mechanical s

Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 1

Chương 2: Các chỉ tiêu thiết kế máy và chi tiết máy

2.1 Yêu cầu chung của máy TK

2.2 Độ bền

2.3 Độ cứng

2.4 Độ bền mòn

2.5 Khả năng chịu nhiệt

2.6 Dao động và tiếng ồn

2.7 Độ tin cậy

2.8 Tối ưu hóa kết cấu

2.9 Lựa chọn vật liệu trong TKM


2.10 Tính công nghệ của CTM

2.11 Dung sai và lắp ghép

2.12 Độ nhám bề mặt

2.13 Tiêu chuẩn hóa trong TKM

Chương 2


2.1 Yêu cầu chung của máy thiết kế:

Những yêu cầu chung về thiết kế chế tạo:



Những yêu cầu chung về vận hành:

Những yêu cầu chung về xã hội: Độ tin cậy cao

Năng suất máy

Giá thành máy

Giá thành gia công

Chất lượng gia công

Tỷ suất lợi nhuận

Tính cơ động của máy

Bảo đảm khả năng làm việc

Tính công nghệ cao

Mức độ quy cách hóa, tiêu chuẩn hóa cao

Mức độ tiêu hao nguyên vật liệu

Khả năng phát minh sáng chế

An toàn

Thuận tiện

Thẩm mỹ

Môi trường

2.2 Độ bền:2.2.1 Khái niệm cơ bản:



Những dạng hỏng chủ yếu liên quan đến độ bền của chi tiết máy:

Forex

Phá hủy mỏi

Biến dạng dẽo

Phá hủy giòn

Phân loại độ bền của chi tiết máy theo vị trí:

Độ bền thể tích

Độ bền tiếp xúc

Phân loại độ bền của chi tiết máy theo tính chất tải trọng ngoài:

Độ bền tĩnh

Độ bền mỏi

http://www.huizforex.com/

2.2 Độ bền:2.2.1 Khái niệm cơ bản:



Các phương pháp tính toán độ bền của chi tiết máy:

Theo ứng suất cho phép

Theo hệ số an toàn

Theo độ tin cậy

Điều kiện bền cơ bản:

Ba bài toán cơ bản liên quan đến độ bền:

Kiểm tra bền

Thiết kế

Xác định khả năng chịu tải

2.2 Độ bền:

2.2.2 Tải trọng và ứng suất:



Phân loại tải trọng theo thời gian:

Tải không đổi

Tải thay đổi

Tải va đập

Phân loại tải trọng trong tính toán:

Tải danh nghĩa

Tải tương đương

Tải tính toán

2.2 Độ bền:

2.2.2 Tải trọng và ứng suất:



Phân loại ứng suất theo tính chất tải trọng ngoài:

Sàn Forex.com

Ứng suất tĩnh

Ứng suất thay đổiChu kỳ ứng suất:

Không đổi (ổn định), các đặc trưng:

Biên độ ứng suất

Giá trị trung bình

Tỷ số ứng suất

Thay đổi (không ổn định)

2.2 Độ bền:2.2.2 Tải trọng và ứng suất:



Ứng suất tiếp xúc:

Ứng suất tiếp xúc

Ứng suất dập

Bề mặt tiếp xúc

Sự phân bố của ứng suất tiếp xúcỨng suất tiếp xúc:

Công thức Hertz

Với vật liệu kim loại

Hình trụ tiếp xúc với mặt phẳng

Hình cầu tiếp xúc với mặt phẳng

Chu kỳ của ứng suất tiếp xúc và hiện tượng tróc rỗ bề mặt.

