Thiết kế máy 1 Giáo trình, bài giảng dành cho sinh viên Đại học, Cao đẳng

Thiết kế máy 1 Giáo trình, bài giảng dành cho sinh viên Đại học, Cao đẳng là bộ tài liệu hay và rất hữu ích cho các bạn sinh viên và quý bạn đọc quan tâm. Đây là tài liệu hay trong Bộ tài liệu sưu tập gồm nhiều Bài tập THCS, THPT, luyện thi THPT Quốc gia, Giáo án, Luận văn, Khoá luận, Tiểu luận…và nhiều Giáo trình Đại học, cao đẳng của nhiều lĩnh vực: Toán, Lý, Hoá, Sinh…. Đây là nguồn tài liệu quý giá đầy đủ và rất cần thiết đối với các bạn sinh viên, học sinh, quý phụ huynh, quý đồng nghiệp và các giáo sinh tham khảo học tập. Xuất phát từ quá trình tìm tòi, trao đổi tài liệu, chúng tôi nhận thấy rằng để có được tài liệu mình cần và đủ là một điều không dễ, tốn nhiều thời gian, vì vậy, với mong muốn giúp bạn, giúp mình tôi tổng hợp và chuyển tải lên để quý vị tham khảo. Qua đây cũng gởi lời cảm ơn đến tác giả các bài viết liên quan đã tạo điều kiện cho chúng tôi có bộ sưu tập này. Trên tinh thần tôn trọng tác giả, chúng tôi vẫn giữ nguyên bản gốc. Trân trọng. ĐỊA CHỈ DANH MỤC TẠI LIỆU CẦN THAM KHẢO http:123doc.vntrangcanhan348169nguyenductrung.htm hoặc Đường dẫn: google > 123doc > Nguyễn Đức Trung > Tất cả (chọn mục Thành viên)

M C L C

L i nói đ u

6.4 Trình t thi t k truy n đ ng đai

Ch ng 7 TRUY N NG VÍT - AI C

7.1 Khái ni m chung

7.2 Tính toán truy n đ ng vít - đai c

7.3 Trình t thi t k truy n đ ng vít - đai c

LỜI NÓI ĐẦU

ch ng trình do tr ng i h c Ph m V n ng xây d ng N i dung đ c

Thi t k máy 1 là mơn h c c s trong n i dung đào t o ngành Cơng

ngh k thu t c khí Nh m trang b cho đ i t ng là sinh viên đ i h c các

ki n th c c n thi t v ng d ng c h c trong k thu t và các chi ti t thơng

d ng trong l nh v c c khí M c đích đ nâng cao trình đ k thu t, b o

qu n các trang thi t b , đ ng th i ph c v cho vi c ti p thu các mơn chuyên ngành

liên quan đ n mơn h c và phù h p v i đ i t ng s d ng, c ng nh s g n

li n n i dung lý thuy t v i nh ng v n đ th c t trong s n xu t đ bài gi ng

cĩ tính th c ti n h n

Trong quá trình s d ng, tu theo yêu c u c th cĩ th đi u ch nh s

PH N I C S THI T K MÁY Chương 1 I C NG V THI T K MÁY VÀ CHI TI T MÁY

1.1 Các v n đ chung v máy và chi ti t máy

1.1.1 Máy và chi ti t máy

1 Máy: Là t p h p các v t th cĩ chuy n đ ng theo m t quy lu t nh t đ nh nh m

Máy chia làm 3 lo i: Máy n ng l ng, máy cơng tác, máy t h p

Ví d 1: máy phát đi n, máy nén khí, máy v n chuy n, máy gia cơng kim lo i,

2 B ph n máy: là m t ph n c a máy, g m hai hay nhi u chi ti t máy liên k t

chi ti t máy

Ví d 2: Bàn máy, mâm c p, đ ng, …

3 C c u máy: là t p h p các v t th cĩ chuy n đ ng t ng đ i v i nhau và theo

Ví d 3: c c u bánh r ng, c c u cam, …

4 Chi ti t máy: là đ n v nh nh t và hồn ch nh c a máy

Trên quan đi m thi t k , chi ti t máy đ c phân thành hai nhĩm:

máy đ c dùng ph bi n trong các lo i máy khác nhau)

Hoàn thành các ch c n ng đã đ nh, b o đ m đ c đ b n, tính b n mòn, không thay đ i v kích th c và hình d ng (đ đ c ng), ch u đ c nhi t, ch u đ c dao

Trong đi u ki n s d ng bình th ng hay khi có s c , không gây nguy hi m cho

ng i s d ng, không gây h h i cho các thi t b , nhà c a và các đ i t ng khác xung quanh

