Bài giảng Chi tiết máy - Chương 15: Chi tiết máy ghép (Nguyễn Thanh Nam)

Bài giảng Chi tiết máy - Chương 15: Chi tiết máy ghép có nội dung trình bày về khái niệm của các chi tiết máy ghép, mối ghép then và then hoa, mối ghép hàn, mối ghép bằng độ dôi, mối ghép bằng đinh tán, mối ghép ren,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng.

Trang 1

15.1 Khái niệm chung

1

Chương 15 Chi tiết máy ghép

15.5 Mối ghép bằng đinh tán

15.3 Mối ghép hàn15.4 Mối ghép bằng độ dôi

15.2 Mối ghép then và

then hoa

15.6 Mối ghép ren

Trang 2

15.1 Khái niệm chung

Các chi tiết máy được ghép lại với nhau thành các mối ghép để truyền mơmen hoặc lực

Trong quá trình chế tạo máy các chi tiết được ghép với nhau, khi đó tạo nên các mối ghép tháo được và không tháo được

Mối ghép không tháo được được gọi là mối ghép không thể tách ra nếu không phá hủy hoặc làm hỏng chi tiết Các mối ghép không tháo được bao gồm: mối ghép đinh tán, mối ghép bằng hàn, mối ghép bằng keo dán và mối ghép bằng độ dôi

Mối ghép tháo được là mối ghép khi tháo lắp không làm hỏng chi tiết Mối ghép tháo được bao gồm: mối ghép ren, mối ghép then, then hoa

15.2 Mối ghép then và then hoa

Mối ghép then và then hoa là loại ghép tháo được , sử dụng để truyền chuyển động và công suất từ trục sang mayơ của chi tiết quay và ngược lại.

Mối ghép then bao gồm then, trục và mayơ chi tiết quay Then là chi tiết lắp trên rãnh của chi tiết quay và trục, nó cản sự dịch chuyển hoặc quay tương đối hai chi tiết này Nhờ vào then mà chuyển động và công suất được truyền từ chi tiết quay sang trục và ngược lại.

1 Phân loại:

Then là loại tiết máy được tiêu chuẩn hóa, có thể chia làm hai loại:

- Then ghép lỏng : then bằng, then dẫn hướng và then bán nguyệt

- Then ghép căng : then masát, then vát, then tiếp tuyến.

Trang 3

2 Nhóm then ghép lỏng:

a Then bằng:

Có tiết diện là hình chữ nhật, có tỉ số cao / rộng = 1 / 1 đối với trục có đườngkính nhỏ; 1 / 2 với trục lớn Hai mút được gọt tròn hay bằng, vật liệu then làmbằng thép kéo; mặt làm việc là hai mặt bên Trong mối ghép then bằng có khehở hướng tâm

Có 2 kiểu ghép: đối với mayơ bằng gang và vật liệu có sức bền kém hơn vật liệutrục: rãnh trên mayơ sâu hơn và ngược lại trong trường hợp kia Thông thườngdùng một then bằng, khi chịu tải trọng lớn dùng 2 hoặc 3 then bằng

Nhược điểm của then bằng là khó bảo đảm tính đổi lẫn và không thể truyền lựcdọc trục

b Then dẫn hướng:

Có hình dạng như then bằng, được dùng trong trường hợp cần di động tiết máydọc trục Then được bắt vít vào trục (h.a), khi cần di động tiết máy một khoảngdài dọc trục then được ghép vào mayo(h.b)

c Then bán nguyệt:

Tiết diện dọc hình bán nguyệt, mặt làm việc là 2 mặt bên có ưu điểm là có thểtự động thích ứng với các độ nghiêng của rãnh mayơ, cách chế tạo then và rãnhđơn giản

Nhược điểm: phay rãnh sâu thêm trên trục làm yếu trục, dùng chủ yếu trong mốighép chịu tải trọng nhỏ, khi mayơ dài có thể dùng 2 then

Trang 4

3 Nhóm ghép căng:

Khác với then ghép lỏng, then ghép căng được vát có độ dốc 1:100, mặt

làm việc ở mặt trên và dưới, còn ở mặt bên có khe hở Then ghép căng

có thể truyền được mômen xoắn; lực dọc trục và chịu được va đập Tuy

nhiên có nhược điểm là gây lệch tâm làm tăng rung động các tiết máy

được ghép và làm mayơ bị nghiêng

a Then masát:

Mặt trên và dưới là mặt làm việc, mặt trên có độ dốc 1:100; mặt dưới

then là mặt trụ có cùng đường kính với trục

Ưu điểm: không cần rãnh trên trục nên không làm yếu trục và khi quá

tải bảo đảm an toàn

b Then vát:

Tiết diện là hình chữ nhật mặt làm việc là hai mặt trên và dưới Trục và

mayơ đều phải làm rãnh, trục sẽ bị yếu so với then masát nhưng mayơ ít

bị yếu hơn

c Then tiếp tuyến:

Tạo thành do 2 then vát một mặt Mặt làm việc là 2 mặt hẹp song song với nhau Khác với then vát, thentiếp tuyến có độ dôi theo phương tiếp tuyến và làm việc dựa vào chiều dập trên hai mặt hẹp

Nếu dùng một then tiếp tuyến thì chỉ truyền được mômen xoắn một chiều Khi truyền mômen xoắn 2chiều phải dùng 2 then tiếp tuyến đặt cách nhau một góc 120  135o Then tiếp tuyến dùng trong máyhạng nặng chịu tải trọng lớn

Trang 5

3 Tính mối ghép then:

Then được tiêu chuẩn hóa nên các kích thước được quy định theo đường kính trục Vì vậy tính toán mốighép then thường là kiểm nghiệm ứng suất sinh ra trên bề mặt tiếp xúc hay trên tiết diện nguy hiểm

1) Tính nhóm then ghép lỏng:

a Mối ghép then bằng:

Thường hỏng do dập các mặt bên và bị cắt theo tiết diện a-a

Điều kiện bền dập: d= F / (l.t2)  [d] ; trong đó:

l- chiều dài làm việc của then; t2 = 0,4.h - độ sâu rãnh then

trên mayo; [d]- ứng suất dập cho phép

Nếu lấy cánh tay đòn y  d / 2 ta có: F = 2.T / d Điều kiện bền dập có dạng:

d= 2.T / (d.l.t2)  [d] và điều kiện bền cắt sẽ là: c = F / (b.l) = 2 T / (d.b.l) [c]

b Mối ghép bằng then bán nguyệt:

Điều kiện bền dập và bền cắt của then bán nguyệt cũng là các công thức trên với t2 = h - t1 Trong cáccông thức trên [d] đối với mối ghép không di động: [d] = [ch] / [S]; trong đó: ch- ghới hạn chảy của vậtliệu kém bền nhất; [S] = 1,5  2 hay 1,25 (khi xác định đúng chính xác tải trọng) - hệ số an toàn Trị sốcủa ứng suất cắt cho phép [c] đối với thép và gang có thể lấy như sau: - Khi tải trọng tĩnh: [c] = 120 Mpa;

- Khi chịu tải va đập nhẹ: [c] = 90 Mpa; - Khi chịu tải va đập mạnh: [c] = 50 Mpa

2) Tính nhóm then ghép căng:

- Trường hợp then vát ta có: d= 25 Mx/ [b.l (2,88.d + h)]  [d]

- Trường hợp then tiếp tuyến: d= T / [(0,45 + 2.f/)d.l.(t-c)]  [d]

Trang 6

3 Tính mối ghép then:

3) Trình tự tính toán kiểm nghiệm mối ghép then:

Thông số cho trước: 1- Mômen xoắn; 2- Đường kính trục d và chiều dài mayơ lmo; 3- Điều kiện làm việc.Trình tự tính toán:

1- Chọn dạng mối ghép then phụ thuộc vào dạng máy, kết cấu chi tiết ghép, số vòng quay, đại lượng vàđặc tính tải trọng

2- Biết đường kính trục d, theo tiêu chuẩn chọn kích thước then b×h

3- Phụ thuộc vào chiều dài mayơ tachọn chiều dài then l từ dãy tiêu chuẩn Nên chọn l ≤ 1,5d, nhưng nhỏhơn chiều dài mayơ khoảng 5÷10mm

4- Kiểm tra độ bền dập và độ bền cắt, nếu giá trị ứng suất tính toán lớn hơn giá trị cho phép 5% thì tatăng chiều dài mayơ hoặc sử dụng hai then Đối với then bằng thì hai then lắp lệch nhau một góc 180o,then bán nguyệt cùng dãy theo chiều dài mayơ

4 Mối ghép then hoa:

1) Giới thiệu:

Ghép mayơ vào trục nhờ các răng của trục lồng vào các rãnh được chế tạo sẵn trên mayơ

Theo kiểu ghép có thể chia 2 loại: - Ghép cố định : mayơ được cố định trên trục (không thể trượt dọc trục); trục có thể là hình trụ hoặc hình côn; - Ghép di động: mayơ có thể trượt dọc trục ; trục có dạng hình trụ.

Theo dạng răng mối ghép then hoa có thể chia làm 3 loại: răng chữ nhật, răng thân khai và răng tam giác

Trang 7

4 Mối ghép then hoa:

1) Giới thiệu (t):

Để định tâm mối ghép then hoa có 3 phương pháp:

đỉnh tâm theo cạnh bên; theo đường kính ngoài;

theo đường kính trong Định tâm theo cạnh bên

không bảo đảm chính xác độ đồng tâm giữa mayơ

và trục nhưng tải phân bố đều trên các răng

So với mối ghép then, mối ghép then hoa có ưu điểm sau: - Đảm bảo độ đồng tâm và dễ di động tiết máytrên trục; - Khả măng chịu tải lớn hơn so với mối ghép then cùng kích thước Độ bền mỏi cao hơn,chịu vađậpvà tải trọng động tốt

Nhược điểm: - Có sự tập trung ứng suất ở góc rãnh; - Tải trọng phân bố giữa các răng không đều nhau; Cần có dụng cụ chuyên môn để chế tạo và kiểm tra

-2) Tính then hoa:

Mối ghép then hoa thường hỏng do dập bề mặt của răng Để tránh, có thể tính toán quy ước theo điềukiện: d= 2.T / (dm.l.h.Z.)  [d]

trong đó: T- mômen truyền qua mối ghép

dm- đường kính trung bình của then hoa; Z- số răng; = 0,7  0,8 - hệ số xét sự phân

bố không đều của tải trọng trên các răng; [d]- ứng suất dập cho phép (tra bảng);

h- chiều cao bề mặt tiếp xúc của răng, đối với răng chữ nhật: h = (D - d) / (2 - 2 f);

dm = (D + d) / 2 ; f- góc vát đỉnh răng ;

đối với răng thân khai: h = 0,8.m ; dm= m.Z với m- mô đun răng

và đối với răng tam giác: h = (Db - da) / 2 ; dm = m.Z ; Tính then hoa thường là định chiều dàitính toán l của răng hoặc kiểm nghiệm ứng suất trên bề mặt làm việc theo các công thức trên

Trang 8

Theo công dụng: có thể chia ra làm 2 loại: - Mối hàn chắc: truyền dược tải trọng từ tiết máy này sang tiếtmáy khác; - Mối hàn chắc kín: truyền tải trọngvà bảo đảm chất lỏng, khí không lọt qua

Theo hình dạng kết cấu: ta có các kiểu mối hàn: - Mối hàn giáp mối; - Mối hàn chồng;

(h.a); - Mối hàn góc (h.b)

Ưu điểm: - Kết cấu có khối lượng nhỏ (tiết kiệm được khoảng 15  20% kim loại so

với kết cấu dùng đinh tán và khoảng 30 50% so với kết cấu đúc); - Tiết kiệm được

công sức, giảm được giá thành, năng suất cao do công nghệ được tự động hoá; - Dễ

bảo đảm điều kiện bền đều, nguyên vật liệu được sử dụng hợp lý; - Có thể phục hồi

các chi tiết máy bị gãy hỏngmột phần hoặc bị mài mòn

Nhược điểm: - Chất lượng mối hàn phụ thuộc trình độ công nhân; - Khó kiểm tra chất

lượng bên trongcác mối hàn nếu không có thiết bị đặc biệt

Phạm vi sử dụng: ghép bằng hàn được dùng rộng rãi trong các ngành chế tạo máy,

đóng tàu, sản xuất nồi hơi, bình chứa, kết cấu của các công trình…

Trang 9

b Tính sức bền:

Tiết diện nguy hiểm trong mối hàn giáp mối là tiết diện chỗ miệng mối hàn hay tiết diện kề bên (do cơtính bị giảm khi bị nung nóng)

Trường hợp mối hàn chịu lực kéo nén F trong mặt phẳng các tấm ghép:  = F / (b.s)  []’

trong đó: b, s - bề rộng và bề dày các tấm ghép; []’ - ứng suất kéo (nén) cho phép của mối hàn thép khichịu tải trọng tĩnh (tra bảng)

Trường hợp mối hàn chịu mômen uốn Mu trong mặt phẳng các tấm ghép:  = M / Wu = 6.M / (b.s2)  []’Trường hợp mối hàn chịu cả F và M:  = 6 M / (b s2)  F / (b s) []’ ; []’ của mối hàn có giá trịnhỏ hơn [] của vật liệu kim loại tấm ghép Tỉ số giữa []’ và [] được gọi là hệ số sức bền:

 = []’ / [] = 0,9  1,0; khi cần tăng sức bền có thể dùng mối hàn xiên, tính toán như trên với []’ = []

Trang 10

2) Mối hàn chồng:

a Kết cấu:

Tiết diện của mối hàn như hình vẽ Mối hàn chồng có thể là: mối hàn bình thường, mối hàn lồi và mối hànlõm (giảm tập trung ứng suất nhưng gia công phức tạp) Tuỳ theo vị trí tương đối của phương mối hàn vàphương chịu lực ta có: - Mối hàn dọc: phương của mối hàn song song với phương của lực, chiều dài mốihàn < 50.k; - Mối hàn ngang: phương của mối hàn vuông góc với phương của lực; - Mối hàn xiên: phươngcủa mối hànlàm một góc với phương của lực - Mối hàn hỗn hợp

b Tính sức bền:

Mối hàn chồng chịu lực kéo (nén) dọc tấm ghép F:

- Mối hàn dọc: tiết diện nguy hiểm là tiết diện phân giác m-m Ứng suất tiếp  phân bố không đều (dochuyển vị ở mép ngoài lớn hơn ở mép trong) và sự phân bố càng không đều nếu chiều dài mối hàn l tăng

do đó thường giới hạn chiều dài mối hàn l: l  50.k và  được tính theo giá trị trung bình:  = F /(2.l.k.cos45o)  []’ ; trong đó: l - chiều dài mối hàn; k.cos 45o = 0,7; k - chiều dày mối hàn; []’ - ứng suấtcắt cho phép của mối hàn (tra bảng) Khi tấm ghép có tiết diện không đối xứng, lực phân bố cho các mốihàn không đều: F1 = e2.F / (e1 + e2); F2 = e1.F / (e1 + e2)

với F1, F2 - lực tác dụng lên mối hàn (1) và (2);  = F1 / (0,7.k.l1) = F2 / (0,7.k.l2)

15.3 Mối ghép hàn

Trang 11

b Tính sức bền (t):

Mốihàn chồng chịu lực kéo (nén) dọc tấm ghép F:

hay l1 / l2 = F1 / F2 = e2 / e1

và khi đó:  = F / [0,7 k (l1 + l2)]  []’

- Mối hàn ngang: mối hàn ngang được tính theo ứng suất cắt, tiết diện nguy hiểm là tiết diện phân giác củamối hàn (bỏ qua ứng suất pháp và ứng suất uốn): + Nếu hàn một mối:  = F / (0,7 k l)  []’

+ Nếu hàn hai mối:  = F / (2.0,7.k.l)  []’ ; - Mối hàn xiên:  = F / (0,7 k l)  []’

- Mối hàn hỗn hợp:  = F / (0,7.k.L)  []’ (công thức tổng quát với trường hợp mối hàn chịu lực kéo(nén); L- tổng chiều dài mối hàn

Mốihàn chồng chịu mômen trong mặt phẳng ghép:

- Mối hàn dọc: Trường hợp mối hàn tương đối ngắn (l < b) ta quy ước phân bố đều và có phương dọc theomối hàn:  = M / (0,7 k l b)  []’

- Mối hàn ngang: ứng suất phân bố trong mối hàn phân bố tương tự ứng suất pháp trong tiết diện ngang củadầm chịu uốn:  = M / Wo = 6 M / (0,7 k l b)  []’

Trang 12

b Tính sức bền (t):

Mối hàn chồng chịu mômen trong mặt phẳng ghép (t):

- Mốihàn hỗn hợp: ta xét với trường hợp mối hàn dọc ngắn (l < b) có thể coi ứng suất  có phương dọc mốihàn: M = Ad ln  + Wn. ; trong đó:  - ứng suất lớn nhất trong mối hàn dọc và ngang; Ad = 0,7.k.ld - diệntích tiết diện nguy hiểm của mối hàn dọc; Wn = 0,7 k ln2 / 6 - mômen chống uốn của tiết diện nguy hiểmcủa mối hàn ngang Do đó:  = M / (0,7.k.ld.ln + 0,7.k.ln2 / 6)  []’

Mốihàn chồng chịu lực và mômen trong mặt phẳng ghép:

Tính toán đối với trường hợp tổng quát - mối hàn hỗn hợp: gọi d - ứng suất sinh ra do lực kéo ngang; M ứng suất sinh ra do mômen, ứng suất cực đại trong mối hàn sẽ là:  = d + M

- = F / (0,7.k.L) + M / (0,7.k.ld.ln + 0,7.k.ln2 / 6)  []’ với: L = 2.ld + ln3) Mối hàn góc:

Mối hàn góc dùng để ghép các chi tiết máy có bề mặt vuông góc với nhau

Phân loại: - Hàn kiểu chữ K: tính toán như mối hàn giáp mối

- Hàn hai bên như hàn chồng:tính toán như mối hàn chồng

Tính sức bền:

Mối hàn góc chịu lực kéo và mômen uốn:

- Trường hợphàn chữ K:  = M / (s.l2 / 6) + F / (s.l) []’

- Trường hợp theo kiểuhàn chồng: = M / [(2.0,7.k.l2 / 6) + F / (2.0,7.k.l)] []’

Trang 13

3) Mối hàn góc (t):

