nhö nguyeân veïn neân tính toaùn cuõng aùp duïng caùc coâng thöùc nhö vôùi caùc tieát maùy nguyeân veïn. b. Tính söùc beàn: Tieát dieän nguy hieåm trong moái haøn giaùp moái laø tieát dieän choã mieäng moái haøn hay tieát dieän keà beân (do cô tính bò giaûm khi bò nung noùng). Tröôøng hôïp moái haøn chòu löïc keùo neùn F trong maët phaúng caùc taám gheùp:  = F / (b.s)  []’ trong ñoù: b, s - beà roäng vaø beà daøy caùc taám gheùp; []’ - öùng suaát keùo (neùn) cho pheùp cuûa moái haøn theùp khi chòu taûi troïng tónh (tra baûng). 2 Tröôøng hôïp moái haøn chòu moâmen uoán Mu trong maët phaúng caùc taám gheùp:  = M / Wu = 6.M / (b.s )  []’ Tröôøng hôïp moái haøn chòu caû F vaø M:  = 6 M / (b s2)  F / (b s)  []’ ; []’ cuûa moái haøn coù giaù trò nhoû hôn [] cuûa vaät lieäu kim loaïi taám gheùp. Tæ soá giöõa []’ vaø [] ñöôïc goïi laø heä soá söùc beàn:  = []’ / [] = 0,9  1,0; khi caàn taêng söùc beàn coù theå duøng moái haøn xieân, tính toaùn nhö treân vôùi []’ = []. Chương 15. Chi tiết máy ghép 15.3 Mối ghép hàn 2) Moái haøn choàng: a. Keát caáu: Tieát dieän cuûa moái haøn nhö hình veõ. Moái haøn choàng coù theå laø: moái haøn bình thöôøng, moái haøn loài vaø moái haøn loõm (giaûm taäp trung öùng suaát nhöng gia coâng phöùc taïp). Tuyø theo vò trí töông ñoái cuûa phöông moái haøn vaø phöông chòu löïc ta coù: - Moái haøn doïc: phöông cuûa moái haøn song song vôùi phöông cuûa löïc, chieàu daøi moái haøn < 50.k; - Moái haøn ngang: phöông cuûa moái haøn vuoâng goùc vôùi phöông cuûa löïc;- Moái haøn xieân: phöông cuûa moái haøn laøm moät goùc vôùi phöông cuûa löïc.- Moái haøn hoãn hôïp. b. Tính söùc beàn: Moái haøn choàng chòu löïc keùo (neùn) doïc taám gheùp F: - Moái haøn doïc: tieát dieän nguy hieåm laø tieát dieän phaân giaùc m-m. ÖÙng suaát tieáp  phaân boá khoâng ñeàu (do chuyeån vò ôû meùp ngoaøi lôùn hôn ôû meùp trong) vaø söï phaân boá caøng khoâng ñeàu neáu chieàu daøi moái haøn l taêng do ñoù thöôøng giôùi haïn chieàu daøi moái haøn l: l  50.k vaø  ñöôïc tính theo giaù trò trung bình:  = F / (2.l.k.cos45o)  []’ ; trong ñoù: l - chieàu daøi moái haøn; k.cos 45o = 0,7; k - chieàu daøy moái haøn; []’ - öùng suaát caét cho pheùp cuûa moái haøn (tra baûng). Khi taám gheùp coù tieát dieän khoâng ñoái xöùng, löïc phaân boá cho caùc moái haøn khoâng ñeàu: F1 = e2.F / (e1 + e2); F2 = e1.F / (e1 + e2) vôùi F1,F2 - löïc taùc duïng leân moái haøn (1) vaø (2);  = F1 / (0,7.k.l1) = F2 / (0,7.k.l2) Chương 15. Chi tiết máy ghép 15.3 Mối ghép hàn 2) Moái haøn choàng: b. Tính söùc beàn (t): Moái haøn choàng chòu löïc keùo (neùn) doïc taám gheùp F: hay l1 / l2 = F1 /F2 = e2 / e1 vaø khi ñoù:  = F / [0,7 k (l1 + l2)]  []’ - Moái haøn ngang: moái haøn ngang ñöôïc tính theo öùng suaát caét, tieát dieän nguy hieåm laø tieát dieän phaân giaùc cuûa moái haøn (boû qua öùng suaát phaùp vaø öùng suaát uoán): + Neáu haøn moät moái:  = F / (0,7 k l)  []’ + Neáu haøn hai moái:  = F / (2.0,7.k.l)  []’ ; - Moái haøn xieân:  = F / (0,7 k l)  []’ - Moái haøn hoãn hôïp:  = F / (0,7.k.L)  []’ (coâng thöùc toång quaùt vôùi tröôøng hôïp moái haøn chòu löïc keùo (neùn); L- toång chieàu daøi moái haøn. Moái haøn choàng chòu moâmen trong maët phaúng gheùp: - Moái haøn doïc: Tröôøng hôïp moái haøn töông ñoái ngaén (l < b) ta quy öôùc phaân boá ñeàu vaø coù phöông doïc theo moái haøn:  =M/(0,7klb)  []’ - Moái haøn ngang: öùng suaát phaân boá trong moái haøn phaân boá töông töï öùng suaát phaùp trong tieát dieän ngang cuûa daàm chòu uoán:  = M / Wo =6M/(0,7klb)  []’ Chương 15. Chi tiết máy ghép 15.3 Mối ghép hàn 2) Moái haøn choàng: b. Tính söùc beàn (t): Moái haøn choàng chòu moâmen trong maët phaúng gheùp (t): - Moái haøn hoãn hôïp: ta xeùt vôùi tröôøng hôïp moái haøn doïc ngaén (l < b) coù theå coi öùng suaát  coù phöông doïc moái haøn: M = Ad ln  + Wn. ; trong ñoù:  - öùng suaát lôùn nhaát trong moái haøn doïc vaø ngang; Ad = 0,7.k.ld - dieän 2 tích tieát dieän nguy hieåm cuûa moái haøn doïc; Wn = 0,7 k ln / 6 - moâmen choáng uoán cuûa tieát dieän nguy hieåm 2 cuûa moái haøn ngang. Do ñoù:  = M / (0,7.k.ld.ln + 0,7.k.ln / 6)  []’ Moái haøn choàng chòu löïc vaø moâmen trong maët phaúng gheùp: Tính toaùn ñoái vôùi tröôøng hôïp toång quaùt - moái haøn hoãn hôïp: goïi d - öùng suaát sinh ra do löïc keùo ngang; M - öùng suaát sinh ra do moâmen, öùng suaát cöïc ñaïi trong moái haøn seõ laø:  = d + M 2  = F / (0,7.k.L) + M / (0,7.k.ld.ln + 0,7.k.ln / 6)  []’ vôùi: L = 2.ld + ln 3) Moái haøn goùc: Moái haøn goùc duøng ñeå gheùp caùc chi tieát maùy coù beà maët vuoâng goùc vôùi nhau. Phaân loaïi: - Haøn kieåu chöõ K: tính toaùn nhö moái haøn giaùp moái. - Haøn hai beân nhö haøn choàng: tính toaùn nhö moái haøn choàng. Tính söùc beàn: Moái haøn goùc chòu löïc keùo vaø moâmen uoán: - Tröôøng hôïp haøn chöõ K:  = M / (s.l2 /6)+F/(s.l)  []’ - Tröôøng hôïp theo kieåu haøn choàng:  = M / [(2.0,7.k.l2 / 6) + F / (2.0,7.k.l)]  []’ Chương 15. Chi tiết máy ghép 15.3 Mối ghép hàn 3) Moái haøn goùc (t): Moái haøn goùc chòu löïc keùo vaø moâmen uoán vaø moâmen xoaén: - Do k << d neân coù theå coi öùng suaát xoaén x do moâmen xoaén T gaây ra phaân boá ñeàu treân tieát dieän nguy 2 hieåm: F  0,7.k. .d.x vaø T = F.d / 2 ; do ñoù: x = 2.T / (0,7.k..d ) ; - ÖÙng suaát uoán u do moâmen 4 4 2 2 uoán M gaây neân: u = M / Wu; trong ñoù: Wu =  .(D - d ) / (32.D) =  .(D + d )(D + d)(D - d); D - ñöôøng kính ngoaøi cuûa hình vaønh khaên; vôùi (D - d) = 2.0,7.k vaø coi D ~ d ta coù: 2 2 2 2 Wu =  .d .0,7.k / 4 ; u = 4.M / (0,7.k. .d );  = x + u  []’ 4) Mối hàn tiếp xúc: Moái haøn giaùp moái: - Duøng treân tieát maùy coù hình daïng vaø tieát dieän tuøy yù; - Vôùi vaät lieäu khoâng bò giaûm beàn do nung noùng (theùp ít carbon, hôïp kim, khoâng nhieät luyeän), söùc beàn gaàn baèng söùc beàn tieát maùy nguyeân; - Vôùi vaät lieäu giaûm beàn khi haøn, ta haï thaáp öùng suaát cho pheùp; - Khi chòu taûi thay ñoåi, söùc beàn giaûm nhö vôùi haøn hoà quang. Moái haøn ñieåm: - Duøng gheùp caùc taám moûng (beà daøy taám daøy nhaát khoâng vöôït quaù 3 laàn beà daøy taám moûng nhaát); - Ñöôøng kính ñieåm haøn laáy theo beà daøy s cuûa taám gheùp: d=1,2s+4mmkhis  3mm; d = 1,5s+ 5mm khi s > 3mm; - Böôùc t khoâng neân quaù ngaén ñeå phaàn lôùn doøng ñieän khoâng chaïy qua caùc ñieåm ñaõ haøn xong. t1, t2 - ñöôïc quy ñònh theo ñieàu kieän coâng ngheä: t = 3.d; t = 2.d; t = 1,5.d; - Moái haøn ñieåm thöôøng duøng chòu löïc trong maët phaúng gheùp, goïi F laø löïc taùc duïng; Z laø soá ñieåm haøn, i laø soá tieát dieän chòu caét:  = F / (Z.i. .d2/ 4)  [ ]’; - Khi chòu moâmen uoán M, tính toaùn nhö vôùi vaät lieäu gheùp buloâng khoâng coù khe hôû; - Khi chòu taûi troïng thay ñoåi thì giaûm öùng suaát cho pheùp. Moái haøn ñöôøng: Duøng gheùp caùc tieát maùy moûng coù yeâu caàu kín. Söùc beàn cuûa moái haøn ñöôïc tính theo coâng thöùc:  = F / (a.b)  []’ Chương 15. Chi tiết máy ghép 15.3 Mối ghép hàn 4. Söùc beàn moái haøn vaø ÖÙng suaát cho pheùp: Söùc beàn moái haøn phuï thuoäc vaøo caùc yeáu toá: - Chaát löôïng que haøn vaø vaät lieäu ñöôïc haøn: neáu que haøn coù chaát löôïng toát, vaät lieäu haøn khoâng coù tính haøn toát thì moái haøn coù nhieàu khuyeát taät, deã bò nöùt noùng hay nöùt nguoäi. Vaät lieäu theùp ít vaø vöøa carbon coù tính haøn toát; - Kyõ thuaät haøn: neáu kyõ thuaät haøn khoâng baûo ñaûm nhö haøn soùt, khoâng thaáu, coù xæ vaø oâxít: söùc beàn moái haøn giaûm nhaát laø khi chòu taûi thay ñoåi; - Ñaëc tính cuûa taûi troïng: söï taäp trung öùng suaát vaø öùng suaát dö aûnh höôûng raát lôùn ñeán söùc beàn moûi cuûa moái haøn, khi moái gheùp chòu taûi thay ñoåi chuù yù ñeán hình daïng keát caáu. Trong caùc kieåu moái haøn, moái haøn giaùp moái coù söùc beàn moûi cao hôn caû vì ít taäp trung öùng suaát; khoâng neân duøng moái haøn doïc ñeå chòu taûi troïng thay ñoåi vì coù söï taäp trung öùng suaát cao traùnh haøn ôû nhöõng nôi coù taäp trung öùng suaát do hình daïng keát caáu. Moái haøn phaûi coù chieàu daøi ñoàng ñeàu nhau neân boá trí moái haøn sao cho deã haøn vaø kieåm tra. Coù theå taêng söùc beàn moûi cuûa moái haøn baèng caùch phun bi hoaëc miết moái haøn. ÖÙng suaát cho pheùp cuûa moái haøn khi chòu taûi troïng tónh coù theå xaùc ñònh baèng phöông phaùp thöïc nghieäm (tra baûng) tuyø theo phöông phaùp haøn vaø que haøn. Tröôøng hôïp chòu taûi troïng thay ñoåi, öùng suaát cho pheùp baèng öùng suaát cho pheùp khi chòu taûi troïng tónh nhaân vôùi heä soá giaûm taûi troïng :  = 1 / [0,6.Kt  0,3 - (0,6.Kt + 0,3).r] vôùi r = min / max - heä soá tính chaát chu kyø max, min - öùng suaát cöïc ñaïi vaø cöïc tieåu Kt - heä soá taäp trung öùng suaát thöïc teá (tra baûng). Neáu trò soá cuûa  > 0 ta laáy  = 1 (xaûy ra khi r > 0). Chương 15. Chi tiết máy ghép 15.4 Mối ghép bằng độ dôi 1. Ñònh nghóa: - Ñoä doâi  laø hieäu soá döông giöõa ñöôøng kính truïc B vaø ñöôøng kính loã A:  = B - A > 0;- Gheùp baèng ñoä doâi laø duøng ñoä doâi cuûa hai tieát maùy tieáp xuùc nhau theo maët truï ñeå gheùp chuùng laïi vôùi nhau. 2. Coâng duïng cuûa moái gheùp: Sau khi gheùp d bieán daïng ñaøn hoài, ñöôøng kính chung cuûa beà maët gheùp laø d (A < d < B), luùc naøy treân beà maët tieáp xuùc coù aùp suaát p. Khi coù ngoaïi löïc taùc duïng laøm chuùng coù xu höôùng tröôït leân nhau, giöõa beà maët tieáp xuùc seõ sinh ra löïc masaùt ñeå caûn laïi. Nhôø vaäy maø caùc tieát maùy khoâng di ñoäng töông ñoái vôùi nhau vaø coù theå truyeàn ñöôïc moâmen xoaén, löïc doïc truïc vaø caû moâmen uoán. 3. Caùc phöông phaùp gheùp: coù theå duøng moät trong caùc phöông phaùp: eùp, nung noùng hoaëc laøm laïnh. Phöông phaùp eùp: Phöông phaùp eùp laø duøng löïc ñeå eùp chi tieát maùy bò bao (truïc) vaøo trong loã cuûa tieát maùy bao (mayô); Öu ñieåm: thoâng duïng vì thöïc hieän ôû nhieät ñoä bình thöôøng vaø khoâng phöùc taïp; Nhöôïc ñieåm: ñoä doâi giaûm do san baèng moät phaàn nhaáp nhoâ cuûa beà maët tieáp xuùc. Ngoaøi ra coøn coù theå laøm bieán daïng khoâng ñeàu vaø maët ñaàu cuûa chuùng bò hö hoûng. Ñeå laép eùp ñöôïc deã daøng, neân vaùt ñaàu truïc vaø meùp loã. Phöông phaùp nung noùng: Nung noùng tieát maùy bao ñeå loã nôû to ra khi laép; Öu ñieåm: khaû naêng laøm vieäc taêng gaáp röôõi so vôùi phöông phaùp eùp. Tieän lôïi ñoái vôùi caùc tieát maùy coù chieàu daøi lôùn so vôùi ñöôøng kính, nhöng chuù yù giôùi haïn nhieät ñoä ñeå khoâng laøm thay ñoåi cô tính cuûa tieát maùy hay bieán daïng. Phöông phaùp laøm laïnh: Laøm laïnh tieát maùy bò bao ñeå tieát dieän co laïi khi laép vaøo loã cuûa tieát maùy bao (coù o o theå duøng CO2 raén - ñoä soâi -79 C hay khoâng khí loûng - ñoä soâi -196 C ñeå laøm laïnh); Öu ñieåm: khaû naêng laøm vieäc cao, thích hôïp vôùi nhöõng maùy coù kích thöôùc nhoû. Cheânh leäch nhieät ñoä caàn thieát ñeå laép baèng nung noùng -3 hay laøm laïnh giöõa caùc tieát maùy gheùp ñöôïc tính theo heä thöùc: t = max + o /( d) 10 o trong ñoù: t - cheânh leäch nhieät ñoä giöõa tieát maùy bao vaø bò bao ( C); max - ñoä doâi lôùn nhaát cuûa kieåu laép ñaõ choïn (m); o - khe hôû caàn thieát ñeå laép deã daøng (thöôøng laáy khe hôû nhoû nhaát cuûa kieåu laép H7/g6);  - heä soá nôû daøi vì nhieät (theùp:  = 12.10-6 mm/mmoC; ñoái vôùi gang:  = 10,5.10-6 mm/mmoC). Chương 15. Chi tiết máy ghép 15.4 Mối ghép bằng độ dôi 2. Öu Nhöôïc ñieåm vaø Phaïm vi söû duïng: Öu ñieåm: Chòu ñöôïc taûi troïng lôùn cuõng nhö taûi troïng va ñaäp; baûo ñaûm ñoä ñoàng taâm cuûa tieát maùy gheùp; keát caáu vaø cheá taïo ñôn giaûn, giaù thaønh haï. Nhöôïc ñieåm: laép vaø thaùo phöùc taïp, coù theå laøm hö hoûng beà maët laép gheùp khi thaùo; khaû naêng truyeàn löïc cuûa moái gheùp khoâng xaùc ñònh ñöôïc chính xaùc vì phuï thuoäc ñoä doâi  vaø heä soá masaùt f; coù söï taäp trung öùng suaát vaø xaûy ra hieän töôïng gæ do tieáp xuùc ôû beà maët gheùp laøm giaûm söùc beàn moûi cuûa truïc. Phaïm vi söû duïng: moái gheùp ñoä doâi ñöôïc söû duïng roäng raõi trong caùc ngaønh cheá taïo maùy: gheùp caùc baùnh raêng, voâ laêng, oå laên, ñóa tuabin vaøo truïc; caùc phaàn cuûa truïc khuyûu vaø baùnh vít. Trong thöïc teá thöôøng duøng phoái hôïp moái gheùp baèng ñoä doâi vôùi moái gheùp baèng then hoaëc then hoa. Trong tröôøng hôïp ñoù tuyø theo kieåu moái gheùp naøo laøm nhieäm vuï chính yeáu ñeå tính toaùn, sai soá trong tính toaùn ñöôïc buø laïi baèng caùch choïn öùng suaát cho pheùp hôi cao hôn moät chuùt. 3. Tính toaùn moái gheùp baèng ñoä doâi: Muïc ñích tính toaùn laø vôùi taûi troïng ñaõ cho phaûi xaùc ñònh kieåu laép thoûa maõn nhöõng ñieàu kieän sau: - Baûo ñaûm caùc moái gheùp khoâng bò di ñoäng töông ñoái vôùi nhau; - Baûo ñaûm söï laøm vieäc bình thöôøng cuûa caùc tieát maùy (tieát maùy coù theå bò hoûng hay bieán daïng do ñoä doâi quaù lôùn). Do ñoù tính toaùn goàm 2 baøi toaùn nhoû: Xaùc ñònh söùc beàn cuûa moái gheùp (baûo ñaûm khoâng tröôït töông ñoái); Kieåm tra söùc beàn cuûa caùc tieát maùy gheùp. a. Tính beàn cuûa moái gheùp: Muoán choïn ñöôïc kieåu laép thích hôïp ta phaûi tính ñoä doâi caàn thieát ñeå ñaûm baûo ñieàu kieän beàn cuûa moái gheùp. Do ñoù tính toaùn tieán haønh theo nhöõng böôùc sau: 1) Xaùc ñònh aùp suaát caàn thieát p: aùp suaát caàn thieát treân beà maët gheùp phaûi thoûa maûn ñieàu kieän löïc masaùt sinh ra thaéng ñöôïc ngoaïi löïc taùc duïng: Chương 15. Chi tiết máy ghép 15.4 Mối ghép bằng độ dôi 3. Tính toaùn moái gheùp baèng ñoä doâi: a. Tính beàn cuûa moái gheùp (t): Tröôøng hôïp moái gheùp chòu löïc doïc truïc F: k.F  Fms = f.p..d.l ; hay: p  k.F / (.f.d.l) trong ñoù: p - aùp suaát caàn thieát; k - heä soá an toaøn (1,5  3); f - heä soá masaùt; d, l - ñöôøng kính vaø chieàu daøi beà maët laép. Tröôøng hôïp moái gheùp chòu moâmen xoaén T: k.T  f.p..d.l.(d / 2); hay: p  2.k.T / (.f.d2.l) trong ñoù: f - heä soá masaùt, f = 0,08 vôùi phöông phaùp eùp; khi nung noùng hay laøm laïnh, f = 0,14. Tröôøng hôïp moái gheùp chòu T vaø F: k  F2 + (2 T / d)2  (f.p. .d.l); p  k. F2 + (2.T / d)2 / (f. .d.l) 2) Xaùc ñònh ñoä doâi: Theo lyù thuyeát tính toaùn oáng daày cuûa Lame, giöõa aùp suaát sinh ra treân beà maët tieáp xuùc vaø ñoä doâi coù heä thöùc: p =  / [d.(C1 /E1 + C2 /E2)] hay  = p.d.[C1 /E1 + C2 /E2] 2 2 2 2 trong ñoù:  - ñoä doâi tính toaùn; C1 = (d + d1 ) / (d - d1 )- 1 ; 2 2 2 2 C2 = (d2 + d ) / (d2 - d )- 2; d - ñöôøng kính laép gheùp; d1 - ñöôøng kính loã cuûa tieát maùy bò bao (neáu truïc ñaëc d1 = 0); d2 - ñöôøng kính ngoaøi cuûa tieát maùy bao; E1,E2 - moâñun ñaøn hoài cuûa tieát maùy bò bao vaø tieát maùy bao, vôùi theùp 4 4 E=(2122)10 Mpa, gang: E=(1214)10 Mpa; 1, 2 - heä soá poaùtxoâng cuûa tieát maùy bò bao vaø tieát maùy bao; vôùi theùp =0,3 vaø vôùi gang =0,25. Khi laép eùp, ñænh nhaáp nhoâ beà maët bò san baèng moät phaàn neân ñoä doâi caàn thieát c phaûi xeùt ñeán: c =  + 1,2 (Rz1 + Rz2) trong ñoù: Rz1,Rz2 - chieàu cao caùc ñænh nhaáp nhoâ lôùn nhaát treân beà maët gheùp (baûng ñoä nhaün gia coâng). 3) Choïn kieåu laép: Theo c tra baûng dung sai laép gheùp choïn kieåu laép sao cho ñoä doâi nhoû nhaát ≥ c. Chương 15. Chi tiết máy ghép 15.4 Mối ghép bằng độ dôi 3. Tính toaùn moái gheùp baèng ñoä doâi: b. Kieåm tra ñoä beàn vaø bieán daïng cuûa tieát maùy gheùp: Vôùi kieåu laép ñaõ choïn ôû treân, chuùng ta phaûi kieåm tra xem moái gheùp coù ñuû beàn khoâng vaø öùng suaát sinh ra trong moái gheùp coù gaây ra bieán daïng quaù lôùn khoâng. Baøi toaùn coù theå tieán haønh theo caùc böôùc sau: - Xaùc ñònh ñoä doâi kieåm tra t: t = max - 1,2 (Rz1 + Rz2) - Xaùc ñònh aùp suaát sinh ra trong moái gheùp: p = t / [d.