5 Có tính công ngh cao

đ tin c y, m t khác trong đi u ki n s n xu t s n có ph i d ch t o, ít t n nguyên v t

 K t c u và hình d ng ph i h p lý theo quan đi m công ngh

Ví d 5: k t c u ph i đ n gi n, d ch t o, d l p ráp, các b m t gia công nên là

 C p chính xác và đ nhám b m t

t ng và có th ph i dùng các thi t b đ c bi t đ gia công Tuy nhiên, không h th p

 Ch n ph ng pháp t o phôi h p lý

Ph ng pháp t o phôi ph i phù h p v i đ c đi m v hình d ng và k t c u c a chi

ti t máy

Ví d 6: ph ng pháp đúc đ c dùng cho các chi ti t máy có hình d ng ph c t p,

Ph ng pháp hàn th ng dùng đ ch t o các k t c u g m t các t m, thanh, thép góc, thép đ nh hình …

Máy đ c thi t k ph i th a mãn các yêu c u v k thu t nh n ng su t, đ tin

- Xác đ nh nguyên t c ho t đ ng và ch đ làm vi c c a máy

- L p s đ chung toàn máy và các b ph n máy, th a mãn các yêu c u cho

tr c

- Xác đ nh tr s và đ c tính t i tr ng tác d ng lên các b ph n máy

1.1 4 Các b c thi t k m t chi ti t máy

ti n hành theo trình t sau:

- L p s đ tính toán: k t c u chi ti t máy đ c đ n gi n hóa, l c tác d ng coi

nh t p trung ho c phân b theo m t quy lu t nào đó

- Xác đ nh t i tr ng tác d ng lên chi ti t máy

- Ch n v t li u thích h p đ ch t o chi ti t máy

n ng làm vi c (b c này ch là g n đúng, b i vì ch d a trên các s đ đã đ n gi n hóa

và ch a đánh giá m t cách chính xác các nhân t v t i tr ng và ng su t)

khác

th c và ki m nghi m l i

1.1.5 M t s đi m c n chú ý khi thi t k chi ti t máy

1 K t c u và đi u ki n làm vi c c a chi ti t máy

thuy t chính xác đ tính toán chi ti t máy Do v y, th ng dùng các gi thi t đ đ n

nh h ng đ n kh n ng làm vi c c a nó

2 Tính toán kích th c chi ti t máy

Tính toán xác đ nh kích th c chi ti t máy nhi u khi ph i ti n hành theo hai

b c: tính toán s b , sau đó tính toán ki m nghi m

Lý do: th ng lúc đ u ch a bi t chính xác l c tác d ng thì ph i dùng b c tính

s b đ xác đ nh m t cách g n đúng kích th c c a chi ti t máy, t đó xây d ng k t

đ i k t c u và tính l i đ n khi phù h p

3 Tính toán các kích th c chi ti t máy khác

1.2 T i tr ng và ng su t

1.2.1 T i tr ng tác d ng lên máy và chi ti t máy

- Theo đ c tính thay đ i theo th i gian, phân thành:

Hình 1.1 S đ t i tr ng

 T i tr ng t ng đ ng Qtđ: khi máy làm vi c v i ch đ t i tr ng thay đ i

đ i không đáng k ) ho c ng su t thay đ i (tr s ho c chi u ho c c tr s và chi u

thay đ i theo th i gian)

- ng su t thay đ i đ c đ c tr ng b ng chu trình thay đ i ng su t M t vòng

thay đ i ng su t qua giá tr l n nh t, nh nh t r i v giá tr ban đ u đ c g i là m t

chu trình ng su t Th i gian th c hi n m t chu trình đ c g i là m t chu k ng su t

(hình 1.2)

 Biên đ ng su t: ax min

2

m a

Khi r > 0: chu trình ng su t không đ i x ng cùng d u

Khi r < 0: chu trình ng su t không đ i x ng khác d u

Khi r = -1: chu trình đ i x ng  max =-min ;  a maxm = 0

a) ng su t t nh b) ng su t thay đ i

Hình 1.2 Chu k ng su t

(kéo k, nén n, u n u), ng su t ti p (c t c, xo n ), ng su t d p d, ng su t ti p xúc H, …

ng su t kéo, nén, u n, c t, xo n xu t hi n trên t ng chi ti t, còn ng su t d p

khuy t t t c a v t li u Khi s chu trình làm vi c t ng lên, các v t n t vì m i phát tri n

làm t ng giá tr ng su t, cho đ n khi chi ti t máy không còn đ s c b n t nh thì nó b

Hình 1.3 V t gãy do m i Hình 1.4 th đ ng cong m i

cong nói trên đ c g i là đ ng cong m i (hình 1.4)

sinh ra trong chi ti t máy ph i nh h n ho c b ng K , K đ c g i là gi i h n m i

ng n h n ng v i tu i th NK

 Khi ng su t sinh ra trong chi ti t máy càng l n thì tu i th chi ti t máy càng

v i tr c tung là tr s max và min c a chu trình đ i x ng, ký hi u -1 Các tung đ tính

- Thép l n nhi u t p ch t phi kim lo i, đ b n m i s gi m

- Gang có đ b n m i th p h n thép

2 Hình d ng k t c u

Hình 1.6 K t c u tr c

3 Kích th c tuy t đ i

- Trong tính toán, đ k đ n nh h ng c a y u t này và dùng h s nh h ng

0

rd rd

4 Công ngh gia công b m t

th ng xu t hi n t l p b m t chi ti t máy M i t n h i trên b m t chi ti t máy nh

không gia công có đ b n m i s th p h n

- Trong tính toán, đ k đ n nh h ng c a y u t này ng i ta dùng h s

5 Tr ng thái ng su t

bình là kéo (m > 0) càng l n thì tr s gi i h n c a biên đ ng su t a càng gi m, t c

1.3.3 Các bi n pháp nâng cao đ b n m i c a chi ti t máy

- Dùng các ph ng pháp gia công đ c bi t: phun bi, l n ép, l n ép rung t o b

tiêu, tùy theo đi u ki n làm vi c c a chi ti t máy

2.1 b n

2.1.1 Khái ni m v đ b n

b n là kh n ng ti p nh n t i tr ng c a chi ti t máy mà không b phá h ng

b n là ch tiêu quan tr ng nh t đ i v i ph n l n chi ti t máy

l n và làm thay đ i hình d ng c a chi ti t máy, phá ho i đi u ki n làm vi c bình

th ng c a các b ph n máy, đ ng th i có th phá h ng b n thân chi ti t máy (gãy, v

- Ng i ta phân bi t hai d ng phá h ng: phá h ng t nh và phá h ng m i liên quan

đ n đ b n t nh và đ b n m i

(th ng do quá t i đ t ng t gây nên)

- ôi khi tính đ b n xu t phát t đi u ki n b o đ m h s an toàn l n h n ho c

b n mòn: là kh n ng c a chi ti t máy có th làm vi c đ c trong m t

Hình 2.1 th bi u th l ng mòn theo th i gian

Giai đo n (I) là giai đo n mòn ban đ u: khi hai b m t có chuy n đ ng t ng đ i

đ i v i nhau s x y ra hi n t ng tr t d o các đ nh nh p nhô, các đ nh này s mòn nhanh làm t ng khe h l p ghép

Giai đo n (II) là giai đo n mòn n đ nh: sau giai đo n mài mòn ban đ u quá trình

Giai đo n (III) là giai đo n phá h y: b m t ti p xúc b tróc ra do thay đ i đi u

Hi n t ng mòn không ho c ít x y ra khi gi a hai b m t ti p xúc t n t i l p d u bôi tr n N u không t o đ c l p d u bôi tr n thì ph i kh ng ch áp su t trên b m t

ti p xúc nh h n giá tr cho phép

Chúng ta có các ph ng pháp gi m mòn sau:

- S d ng v t li u gi m ma sát: đ ng thanh, gang ch u mài mòn;

tránh t p trung;

- Bôi tr n và làm ngu i t t, gi m đ nhám b m t, tính toán h p lý v n t c tr t

đ hình thành l p d u bôi tr n trên b m t ma sát;

đàn h i v t quá tr s cho phép, phá ho i đi u ki n làm vi c bình th ng c a chi ti t

Hình 2.2 S đ tr c b bi n d ng

Ví d 1: tr c b võng quá nhi u (hình 2.2) làm các bánh r ng ti p xúc không t t,

môđun đàn h i h u nh không đ i, kích th c chi ti t xác đ nh theo đi u ki n đ b n

2.3.2 Ph ng pháp tính toán

quá giá tr cho phép

Khi làm vi c, do ma sát trong các c c u, b ph n máy làm cho chi ti t máy b

Nung nóng chi ti t máy có th gây ra các tác h i sau:

- Xác đ nh nhi t đ trung bình sinh ra khi s d ng máy và h n ch nó không cho

[t]: nhi t đ cho phép

2: nhi t l ng do thi t b làm mát t i ra ngoài trong m t gi

2.5 Tính ch u dao đ ng:

2.5.1 Khái ni m

dao đ ng là kh n ng c a chi ti t máy có th làm vi c trong m t ph m vi t c

đ c n thi t mà không b rung quá gi i h n cho phép

n và gi m ch t l ng gia công c bi t, khi t n s dao đ ng riêng trùng v i t n s

hành tính toán cho c h

2.4.2 Ph ng pháp tính toán

Tính toán dao đ ng là c n thi t, đ c bi t đ i v i các máy quay nhanh Có th tính

- Ho c xác đ nh t n s dao đ ng riêng c a máy hay c a c c u đ tránh nh

h ng

nâng cao ch t l ng làm vi c c a máy và c c u, có th gi i quy t ch ng

máy …), thay đ i tính ch t đ ng l c h c c a h th ng (thay đ i momen quán tính c a

K t lu n: n m ch tiêu ch y u v kh n ng làm vi c c a chi ti t nói chung, khi

PH N II TRUY N NG C KHÍ

3.1 Khái ni m chung

3 1.1 nh ngh a

kh p c a các r ng trên các bánh r ng hay thanh r ng

Là c c u bánh r ng dùng đ truy n đ ng gi a hai tr c không song song nhau

nón chéo-hình 3.3c; c c u tr c vít-bánh vít hình 3.3d

Hình 3 3 C c u bánh r ng không gian

Trong đó thanh r ng đ c coi là m t bánh r ng có đ ng kính dài vô t n, dùng

đ bi n đ i chuy n đ ng quay c a bánh r ng thành chuy n đ ng t nh ti n (th ng) c a thanh r ng và ng c l i

bánh r ng kia g i là c c u bánh r ng n kh p ngoài (ngo i ti p)

- C c u bánh r ng có vành r ng bánh này n m trong vành r ng bánh kia g i là

3.1.2.4 Theo biên d ng r ng (prôfin r ng):

- C c u bánh r ng thân khai: biên d ng r ng là m t đo n đ ng thân khai c a

Hình 3 6 C c u bánh r ng thân khai

- C c u bánh r ng Xycloid: biên d ng r ng là m t đo n c a đ ng cong Xycloid

- Không có kh n ng t b o v an toàn khi quá t i

- Bánh r ng có đ ng kính nh h n 500 mm, th ng ch t o b ng phôi rèn ho c

Hình 3.10 M t s lo i k t c u bánh r ng

Hình 3.11 K t c u bánh r ng nón

b-chi u r ng bánh r ng; L-chi u dài nón; d t -đ ng kính l p tr c; d m -đ ng kính

moay ; d i -đ ng kính vòng chân; d c -đ ng kính vòng chia; d e -đ ng kính vòng đ nh

3.1.5 chính xác n kh p c a truy n đ ng bánh r ng

2

c a r ng Ngoài ra, do ma sát khi r ng n kh p nên b m t r ng có th b mòn ho c dính

Hình 3.12 T i tr ng phân b không đ u d c theo chi u dài r ng

3.2 Các thông s hình h c ch y u c a truy n đ ng bánh r ng

3.2.1 Các thông s hình h c ch y u c a truy n đ ng bánh r ng tr r ng

th ng:

Hình 3.13 Các thông s hình h c ch y u c a b truy n bánh r ng

Trong đó: P: tâm n kh p; : góc n kh p; to: b c r ng trên vòng c s ;

6 Môđun n kh p: m(mm) – đi u ki n đ các bánh r ng n kh p nhau là có



t

(3-5)

ây là thông s c b n v kích th c c a r ng, đ c tiêu chu n hoá

B ng 3.1 cho các tr s môđun trong ph m vi thông d ng nh t, khi ch n nên u



i

i A

-  > 0: d ch dao d ng là d ch dao ra xa tâm phôi

-  < 0: d ch dao âm là d ch dao l i g n tâm phôi

2

cos

2

2 1 2

3.2.2 Các thông s hình h c ch y u c a truy n đ ng bánh r ng tr r ng nghiêng

T ng t nh bánh r ng tr r ng th ng Ngoài ra truy n đ ng bánh r ng tr r ng nghiêng có các đ c đi m và thông s sau:

- Bánh r ng nghiêng (ho c r ng ch V) có ph ng r ng n m nghiêng v i đ ng

- Khi v n t c th p (kho ng 2 3 m/s) th ng dùng bánh r ng nón r ng th ng vì

- Khi v n t c cao thì dùng bánh r ng nón r ng nghiêng ho c r ng cung tròn vì s

n kh p êm, kh n ng t i cao và tính công ngh cao

T s truy n: i:=

1

2 1

V t gãy th ng b t đ u t đáy r ng, ch góc l n N u bánh r ng quay m t

3.3.6 Bong b m t r ng

 Ch tiêu tính toán: hi n nay ng i ta th ng tính toán thi t k b truy n bánh

- Chi u: + l c vòng ng c chi u v i v1 (v n t c vòng bánh d n) và cùng chi u

v i v2

1 1

2

d

T

= 2 2

2

d T

11

10 55 , 9 2

2 2

6

b n d

N K

Th d2 =

1

2



i

i A

vào trên ta đ c:



cos

1 10 55 , 9

2

6

b n i A

i N

V i: d1 =  1

.2



i

i A

N K b

i i A



2 sin

E

2 1

2

1 2

E E

E E

 = Ethép = 2,15 105 (N/mm2) (E- môđun đàn h i t ng đ ng)

Hình 3.19 Bi u di n bán kính cong t ng đ ng

Và không d ch ch nh thì:  = 200  sin2 = 0,64 tr ng h p này thì C = 1,05 106

10 05 , 1

n

N K b

i i A

đ c công th c thi t k theo đi u ki n s c b n ti p xúc nh sau:

A  ( i 1)3

2 6

.

.

10 05 , 1

n

N K

Fn = P / cos (3)

u =     ..sincos  

cos

cos 6

/ /

m s

l m b m

cos

m s

l m

(v i y- là h s d ng r ng)

y b m

P

L u ý: Do s và l đ u t l b c nh t v i môđun m nên h s y không ph thu c

vào môđun, mà ch ph thu c vào d ng r ng H s d ng r ng y ch ph thu c vào s

r ng Z và h s d ch dao  (khi c t r ng b ng dao tiêu chu n)

0,338 0,357 0,392 0,429 0,451 0,476 0,49 0,499 0,511 0,517

0,436 0,444 0,461 0,478 0,492 0,51 0,519 0,525

-

-

0,526 0,528 0,532 0,536 0,539 0,546 0,549 0,553

T

.2

=

n Z m

N K

10.55,9

.

10 1 ,

19

2

6

t m =

m

10 1 , 19

n

N K y

- l n:

1 1

2

d

T

= 2 2

2

d T

1 n kh p êm, t i tr ng đ ng gi m, chi u dài ti p xúc l n:

(toàn b chi u dài r ng không vào kh p cùng m t lúc) nh r ng th ng nên r ng nghiêng n kh p êm h n, t i tr ng đ ng gi m

Do vùng trong n kh p bao gi c ng ít nh t hai đôi r ng nên t ng chi u dài ti p

Trong đó: = (0,9  1): h s xét đ n s thay đ i s đôi r ng n kh p

P

s n

=

b

P s

4 T i tr ng riêng phân b không đ u Kn :

Vì đ ng ti p xúc n m ch ch trên m t r ng nên t ng đ c ng c a đôi r ng trên

đ ng ti p xúc không nh nhau nên t i tr ng riêng phân b không đ u T i tr ng l n

nh t qmax t i v trí n kh p

K n

N K b

i i



.

cos

) 1 (

10 05 ,

/

) 1 (

10 05 ,

1

n

N K b

i i

.

.

10 05 , 1

/

n

N K

- Ti t di n nguy hi m v u n là ti t di n chéo, nghiêng m t góc  so v i đáy

P

s

n

) (cos2

Z

cos 10 1 , 19

cos

10 55 , 9

10 1 ,

2 6 tñ

10 1 , 19

2 6 tñ

n m n

Th vào (11-45) và bi n đ i, ta có công th c thi t k theo đi u ki n s c b n

10 1 , 19

// n Z

y

m

n n

đi u này t ng an toàn cho tính toán (vì tr s tìm đ c t i đây h i l n h n, còn cánh tay đòn h i nh h n)

Hình 3.24 Phân b t i tr ng

2 ng su t ti p xúc và ng su t u n: không thay đ i d c theo chi u dài r ng

Do đó có th tính s c b n t i b t k ti t di n nào thu n ti n, tính l i ti t di n trung bình

3 Bánh r ng tr t ng đ ng:

C t bánh r ng nón b ng m t nón ph , có tr c trùng v i tr c c a bánh r ng nón, còn đ ng sinh thì vuông góc v i đ ng sinh m t nón l n t i ti t di n trung bình, ta

L

cos

sin ).

5 , 0 (

a Bán kính cong t ng đ ng:

2 1

1 1

d

2

2 tñ2

min

b

q q q

q tb   max  

(3-64)