Chương 15 mối ghép ren

 Thân Trọng Khánh ĐạtTrường Đại học Bách Khoa TP HCM BM Thiết Kế Máy - Khoa Cơ Khí Chương 15 MỐI GHÉP REN... Các thông số như đường kính đầu bu lông, chiều cao đầu bu lông, chiều cao đa

 Thân Trọng Khánh Đạt

Trường Đại học Bách Khoa TP HCM

BM Thiết Kế Máy - Khoa Cơ Khí

Chương 15

MỐI GHÉP REN

MỐI GHÉP REN

CHƯƠNG 15

15.6 Tính nhóm Bu-lông 15.7 Tính mối ghép vòng kẹp

15.1 Khái niệm chung (1)

• Là mối ghép có thể tháo được

• Thông thường là ren tam giác

• Ren kẹp chặt sử dụng ren 1 đầu mối

15.1 Khái niệm chung (2)

• Cấu tạo đơn giản

Phân loại

Hình dạng

Ren hình trụ Ren hình côn

Chiều của đường xoắn ốc

Xoắn phải Xoắn trái

Số đầu mối đường xoắn ốc Một đầu mối

Hai, ba … đầu mối

b Phân loại

15.1 Khái niệm chung (4)

15.1 Khái niệm chung (5)

Các biện pháp phòng tháo lỏng

Các thông số như đường kính đầu bu lông, chiều cao đầu bu lông, chiều cao đai ốc đã được tiêu chuẩn qui định theo quan điểm sức bền đều

15.3 Vật liệu và ứng suất

• Vật liệu chế tạo bu lông là thép carbon thường, thép carbon chất lượng tốt hay thép hợp kim> tiêu chuẩn qui định cấp bền (Grade) như bảng sau Ký hiệu bao gồm 2 số Chữ số đầu x 100 = giới hạn bền, chữ số sau là tỷ số của (10 x giới hạn chảy / giới hạn bền)

15.3.1 Vật liệu

C ấp

b ền C lông ỡ

bu-Độ bền kéo

5 ~ 7.5 : thép hợp kim tải trọng thay đổi

15.4 Độ bền ren

• Mômen ma sát trên bề mặt ren

• V: lực xiết (N)

• 𝝆𝝆′ : góc ma sát tương đương 𝜌𝜌′ = arctan𝑓𝑓′

• Đối với ren kẹp chặt f’ = 1.15 f

𝑇𝑇𝑟𝑟 = 𝑉𝑉𝑑𝑑2tan 𝛾𝛾 + 𝜌𝜌′2 𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁

15.5 Tính bu-lông đơn

15.5.2 Mối ghép chặt, không chịu lực dọc trục (1)

 Dạng hỏng: phá hủy ở chân ren

= 8𝑉𝑉𝑑𝑑2tan(𝛾𝛾 + 𝜌𝜌′)

𝜋𝜋𝑑𝑑13

 Moment ma sát trên bề mặt ren

𝑇𝑇𝑟𝑟 = 𝑉𝑉𝑑𝑑2tan(𝛾𝛾 + 𝜌𝜌′2 )

15.5.3 Mối ghép chịu lực ngang (1)

 Dạng hỏng : tấm ghép bị trượt và phá huỷ ở chân ren

 Chỉ tiêu tính : để tránh trượt: 𝐹𝐹𝑚𝑚𝑚𝑚 ≥ 𝐹𝐹

Để tránh phá hủy chân ren: σtd= σk2 + 3τx2 ≤ σk

 Lực ma sát: 𝐹𝐹𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝑉𝑉𝑓𝑓𝑉𝑉 ≥ 𝐹𝐹 , i: số bề mặt ghép

 Lực xiết V để tránh trượt: 𝑉𝑉 = 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑖𝑖𝑖𝑖, k: hệ số an toàn

 Đường kính trục để tránh phá hủy ở chân ren: 𝑑𝑑1 ≥ 𝜋𝜋𝑖𝑖𝑖𝑖4.1,3𝑘𝑘𝑘𝑘[ 𝜎𝜎𝑘𝑘]

Tra bảng 17.7 và 17.2 để tìm bulong tiêu chuẩn

A Lắp có khe hở

15.5.3 Mối ghép chịu lực ngang (2)

 Ứng suất dập đối với tấm 2:

 Ứng suất dập đối với tấm 1 và 3:

Chọn d 0 lớn nhất và tra bảng tìm bu-lông tiêu chuẩn

15.5.3 Mối ghép chịu lực ngang (3)

• So sánh hai phương án lắp bulông có khe hở và

không có khe hở ta thấy:

 Phương án 1 không cần phải gia công chính xác

lỗ, đường kính bulông lớn hơn

 Phương án 2 cần phải gia công chính xác lỗ,

đường kính bulông nhỏ hơn

• Do đó, khi thiết kế, phương án 1 là phương án lựachọn đầu tiên vì dễ gia công lỗ Nếu kích thướcbulông quá lớn thì chuyển sang phương án 2

 Nhận xét

15.5.4 Mối ghép được xiết chặt, chịu lực dọc trục (1)

15.5.4 Mối ghép được xiết chặt, chịu lực dọc trục (2)

15.5.4 Mối ghép được xiết chặt, chịu lực dọc trục (3)

15.5.4 Mối ghép được xiết chặt, chịu lực dọc trục (4)

15.6.1 Nhóm bu-lông chịu lực ngang nằm trong mặt phẳng

ghép và đi qua trọng tâm mối ghép (1)

• Giả thiết: lực tác động lên các bu-lông bằng nhau

• Đường kính bu-lông tránh phá huỷ chân ren

• Tra bảng chọn bu-lông tiêu chuẩn

15.6.1 Nhóm bu-lông chịu lực ngang nằm trong mặt phẳng

15.6.2 Nhóm bu-lông chịu moment nằm trong mặt phẳng

15.6.2 Nhóm bu-lông chịu moment nằm trong mặt phẳng

hoặc không có khe hở).

