Bài giảng Chi tiết máy Chương 2: TS. Phạm Minh Hải (Chi Tiết)

Tiết máy ghép là gì?

Máy

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ ROBOT thietkemay.edu.vn

BÀI GIẢNG HỌC PHẦN ME3090 CHI TIẾT MÁY

Tiết máy

Bộ phận máy

Chương 2. Tiết máy ghép

Tiết máy

TS. Phạm Minh Hải

LIÊN KẾT

ĐỘNG CỐ ĐỊNH Chế tạo, lắp ráp, vận chuyển, … Xác định theo sơ đồ động học của máy hay bộ phân máy

Khái niệm chung

Tiết máy ghép là gì?

Theo A (c.t.4)

LIÊN KẾT Ví dụ: Hệ dẫn động xích tải ĐỘNG CỐ ĐỊNH

Xác định theo sơ đồ động học của máy hay bộ phân máy Chế tạo, lắp ráp, vận chuyển, …

z,p

Ghép bằng ren Ghép bằng then

TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 Tiết máy ghép

Cặp bánh răng ăn khớp Ổ trục Bản lề … Ghép bằng hàn Ghép bằng độ Ghép bằng đinh tán Hộp giảm tốc

Mối ghép tháo được

Mối ghép ren

Mối ghép then/then hoa

TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 Tiết máy ghép

1 Mối ghép không tháo được

Ghép bằng độ dôi

Mối ghép đinh tán

Tháo được/không tháo được?

Khi tháo lắp mối ghép bằng độ dôi thì các bề mặt lắp ghép bị xước, mòn

Mối ghép hàn

TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 Tiết máy ghép

→ → → → không tháo được

Nội dung chính của bài giảng:

MỐI GHÉP REN

Mối ghép ren Mối ghép hàn

Mối ghép then/then hoa (xem chương Trục)

Các phần tự đọc tham khảo:

Mối ghép bằng đinh tán Mối ghép bằng độ dôi

TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 Tiết máy ghép

Kích thước ren

1.1. Ghép bằng ren

1.1.1. Ren

d1 đường kính chân ren

Ren phải

d đường kính đỉnh ren

d2 đường kính trung bình

P bước ren

- Ren trái

Pz bước xoắn vít

ππππ d 2

γ Góc nâng của ren

TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 Tiết máy ghép

* Ren trụ, ren côn

2 1.1.2. Kết cấu chi tiết có ren

Các dạng tiết diện ren

a) Bu-lông b) Vít c) Vít cấy

Ren vuông Ren hình thang Ren răng cưa

Dùng nhiều trong cơ cấu ren-vít

1.1.3. Phòng lỏng mối ghép ren

Ren tròn/bán nguyệt Ren vít gỗ Ren ống Ren tam giác

TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 Tiết máy ghép

Dùng kẹp chặt

1.2. Tính mối ghép ren 1.2.1 Các bài toán điển hình

b) Bu lông chịu lực xiết V, Không chịu lực ngoài

a)Bu lông chịu lực ngoài F, không chịu lực xiết

TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 Tiết máy ghép

1.2.2 Tính bu lông ghép lỏng chịu lực dọc trục

d)Bu lông chịu lực ngang

c) Bu lông chịu lực xiết V, và lực ngoài F

(cid:7)

Yêu cầu: tránh đứt gãy tại tiết diện chân ren Chỉ tiêu: (cid:3) (cid:1) (cid:2) (cid:9) (cid:1)(cid:10) (cid:5)(cid:6) (cid:8) (cid:4) Công thức thiết kế: Có khe hở (cid:5)(cid:6) (cid:11) (cid:8)(cid:3) (cid:4) (cid:1)(cid:10)

TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 Tiết máy ghép

Không có khe hở

3 1.2.3 Tính bu lông được xiết chặt không có ngoại lực tác dụng

Thân bu lông chịu lực phức tạp: kéo + xoắn Bu lông tiêu chuẩn:

(cid:7)

(cid:30)

