CHI TIT MY GV Th S TRNG QUANG

CHI TIẾT MÁY GV: Th. S. TRƯƠNG QUANG TRƯỜNG KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG L M TP. HCM

Chi Tiết Máy Chương 2 CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ MÁY & CHI TIẾT MÁY Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường -2 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

I. YÊU CẦU CHUNG CỦA MÁY THIẾT KẾ 1. NHỮNG YÊU CẦU CHUNG VỀ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO * ĐẢM BẢO KHẢ NĂNG LÀM VIỆC: độ bền, độ cứng, độ ổn định, độ bền mòn, độ ổn định dao động, khả năng chịu nhiệt, độ chính xác… * TÍNH CÔNG NGHỆ CAO: nhỏ gọn, dễ chế tạo, tốn ít thời gian và chi phí chế tạo, dễ lắp ráp bảo dưỡng vận hành. * MỨC ĐỘ QUY CÁCH HÓA, TIÊU CHUẨN HÓA CAO. * MỨC ĐỘ TIÊU HAO NGUYÊN VẬT LIỆU. * KHẢ NĂNG PHÁT MINH, SÁNG CHẾ. Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường -3 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

I. YÊU CẦU CHUNG CỦA MÁY THIẾT KẾ 2. NHỮNG YÊU CẦU VỀ VẬN HÀNH: độ tin cậy cao, năng suất, giá thành gia công, chất lượng gia công, tỷ số lợi nhuận, tính cơ động. 3. NHỮNG YÊU CẦU VỀ XÃ HỘI: an toàn, thuận tiện, thẩm mỹ, môi trường. Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN 1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN - Kéo (Tensile Stress) - Nén (Compression Stress) - Uốn (Bending Stress) - Xoắn (Torsion Stress) - Cắt trượt (Shear Stress) Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN 2 TẢI TRỌNG & ỨNG SUẤT a. TẢI TRỌNG: Tải trọng không đổi, tải trọng thay đổi, tải trọng va đập. Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN 2 TẢI TRỌNG & ỨNG SUẤT b. ỨNG SUẤT: Ứng suất tĩnh, ứng suất thay đổi (chu kỳ ứng suất). Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Chu kỳ ứng suất thay đổi ổn định Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN 2 TẢI TRỌNG & ỨNG SUẤT b. ỨNG SUẤT: Ứng suất tĩnh, ứng suất thay đổi (chu kỳ ứng suất). Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Chu kỳ ứng suất thay đổi không ổn định -8 - Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN 2 TẢI TRỌNG & ỨNG SUẤT c. ỨNG SUẤT TIẾP XÚC Ứng suất tiếp xúc cực đại (công thức Hetz): - qn: cường độ tải trọng. - ZM: hệ số xét đến cơ tính vật liệu. - : Bán kính cong tương đương Ths. Trương Quang Trường Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN 2 TẢI TRỌNG & ỨNG SUẤT c. ỨNG SUẤT TIẾP XÚC Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN c. ỨNG SUẤT TIẾP XÚC ZM: hệ số xét đến cơ tính vật liệu. : bán kính cong tương đương : hệ số Poisson Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN c. ỨNG SUẤT TIẾP XÚC - Nếu vật liệu là kim loại: có µ 1 = µ 2 = 0, 3 - Với: Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN c. ỨNG SUẤT TIẾP XÚC Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN c. ỨNG SUẤT TIẾP XÚC - Nếu hình trụ với mặt phẳng: Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN c. ỨNG SUẤT TIẾP XÚC - Nếu tiếp xúc là 1 điểm Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN 3. ỨNG SUẤT CHO PHÉP & HỆ SỐ AN TOÀN a. ỨNG SUẤT CHO PHÉP: Ứng suất cho phép và ứng suất giới hạn. - Trường hợp ứng suất không đổi: * Kim loại dẻo (ductile): Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN 3. ỨNG SUẤT CHO PHÉP & HỆ SỐ AN TOÀN a. ỨNG SUẤT CHO PHÉP: * Kim loại giòn (brittle): : [s]: K: hệ số kích thước; hệ số an toàn cho phép; hệ số tập trung ứng suất. Ths. Trương Quang Trường Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN Hệ số kích thước Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN - Trường hợp ứng suất thay đổi Vật liệu bằng thép: [s ]= s lime s b [s ]Ks K L , [t ]= Hệ số tăng bền bề mặt : t lime t b [s ]Kt KL Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN Giới hạn mỏi lim: Hệ số tuổi thọ KL: Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN b. HỆ SỐ AN TOÀN (safety coefficient): - Trường hợp ứng suất không đổi * Đối với kim loại dẽo: * Đối với kim loại giòn: - Trường hợp ứng suất thay đổi * Chu kỳ thay đổi ứng suất đối xứng. * Chu kỳ thay đổi ứng suất không đối xứng. Ths. Trương Quang Trường Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN Hệ số xét đến ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến hệ số an toàn : Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN 4. GIỚI HẠN MỎI (fatigue) & SỐ CHU KỲ LÀM VIỆC TƯƠNG ĐƯƠNG a. CTM có Ứng suất thay đổi ổn định - N: số chu kỳ làm việc: Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN b. CTM có Ứng suất thay đổi không ổn định. Số chu kỳ tải trọng thay đổi tương đương: Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