15.6.3 Nhóm bu-lông chịu lực ngang nằm trong mặt phẳng

ghép (1)

• Tiến hành dời lực F về trọng tâm mối ghép, ta được F và

M Xem như mối ghép chịu tác dụng đồng thời lực F đi qua trọng tâm và moment M Dưới tác dụng của các lực này, các tấm ghép có thể bị trượt hoặc xoay lên nhau.

z



2 1

i

i

M n

i i

Mr F

r







15.6.3 Nhóm bu-lông chịu lực ngang nằm trong mặt phẳng

z



2 1

i

i

M n

i i

Mr F

15.6.4 Mối ghép nhóm bu-lông chịu lực bất kỳ (1)

15.6.4 Mối ghép nhóm bu-lông chịu lực bất kỳ (2)

 Để tránh tấm ghép bị tách hở

• 𝜎𝜎𝑘𝑘𝑉𝑉 = 𝑘𝑘𝑉𝑉𝑚𝑚

𝐴𝐴 , với F vm =(1- χ)F V: thành phần lực tác dụng lên tấm ghép; A: diện tích bề mặt ghép.

• 𝜎𝜎𝑀𝑀 = 𝑀𝑀𝑚𝑚

𝑊𝑊𝑢𝑢, với M m =(1- χ)M : thành phần moment tác dụng lên tấm ghép và W u là moment chống uốn của tiết diện ghép

bu-lông.

𝜎𝜎max = 𝜎𝜎𝑘𝑘𝑉𝑉 + 𝜎𝜎𝑀𝑀 − 𝜎𝜎𝑉𝑉 < 0

15.5.4 Mối ghép nhóm bu-lông chịu lực bất kỳ (3)

15.6.4 Mối ghép nhóm bu-lông chịu lực bất kỳ (4)

15.6.4 Mối ghép nhóm bu-lông chịu lực bất kỳ (5)

• Trong đó r i là khoảng cách từ tâm bu-lông đến đường trung hòa

Lực tác dụng lên bu-lông

𝐹𝐹𝑏𝑏max = 𝑉𝑉max + 𝜒𝜒 𝐹𝐹 𝑧𝑧 +𝑉𝑉 𝜒𝜒 𝑀𝑀 𝑟𝑟max

�𝑖𝑖=1𝑛𝑛 𝑟𝑟𝑖𝑖2

15.6.4 Mối ghép nhóm bu-lông chịu lực bất kỳ (6)

 Để tránh phá hủy chân ren:

 Nếu bỏ qua ma sát trên bề mặt ren:

𝑑𝑑1 ≥

4 × 𝑉𝑉 + 𝜒𝜒 𝐹𝐹 𝑧𝑧 +𝑉𝑉 𝜒𝜒 𝑀𝑀 𝑟𝑟max

�𝑖𝑖=1𝑛𝑛 𝑟𝑟𝑖𝑖2]

𝜋𝜋[𝜎𝜎𝑘𝑘

15.6.4 Mối ghép nhóm bu-lông chịu lực bất kỳ (7)

 Để tránh phá hủy chân ren:

 Nếu tính đến ma sát trên bề mặt ren

4 Xiết chặt rồi mới chịu lực

𝑑𝑑1 ≥

4 × 1,3 × 𝑉𝑉max + 𝜒𝜒 𝐹𝐹 𝑧𝑧 +𝑉𝑉 𝜒𝜒 𝑀𝑀 𝑟𝑟max

�𝑖𝑖=1𝑛𝑛 𝑟𝑟𝑖𝑖2]

𝜋𝜋[𝜎𝜎𝑘𝑘

15.6.4 Mối ghép nhóm bu-lông chịu lực bất kỳ (8)

 Để tránh phá hủy chân ren:

 Nếu tính đến ma sát trên bề mặt ren

4 Xiết chặt và chịu lực đồng thời

𝑑𝑑1 ≥

1,3 × 4 𝑉𝑉max + 𝜒𝜒 𝐹𝐹 𝑧𝑧 +𝑉𝑉 𝜒𝜒 𝑀𝑀 𝑟𝑟max

�𝑖𝑖=1𝑛𝑛 𝑟𝑟𝑖𝑖2]

𝜋𝜋[𝜎𝜎𝑘𝑘

Tra bảng chọn bu-lông tiêu chuẩn

15.7 Mối ghép vòng kẹp

(Sinh viên tham khảo giáo trình)

Tài liệu tham khảo

[1]. Nguyễn Hữu Lộc (2016), Giáo trình chi tiết máy, NXB Đại học

Quốc gia TP Hồ Chí Minh.

[2] Richard G Budynas, J Keith Nisbett (2011), SHIGLEY’S

MECHANICAL ENGINEERING DESIGN, McGraw-Hill, 9th ed.

[3] Phan Tấn Tùng, Slide bài giảng Chi tiết máy, lưu hành nội bộ.

[4]. Trần Thiên Phúc, Slide bài giảng Chi tiết máy, lưu hành nội bộ.

[5] Bùi Trọng Hiếu, Slide bài giảng Chi tiết máy, lưu hành nội bộ.

Question & Answer

Chương 15- Mối ghép ren