V là lực xiết cần thiết Mr mômen ma-sát trên ren d2 =1,1d1 γ = 2o3’ f’ = 0,2 (cid:17) tan (cid:21) (cid:22) (cid:23)(cid:24) (cid:12)(cid:13) (cid:2) (cid:14)(cid:15) 2 (cid:1) (cid:5) ≅ (cid:6). (cid:30)(cid:1) (30% tăng do xoắn) (cid:23)(cid:24) là góc ma-sát tương đương (thay thế) tan (cid:23)(cid:24) (cid:2) (cid:25)(cid:24) Chỉ tiêu: (cid:25)(cid:24)là hệ số ma-sát tương đương (thay thế) (cid:1) (cid:5) (cid:9) (cid:1)(cid:10) Công thức thiết kế: (cid:26) (cid:1) (cid:2) (cid:27) (cid:2) (cid:4) (cid:5)(cid:6) (cid:11) (cid:4) (cid:5)(cid:6) (cid:8) (cid:28)(cid:29) (cid:5)(cid:6) (cid:6)(cid:31) (cid:6), (cid:30). (cid:8)(cid:3) (cid:4) (cid:1)(cid:10)

TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 Tiết máy ghép

Tính theo thuyết bến thứ tư (cid:1) (cid:5) (cid:2) (cid:1)(cid:7) (cid:22) (cid:30)(cid:27)(cid:7) TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 Tiết máy ghép

1.2.4 Tính bu lông được xiết chặt, chịu lực dọc (tiếp)

Yêu cầu: các tấm không tách hở

Trước khi chịu lực ngoài: Độ dãn dài của bu lông và các tiết máy được ghép $% (cid:2) V'% $) (cid:2) V')

Lực xiết ban đầu V =?

': độ mềm

Các giả thiết:

Biến dạng phụ do lực ngoài F: giả thiết (b)

Δ$ (cid:2) 01'% (cid:2) 1 3 0 1')

→ 0 (cid:2)

') '% (cid:22) ')

Điều kiện: Khi có lực ngoài, trên bề mặt tiếp xúc giữa 2 tấm ghép vẫn còn áp suất

TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 Tiết máy ghép

• Bu lông làm việc trong giới hạn đàn hồi • Biến dạng phụ của bu-lông bằng tổng biến dạng của các chi tiết máy được ghép (đồng chuyển vị)

1.2.4 Tính bu lông được xiết chặt, chịu lực dọc (tiếp) 2.2.4 Tính bu lông được xiết chặt, chịu lực dọc (tiếp)

Cách tính độ mềm tấm ghép ')

Lực t/d lên bu lông khi có lực ngoài:

1% (cid:2) (cid:17) (cid:22) 01

Lực t/d lên các tấm khi có lực ngoài:

Nguyên lý Saint-Venant -> ') được tính theo công thức gần đúng

(cid:17)(cid:24) (cid:2) (cid:17) 3 1 − 0 1

Không hở -> (cid:17)(cid:24)>0

Lực xiết cần thiết

(cid:26) = (cid:10) (cid:6) − 5 (cid:3)

6 = 1.3 − 1.5 tt tĩnh hoặc 1.5-4 (tt động)

TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 Tiết máy ghép

Xét đến xoắn

4

2.2.4 Tính bu lông được xiết chặt, chịu lực dọc (tiếp) 1.2.4 Tính bu lông được xiết chặt, chịu lực dọc (tiếp)

Tải trọng thay đổi: 0 đến F

(cid:7)

với 1< = 1.3(cid:17) (cid:22) 01

(cid:4)

Các công thức thường dùng Tải trọng tĩnh (cid:3); (cid:1) = ≤ (cid:1)(cid:10) (cid:5)(cid:6) (cid:8)

Sau khi chọn bu lông theo độ bền tĩnh, kiểm tra hệ số an toàn =>

(cid:5)(cid:6) (cid:11)

(cid:8)(cid:3); (cid:4) (cid:1)(cid:10)

=> =

≥ =>

(cid:1)?(cid:6) (cid:6) − (cid:1)@ (cid:1)>⁄ (cid:1)>B(cid:1)

B(cid:1) = (cid:30). C − C. C là hệ số tập trung ứng suất

ở chân ren

TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 Tiết máy ghép

2.2.5 Tính bu lông chịu lực ngang

1.3 Tính mối ghép bu lông nhóm

Z bu-lông chịu lực dọc, ngang Q

(cid:3)@D = EF(cid:26) ≥ (cid:3); (cid:26) =

Nguyên tắc tính: tải trọng được coi là phân bố đều

Để không xảy ra trượt (cid:10)(cid:3) EF Bu lông tính như bu lông lắp chặt không chịu lực ngoài

Có khe hở

Mỗi vị trí bu lông chịu tải là:

Tránh cắt thân bu lông và dập trên tấm

(cid:8)(cid:3)

(cid:27) =

(cid:7) ≤ (cid:27)

(cid:1)(cid:5) =

≤ (cid:1)(cid:5)

(cid:4)E(cid:5); (cid:3) D(cid:5);

TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 Tiết máy ghép

Không có khe hở

1.3 Tính mối ghép bu lông nhóm

Z bu-lông chịu momen M

Nguyên tắc tính: -

Z bu-lông chịu lực dọc, ngang Q

- -

Nguyên tắc tính: tải trọng được coi là phân bố đều

Biến dạng tỷ lệ thuận với khoảng cách đến trọng tâm của mối ghép Các bu lông có cùng kích thước Tính bu lông xa trọng tâm nhất (chịu lực lớn nhất)

Mỗi vị trí bu lông chịu tải là:

TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 Tiết máy ghép

5 1.3 Tính mối ghép bu lông nhóm Ví dụ:

a) Có khe hở →→→→ không trượt

2. MỐI GHÉP HÀN

b) Không khe hở →→→→ không cắt bu-lông xa trọng tâm mối ghép nhất

TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 Tiết máy ghép

Chuyển vị tuyến tính Cân bằng mô men

2.1.2 Ưu, nhược điểm của mối ghép hàn

Ưu điểm:

tiết kiệm vật liệu 15-20% (đinh tán) 30-50% (đúc)

Nhược điểm: - chất lượng mối hàn phụ thuộc nhiều vào tay nghề

2.1. Khái niệm chung 2.1.1 Phân loại - Theo kết cấu : • Mối hàn giáp mối • Mối hàn chồng • Mối hàn góc • Mối hàn tiếp xúc (hàn điểm) - Theo công dụng: • Mối hàn chắc • Mối hàn kín • Mối hàn chắc kín

của công nhân khó kiểm tra khuyết tật bên trong

- Theo công nghệ: • Hàn hồ quang • Hàn tiếp xúc

2.2. Kết cấu mối hàn và cách tính độ bền

2.2.1. Mối hàn giáp mối

2 bài toán thường gặp: a) Tải trọng ngoài →→→→ tính chiều dài hàn

Dạng hỏng: tại mối hàn / tiết diện kề miệng hàn

cần thiết

Nguyên tắc: xuất phát từ điều kiện về độ bền đều giữa chi tiết và mối hàn

b) Cho trước kết cấu →→→→ kích thước mối hàn →→→→ kiểm nghiệm độ bền

Vát mép (góc vát) đối với tấm vật liệu có độ dày trung bình và lớn →→→→ mối hàn thấu

6 2.2.1. Mối hàn giáp mối chịu tải trong mặt phẳng các tấm ghép

Kéo (nén) (g/t: tải trọng phân bố đều)

Uốn

Kéo (nén) + Uốn

(cid:1) =

(cid:31)(cid:28) H(cid:7)=

(cid:3) H=

2.2.2. Mối hàn chồng

Vị trí mối hàn:

Tiết diện mối hàn

hàn lõm

hàn lồi

hàn bình thường

Hàn ngang

Hàn dọc

Hàn hỗn hợp

k: bề rộng của cạnh hàn

Hàn xiên

a) Mối hàn chồng chịu kéo (nén) chính tâm

b) Mối hàn chồng chịu mô-men

b1) Mối hàn “dọc”

Phá hủy: cắt tại tiết diện phân giác

l<
L: tổng chiều dài đường hàn k: bề rộng cạnh hàn F: lực kéo

7

2.2.3. Mối hàn góc

b2) Mối hàn “ngang”

(cid:1) Kiểu chữ K Tính như hàn giáp mối

0,7k

(cid:1) Kiểu hàn chồng

b

a) Tấm/thanh

M

J =

=

6(cid:12) 0.76P(cid:15)

(cid:12) KL

ττττu

ττττx

0,7k

2.2.3. Mối hàn góc

a) Ống

d D= d + 2.(0,7k) (cid:2) Xoắn D

(cid:2) Uốn

8

Bài giảng Chi tiết máy: Chương 2 - TS. Phạm Minh Hải

Chủ đề:

Tiết máy ghép là gì?

BÀI GIẢNG HỌC PHẦN ME3090 CHI TIẾT MÁY

Chương 2. Tiết máy ghép

Khái niệm chung

Tiết máy ghép là gì?

