Nguyên lý máy chap 10

Đây là một môn học công nghệ cốt lõi trong lĩnh vực kỹ thuật cơ khí. Các kỹ sư cơ khí thường gặp nhiều cơ cấu khác nhau trong thực tế. Họ sẽ có thể phân tích, xác định và giải thích các cơ cấu và máy khác nhau trong công việc và cuộc sống hàng ngày. Trong việc bảo trì các loại máy khác nhau, một kỹ sư phải có kiến thức vững chắc về các nguyên tắc cơ bản của cơ cấu và máy. Môn học này đề cập đến các ứng dụng của các kiến thức nên tảng của cơ học kỹ thuật và độ bền của vật liệu vào thiết kế máy. Môn học này được thiết kế để giới thiệu cho sinh viên về các chi tiết máy khác nhau và mối quan hệ cơ học hoặc làm việc giữa các chi tiết máy tạo nên một cơ cấu. Các chi tiết máy được đề cập bao gồm chi tiết liên kết (mối ghép ren, mối ghép hàn), chi tiết truyền động (đai, xích, bánh răng, cam), chi tiết đỡ nối (vòng bi, trục và các bộ phận liên quan). Các thành phần máy được đề cập ở trên, được tính toán và thiết kế để lựa chọn các kích thước cho các chi tiết này. Môn học này giúp cho sinh viên có khả năng giải quyết các bài toán kỹ thuật về tính toán động học máy, trình tự thiết kế các chi tiết máy. Từ đó sinh viên sẽ vận dụng các kiến thức trong môn học để giải quyết các vấn đề về thiết kế máy khi thực hiện đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp.

Chương 11:

I Khái thiệu chung:

II Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán

1.1 Công dụng

III Tính toán thiết kế trục

1.2 Phân loại 1.3 Kết cấu trục

IV Các bước thiết kế trục

2.1 Các dạng hỏng 2.2 Chỉ tiêu tính toán

3.1 Thiết kế trục theo độ bền 3.2 Tính trục về độ cứng

3.3 Tính toán dao động trục

1.1 Công dụng:

I Khái niệm chung

• Đỡ các chi tiết máy lắp trên nó

• Truyền mômen xoắn

• Thực hiện đồng thời cả hai nhiệm vụ đỡ chi tiết quay và truyền mômen xoắn

Trục là chi tiết máy quay dùng để:

2.2 Phân loại

+ Trục tâm:

 Theo đặc điểm chịu tải :

+ Trục truyền:

 Chỉ chịu tác dụng mômen uốn

 Chịu đồng thời cả mômen xoắn và mômen uốn

 Theo hình dạng đường tâm trục:

+ Trục khuỷu:

+ Trục thẳng:

 đường tâm trục là đường gãy khúc

 đường tâm trục là đường thẳng + Trục mềm:  đường tâm trục là đường thay đổi

 Theo hình dạng kết cấu trục :

+ Trục trơn:

+ Trục bậc

+ Trục đặc:

+ Trục rỗng:

1.3 Kết cấu trục

 Kết cấu trục xác định dựa trên:

 Các thành phần chính:

+ Trị số và sự phân bố lực tác dụng lên trục

+ Cách bố trí và lắp ghép các chi tiết máy trên trục

+ Phương pháp gia công, yêu cầu về lắp ghép…

+ Ngõng trục

+ Thân trục

+ Các bề mặt chuyển tiếp

+ Phần cố định các chi tiết máy lắp trên trục

II Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán

2.1 Các dạng hỏng

+ Trục bị gãy hỏng do mỏi

 Gãy trục

 Mòn trục

 Trục không đủ độ cứng + Trục bị hỏng do dao động ngang và dao động xoắn

2.2 Chỉ tiêu tính toán:

+ Tính trục về độ bền

+ Tính trục về độ cứng

+ Tính toán dao động trục

Độ bền tĩnh: trục đứng yên hoặc quay chậm

Độ bền mõi: trục quay chậm, quay nhanh

3.1 Tính trục theo độ bền trục

a Tính sơ bộ:

 Theo điều kiện bền xoắn:

 Theo công thức thực nghiệm:

 Đường kính đầu vào HGT nối với động cơ: d=(0,81,2)d đc

 Đường kính trục bị dẫn của mỗi cấp trong HGT : d=(0,30,35)a

III Tính toán thiết kế trục

3.1.1 Thiết kế trục:

Đường kính sơ bộ trục:

Mômen cản xoắn của trục(mm 3 )

b Tính gần đúng đường kính các đoạn trục:

 Xác định phản lực tại gối trong 2 mặt phẳng

 Vẽ biểu đồ mômen uốn trong 2 mp: xoz, yoz

 Tính mômen uốn toàn phần tại một số tiết diện

 Vẽ biểu đồ mômen xoắn trên trục (T)

 Xác định mômen tương đương:

 Dựa vào điều kiện bền xác định đk trục

 Xác định sơ bộ kết cấu trục

3.1.2 Tính kiểm nghiệm

Kết cấu trục vừa thiết kế (bước tính gần đúng) đảm bảo độ bền mỏi nếu

hệ số an toàn tại các tiết diện thỏa:

hệ số an toàn chỉ xét đến ứng suất pháp

hệ số an toàn chỉ xét đến ứng suất tiếp

hệ số an toàn cho phép

a Tính về độ bền mỏi:

b Tính về độ bền tĩnh:

Khi trục bị quá tải (mở máy, hãm máy, ), trục có thể bị biến dạng dẻo hoặc bị gãy Do vậy, phải kiểm nghiệm trục theo độ bền tĩnh:

Mômen uốn quá tải

Mômen xoắn quá tải

3.2 Tính độ cứng trục:

 Độ cứng uốn:

 Độ cứng xoắn:

độ võng của trục

độ võng cho phép của trục

góc xoay của trục (rad)

góc xoắn cho phép của trục (rad)

3.3 Tính dao động trục

Theo cơ học lý thuyết, lực ly tâm

Theo sức bền vật liệu, trục bị võng một đoạn:

Số vòng quay tới hạn của trục:

bằng 0

góc xoay cho phép của trục (rad)

Mô đun đàn hồi trượt (MPa) Mômen quán tính độc cực(mm 4 )

Mômen quán tính của tiết diện trục = d 4 /64(mm 4 )