II. ĐỘ BỀN 5. CÁC PHƯƠNG PHÁP N NG CAO ĐỘ BỀN MÕI - Các phương pháp thiết kế: kết cấu hợp lý. - Các phương pháp công nghệ. * Phương pháp gia công đặc biệt. * Các phương pháp nhiệt luyện, hóa luyện. * Các phương pháp gia công tinh bề mặt. Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

III. ĐỘ CỨNG (Rigidity, stiffness) 1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN: Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

III. ĐỘ CỨNG 2. TÍNH TOÁN ĐỘ CỨNG a. ĐỘ CỨNG THỂ TÍCH: b. ĐỘ CỨNG TIẾP XÚC: Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

III. ĐỘ CỨNG c. CÁC PHƯƠNG PHÁP N NG CAO ĐỘ CỨNG • Dùng vật liệu hợp lý. • Chọn hình dáng tiết diện ngang hợp lý. • Chọn kết cấu chịu tải trọng hợp lý. • Sử dụng & phân bố các ổ trục hợp lý. • Tạo ra các biến dạng ngược. • Đảm bảo độ cân bằng hợp lý của hệ thống về độ cứng. • Giảm biến dạng cục bộ. Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

IV. ĐỘ BỀN MÒN (Wear resistance) 1. CÁC KHÁI NIỆM VỀ ĐỘ MÀI MÒN Lượng mòn: Với I: cường độ mòn L, v, t: quãng đường, vận tốc, thời gian ma sát Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

IV. ĐỘ BỀN MÒN 2. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN MÒN Áp suất sinh ra trên bề mặt po: Phương trình đường cong mòn: Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

IV. ĐỘ BỀN MÒN 3. CÁC BIỆN PHÁP GIẢM MÒN a/ Sử dụng vật liệu giảm ma sát. b/ Giảm tải cho bề mặt chịu ma sát. c/ Bôi trơn & làm nguội hợp lý. d/ Giảm lượng hạt mài rơi vào bề mặt ma sát. e/ Thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn. Các biện pháp giảm ảnh hưởng xấu của mòn - Đảm bảo mòn đều. - Chuyển mòn vào các chi tiết ít bị ảnh hưởng đến độ chính xác của máy. - Sử dụng các kết cấu điều chỉnh được. Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

V. KHẢ NĂNG CHỊU NHIỆT (heat endurance) * Giảm khả năng tải của chi tiết máy. * Giảm khả năng bảo vệ màng dầu. * Thay đổi khe hở trong mối ghép động. * Thay đổi tính chất làm việc. * Giảm độ chính xác của máy. Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

VI. DAO ĐỘNG (oscillation) & TIẾNG Ồn (noise) - Những dao động chính: * Dao động cưỡng bức. * Tự dao động. - Các biện pháp chống ồn. * Tăng độ chính xác & chất lượng gia công. * Giảm lực va đập bằng các biện pháp thiết kế. * Sử dụng vật liệu có ma sát nội cao. * Sử dụng các bộ phận giảm chấn. Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

VII. ĐỘ TIN CẬY CỦA MÁY & CHI TIẾT MÁY 1. KHÁI NIỆM VỀ ĐỘ TIN CẬY (reliability) Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

VII. ĐỘ TIN CẬY CỦA MÁY & CHI TIẾT MÁY 2. CƠ SỞ TOÁN HỌC CỦA ĐỘ TIN CẬY Hàm mật độ phân phối hỏng Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

VII. ĐỘ TIN CẬY CỦA MÁY & CHI TIẾT MÁY 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THEO CHỈ TIÊU ĐỘ TIN CẬY Chỉ số tin cậy Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

VII. ĐỘ TIN CẬY CỦA MÁY & CHI TIẾT MÁY 4. CÁC PHƯƠNG PHÁP N NG CAO ĐỘ TIN CẬY * Cần tận dụng khả năng sử dụng kết cấu: ít, đơn giản, độ tin cậy tương đương. * Giảm cường độ chịu tải của chi tiết máy & máy. * Chọn đúng loại dầu bôi trơn, thiết kế hệ thống bôi trơn hợp lý. * Dự trù thiết bị an toàn. * Ưu tiên sử dụng các chi tiết máy theo tiêu chuẩn. Khoa Cơ Khí – Công Nghệ * Các chi tiết dễ hỏng phải dễ sửa chữa & thay thế. Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

VIII. TỐI ƯU HÓA KẾT CẤU TỐI ƯU KẾT CẤU MÔ HÌNH HÓA PH N TÍCH KẾT CẤU TỐI ƯU MÔ HÌNH PHẦN TỬ HỮU HẠN & PHẦN TỬ BIÊN PH N TÍCH PHẦN TỬ HỮU HẠN GiẢI THUẬT QUI HOẠCH TUYẾN TÍNH Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

VIII. TỐI ƯU HÓA KẾT CẤU Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 40 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

IX. LỰA CHỌN VẬT LIỆU TRONG THIẾT KẾ MÁY * Cần thiết đảm bảo độ tin cậy yêu cầu. * Các nhân tố kinh tế & điều kiện chế tạo. Các biện pháp tiết kiệm vật liệu: * Chọn sơ đồ động hợp lý cho máy & cụm chi tiết. * Tính toán chính xác & giảm hệ số an toàn. * Lựa chọn chũng loại chi tiết & kết cấu tối ưu. * Chọn các thông số tối ưu chi tiết máy & máy. * Chọn vật liệu & phương pháp tăng độ cứng tối ưu. * Giảm khối lượng phôi, sử dụng - 41 - phôi rẻ tiền. Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

X. TÍNH CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT MÁY Góc lượn hợp lý Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 42 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

X. TÍNH CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT MÁY - Đúc dạng gân: đơn giản, rẻ - Đúc thân rỗng: độ cứng cao hơn Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 43 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

X. TÍNH CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT MÁY Gia công bề mặt hợp lý Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 44 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

X. TÍNH CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT MÁY Gia công trong cùng mặt phẳng Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 45 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

X. TÍNH CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT MÁY Gia công suốt Không đúng Tốt hơn Đúng nhất Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 46 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

X. TÍNH CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT MÁY Khả năng gia công Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 47 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

X. TÍNH CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT MÁY Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 48 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

X. TÍNH CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT MÁY Khả năng lắp Khó lắp ráp Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 49 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

X. TÍNH CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT MÁY Khả năng lắp Khó lắp ráp Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 50 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

X. TÍNH CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT MÁY Không thể lắp ổ vào thân máy Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 51 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

X. TÍNH CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT MÁY Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 52 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

X. TÍNH CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT MÁY Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 53 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

X. TÍNH CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT MÁY Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 54 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

XI. DUNG SAI LẮP GHÉP (tolerance) Đảm bảo tính lắp lẫn - Hệ thống dung sai lắp ghép, chuẩn hóa, … - Lắp theo hệ thống trục, hệ thống lỗ. - Kiểu lắp: lắp có độ dôi, lắp trung gian và lắp có khe hở. Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 55 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

XII. ĐỘ NHÁM BỀ MẶT (roughness surface) Sai lệch trung bình số học biên dạng. Chiều cao nhấp nhô biên dạng theo 10 điểm. - 56 Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

XIII. TIÊU CHUẨN HÓA TRONG THIẾT KẾ * Tiêu chuẩn hóa hạn chế được rất nhiều chủng loại & kích thước các sản phẩm cùng loại. * Tiêu chuẩn hóa điều kiện kỹ thuật & phương pháp thử để nâng cao chất lượng sản phẩm. * Tiêu chuẩn hóa đảm bảo được tính đổi lẫn. * Tiêu chuẩn hóa chi tiết máy & bộ phận máy sẽ giảm được thời gian & công sức thiết kế. Bộ tiêu chuẩn quốc gia & quốc tế. Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 57 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

HẾT Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 58 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM