Chương 2 những chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc của chi tiết máy

Trong đó : S là hệ số an toàn tính toán của chi tiết máy, 2.1.2 Cách xác định ứng suất sinh ra trong chi tiết máy - CTM có trang thái ứng suất đơn chỉ có σ ,hoặc chỉ có τ - CTM có trang

Nội dung

2.1 Yêu cầu chung của máy TK 2.2 Độ bền

2.3 Độ cứng

2.4 Độ bền mòn

2.5 Khả năng chịu nhiệt

2.6 Độ ổn định Dao động

2.1 Yêu cầu chung của máy thiết kế:

Yêu cầu chung

về TK chế tạo:

Những yêu cầu chung về vận hành: Những yêu cầu chung về xã hội:

 Độ tin cậy cao

 Năng suất máy

 Giá thành máy

 Giá thành gia công

 Chất lượng gia công

 Tỷ suất lợi nhuận

 Tính cơ động của máy

 Bảo đảm khả năng làm việc

 Tính công nghệ cao

 Mức độ quy cách hóa, tiêu chuẩn hóa cao

 Mức độ tiêu hao nguyên vật liệu

 Khả năng phát minh sáng chế

 An toàn

 Thuận tiện

 Thẩm mỹ

 Môi trường

2.2 Độ bền:

2.1.1 Yêu cầu về độ bền

Các điều kiện bền:

σ ≤ [σ]; τ ≤ [τ]; S ≤ [S]

Trong đó : S là hệ số an toàn tính toán của chi tiết máy,

2.1.2 Cách xác định ứng suất sinh ra trong chi tiết máy

- CTM có trang thái ứng suất đơn (chỉ có σ ,hoặc chỉ có τ)

- CTM có trang thái ứng suất phức tạp (có cả σ và τ )

- CTM có diện tích tiếp súc giữa hai bề mặt khá lớn

a- đối với các chi tiết máy chịu tải trọng không đổi

b Đối với các chi tiết máy chịu tải trọng thay đổi

2.2 Độ bền:

• Ưs sinh ra trong CTM được tính theo

chế độ tải trọng tương đương:

Mtđ = M1

M1 : là tải trọng lớn nhất trong chế độ

tải trọng thay đổi

* Thời gian làm việc tương đương tbtđ

2.3 Độ cứng

2.3.1 Yêu cầu về độ cứng

Chi tiết máy được coi là không đủ cứng, khi lượng biến dạng đàn hồi của

nó vượt quá giá tri cho phép

2.3.2 Cách đánh giá độ cứng

∆l ≤ [∆l]; y ≤ [y]; Ѳ ≤ [Ѳ]; φ ≤ [φ]; ∆h ≤ [∆h]

Trong đó :

∆l là độ dãn dài hoặc độ co của chi tiết máy khi chịu tải,

y là độ võng của chi tiết máy bị uốn,

θ là góc xoay của tiết diện chi tiết máy bị uốn,

φ là góc xoắn của chi tiết máy bị xoắn,

∆h là biến dạng của bề mặt tiếp xúc

[∆l], [y], [ θ], [φ] và [∆h] là giá trị cho phép của các biến dạng

2.4 Độ bền mòn

- Khi hai bề mặt tiếp súc có áp p, có trượt tương đối với nhau và có ma sát,

thì bao giờ cũng có hiện tượng mòn

- Áp suất càng lớn, vận tốc trượt tương đối càng lớn,hệ số ma sát càng lớn thì tốc độ mòn càng nhanh

- Giữa áp suất p và quãng đường ma sát s có liên hệ theo hệ thức sau :

Pm.S = const

m: Số mũ phụ thuộc hệ số ma sát f của bề mặt tiếp xúc (f=0,01-0,09 lấy m=3; f=0,1-0,3 lấy m=2)

- Để đảm bảo độ bền mòn p ≤ [p]

p là áp suất trên bề mặt tiếp xúc, v là vận tốc trượt tương đối giữa hai bề mặt

2.5 Khả năng chịu nhiệt

2.4.1 Tác hại của chỉ tiêu chịu nhiệt

+ làm giảm cơ tính của vật liệu, dẫn đến làm giàm khả năng chị tải của chi tiết máy

+ làm giảm độ nhớt của dầu, mỡ bôi trơn, tăng khả năng mài mòn

+ chi tiết máy bị biến dạng nhiệt lớn làm thay đổi khe hở trong các liên kết động, có thể đẫn đến kẹt tắc, hoặc gây nên cong vênh

2.4.2 Cách đánh giá chỉ tiêu chịu nhiệt của máy

θ ≤ [θ]

Trong đó : θ là nhiệt độ làm việc của máy, bộ phận máy

[θ] là nhiệt độ cho phép của máy

Khi chi tiết máy không đủ chỉ tiêu chịu nhiệt, có thể chọn lại chất bôi trơn

để tăng nhiệt độ cho phép [θ]

Hoặc làm giảm nhiệt độ làm việc Ѳ bằng cách:

+ tăng diện tích bề mặt tỏa nhiệt At ,bằng cách dùng các gân,cánh tản nhiệt

+ tăng hệ số tỏa nhiệt kt ,bằng cách dùng quạt gió, hoặc phun nước

+ dùng các thiết bị làm mát

2.3 Độ cứng:

2.3.1 Khái niệm cơ bản:

Vai trò của chỉ tiêu độ cứng trong thiết kế chi tiết máy

Độ cứng thể tích

Độ cứng tiếp xúc

Độ cứng thể tích

Độ cứng tiếp xúc:

 Giữa con lăn và mặt phẳng (công thức Belaev)

 Có tính đến nhấp nhô tế vi (công thức Votinov)

2.3.2 Tính toán độ cứng:

2.3 Độ cứng:

2.3.3 Các phương pháp nâng cao độ cứng:

Dùng vật liệu hợp lý (Module đàn hồi tỉ lệ thuận với độ cứng)

Chọn hình dạng tiết diện ngang hợp lý

Chọn kết cấu chịu tải hợp lý (kết cấu đối xứng, ưu tiên kéo nén…)

Sử dụng và phân bố các ổ trục hợp lý để tăng độ cứng tiếp xúc

Dùng đối trọng để tạo biến dạng ngược bù trừ

Phối hợp hợp lý về độ cứng của các chi tiết máy trong cùng hệ thống Giảm biến dạng cục bộ của các chi tiết vỏ, thân hộp

2.4 Độ bền mòn:

2.4.1 Khái niệm cơ bản:

Đường cong mòn theo thời gian

Đại lượng đặc trưng cho quá trình mòn:

 Lượng mòn

 Cường độ mòn

 Cường độ mòn đối với các bộ truyền ăn khớp

Tác hại lên chi tiết máy của quá trình mòn:

 Giảm độ chính xác

 Giảm hiệu suất

 Giảm độ bền

 Tăng tiếng ồn

2.4 Độ bền mòn:

2.4.2 Tính toán độ bền mòn:

Theo áp suất cho phép

Đường cong mòn

Sử dụng vật liệu hợp lý

Giảm tải ở các bề mặt chịu ma sát

Bôi trơn, làm nguội tốt

Giảm lượng hạt mài rơi vào vùng ma sát

Thay ma sát trượt bằng ma sát lăn

Bảo đảm mòn đều ở các chi tiết trong cùng hệ thống

Chuyển mòn vào các chi tiết rẻ tiền, dễ điều chỉnh hoặc thay thế

Sử dụng các kết cấu để điều chỉnh khe hở khi mòn

2.4.3 Các biện pháp giảm mòn:

2.5 Khả năng chịu nhiệt:

Nguồn sinh nhiệt trong máy móc

Tác hại của nhiệt trên máy móc, thiết bị:

 Giảm độ bền

 Giảm tính năng bôi trơn của dầu bôi trơn

 Thay đổi các khe hở làm việc

 Thay đổi tính chất của bề mặt làm việc

 Giảm độ chính xác của máy

Các biện pháp nâng cao khả năng chịu nhiệt của chi tiết máy:

 Tính toán cân bằng nhiệt cho máy

 Sử dụng vật liệu chịu nhiệt

 Sử dụng hệ thống bôi trơn, làm mát

2.6 Dao động và tiếng ồn:

Ảnh hưởng của dao động trên hoạt động của thiết bị

Tính toán tần số riêng phải được tiến hành cho toàn hệ thống chứ không cho từng chi tiết máy riêng lẻ

Các biện pháp chống ồn cho máy móc thiết bị:

 Tăng độ chính xác và chất lượng gia công

 Sử dụng các kết cấu có khả năng giảm hiện tượng va đập

 Sử dụng vật liệu có ma sát nội cao

 Sử dụng các bộ phận giảm chấn

Tiếng ồn sinh ra do va đập với nhau của các bộ phận trong máy móc thiết bị

2.7 Độ tin cậy:

Cơ sở để tính toán độ tin cậy bằng lý thuyết xác suất

Chỉ tiêu độ tin cậy rất quan trọng đối với các máy hoặc dây chuyền mà

sự hỏng hóc của một chi tiết sẽ dẫn đến ngưng trệ cho toàn hệ thống

Các biện pháp nâng cao độ tin cậy:

 Máy càng đơn giản ít chi tiết càng tốt

 Các chi tiết máy của hệ thống nên có độ tin cậy gần bằng nhau

 Sử dụng các chi tiết tiêu chuẩn (độ phân tán tuổi thọ nhỏ, chất

lượng cao, dễ tìm cho việc thay thế)

 Thiết kế các chi tiết dễ hỏng sao cho dễ thay thế, sửa chữa

Các tính toán kinh tế dựa trên độ tin cậy của thiết bị

2.8 Tối ưu hóa kết cấu:

Thí dụ về tạo phôi

Thí dụ về gia công vừa đúng các bề mặt cần thiết Thí dụ về giảm nguyên công trong gia công phẳng Thí dụ về giảm nguyên công trong gia công lỗ

Thí dụ về lắp ráp

2.9 Lựa chọn vật liệu trong thiết kế máy:

2.10 Tính công nghệ của chi tiết máy:

2.11 Dung sai và lắp ghép:

Dung sai

Lắp ghép

Biểu diễn lỗ

Biểu diễn trục

Hệ thống lỗ

Hệ thống trục

Lắp có độ dôi

Lắp có khe hở

Lắp trung gian

25 +0,025 -0,005

H7/k6

H7 /k6 H7/ k6

A

D

H

S

U a

d

h

s

u

H7/k6, H9/d9, H7/h6 D11/h11, P9/h9, E9/f8

H7/p6, H7/r6, H7/u8…

H7/e8, H7/g6, H7/h6…

H7/js6, H7/k6, H7/n6…

2.12 Độ nhám bề mặt:

Các cấp độ nhám bề mặt

2.13 Tiêu chuẩn hóa trong thiết kế:

Những lợi điểm của tiêu chuẩn hóa:

 Giảm chủng loại chi tiết máy thiết kế

 Tăng chất lượng sản phẩm, tuổi thọ chi tiết máy

 Bảo đảm tính lắp lẫn

 Giảm công sức thiết kế

Các cấp tiêu chuẩn tại Việt Nam:

 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN

 Tiêu chuẩn ngành TCN

 Tiêu chuẩn vùng TCV

 Tiêu chuẩn cơ sở TC