Mối hàn góc chịu lực kéo và mômen uốn và mômen xoắn:

- Do k << d nên có thể coi ứng suất xoắn x do mômen xoắn T gây ra phân bố đều trên tiết diện nguyhiểm: F  0,7.k. d.x và T = F.d / 2 ; do đó: x = 2.T / (0,7.k..d2) ; - Ứng suất uốn u do mômenuốn M gây nên:u = M / Wu; trong đó: Wu =  (D4 - d4) / (32.D) = (D2 + d2)(D + d)(D - d);

D - đường kính ngoài của hình vành khăn; với (D - d) = 2.0,7.k và coi D ~ d ta có:

Wu =  d2.0,7.k / 4 ; u = 4.M / (0,7.k. d2);  =  x2 + u2  []’

4) Mối hàn tiếp xúc:

Mối hàn giáp mối: - Dùng trên tiết máy có hình dạng và tiết diện tùy ý; - Với vật liệu không bị giảm bền

do nung nóng (thép ít carbon, hợp kim, không nhiệt luyện), sức bền gần bằng sức bền tiết máy nguyên; Với vật liệu giảm bền khi hàn, ta hạ thấp ứng suất cho phép; - Khi chịu tải thay đổi, sức bền giảm như vớihàn hồ quang

-Mối hàn điểm: - Dùng ghép các tấm mỏng (bề dày tấm dày nhất không vượt quá 3 lần bề dày tấm mỏngnhất); - Đường kính điểm hàn lấy theo bề dày s của tấm ghép: d = 1,2 s + 4mm khi s  3mm; d = 1,5 s +5mm khi s > 3mm; - Bước t không nên quá ngắn để phần lớn dòng điện không chạy qua các điểm đã hànxong t1, t2 - được quy định theo điều kiện công nghệ: t = 3.d; t = 2.d; t = 1,5.d; - Mối hàn điểm thườngdùng chịu lực trong mặt phẳng ghép, gọi F là lực tác dụng; Z là số điểm hàn, i là số tiết diện chịu cắt:

 = F / (Z.i. d2/ 4)  [ ]’; - Khi chịu mômen uốn M, tính toán như với vật liệu ghép bulông không có khe

hở; - Khi chịu tải trọng thay đổi thì giảm ứng suất cho phép

Mối hàn đường: Dùng ghép các tiết máy mỏng có yêu cầu kín Sức bền của mối hàn được tính theo côngthức:  = F / (a.b)  []’

Trang 14

4 Sức bền mối hàn và Ứng suất cho phép:

Sức bền mối hàn phụ thuộc vào các yếu tố: - Chất lượng que hàn và vật liệu được hàn: nếu que hàn cóchất lượng tốt, vật liệu hàn không có tính hàn tốt thì mối hàn có nhiều khuyết tật, dễ bị nứt nóng hay nứtnguội Vật liệu thép ít và vừa carbon có tính hàn tốt; - Kỹ thuật hàn: nếu kỹ thuật hàn không bảo đảm nhưhàn sót, không thấu, có xỉ và ôxít: sức bền mối hàn giảm nhất là khi chịu tải thay đổi; - Đặc tính của tảitrọng: sự tập trung ứng suất và ứng suất dư ảnh hưởng rất lớn đến sức bền mỏi của mối hàn, khi mối ghépchịu tải thay đổi chú ý đến hình dạng kết cấu Trong các kiểu mối hàn, mối hàn giáp mối có sức bền mỏicao hơn cả vì ít tập trung ứng suất; không nên dùng mối hàn dọc để chịu tải trọng thay đổi vì có sự tậptrung ứng suất cao tránh hàn ở những nơi có tập trung ứng suất do hình dạng kết cấu Mối hàn phải cóchiều dài đồng đều nhau nên bố trí mối hàn sao cho dễ hàn và kiểm tra Có thể tăng sức bền mỏi của mốihàn bằng cách phun bi hoặc miếtmối hàn

Ứng suất cho phép của mối hàn khi chịu tải trọng tĩnh có thể xác định bằng phương pháp thực nghiệm (trabảng) tuỳ theo phương pháp hàn và que hàn

Trường hợp chịu tải trọng thay đổi, ứng suất cho phép bằng ứng suất cho phép khi chịu tải trọng tĩnh nhânvới hệ số giảm tải trọng :

 = 1 / [0,6.Kt  0,3 - (0,6.Kt+ 0,3).r]

với r = min /max - hệ số tính chất chu kỳ

max, min - ứng suất cực đại và cực tiểu

Kt - hệ số tập trung ứng suất thực tế (tra bảng) Nếu trị số của > 0 ta lấy = 1 (xảy ra khi r > 0)

Trang 15

15.4 Mối ghép bằng độ dơi

1 Định nghĩa: - Độ dôi  là hiệu số dương giữa đường kính trục B và đường kính lỗ A:  = B - A > 0; Ghép bằng độ dôi là dùng độ dôi của hai tiết máy tiếp xúc nhau theo mặt trụ để ghép chúng lại với nhau

-2 Công dụng của mối ghép: Sau khi ghép d biến dạng đàn hồi, đường kính chung của bề mặt ghép là d (A

< d < B), lúc này trên bề mặt tiếp xúc có áp suất p Khi có ngoại lực tác dụng làm chúng có xu hướng trượtlên nhau, giữa bề mặt tiếp xúc sẽ sinh ra lực masát để cản lại Nhờ vậy mà các tiết máy không di độngtương đối với nhau và có thể truyền được mômen xoắn, lực dọc trục và cả mômen uốn

3 Các phương pháp ghép: có thể dùng một trong các phương pháp: ép, nung nóng hoặc làm lạnh

Phương pháp ép: Phương pháp ép là dùng lực để ép chi tiết máy bị bao (trục) vào trong lỗ của tiết máybao (mayơ); Ưu điểm: thông dụng vì thực hiện ở nhiệt độ bình thường và không phức tạp; Nhược điểm: độdôi giảm do san bằng một phần nhấp nhô của bề mặt tiếp xúc Ngoài ra còn có thể làm biến dạng khôngđều và mặt đầu của chúng bị hư hỏng Để lắp ép được dễ dàng, nên vát đầu trục và mép lỗ

Phương pháp nung nóng: Nung nóng tiết máy bao để lỗ nở to ra khi lắp;Ưu điểm: khả năng làm việc tănggấp rưỡi so với phương pháp ép Tiện lợi đối với các tiết máy có chiều dài lớn so với đường kính, nhưngchú ý giới hạn nhiệt độ để không làm thay đổi cơ tínhcủa tiết máy hay biến dạng

Phương pháp làm lạnh: Làm lạnh tiết máy bị bao để tiết diện co lại khi lắp vào lỗ của tiết máy bao (cóthể dùng CO2 rắn - độ sôi -79oC hay không khí lỏng - độ sôi -196oC để làm lạnh); Ưu điểm: khả năng làmviệc cao, thích hợp với những máy có kích thước nhỏ Chênh lệch nhiệt độ cần thiết để lắp bằng nung nónghay làm lạnh giữa các tiết máy ghép được tính theo hệ thức: t = max +o / ( d) 10-3

trong đó: t - chênh lệch nhiệt độ giữa tiết máy bao và bị bao (oC); max - độ dôi lớn nhất của kiểu lắp đãchọn (m); o - khe hở cần thiết để lắp dễ dàng (thường lấy khe hở nhỏ nhất của kiểu lắp H7/g6);

 - hệ số nở dài vì nhiệt (thép:  = 12.10-6 mm/mmoC; đối với gang:  = 10,5.10-6 mm/mmoC)

Trang 16

2 Ưu Nhược điểm và Phạm vi sử dụng:

Ưu điểm: Chịu được tải trọng lớn cũng như tải trọng va đập; bảo đảm độ đồng tâm của tiết máy ghép; kếtcấu và chế tạo đơn giản, giá thành hạ

Nhược điểm: lắp và tháo phức tạp, có thể làm hư hỏng bề mặt lắp ghép khi tháo; khả năng truyền lực củamối ghép không xác định được chính xác vì phụ thuộc độ dôi  và hệ số masát f; có sự tập trung ứng suấtvà xảy ra hiện tượng gỉ do tiếp xúc ở bề mặt ghép làm giảm sức bền mỏi của trục

Phạm vi sử dụng: mối ghép độ dôi được sử dụng rộng rãi trong các ngành chế tạo máy: ghép các bánhrăng, vô lăng, ổ lăn, đĩa tuabin … vào trục; các phần của trục khuỷu và bánh vít Trong thực tế thường dùngphối hợp mối ghép bằng độ dôi với mối ghép bằng then hoặc then hoa Trong trường hợp đó tuỳ theo kiểumối ghép nào làm nhiệm vụ chính yếu để tính toán, sai số trong tính toán được bù lại bằng cách chọn ứngsuất cho phép hơi cao hơn một chút

3 Tính toán mối ghép bằng độ dôi:

Mục đích tính toán là với tải trọng đã cho phải xác định kiểu lắp thỏa mãn những điều kiện sau: - Bảo đảmcác mối ghép không bị di động tương đối với nhau; - Bảo đảm sự làm việc bình thường của các tiết máy(tiết máy có thể bị hỏng hay biến dạng do độ dôi quá lớn) Do đó tính toán gồm 2 bài toán nhỏ: Xác địnhsức bền của mối ghép (bảo đảm không trượt tương đối);Kiểm tra sức bền của các tiết máy ghép

a Tính bền của mối ghép: Muốn chọn được kiểu lắp thích hợp ta phải tính độ dôi cần thiết để đảm bảođiều kiện bền của mối ghép Do đó tính toán tiến hành theo những bước sau:

1) Xác định áp suất cần thiết p:

áp suất cần thiết trên bề mặt ghép phải thỏa mản điều kiện lực masát

sinh ra thắng được ngoại lực tác dụng:

Trang 17

a Tính bền của mối ghép (t):

Trường hợp mối ghépchịu lực dọc trục F: k.F  Fms = f.p..d.l ; hay: p  k.F / (.f.d.l)

trong đó: p - áp suất cần thiết; k - hệ số an toàn (1,5  3); f - hệ số masát; d, l - đường kính và chiều dàibề mặt lắp

Trường hợp mối ghépchịu mômen xoắn T: k.T  f.p..d.l.(d / 2); hay: p  2.k.T / (.f.d2.l)

trong đó: f - hệ số masát, f = 0,08 với phương pháp ép; khi nung nóng hay làm lạnh, f = 0,14

Trường hợp mối ghépchịu T và F: k  F2 + (2 T / d)2  (f.p. d.l); p  k. F2 + (2.T / d)2 / (f. d.l)

2) Xác định độ dôi:

Theo lý thuyết tính toán ống dầy của Lame, giữa áp suất sinh ra trên bề mặt tiếp xúc và độ dôi có hệ thức:

p =  / [d.(C1 / E1 + C2 / E2)] hay  = p.d.[C1 / E1 + C2 / E2]

trong đó:  - độ dôi tính toán; C1 = (d2 + d12) / (d2 - d12) - 1 ;

C2 = (d22 + d2) / (d22 - d2) - 2; d - đường kính lắp ghép;

d1 - đường kính lỗ của tiết máy bị bao (nếu trục đặc d1 = 0); d2 - đường kính

ngoài của tiết máy bao; E1, E2 - môđun đàn hồi của tiết máy bị bao và tiết máy bao, với thépE=(2122)104 Mpa, gang: E=(1214)104 Mpa; 1, 2 - hệ số poátxông của tiết máy bị bao và tiết máybao; với thép =0,3 và với gang =0,25 Khi lắp ép, đỉnh nhấp nhô bề mặt bị san bằng một phần nên độdôi cần thiếtc phải xét đến: c =  + 1,2 (Rz1 + Rz2)

trong đó: Rz1, Rz2 - chiều cao các đỉnh nhấp nhô lớn nhất trên bề mặt ghép (bảng độ nhẵn gia công)

3) Chọn kiểu lắp: Theo c tra bảng dung sai lắp ghép chọn kiểu lắp sao cho độ dôi nhỏ nhất ≥ c

Trang 18

b Kiểm tra độ bền và biến dạng của tiết máy ghép:

Với kiểu lắp đã chọn ở trên, chúng ta phải kiểm tra xem mối ghép có đủ bền không và ứng suất sinh ratrong mối ghép có gây ra biến dạng quá lớn không Bài toán có thể tiến hành theo các bước sau:

- Xác định độ dôi kiểm tra t: t= max - 1,2 (Rz1 + Rz2)

- Xác định áp suất sinh ra trong mối ghép: p = t / [d.(C1 / E1 + C2 / E2)] (1)

- Xác định điều kiện bền của các tiết máy ghép: Để xác định điều kiện bền của các tiết máy ghép chúng tasử dụng công thức Lamê về sự phân bố các ứng suất theo hướng tâm (r) và hướng tiếp tuyến (t) sinh ratrong tiết máy bao và bị bao Theo thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất ta có điều

kiện để các tiết máy không sinh biến dạng dẻo: td = 1 - 3  ch

Đối với tiết máy bao (điểm nguy hiểm là mép trong):

1 = t= p.(d22 + d2) / (d22 - d2) ; 3 = r = -p

do đó: td = 1 - 3 = p.[2.d22 / (d22 - d2)]  ch2

hay: p  ch2.(d22 - d2) / (2.d22) (2)

trong đó: ch2 - giới hạn chảy của vật liệu tiết máy bao

Đối với tiết máy bị bao (trục) điểm nguy hiểm là mép trong:

1 = r = 0 ; 3 = t= - p.[2.d2 / (d2 - d12)]  ch2 do đó:

td = 1 - 3 = p.[2.d2 / (d2 - d12)]  ch1 hay: p  ch1.(d2 - d12) / (2.d2) (3)

Như vậy áp suất p xác định theo (1) phải được kiểm tra có thỏa mãn điều kiện (2) và (3) không

Trang 19

b Kiểm tra độ bền và biến dạng của tiết máy ghép (t):

Kiểm tra độ biến dạng bề mặt tự do của các tiết máy:

Đối với một số tiết máy được lắp ghép, chúng ta phải giới hạn độ biến dạng bề mặt tự do của chúng đểtránh những ảnh hưởng đến yêu cầu làm việc: kiểm tra lượng tăng đường kính tiết máy bao d2 > 0 vàlượng giảm đường kính của chi tiết máy bị bao d1

Trong phạm vi biến dạng đàn hồi, theo định luật Huc ta có:

- Đối với tiết máy bị bao:

vớid1 và d2 cho trước ta có bài toán ngược với bài toán trên

Nếu điều kiệngiới hạn biến dạng không phù hợp, khắc phục bằng cách gia công lại bề mặt tự do

Trang 20

1 Giới thiệu mối ghép đinh tán:

Các tấm ghép 1 và 2 được liên kết trực tiếp với nhau bằng các đinh tán số 3, hoặc liên kết thông qua tấm đệm

- Tán nóng: đốt nóng đầu đinh lên nhiệt độ khoảng (1000÷1100)oC rồi tiến hành tán Tán nóng không làm nứtđầu đinh; nhưng cần thiết bị đốt nóng, các tấm ghép biến dạng nhiệt, dễ bị cong vênh

- Đinh tán thường làm bằng kim loại dễ biến dạng, thép ít các bon như CT34, CT38, C10, C15hoặc bằng hợpkim màu Thân đinh tán thường là hình trụ tròn có đường kính d, giá trị của d nên lấy theo dẫy số tiêu chuẩn.Các kích thước khác của đinh tán được lấy theo d, xuất phát từ điều kiện sức bền đều:

Trang 21

1 Giới thiệu mối ghép đinh tán (t):

h = (0,6 ÷ 0,65).d

R = (0,8 ÷ 1).d

l = (S1 + S2) + (1,5 ÷ 1,7).d Ngoài mũ đinh dạng chỏm cầu, đinh tán còn có nhiều dạng mũ như trên hình

2 Phân loại mối ghép đinh tán:

Tùy theo công dụng và kết cấu của mối ghép, mối ghép đinh tán được chia ra: + Mối ghép chắc: Mối ghépchỉ dùng để chịu lực không cần đảm bảo kín khít; + Mối ghép chắc kín: Vừa dùng để chịu lực vừa đảm bảokín khít; + Mối ghép chồng: Hai tấm ghép có phần chồng lên nhau; + Mối ghép giáp mối: Hai tấm ghép đốiđầu, đầu của 2 tấm ghép giáp nhau; + Mối ghép một hàng đinh: Trên mỗi tấm ghép chỉ có một hàng đinh; +Mối ghép nhiều hàng đinh: Trên mỗi tấm ghép có nhiều hơn một hàng đinh

3 Kích thước chủ yếu của mối ghép đinh tán:

- Xuất phát từ yêu cầu độ bền đều của các dạng hỏng (khả năng chịu tải của các dạng hỏng là như nhau, hoặcxác suất xuất hiện của các dạng hỏng là như nhau), kích thước của mối ghép đinh tán ghép chắc được xácđịnh như sau: + Đối với mối ghép chồng một hàng đinh: d = 2.Smin; pđ = 3.d; e = 1,5.d; + Đối với mối ghépchồng n hàng đinh: d = 2.Smin; pđ = (1,6.n +1).d; e = 1,5.d; + Đối với mối ghép giáp mối hai tấm đệm mộthàng đinh: d = 1,5.S; pđ = 3,5.d; e = 2.d; + Đối với tấm ghép giáp mối hai tấm đệm n hàng đinh: d = 1,5.S;

pđ = (2,4.n + 1).d; e = 2.d;

- Kích thước của mối ghép đinh tán ghép chắc kín được xác định như sau: + Đối với mối ghép chồng mộthàng đinh: d = Smin+ 8 mm; pđ = 2.d + 8mm; e = 1,5.d; + Đối với mối ghép chồng 2 hàng đinh: d = Smin+ 8mm; pđ = 2,6.d + 15mm; e = 1,5.d; + Đối với mối ghép chồng 3 hàng đinh: d = Smin+ 6mm; pđ = 3.d + 22mm; e = 1,5.d; + Đối với mối ghép giáp mối hai tấm đệm 2 hàng đinh: d = S + 6mm; pđ = 3,5.d + 15 mm; e

= 2.d; + Đối vớitấm ghép giáp mối hai tấm đệm 3 hàng đinh: d = S + 5mm; pđ = 6.d + 20mm; e = 2.d

Định dạng
Số trang	43
Dung lượng	2,51 MB