(C1 /E1 + C2 /E2)] (1) - Xaùc ñònh ñieàu kieän beàn cuûa caùc tieát maùy gheùp: Ñeå xaùc ñònh ñieàu kieän beàn cuûa caùc tieát maùy gheùp chuùng ta söû duïng coâng thöùc Lameâ veà söï phaân boá caùc öùng suaát theo höôùng taâm (r) vaø höôùng tieáp tuyeán (t) sinh ra trong tieát maùy bao vaø bò bao. Theo thuyeát beàn öùng suaát tieáp lôùn nhaát ta coù ñieàu kieän ñeå caùc tieát maùy khoâng sinh bieán daïng deûo: td = 1 - 3 ch Ñoái vôùi tieát maùy bao (ñieåm nguy hieåm laø meùp trong): 2 2 2 2 1 = t = p.(d2 + d ) / (d2 - d ); 3 = r = -p 2 2 2 do ñoù: td = 1 - 3 = p.[2.d2 / (d2 - d )] ch2 2 2 2 hay: p ch2.(d2 - d ) / (2.d2 ) (2) trong ñoù: ch2 - giôùi haïn chaûy cuûa vaät lieäu tieát maùy bao. Ñoái vôùi tieát maùy bò bao (truïc) ñieåm nguy hieåm laø meùp trong: 2 2 2 1 = r = 0 ; 3 = t = - p.[2.d / (d - d1 )] ch2 do ñoù: 2 2 2 2 2 2 td = 1 - 3 = p.[2.d / (d - d1 )] ch1 hay: p ch1.(d - d1 ) / (2.d ) (3) Nhö vaäy aùp suaát p xaùc ñònh theo (1) phaûi ñöôïc kieåm tra coù thoûa maõn ñieàu kieän (2) vaø (3) khoâng. Chương 15. Chi tiết máy ghép 15.4 Mối ghép bằng độ dôi 3. Tính toaùn moái gheùp baèng ñoä doâi: b. Kieåm tra ñoä beàn vaø bieán daïng cuûa tieát maùy gheùp (t): Kieåm tra ñoä bieán daïng beà maët töï do cuûa caùc tieát maùy: Ñoái vôùi moät soá tieát maùy ñöôïc laép gheùp, chuùng ta phaûi giôùi haïn ñoä bieán daïng beà maët töï do cuûa chuùng ñeå traùnh nhöõng aûnh höôûng ñeán yeâu caàu laøm vieäc: kieåm tra löôïng taêng ñöôøng kính tieát maùy bao d2 > 0 vaø löôïng giaûm ñöôøng kính cuûa chi tieát maùy bò bao d1. Trong phaïm vi bieán daïng ñaøn hoài, theo ñònh luaät Huc ta coù: - Ñoái vôùi tieát maùy bò bao: d1 = max.d1 /E1 2 2 2 2 max = td1 = p.(2.d ) / (d - d1 )=2.p/[1-(d1 / d) ] 2 d1 = 2.p.d1 / [E1.(1 - (d1 / d) )] - Ñoái vôùi tieát maùy bao: d2 = max.d2 /E2 2 2 2 max = p.[2.d2 / (d2 - d )] 2 d2 = 2.p.d2 / [E2.((d2 / d) - 1)] vôùi d1 vaø d2 cho tröôùc ta coù baøi toaùn ngöôïc vôùi baøi toaùn treân. Neáu ñieàu kieän giôùi haïn bieán daïng khoâng phuø hôïp, khaéc phuïc baèng caùch gia coâng laïi beà maët töï do. Chương 15. Chi tiết máy ghép 15.5 Mối ghép bằng đinh tán 1. Giới thiệu mối ghép đinh tán: Các tấm ghép 1 và 2 được liên kết trực tiếp với nhau bằng các đinh tán số 3, hoặc liên kết thông qua tấm đệm số 4 và các đinh tán số 3. - Nguyên tắc liên kết: Thân đinh tán tiếp xúc với lỗ của các tấm ghép và các tấm đệm, đinh tán có tác dụng như một cái chốt cản trở sự trượt tương đối giữa các tấm ghép với nhau, giữa các tấm ghép với