Đây là bài giảng " Cơ sở thiết kế máy - tập 1 + 2 " của Thầy Lê Cung - ĐHBK Đà Nẵng . TÀi liệu này dùng cho sinh viên chuyên ngành cơ khí chế tạo máy và sinh viên ngành CN Nhiệt - điện lạnh .
Trang 1Chương 3
GHÉP BẰNG ĐỘ DÔI
3.1 Khái niệm chung
1 Giới thiệu mối ghép bằng độ dôi
Để ghép các CTM có bề mặt tiếp xúc là bề
mặt trụ tròn, đôi khi có bề mặt lăng trụ
A
d 2
F
d 1
B
d
p
l
Để lắp ghép độ dôi : A < B ⇒ Độ dôi : δ = B - A
Trang 21 Giới thiệu mối ghép bằng độ dôi
Sau khi ghép, do biến dạng đàn hồi và dẻo, đường
kính của bề mặt tiếp xúc : d ⇒ có áp suất p ⇒ lực ma
sát cản ⇒ MG truyền được momen xoắn, lực dọc
trục, chịu được momen uốn
A
d 2
F
d 1
B
d
p
l
2 Các phương pháp lắp để tạo mối ghép độ dôi
Phương pháp ép
9 Dùng lực để ép trục vào trong lỗ
9 Đơn giản, thông dụng (được thực hiện ở nhiệt
độ thường trên máy ép thủy lực, máy ép trục vít )
9 Nhược : san phẳng một phần các mấp mô
của bề mặt tiếp xúc ⇒ giảm độ dôi ⇒ giảm
khả năng chịu tải; các CTM bị biến dạng
không đều, mặt đầu bị hư hỏng
Trang 3 Phương pháp nung nóng
9 Nung nóng lỗ ⇒ đường kính lỗ tăng lên
9 Với CTM có l >> d) ⇒ PP này thuận
tiện hơn PP ép
9 Cần giới hạn nhiệt độ nung ⇒ tránh cho
các CTM khỏi bị ram, làm thay đổi cấu trúc
kim loại // tránh làm cháy mặt ngoài CTM
Cần đề phòng CTM bị cong vênh
2 Các phương pháp lắp để tạo mối ghép độ dôi
2 Các phương pháp lắp để tạo mối ghép độ dôi
Phương pháp làm lạnh
9 Làm lạnh trục ⇒ tiết diện trục nhỏ lại
9 Thích hợp với CTM có kích thước nhỏ
9 Khả năng làm việc của MG lắp bằng PP
nung nóng hay làm lạnh > MG lắp bằng PP
ép (khoảng 1,5 lần)
Trang 4Tính toán độ dôi ⇒ chọn kiểu lắp thích hợp
Độ dôi phải bảo đảm :
3.2 Tính toán mối ghép bằng độ dôi
¾ Điều kiện bền của mối ghép : các CTM
ghép không chuyển động tương đối
Độ dôi không đủ ⇒ áp suất//lực ma sát không đủ
lớn ⇒ các CTM ghép sẽ trượt tương đối
¾ Điều kiện bền của các CTM được ghép :
Độ dôi quá lớn ⇒ các CTM ghép bị hỏng//bị
biến dạng quá nhiều, tác hại đến sự làm việc
bình thường của chúng
1 Tính độ bền của mối ghép
Để các CTM không chuyển động tương đối ⇒ độ dôi phải đủ lớn ⇒ áp suất trên bề
mặt lắp ghép đủ lớn ⇒ lực ma sát đủ lớn thắng được ngoại lực tác dụng
p
F
d
l
T
a) Áp suất cần thiết trên bề mặt lắp ghép
ms
ms
Chỉ chịu lực dọc trục F
Để các CTM ghép không
chuyển động tương đối :
3.2 Tính toán mối ghép bằng độ dôi
K : hệ số an toàn
K.F p
f d.l
≥
π
⇒
Trang 5Chỉ chịu momen xoắn T
t
2T F
d
=
F
d
l
T
Điều kiện bền của mối ghép :
ms
2T
2
2K.T p
f d l
≥ π
⇒
1 Tính độ bền của mối ghép
a) Áp suất cần thiết trên bề mặt lắp ghép
Vừa chịu lực F vừa chịu momen xoắn T
p
F
d
l
T
⇒
2
d
K F
d p
f d.l
+
≥
π
1 Tính độ bền của mối ghép
a) Áp suất cần thiết trên bề mặt lắp ghép
ms
2T
d
Trang 6Khi CTM quay nhanh : lực ly tâm ⇒ giảm
áp suất trên bề mặt tiếp xúc ⇒ cần tăng
thêm áp suất tính toán một lượng bằng ứng
suất kéo do lực ly tâm gây nên tại bề mặt lỗ
1 Tính độ bền của mối ghép
a) Áp suất cần thiết trên bề mặt lắp ghép
K F
d p
f d.l
+
≥
π
b) Độ dôi cần thiết
Lý thuyết ống dày (SBVL) :
p
d
δ
=
p, δ : áp suất, độ dôi trên bề mặt lắp ghép
1 Tính độ bền của mối ghép
d : đường kính lắp ghép
E 1 , E 2 : mođun đàn hồi
µ1 , µ 2 : hệ số póat-xông
1
1
C
+
−
2
2
C
+
−
δ, d [mm]; p, E 1 , E 2 [MPa]
Trang 7⇒ độ dôi cần thiết để tạo
pd
1 2
1 2
p
d
δ
=
Khi lắp bằng pp ép ⇒ mấp mô bề mặt bị san
phẳng một phần ⇒ độ dôi sau khi lắp nhỏ hơn
độ dôi ban đầu ⇒ phải bù thêm ⇒ độ dôi cần
thiết trước khi lắp :
1 Tính độ bền của mối ghép
c) Chọn kiểu lắp
Từ độ dôi cần thiết δ C ⇒ tra
sổ tay Dung sai lắp ghép,
chọn kiểu lắp có độ dôi nhỏ
nhất δmin thỏa mãn :
2 Kiểm tra độ bền và biến dạng của chi tiết máy
Kiểm tra độ bền
Cần kiểm tra xem thử ứng suất và biến
dạng sinh ra bên trong CTM có vượt
quá giá trị cho phép hay không ?
1 Tính độ bền của mối ghép
Trang 8Miền dung sai của trục
Miền dung sai của lỗ
δmax
δmin
9 Kiểm tra độ bền và biến dạng ⇒ dùng
9 Từ độ dôi tính toán δ t , suy ra áp suất p sinh ra
trong mối ghép Áp suất p phải thỏa mãn điều
kiện không sinh ra biến dạng dẻo bên trong các
chi tiết máy ghép
2 Kiểm tra độ bền và biến dạng của chi tiết máy
Kiểm tra độ bền
9 Dùng PP ép ⇒ mấp mô bề mặt bị san phẳng
một phần ⇒ Độ dôi kiểm tra được giảm bớt :
Trang 99 Theo LT bền ứng suất tiếp lớn nhất, để trong
các CTM không sinh ra biến dạng dẻo :
σ ≤ σ − σ ≤ σ
ch :
σ giới hạn chảy của vật liệu
2 Kiểm tra độ bền và biến dạng của chi tiết máy
Kiểm tra độ bền
σ2
σ1
σ3
1
1
p.
+
−
+
σt
p
σr
d
d 1
2
1
d
2p.
2
2 2 2
d 2p.
d − d
2
2
p.
+
−
-TRỤC
- Đối với trục
σ =
2
1
d 2p.
σ = −
−
Trang 10σt
p
σr
d
d 1
2
1
d
2p.
2
2
p.
+
−
-TRỤC
- Đối với trục
σ =
2
1
d 2p.
σ = −
−
1
d 2p.
σ = −
−
⇒ Điều kiện bền của trục :
2
1
d 2p.
−
1
p
2d
−
≤ σ
⇒
Trang 112 2
1
1
p.
+
−
+
σt
σr
σt
σz = 0
p
σr
d
d 1
2
1
d
2p.
2
2 2 2
d 2p.
d − d
2
2
p.
+
−
Đối với lỗ
LỖ
2
2
p.
+
σ =
−
σ = −
+
σt
σr
σt
σz = 0
p
σr
d
d 1
2
1
d
2p.
2
2
p.
+
−
Đối với lỗ
LỖ
2
2
p.
+
σ =
−
σ = −
Trang 12⇒ Điều kiện bền của lỗ :
2 2
2
2d p.
−
2
ch 2 2
2
p
2d
−
≤ σ
σ = −
2
2
p.
+
σ =
−
⇒
Kiểm tra biến dạng
Do độ dôi ⇒ sau khi lắp, đường kính ngoài của lỗ
(d2) sẽ tăng lên và đường kính trong của trục (d1)
bị giảm xuống ⇒ cần kiểm tra biến dạng
1
1 1
2p.d d
d
E 1
d
∆ =
−
2
2 2
2p.d d
d
d
∆ =
Trang 13 Kiểm tra biến dạng
Vòng trong
ổ lăn lắp
bằng độ dôi
với trục
Trục
Vòng trong Bề mặt lắp ghép
d 2
d
Sau khi lắp ghép ⇒ d2 tăng lên ⇒ giảm
khe hở trong ổ ⇒ có thể gây kẹt con lăn
3 Đánh giá mối ghép bằng độ dôi
Ưu điểm
9 Chịu được tải trọng lớn và tải trọng va đập
9 Bảo đảm được độ đồng tâm của các chi tiết
máy ghép (⇒ dùng cho MG các chi tiết máy
quay nhanh)
+ Kết cấu và chế tạo đơn giản, giá thành hạ
Trang 143 Đánh giá mối ghép bằng độ dôi
Nhược điểm
9 Lắp và tháo phức tạp, có thể làm hư hỏng bề
mặt lắp ghép khi tháo
9 Không xác định được chính xác khả năng
truyền lực của mối ghép (KNTL phụ thuộc độ dôi
(thay đổi trong khoảng dung sai của kiểu lắp) +
hệ số ma sát (phụ thuộc vào phương pháp lắp,
độ nhám bề mặt, sự bôi trơn lúc ép )