Mối ghép tháo được

1

Mối ghép không tháo được

Ghép bằng độ dôi

Nội dung chính của bài giảng:

MỐI GHÉP REN

Các phần tự đọc tham khảo:

Kích thước ren

1.1. Ghép bằng ren

1.1.1. Ren

ππππ d 2

2

1.1.2. Kết cấu chi tiết có ren

Các dạng tiết diện ren

1.1.3. Phòng lỏng mối ghép ren

1.2. Tính mối ghép ren 1.2.1 Các bài toán điển hình

1.2.2 Tính bu lông ghép lỏng chịu lực dọc trục

3

1.2.3 Tính bu lông được xiết chặt không có ngoại lực tác dụng

1.2.3 Tính bu lông được xiết chặt không có ngoại lực tác dụng

1.2.4 Tính bu lông được xiết chặt, chịu lực dọc (tiếp)

Yêu cầu: các tấm không tách hở

Trước khi chịu lực ngoài: Độ dãn dài của bu lông và các tiết máy được ghép $% (cid:2) V'% $) (cid:2) V')

Các giả thiết:

Biến dạng phụ do lực ngoài F: giả thiết (b)

Cách tính độ mềm tấm ghép ')

Lực t/d lên bu lông khi có lực ngoài:

Lực t/d lên các tấm khi có lực ngoài:

Nguyên lý Saint-Venant -> ') được tính theo công thức gần đúng

Lực xiết cần thiết

4

Tải trọng thay đổi: 0 đến F

với 1< = 1.3(cid:17) (cid:22) 01

Các công thức thường dùng Tải trọng tĩnh (cid:3); (cid:1) = ≤ (cid:1)(cid:10) (cid:5)(cid:6) (cid:8)

Sau khi chọn bu lông theo độ bền tĩnh, kiểm tra hệ số an toàn =>

2.2.5 Tính bu lông chịu lực ngang

1.3 Tính mối ghép bu lông nhóm

Z bu-lông chịu lực dọc, ngang Q

Nguyên tắc tính: tải trọng được coi là phân bố đều

Để không xảy ra trượt (cid:10)(cid:3) EF Bu lông tính như bu lông lắp chặt không chịu lực ngoài

Mỗi vị trí bu lông chịu tải là:

Tránh cắt thân bu lông và dập trên tấm

1.3 Tính mối ghép bu lông nhóm

1.3 Tính mối ghép bu lông nhóm

Z bu-lông chịu lực dọc, ngang Q

Nguyên tắc tính: tải trọng được coi là phân bố đều

Mỗi vị trí bu lông chịu tải là:

5

1.3 Tính mối ghép bu lông nhóm Ví dụ:

a) Có khe hở →→→→ không trượt

2. MỐI GHÉP HÀN

b) Không khe hở →→→→ không cắt bu-lông xa trọng tâm mối ghép nhất

2.1.2 Ưu, nhược điểm của mối ghép hàn

tiết kiệm vật liệu 15-20% (đinh tán) 30-50% (đúc)

Nhược điểm: - chất lượng mối hàn phụ thuộc nhiều vào tay nghề

2.1. Khái niệm chung 2.1.1 Phân loại - Theo kết cấu : • Mối hàn giáp mối • Mối hàn chồng • Mối hàn góc • Mối hàn tiếp xúc (hàn điểm) - Theo công dụng: • Mối hàn chắc • Mối hàn kín • Mối hàn chắc kín

của công nhân khó kiểm tra khuyết tật bên trong

- Theo công nghệ: • Hàn hồ quang • Hàn tiếp xúc

2.2. Kết cấu mối hàn và cách tính độ bền

2.2. Kết cấu mối hàn và cách tính độ bền

2.2.1. Mối hàn giáp mối

2 bài toán thường gặp: a) Tải trọng ngoài →→→→ tính chiều dài hàn

cần thiết

Nguyên tắc: xuất phát từ điều kiện về độ bền đều giữa chi tiết và mối hàn

b) Cho trước kết cấu →→→→ kích thước mối hàn →→→→ kiểm nghiệm độ bền

6

2.2.1. Mối hàn giáp mối chịu tải trong mặt phẳng các tấm ghép

Kéo (nén) (g/t: tải trọng phân bố đều)

Uốn

Kéo (nén) + Uốn

2.2.2. Mối hàn chồng

2.2.2. Mối hàn chồng

Vị trí mối hàn: