Giáo trình Nguyên lý chi tiết máy sợi dệt (Ngành: Công nghệ sợi, dệt - Trình độ: Cao đẳng) - Trường CĐ Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex TP. HCM

Giáo trình Nguyên lý chi tiết máy sợi dệt được biên soạn theo chương trình môn học Nguyên lý chi tiết máy sợi dệt Ngành Công nghệ sợi dệt Khoa Công nghệ dệt may – Trường Cao đẳng Kinh tế – Kỹ thuật Vinatex TP. Hồ Chí Minh. Ngoài phần Mở đầu trình bày tóm tắt về dây chuyền công nghệ hoàn tất vải, mục tiêu và ý nghĩa chung của nguyên lý chi tiết máy sợi dệt yêu cầu về chất lượng nước trong hoàn tất sản phẩm dệt các nội dung còn lại của giáo trình bao gồm 2 chương. Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm những nội dung chi tiết.

TẬP ĐOÀN DỆT MAY VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẲNG KINH TẾ -KỸ THUẬT VINATEX TP HCM

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: NGUYÊN LÝ CHI TIẾT MÁY SỢI DỆT

NGÀNH: CÔNG NGHỆ SỢI, DỆT TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ- ngày … tháng năm …

của u tr n r n ao đ n n n h hành phố h nh

TP.HCM, năm 2017

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

LỜI GIỚI THIỆU

Giáo trình Nguyên lý chi tiết máy sợi dệt được biên soạn theo chư ng trình môn học Nguyên lý chi tiết máy sợi dệt Ngành Công nghệ s i dệt Khoa Công nghệ dệt may – Trư ng Cao đẳng Kinh tế – K thuật Vinatex TP Hồ Chí Minh Do phục vụ cho học tập của sinh viên ngành sợi – dệt nên nội dung của giáo trình được biên soạn tập trung vào quy trình công nghệ tiền xử lý các loại vật liệu dệt được sử dụng phổ biến hiện nay; thêm vào đó là nh ng lưu ý để đạt được hiệu quả và cho chất lượng tốt khi áp dụng các quy trình công nghệ tiền xử lý cho m i loại vật liệu được đ c kết t

th c tế tại các doanh nghiệp trong nh ng n m qua

Ngoài phần M đầu trình bày tóm t t về d y chuyền công nghệ hoàn tất vải mục tiêu và ý ngh a chung của Nguyên lý chi tiết máy sợi dệt yêu cầu về chất lượng nước trong hoàn tất sản ph m dệt các nội dung c n lại của Giáo trình bao gồm 2 chư ng:

Do hiện nay c n có s khác nhau về việc sử dụng thuật ng trong ngành dệt – nhuôm, mặc dù đ rất nhiều cố g ng trong quá trình biên soạn song không thể tránh được thiếu sót Ch ng tôi mong nhận được s góp ý của bạn đọc để giáo trình ngày càng được hoàn thiện

Mọi ý kiến đóng góp xin g i về địa chỉ: Bộ môn Công nghệ sợi dệt Khoa Công nghệ dệt may Trư ng Cao đẳng Kinh tế - K thuật Vinatex TP Hồ Chí Minh số 586 Kha Vạn C n phư ng Linh Đông Quận Thủ Đức TP Hồ Chí Minh

PHẦN A: NGUYÊN LÝ MÁY 1

Chư ng I: CẤU TRÚC CƠ CẤU 1

I ĐỊNH NGHĨA VÀ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1

II BẬC TỰ DO CỦA CƠ CẤU 7

Chư ng II: ĐỘNG HỌC CƠ CẤU 10

I ĐẠI CƯƠNG 10

II PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH 11

III PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẰNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP HỌA ĐỒ VECTOR 11

Chư ng III: CƠ CẤU PHẲNG TOÀN KHỚP THẤP 13

I ĐẠI CƯƠNG 13

II CƠ CẤU BỐN KHÂU BẢN LỀ 14

III ĐẶC ĐIỂM ĐỘNG HỌC CƠ CẤU 4 KHÂU BẢN LỀ 14

IV CƠ CẤU TAY QUAY CON TRƯỢT 17

V CƠ CẤU CU LÍT 17

VI CƠ CẤU CAM 18

VII CƠ CẤU BÁNH RĂNG 22

VIII CƠ CẤU BÁNH RĂNG KHÔNG GIAN 28

PHẦN B: CHI TIẾT MÁY 31

Chư ng IV: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CHI TIẾT MÁY 31

I KHÁI NIỆM VỀ CHI TIẾT MÁY 31

II CÁC YÊU CẦU CHUNG CỦA THIẾT KẾ MÁY 31

III CÁC CHỈ TIÊU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC 32

Chư ng V: BỘ TRUYỀN XÍCH 39

I ĐẠI CƯƠNG 39

II KẾT CẤU XÍCH TRUYỀN ĐỘNG 41

III THÔNG SỐ HÌNH HỌC VÀ ĐỘNG HỌC BỘ TRUYỀN XÍCH 44

IV TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH 48

Chư ng VI: BỘ TRUYỀN ĐAI 53

I ĐẠI CƯƠNG 53

II CƠ HỌC BỘ TRUYỀN ĐAI 58

III TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI 64

Chư ng VII: BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 66

I ĐẠI CƯƠNG 66

II THÔNG SỐ HÌNH HỌC 67

III CÁC DẠNG HỎNG CỦA BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 71

IV VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÁNH RĂNG 73

Chư ng VIII: TRỤC 75

I ĐẠI CƯƠNG 75

II CÁC DẠNG HỎNG CỦA TRỤC 76

III VẬT LIỆU CHẾ TẠO TRỤC 76

Chư ng IX: Ổ LĂN 78

I ĐẠI CƯƠNG 78

II VẬT LIỆU CHẾ TẠO Ổ LĂN 81

III CÁC DẠNG HỎNG Ổ LĂN 81

IV TRÌNH TỰ LỰA CHỌN Ổ LĂN 82

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN

Tên môn học/mô đun: Công nghệ tiền xủa lý sản phẩm dệt

Mã môn học/mô đun: MH10

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun:

- Vị trí:

- Tính chất:

- Ý ngh a và vai tr của môn học/mô đun:

Mục tiêu của môn học/mô đun:

- Về kiến thức:

- Về k n ng:

- Về n ng l c t chủ và trách nhiệm:

Nội dung của môn học/mô đun:

PHẦN A: NGUYÊN LÝ MÁY

Chương I: CẤU TẠO CƠ CẤU

I ĐỊNH NGHĨA VÀ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1 Cơ cấu và máy

1.1 Cơ cấu: C cấu là tập hợp nh ng vật thể chuyển động theo qui luật xác định có

nhiệm vụ biến đổi hay truyền chuyển động

Ví dụ:

C cấu bánh r ng dùng để truyền chuyển động quay t trục chủ động sang trục

1.3 Phân lọai máy: Tùy theo nhiệm vụ máy được chia thành hai lọai chính

- Máy n ng lượng: nhiệm vụ biến đổi các dạng n ng lượng

- Máy công tác: sử dụng c n ng làm ra công có ích Máy công tác dụng để

th c hiện các qui trình công nghệ khác nhau trong sản xuất: biến đổi hình dáng kích thước vị trí trạng thái … của sản ph m hay nguyên liệu Ví dụ: máy tiện máy dệt…

- Máy tổ hợp: gồm các lọai máy được phối hợp với nhau để th c hiện một nhiệm vụ cụ thể nào đó

- Máy t động: các động tác của máy được th c hiện một cách t động bằng các

c cấu của ch ng mà không cần s can thiệp của con ngư i

2 Chi tiết máy và khâu

2.1 Chi tiết máy/tiết máy: Máy hay c cấc có thể tháo r i ra thành nhiều bộ phận khác

nhau, bộ phận không thể tháo r i ra được n a gọi là chi tiết máy

Hình 1.3 Chi tiết máy

2.2 Khâu: Trong c cấu và máy toàn bộ nh ng bộ phận có chuyển động tư ng đối so

với bộ phận khác gọi là kh u

Hình 1.4 Chi tiết máy

3 Thành phần khớp động và khớp động

- Bậc t do (btd) của kh u

+ Một khả n ng chuyển động độc lập đối với một hệ qui chiếu  một btd

+ Gi a hai kh u trong mặt phẳng  3 btd: Tx, Ty, Qz

+ Gi a hai kh u trong không gian  6 btd: Tx, Ty, Tz, Qx, Qy, Qz

Hình 1.5 Bậc tự do

- Nối động: để tạo thành c cấu các kh u không thể r i nhau mà phải được liên kết với nhau theo một qui cách xác định nào đó sao cho khi nối với nhau các kh u vẫn còn khả n ng chuyển động tư ng đối  nối động các kh u

4.1.Theo số ràng buộc k: Ta xét một ví dụ sau đ y: Một vật trong không gian theo hệ

trục tọa độ ĐềCác có 6 khả n ng chuyện động t do đó là 3 khả n ng chuyển động tịnh tiến và 3 khả n ng quay theo các trục

- Mặt phẳng OXY là mặt phẳng c bản: Các chuyển động t do là TX, Ty, Qz

- Mặt phẳng OYZ: Các chuyển động t do là Tz, Ty, Qx, Tuy nhiên Ty đ thể hiện mặt phẳng OXY nên mặt phẳng OYZ có 2 chuyển động t do là Tz,Qx,

- Mặt phẳng OZX: Có các chuyển động t do là TZ,TX,Qy Và TX, Tz đ thể hiện hai mặt phẳng kia nên mặt phẳng OZX có 1 chuyển động t do là Qy.

Ta nói rằng hai kh u để r i trong không gian thì có 6 bậc t do tư ng đối với nhau

Tuy nhiên nếu cho hai kh u tiếp x c với nhau tạo thành khớp động thì do

nh ng liên hệ hình học của khớp nên bậc t do gi a hai kh u không c n đủ là 6 n a

- Trên lược đồ kh u phải thể hiện đầy đủ các khớp chuyển động các kích thước

có ảnh hư ng đến chuyển động của kh u và chuyển động của c cấu

- Chu i động: Nhiều kh u nối với nhau tạo thành một chu i động

- Ph n lọai c cấu: tư ng t như đối với chu i động

II BẬC TỰ DO CỦA CƠ CẤU

1 Định nghĩa

- Bậc t do (btd) của c cấu là thông số độc lập

- Cần thiết để xác định hoàn toàn vị trí của c cấu nó cũng là số khả năn

chuyển độn t ơn đố độc lập của cơ cấu đó

2 Tính bậc tự do của cơ cấu không gian (trư ng hợp tổng quát)

W = W0 – R

Trong đó: W0 – bậc t do tổng cộng của các khâu độn nếu để r

R – số ràng buộc của tất cả khớp động trong c cấu

W – bậc t do của c cấu

2.1 Số bậc tự do trong cơ cấu

1 kh u để r i trong không gian có 6 btd  btd tổng cộng của n kh u động là

W0 = 6n

2.2 Số ràng buộc chứa trong cơ cấu

Khớp lọai k hạn chế k bậc t do Nếu gọi pk là số khớp lọai k chứa trong c cấu

 tổng các rang buộc do pk khớp lọai k g y nên là k.pk Do đó

5

1

k k

Hình 1.14 Khâu bản lề

- Ràn buộc trực t ếp: ràng buộc gi a hai kh u do khớp nối tr c tiếp gi a hai

kh u đó được gọi là ràng buộc tr c tiếp

- Ràn buộc án t ếp: nếu tháo khớp A gi a kh u 1 và 4 có ràng buộc gián

k k

b Số ràng buộc chứa trong c cấu

- C cấu phẳng có hai lọai khớp

+ khớp lọai 4 chứa 1 ràng buộc

+ khớp lọai 5 chứa 2 ràng buộc tổng số ràng buộc trong c cấu:

3 Trình bày bậc t do của c cấu ?

4 Trình bày cách thay thế khớp cao bằng khớp thấp ?

Chương II: ĐỘNG HỌC CƠ CẤU

I ĐẠI CƯƠNG

Ph n tích động học c cấu là nghiên cứu quy luật chuyển động của c cấu khi

đ biết trước lược đồ động của c cấu và quy luật chuyển động của kh u dẫn

+ Thiếu chính xác do sai số d ng hình sai số đọc…

+ Phư ng pháp đồ thị kết quả cho quan hệ gi a một đại lượng động học theo một thông số nhất định thư ng là kh u dẫn

+ Phư ng pháp họa đồ vector kết quả không lien tục chỉ các điểm r i rạc

+ Đối với một số c cấu công thức giải tích rất phức tạp và khó kiểm tra

II PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH

Xét c cấu tay quay – con trượt lệch t m có vị trí đang xét như hình vẽ

Cho: lAB, lBC, 1 là hằng số và độ lệch t m e

Xác định các giá trị:

- Tọa độ con trượt xC

- Vận tốc con trượt vC

- Gia tốc con trượt aC

Hình 2.1 Tay quay con trƣợt

+ Hai điểm A1, A2 trùng nhau thuộc hai kh u đang chuyển động song phẳng

tư ng đối đối với nhau

Hình 2.3 Định lý gia tốc

+ Hai điểm A A1, 2trùng nhau thuộc hai kh u đang chuyển động song phẳng

tư ng đối đối với nhau

// _ _ 90 _ _ 2

Điều kiện để giải một phư ng trình vector

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG II

1 Trình bày ưu nhược điểm của phư ng pháp đồ thị phư ng pháp họa đồ vector ?

2 Trình bày phư ng pháp giải tích ?

3 Ph n tích động học c cấu bằng phư ng pháp họa đồ vector ?

Chương III: CƠ CẤU PHẲNG TOÀN KHỚP THẤP

I ĐẠI CƯƠNG

- C cấu phẳng t an khớp thấp là c cấu phẳng trong đó khớp động gi a các

kh u là khớp thấp (khớp tịnh tiến lọai 5 hay khớp bản lề)

- Được sử dụng nhiều trong th c tế k thuật

+ C cấu culit dùng trong máy bào

+ C cấu tay quay – con trượt dùng trong động c nổ máy ép thủy l c…

+ C cấu 4 kh u bản lề dung trong hệ thống giảm chấn của xe đạp …

Hình 3.1 Cơ cấu toàn phẳng

- Ưu điểm + Thành phần tiếp x c là mặt nên áp suất tiếp x c nhỏ + Bền m n và khả n ng truyền l c cao

+ Chế tạo đ n giản và công nghệ gia công khớp thấp

tư ng đối hoàn hảo + Chế tạo và l p ráp dễ đạt độ chính xác cao + Không cần các biện pháp bảo t an như khớp cao + Dễ dàng thay đổi kích thước động của c cấu bằng cách điều chỉnh khỏang cách gi a các bản lề

+ Việc này khó th c hiện các c cấu với khớp cao

- Nhược điểm + Việc thiết kế các c cấu này theo nh ng điều kiện cho trước rất khó

+ Khó th c hiện chính xác bất kỳ qui luật chuyển động cho trước nào

+ Số bậc t do thấp kém linh hoạt

Hình 3.2 Ưu nhược

của cơ cấu toàn phẳng

II CƠ CẤU BỐN KHÂU BẢN LỀ

- C cấu có 4 kh u nối với nhau bằng 4 khớp bản lề + Kh u 4 cố định: giá (frame)

+ Kh u 2 đối diện với giá: th nh truyền (coupler) + 2 kh u c n lại quay được t an v ng tay quay (crank) Không quay được t an v ng: tay quay (rocker)

- Được dùng nhiều trong th c tế + Kh u 1 quay kh u 3 quay: c cấu hình bình hành … + Khâu 1 quay kh u 3 l c: c cấu ba-t ng máy dệt …

+ Kh u 1 l c kh u 3 quay: c cấu bàn đạp máy may …

+ Kh u 1 l c kh u 3 l c: c cấu đo vải …

Hình 3.4 Ứng dụng bốn khâu bản lề III ĐẶC ĐIỂM ĐỘNG HỌC CƠ CẤU 4 KHÂU BẢN LỀ

1.Tỉ số truyền

- Trong c cấu 4 kh u bản lề

+ Kh u dẫn 1 quay đều với vận tốc góc 1

+ Kh u 2 chuyển động song phẳng với vận tốc góc 2

- Định lý Kennedy: Trong c cấu 4 kh u bản lề t m quay tức th i trong

chuyển động tư ng đối gi a hai kh u đối diện là giao điểm gi a hai đư ng t m của hai

Công thức trên được phát biểu dưới dạng định lý sau

- Định lý Willis: Trong c cấu 4 kh u bản lề đư ng th nh truyền chia đư ng giá

ra làm hai phần tỉ lệ nghịch với vận tốc của hai kh u nối giá

3

DP AP

l i l

Hình 3.7 Đặc điểm cơ cấu 4 khâu bản lề

3 1



      khâu dẫn và kh u bị dẫn quay cùng chiều và cùng vận tốc

- Hệ số n ng suất phụ thuộc + kết cấu của c cấu

+ chiều quay của kh u dẫn 1

+ chiều công nghệ của kh u bị dẫn

IV CƠ CẤU TAY QUAY CON TRƢỢT

Hình 3.9 Cơ cấu tay quay con trƣợt

180180

180 180

C cấu cam là c cấu c khớp lọai cao th c hiện chuyển động qua lại của khâu

bị dẫn nh vào đặc tính hình học của thành phần khớp cao trên kh u dẫn

Hình 3.11 Cơ cấu cam

2 Phân loại

- C cấu cam phẳng: các kh u chuyển động của một mặt phẳng hay trong các mặt phẳng song song nhau

+ Theo chuyển động của cam: cam quay cam tịnh tiến

+ Theo chuyển động của cần l c: l c tịnh tiến chuyển động song phẳng

+ Theo dạng đáy của cần: bằng nhọn con l n biên dạng bất kỳ

Hình 3.12 Cam phẳng

- C cấu cam không gian: các kh u chuyển động trong các mặt phẳng không song song nhau

Hình 3.13 Cam không gian

3 Phân tích động học cơ cấu cam

3.1 Đồ thị chuyển vị

3.1.1 Ph ơn pháp chuyển độn thực

Hình 3.14 Phương pháp chuyển động thực

Hình 3.17 Đồ thị vận tốc

3.3 Gia tốc

2 2

- Lập đồ thị chuyển vị đồ thị vận tốc và đồ thị gia tốc của cần cam

- Xác định t m quay của cam (tổng hợp động l c học)

- Xác định biên dạng cam (tổng hợp động l c học)

VII CƠ CẤU BÁNH RĂNG

1 Định nghĩa và phân lọai

- Định ngh a: C cấu bánh r ng là c cấu có khớp cao dung truyền chuyển động quay giũa hai trục với một tỉ số truyền xác định nh s n khớp tr c tiếp gi a hai kh u

định đư ng pháp tuyến chung của một cặp biên dạng phải

luôn c t đư ng nối t m tại một điểm cố định

+ Hai vòng tròn O O P1, 1  và O O P2, 2 l n không trượt lên

nhau gọi là v ng l n các bán kính được ký hiệu

+ Cặp bánh r ng nội/ngoại tiếp khi hai v ng l n nội/ngoại tiếp nhau

3 Đặc điểm của bánh răng thân khai

3.1 Đường ăn khóp, góc ăn khớp

Hình 3.21 Bánh răng thân khai

Hình 3.20 Cặp ăn khớp

3.3 Một vài thông số của bánh răng thân khai

Hình 3.22 Thông số bánh răng thân khai

- Bước r ng t x

xW

t  S

3.4 Điều kiện ăn khớp đều

- Giả sử t ng cặp biên dạng đối tiếp thỏa điều kiện c bản về n khớp

- Quá trình n khớp của một cặp bánh r ng là gồm nhiều cặp biên dạng đối tiếp

kế tiếp nhau lần lượt vào n khớp

- Khi chuyển tiếp t cặp biên dạng n khớp trước sang cặp biên dạng n khớp

kế tiếp sau định lý n khớp vẫn được thỏa?

- Để đảm bảo n khớp liên tục với tỉ số truyền cố định các cặp biên dạng đối tiếp của hai bánh r ng phải lien tục kế tiếp nhau vào tiếp x c trên đư ng n khớp  phải thõa m n các điều kiện

+ n khớp đ ng

+ n khớp trùng

+ n khớp khít

4 Khái niệm về hình thành biên dạng thân khai

4.1 Cách hình thành biên dạng thân khai

Hình 3.23 Cách hình thành bánh răng thân khai

- Chép hình

+ Biên dạng th n khai có được là do chép lại hình dáng của lưỡi c t

+ Hai kiểu dao dùng để chép hình: dao phay ngón dao phay d a

Hình 3.24 Chép hình

- Bao hình

+ Biên dạng th n khai có được là do một họ đư ng cong bao hình

+ Đư ng bị bao có thể là: đư ng th n khai hay một đư ng thẳng

Hình 3.25 Bao hình

Hình 3.26 Một số hình ảnh gia công bánh răng thân khai

4.2 Vẽ biên dạng thân khai

- Xét chuyển động tư ng đối giũa th nh r ng đối với bánh r ng các cạnh bánh

+ Cho phôi quay tr n với vận tốc 

+ Cho th nh r ng tịnh tiến với vận tốc v

+  và v thỏa quan hệ 0

os

r v c

5 Bánh răng thẳng và bánh răng nghiêng

+ Bánh r ng thẳng có các r ng nằm song song vói trục bánh r ng

+ Bánh r ng nghiêng có các r ng nằm nghiêng với một góc nghiêng 

2 Cơ cấu trục vít – bánh vít

Hình 3.31 Cơ cấu trục vít bánh vít

3 Cơ cấu bánh răng nón

Hình 3.32 Cơ cấu bánh răng nón

4 Hệ thống bánh răng

Hệ thống bánh r ng là hệ thống bao gồm nhiều bánh r ng lần lượt n khớp

nhau tạo thành một chu i

Hình 3.33 Hệ thống bánh răng

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG III

1 Trình bày c cấu 4 kh u bản lề ?

2 Trình bày c cấu tay quay con trượt?

3 Trình bày c cấu cam?

4 Trình bày c cấu bánh r ng ?

5 Trình bày định lý n khớp ?

PHẦN B: CHI TIẾT MÁY

Chương IV: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CHI TIẾT MÁY

I KHÁI NIỆM VỀ CHI TIẾT MÁY

Bất kỳ một máy làm việc nào dù đ n giản hay phức tạp đến đ u cũng đều được cấu tạo b i nhiều bộ ph n máy Ví dụ như một máy tiện thì bao gồm các bộ máy như:

Ụ động bàn xe dao hộp tốc độ ụ đứng…

M i bộ phận máy lại gồm nhiều ch t ết máy ghép lại ví dụ như ụ đứng của

máy tiện bao gồm ụ trục chính ổ trục bánh r ng trục…

Như vậy ta có thể hiểu ra chi tiết máy là phần tử các tạo đầu tiên hoàn chỉnh của máy Mặc dù chi tiết máy gồm nhiều loại kiểu khác nhau về hình dạng kích thước nguyên lý làm việc tính n ng… Nhưng đứng trên quan điểm thiết kế có thể

xếp chi tiết máy vào hai nhóm: h t ết máy c n dụn chun và h t ết máy c n

dụn r ên

h t ết máy c n dụn chun như bulon bánh r ng trục ổ trục… Là các chi

tiết máy được dùng phổ biến trong nhiều loại máy gia công khác nhau Nh ng tiết máy này nếu cùng loại thì có công dụng giống nhau đảm nhận được nh ng chức n ng giống nhau nó không phụ thuộc vào mục đích của máy Vì vậy ngư i ta tách các tiết máy công dụng chung ra để nghiên cứu trong một l nh v c khoa học độc lập được gọi

là môn Chi tiết máy

h t ết máy có c n dụn r ên như trục khuỷu van cam lệch t m cam

thùng… Chỉ được dung trong một số máy với nh ng công dụng nhất định Quá trình hoạt động của tiết máy công dụng riệng có liên quan mật thiết tới các máy tư ng ứng

do đó nó được nghiên cứu kèm với nh ng máy đó Và phư ng pháp tính toán thiết kế các tiết máy có công dụng riêng được trình bày nh ng cuốn giáo trình chuyên s u khác như Máy c t kim loại Động c 1…

II CÁC YÊU CẦU CHUNG CỦA THIẾT KẾ MÁY

Các yêu cầu có thể khác nhau đối với m i loại máy Tuy nhiên xét về mặt tổng quát ta có thể chia ra thành 3 nhóm yêu cầu

- Yêu cầu về thiết kế và chế tạo

- Yêu cầu về vận hành sử dụng

- Yêu cầu mặt x hội

1 Yêu cầu về thiết kế và chế tạo

1.3 Mức độ quy cách hóa, tiêu chuẩn hóa cao

Quy cách hóa là s vay mượn các chi tiết hoặc cụm chi tiết của các máy sẵn có trong quá trình thiết kế chế tạo máy mới

Tiêu chu n hóa là việc sử dụng trong máy mới các chi tiết hoặc cụm chi tiết được tiêu chu n hóa

Việc sử dụng các chi tiết hoặc cụm chi tiết được quy cách hóa hoặc tiêu chu n hóa sẽ gi p giảm th i gian gia công chế tạo ít chủng loại chi tiết dễ sửa ch a và thay thế đặc biệt là vấn đề giá cả cạnh tranh

1.4 Mức độ tiêu hao nguyên vật liệu

Việc thiết kế hợp lý tối ưu l a chọn vật liệu thích hợp sẽ làm giảm mức độ tiêu hao vật liệu và t đó mang lại hiệu quả kinh tế cao

2 Yêu cầu về vận hành

2.1 Độ tin cậy

Tiêu chu n này ngày càng được quan t m vì máy móc ngày càng phức tạp mức

độ t động hóa ngày càng cao và cư ng độ làm việc cũng t ng B i vậy ngư i thiết kế cần phải đánh giá đầy đủ và chính xác chế độ làm việc của máy độ tin cậy của tiết máy tính dễ sửa ch a thay thế của tiết máy

2.2 Năng suất máy

Đ y là chỉ tiêu hết sức quan trọng vì nó ảnh hư ng tr c tiếp tới giá thành sản xuất N ng suất của máy được đánh giá bằng số lượng công việc được th c hiện trong một khoảng th i gian nhất định

2.3 Giá thành máy

Để hạ giá thành máy móc ngư i thiết kế phải l a chọn s đồ nguyên lý

III CÁC CHỈ TIÊU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC

1 Độ bền

1.1 Khái niệm

Chi tiết máy được coi là đảm bảo độ bền khi nó không bị biến dạng dư lớn g y hỏng hoặc bề mặt làm việc không bị phá hủy

Các dạng hỏng chủ yếu liên quan đến độ bền của chi tiết máy

- Hỏng do mỏi: Xảy ra trong điều kiện tải trọng thay đổi Các dạng hỏng gồm tróc vì mỏi tróc r bề mặt g y r ng hoặc trục do mỏi…

- Biến dạng dẻo: Xảy ra do chi tiết bằng vật liệu dẻo bị quá tải các dạng biến dạng dẻo: cong trục d n trục hoặc bu lông…

- Lão hóa: Là hiện tượng chi tiết máy mất khả n ng chịu tải sau một quá trình chịu tải thay đổi chịu biến dạng Dạng hỏng này thư ng gặp các chi tiết phi kim loại chất dẻo…

- Phá hủy gi n: Thư ng gặp các chi tiết làm bằng vật liệu gi n có tập trung ứng suất lớn tải va đập

Có 2 loại độ bền chi tiết máy: Độ bền thể tích ( độ bền uốn xo n kéo nén

c t…) và độ bền tiếp x c ( dập tiếp x c )

Để tránh biến dạng dư lớn và g y hỏng chi tiết máy cần có đủ độ bền thể tích

Để tránh phá hủy bề mặt làm việc của chi tiết máy cần có đủ độ bền tiếp x c

Ngoài ra ngư i ta c n ch ý đến tính chất thay đổi của ứng suất sinh ra trong chi tiết máy ( hoặc tải trọng tác động lên chi tiết máy )

Nếu ứng suất không đổi ta tính theo độ bền t nh nếu ứng suất thay đổi ta tính theo độ bền mỏi

Điều kiện bền dùng để xác định kích thước và kiểm nghiệm các chi tiết tại các tiết diện nguy hiểm:

   tt vàtt là các ứng suất pháp và ứng suất tiếp tính toán

Tùy trư ng hợp cụ thể ta có thể áp dụng các công thức:

Khi kéo:      

A

F

n k

Khi tiếp x c: H  H

1.2 Các phương pháp nâng cao độ bền mỏi

Các yếu tố ảnh hư ng đến độ bền mỏi của chi tiết gồm:

- Vật liệu và phư ng pháp nhiệt luyện

- Hình dạng kết cấu chi tiết

- Kích thước chi tiết

- Công nghệ gia công bề mặt

- Đặc tính tải trọng

- Trạng thái ứng suất

Để n ng cao độ bền mỏi của chi tiết ta cần th c hiện các biện pháp:

Biện pháp thiết kế

- Kết cấu hình dạng chi tiết hợp lý

- Giảm tập trung ứng suất

Biện pháp công nghệ

- Dùng phư ng pháp gia công đặc biệt để t ng độ bền cho chi tiết bằng cách tạo

ra cấu tạo tinh thể nhỏ h n tạo bề mặt có ứng suất dư là nén

- Nhiệt luyện hóa luyện bề mặt

- Gia công tinh thể bề mặt: Phun bi l n ép…làm t ng ch c bề mặt g y cứng nguội lớp bề mặt…

2 Độ cứng

2.1 Khái niệm

Độ cứng là khả n ng chống lại s biến đổi hình dáng và kích thước của chi tiết máy dưới tác dụng của tải trọng Nếu một chi tiết không đủ độ cứng khi làm việc sẽ bị biến dạng đàn hồi vượt quá trị số cho phép do đó sẽ phá hủy điều kiện làm việc bình thư ng của tiết máy

L: Chiều dài chi tiết

A: Tiết diện mặt c t ngang

E: Modun đàn hồi

Trong đó:

G: Modun đàn hồi trượt

l: Chiều dài tính toán

J0: Moment quán tính toán độc c c

v ng ngoài của ổ bi ) là đư ng thẳng ( tiếp x c gi a 2 cặp bánh r ng bánh ma sát …)

Độ cứng tiếp x c được xác định theo công thức:

y: Đại lượng biến dạng do tiếp x c

2.3 Các biện pháp nâng cao độ cứng

- Dùng vật liệu hợp lý: Vật liệu có modun đàn hồi cao có thể dễ dàng chế tạo các chi tiết có hình dạng phức tạp và tiết diện hợp lý

- Chọn hình dáng tiết diện ngang hợp lý: Độ cứng tỉ lệ thuận với J-moment quán tính tiết diện hoặc W0-moment chống xo n

- Trong kết cấu có thể tạo g n để t ng độ cứng uốn và xo n

- Chọn kết cấu chịu tải trọng hợp lý:

- Sử dụng kết cấu chịu tải đối xứng để tránh chuyển vị đàn hồi theo phư ng l c tác dụng hoặc sử dụng càng nhiều càng tốt các kết cấu chịu kéo nén thay thế cho các kết cấu chịu uốn xo n

- Sử dụng và ph n bố các ổ trục hợp lý để t ng độ cứng tiếp x c

- Có thể tạo ra các biến dạng ngược lại nh các đối trọng đề c n bằng với biến dạng do trọng lượng riêng của các bộ phận máy g y ra

- Đảm bảo độ c n bằng hợp lý của hệ thống về độ cứng ( tránh dùng các chi tiết

có độ cứng quá nhỏ hoặc quá lớn trong cùng cụm chi tiết máy hoặc máy )

- Giảm biến dạng cục bộ trong các chi tiết th n vỏ hộp

3 Độ bền mòn

3.1 Khái niệm

Mài m n trên bề mặt là s thay đổi kích thước hình dạng trạng thái bề mặt khối lượng chi tiết do s tàn phá lớp bề mặt ngoài dưới s cọ sát tr c tiếp gi a các bề mặt

M n là do tác dụng của ứng suất tiếp x c hoặc áp suất khi bề mặt tiếp x c trượt

tư ng đối với nhau

3.2 Tính toán độ bền mòn

M n sẽ không xảy ra gi a hai bề mặt tiếp x c làm việc nếu như gi a ch ng luôn tồn tại lớp dầu bôi tr n ng n không cho các đỉnh nhấp nhô trượt tiếp x c nhau

Trong trư ng hợp không thể tạo ra chế độ bôi tr n ma sát ướt tính toán về độ

m n d a trên c s hạn chế áp suất không cho vượt quá giá trị cho phép:

0 0





Trong đó:

P0: áp suất sinh ra trên bề mặt

3.3 Các biện pháp giảm mài mòn

- Sử dụng vật liệu giảm ma sát (đồng thanh gang chịu ma sát…) trong trư ng hợp vận tốc trượt lớn

- Giảm tải cho bề mặt chịu ma sát ph n bố tải đều trên bề mặt tiếp x c tránh ứng suất tập trung…

- Bôi tr n và làm nguội tốt ch ý độ nhám bề mặt hình dạng bề mặt và vận tốc trượt tư ng đối tối ưu để hình thành màng dầu trên bề mặt tiếp x c đảm bảo ma sát sinh ra là ma sát ướt

- Giảm lượng hạt mài r i vào trong bề mặt ma sát bằng cách che ch n kín và làm bề mặt tiếp x c đứt qu ng để hạt mài sinh ra trong quá trình làm việc dễ thoát ra ngoài

- Thay thế ma sát trượt bằng ma sát l n

3.4 Các biện pháp để giảm ảnh hưởng xấu của độ mòn tới khả năng làm việc của máy

- Đảm bảo m n đều cho các chi tiết để cùng điều chỉnh sửa ch a thay thế…

- Chuyển m n vào các chi tiết ít ảnh hư ng đến độ chính xác của máy hay vào chi tiết dễ điều chỉnh dễ thay thế khi mòn

- Sử dụng các kết cấu điều chỉnh được để điều chỉnh m n nh ng chi tiết quan trọng dùng hệ thống l xo nén đối trọng để điều chỉnh t động khi m n

- Giảm tải cho bề mặt chịu ma sát ph n bố tải đều trên bề mặt tiếp x c tránh ứng suất tập trung…

4 Khả năng chịu nhiệt

Nhiệt sinh ra trong quá trình làm việc của máy hoặc do s ma sát của các chi tiết máy

- Thay đổi khe h trong các mối ghép động do biến dạng nhiệt thuận nghịch

- Thay đổi tính chất bề mặt làm việc Ví dụ làm giảm ma sát trong hệ thống phanh

- Giảm độ chính xác của máy do biến dạng thuận nghịch nhất là trong các máy gia công

Để n ng cao khả n ng chịu nhiệt của chi tiết máy cần chế tạo các chi tiết bằng vật liệu chịu nhiệt sử dụng các biện pháp bôi tr n làm mát

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG IV

1 Định ngh a chi tiết máy ?

2 Yêu cầu về thiết kế và chế tạo chi tiết máy ?

3 Yêu cần về vận hành chi tiết máy ?

4 Trình bày các chỉ tiêu về khả n ng làm việc của chi tiết máy ?

Hình 5.2 Phân loại bộ chuyền xích

3 Vật liệu trong bộ truyền xích

+ Má xích cong được chế tạo t thép hợp kim

Các chi tiết như con l n ồng miếng lót…được chế tạo t thép thấm cacbon: C15 C20 15CrNi3 20CrNi3A…và tôi đạt độ r n 5565HRC

3.2 Vật liệu đĩa xích

Cần có độ bền m n cao và khả n ng chịu va đ p: thép có thành phần cacbon trung bình C45 45Cr 40Mn2 35CrMnCA 40CrNi… được tôi bề mặt hoặc tôi thể tích đến độ r n 4555HRC và thép thấm than C15 20Cr 12CrNi3A với lớp thấm than

4 Ƣu nhƣợc điểm và phạm vi sử dụng của bộ truyền xích

4.1 Ưu điểm

So với bộ truyền đai bộ truyền xích có ưu điểm:

- Không có trượt đai

- Hiệu suất cao h n  = 0,950,97

- Không đ i hỏi phải c ng xích nên l c tác dụng lên trục và ổ nhỏ h n

- Kích thước bộ truyền nhỏ h n bộ truyền đai nếu truyền chuyển động với cùng công suất và số v ng quay

- Có thể truyền chuyển động cho nhiều trục

- Tỉ số truyền u ≤ 6 và có thể lên đến 10 trong một số trư ng hợp đặc biệt

II KẾT CẤU XÍCH TRUYỀN ĐỘNG

1 Xích con lăn

Hình 5.3 Cấu tạo xích ống con lăn

- Các má ngoài 2 l p chặt với các chốt 3 các má trong 1 l p chặt ống 4

- Ống 4 l p có khe h với chốt 3 tạo thành bản lề nh đó khi xích vào khớp các

má ngoài 2 l p chặt với chốt 3 sẽ xoay tư ng đối với các má trong 1 l p chặt ống 4