2.2 Độ bền:

2.2.3 Ứng suất cho phép và hệ số an toàn:



Ứng suất cho phép và tính toán thiết kế theo ứng suất cho phép

Ứng suất giới hạn (bền, chảy và mỏi) và tính toán thiết kế theo độ tin cậyTrường hợp ứng suất không đổi:

Công thức tính ứng suất cho phép

Công thức gần đúng tính ứng suất cho phép

Trường hợp ứng suất thay đổi:

Công thức tính ứng suất cho phép

Công thức tính giới hạn mỏi theo tính chất của chu kỳ ứng suất

2.2 Độ bền:

2.2.3 Ứng suất cho phép và hệ số an toàn:



Hệ số tuổi thọ:

Công thức tính hệ số tuổi thọ

Khi số chu kỳ làm việc lớn hơn số chu kỳ cơ sở

Hệ số an toàn: là tỉ số giữa ứng suất giới hạn và ứng suất lớn nhất

Khi ứng suất không đổi

Khi ứng suất thay đổi

Với trạng thái ứng suất phức tạp

2.2 Độ bền:2.2.4 Giới hạn mỏi và số chu kỳ làm việc tương đương:



Các biện pháp công nghệ:

Tạo phôi đặc biệt tạo lớp bề mặt có ứng suất dư nén

Nhiệt luyện và hóa nhiệt luyện bề mặt

Gia công đặt biệt tạo lớp bề mặt có ứng suất dư nén

Đồ thị tương quan giữa giới hạn mỏi và số chu kỳ làm việc tương đương

Số chu kỳ làm việc tương đương:

Ứng suất không đổi theo thời gian

Ứng suất thay đổi theo thời gian

Ứng suất thay đổi liên tục theo thời gian

2.2.5 Các phương pháp nâng cao độ bền mỏi:

Các biện pháp kết cấu thiết kế: giảm hiện tượng tập trung ứng suất

2.3 Độ cứng:

2.3.1 Khái niệm cơ bản:



Vai trò của chỉ tiêu độ cứng trong thiết kế chi tiết máy

Độ cứng thể tích

Độ cứng tiếp xúc

Độ cứng thể tích

Độ cứng tiếp xúc:

Giữa con lăn và mặt phẳng (công thức Belaev)

Có tính đến nhấp nhô tế vi (công thức Votinov)

2.3.2 Tính toán độ cứng:

2.3 Độ cứng:

2.3.3 Các phương pháp nâng cao độ cứng:



Dùng vật liệu hợp lý (Module đàn hồi tỉ lệ thuận với độ cứng)

Chọn hình dạng tiết diện ngang hợp lý

Học Forex

Chọn kết cấu chịu tải hợp lý (kết cấu đối xứng, ưu tiên kéo nén…)

Sử dụng và phân bố các ổ trục hợp lý để tăng độ cứng tiếp xúc

Dùng đối trọng để tạo biến dạng ngược bù trừ

Phối hợp hợp lý về độ cứng của các chi tiết máy trong cùng hệ thống

Giảm biến dạng cục bộ của các chi tiết vỏ, thân hộp

2.4 Độ bền mòn:2.4.1 Khái niệm cơ bản:



Đường cong mòn theo thời gian

Đại lượng đặc trưng cho quá trình mòn:

Lượng mòn

Cường độ mòn

Cường độ mòn đối với các bộ truyền ăn khớp

Tác hại lên chi tiết máy của quá trình mòn:

Giảm độ chính xác

Giảm hiệu suất

Giảm độ bền

Tăng tiếng ồn

2.4 Độ bền mòn:2.4.2 Tính toán độ bền mòn:



Theo áp suất cho phép

Đường cong mòn

Sử dụng vật liệu hợp lý

Giảm tải ở các bề mặt chịu ma sát

Bôi trơn, làm nguội tốt

Giảm lượng hạt mài rơi vào vùng ma sát

Thay ma sát trượt bằng ma sát lăn

Bảo đảm mòn đều ở các chi tiết trong cùng hệ thống

Chuyển mòn vào các chi tiết rẻ tiền, dễ điều chỉnh hoặc thay thế

Sử dụng các kết cấu để điều chỉnh khe hở khi mòn

2.4.3 Các biện pháp giảm mòn:

2.5 Khả năng chịu nhiệt:



Nguồn sinh nhiệt trong máy móc

Tác hại của nhiệt trên máy móc, thiết bị:

Giảm độ bền

Giảm tính năng bôi trơn của dầu bôi trơn

Thay đổi các khe hở làm việc

Thay đổi tính chất của bề mặt làm việc

Giảm độ chính xác của máy

Các biện pháp nâng cao khả năng chịu nhiệt của chi tiết máy:

Tính toán cân bằng nhiệt cho máy

Sử dụng vật liệu chịu nhiệt

Sử dụng hệ thống bôi trơn, làm mát

2.6 Dao động và tiếng ồn:



Ảnh hưởng của dao động trên hoạt động của thiết bị

Tính toán tần số riêng phải được tiến hành cho toàn hệ thống chứ không cho từng chi tiết máy riêng lẻ

Các biện pháp chống ồn cho máy móc thiết bị:

Tăng độ chính xác và chất lượng gia công

Sử dụng các kết cấu có khả năng giảm hiện tượng va đập

Sử dụng vật liệu có ma sát nội cao

Sử dụng các bộ phận giảm chấn

Tiếng ồn sinh ra do va đập với nhau của các bộ phận trong máy móc thiết bị

2.7 Độ tin cậy:



Cơ sở để tính toán độ tin cậy bằng lý thuyết xác suất

Chỉ tiêu độ tin cậy rất quan trọng đối với các máy hoặc dây chuyền mà sự hỏng hóc của một chi tiết sẽ dẫn đến ngưng trệ cho toàn hệ thống

Các biện pháp nâng cao độ tin cậy:

Máy càng đơn giản ít chi tiết càng tốt

Các chi tiết máy của hệ thống nên có độ tin cậy gần bằng nhau

Sử dụng các chi tiết tiêu chuẩn (độ phân tán tuổi thọ nhỏ, chất lượng cao, dễ tìm cho việc thay thế)

Thiết kế các chi tiết dễ hỏng sao cho dễ thay thế, sửa chữa

Các tính toán kinh tế dựa trên độ tin cậy của thiết bị

2.8 Tối ưu hóa kết cấu:



Thí dụ về tạo phôi

Thí dụ về gia công vừa đúng các bề mặt cần thiết

Thí dụ về giảm nguyên công trong gia công phẳng

Thí dụ về giảm nguyên công trong gia công lỗ

Thí dụ về lắp ráp

2.9 Lựa chọn vật liệu trong thiết kế máy:

2.10 Tính công nghệ của chi tiết máy:

2.11 Dung sai và lắp ghép:



Dung sai

Lắp ghép

Biểu diễn lỗ

Biểu diễn trục

Hệ thống lỗ

Hệ thống trục

Lắp có độ dôi

Lắp có khe hở

Lắp trung gian

25+0,025-0,005

H7/k6

H7/k6

H7/k6

AD

H

SU

ad

h

su

H7/k6, H9/d9, H7/h6

D11/h11, P9/h9, E9/f8

H7/p6, H7/r6, H7/u8…

H7/e8, H7/g6, H7/h6…

H7/js6, H7/k6, H7/n6…

2.12 Độ nhám bề mặt:



Các cấp độ nhám bề mặt

2.13 Tiêu chuẩn hóa trong thiết kế:Những lợi điểm của tiêu chuẩn hóa:

Giảm chủng loại chi tiết máy thiết kế

Tăng chất lượng sản phẩm, tuổi thọ chi tiết máy

Bảo đảm tính lắp lẫn

Giảm công sức thiết kế

Các cấp tiêu chuẩn tại Việt Nam:

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN

Tiêu chuẩn ngành TCN

Tiêu chuẩn vùng TCV

Tiêu chuẩn cơ sở TC

Cấp độ nhám Ra Rz

1 320

2 160

3 80

4 40

5 (5) 20

6 2,5

7 1,25

8 0,63

9 0,32

10 (0,16) 0,63

11 0,32

12 0,16

13 0,08

14 0,04

mechanical s

Technology