5
ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT NGUYỄN TRƯỜNG TỘ
GIÁO TRÌNH
MÔN HỌC/MÔĐUN: NGUYÊN LÝ CHI TIẾT MÁY
NGÀNH/NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số: 200/QĐ-CĐKTNTT, ngày 19 tháng 9 năm
2022 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Nguyễn Trường Tộ)
(LƯU HÀNH NỘI BỘ)
TP. Hồ Chí Minh, năm 2022
6
LỜI NÓI ĐẦU
Nhằm đổi mới phương pháp giảng dạy, nâng cao chất lượng đào tạo và đào
tạo theo nhu cầu xã hội. Trường Cao đẳng Kỹ thuật Nguyễn Trường Tộ tổ chức biên
soạn giáo trình trình độ Trung cấp, Cao đẳng cho tất cả các môn học thuộc các ngành,
nghề đào tạo tại trường. Từ đó giúp cho học sinh – sinh viên có điều kiện học tập,
nâng cao tính tự học và sáng tạo.
Giáo trình môn học Nguyên lý chi tiết máy thuộc các môn cơ sở ngành của
ngành đào tạo Cắt gọt kim loại
• Vị trí môn học: được bố trí ở học kỳ I của chương trình đào tạo cao đẳng.
• Mục tiêu môn học:
Sau khi học xong môn học này người học có khả năng:
* Kiến thức:
+ Nêu lên được tính chất, công dụng một số cơ cấu và bộ truyền cơ bản trong
các bộ phận máy thường gặp.
+ Phân biệt được cấu tạo, phạm vi sử dụng, ưu khuyết điểm của các chi tiết
máy thông dụng để lựa chọn và sử dụng hợp lý.
+ Phân tích động học các cơ cấu và bộ truyền cơ khí thông dụng.
+ Xác định được các yếu tố gây ra các dạng hỏng đề ra phương pháp tính toán,
thiết kế hoặc thay thế, có biện pháp sử lý khi lựa chọn kết cấu, vật liệu để tăng độ
bền cho các chi tiết máy.
* Kỹ năng:
+ Vận dụng những kiến thức của môn học tính toán, thiết kế, kiểm nghiệm các
chi tiết máy hoặc bộ phận máy thông dụng đơn giản
* Năng lực tự chủ và trách nhiệm:
- Nhận thức được tầm quan trọng của môn học đối với nghề nghiệp.
- Hình thành ý thức học tập, sai mê nghề nghiệp qua từng bài học.
- Có tác phong công nghiệp, an toàn lao động trong quá trình làm thí nghiệm
và thực tập.
• Thời lượng và nội dung môn học:
Thời lượng: 30 giờ; trong đó: Lý thuyết 28, Thực hành 0, kiểm tra:02
Nội dung giáo trình gồm các chương/ bài:
7
Bài 1: Những vấn đề cơ bản trong môn học nguyên lý máy
Bài 2: Cấu tạo cơ cấu
Bài 3: Động học cơ cấu
Bài 4: Những vấn đề cơ bản trong tính toán và thiết kế chi tiết máy
Bài 5: Các chi tiết ghép
Bài 6: Các chi tiết truyền động
Trong quá trình biên soạn giáo trình này tác giả đã chọn lọc những kiến thức
cơ bản, bổ ích nhất, có chất lượng nhằm đáp ứng tốt nhu cầu giảng dạy của giáo
viên và học tập của học sinh – sinh viên bậc cao đẳng, trung cấp tại trường.
Tuy nhiên, quá trình thực hiện không thể tránh những thiếu sót, tác giả rất
mong nhận được sự đóng góp của quý thầy cô đồng nghiệp và các em học sinh –
sinh viên để hiệu chỉnh giáo trình ngày càng hiệu quả hơn.
Trân trọng cảm ơn.
Tác giả
Đỗ Trung Trực
8
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 ....................................................................................................................... 11
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN TRONG MÔN HỌC NGUYÊN LÝ MÁY ....................... 11
1.1 VỊ TRÍ CỦA MÔN HỌC ...................................................................................... 11
1.2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU............................................................................... 11
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA MÔN HỌC .................................................... 11
1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU MÔN HỌC ..................................................... 12
CHƯƠNG 2 ....................................................................................................................... 13
CẤU TẠO CƠ CẤU .......................................................................................................... 13
2.1. KHÂU ................................................................................................................... 13
2.1.1. Bậc tự do của khâu ....................................................................................... 13
2.1.2. Nối động và khớp động ................................................................................ 14
2.1.3. Phân loại khớp động .................................................................................... 15
2.1.4. Lược đồ khớp động ...................................................................................... 15
2.1.5. Lược đồ khâu và kích thước động của khâu ................................................ 16
2.2. CHUỖI ĐỘNG VÀ CƠ CẤU ............................................................................... 17
2.2.1. Chuỗi động ................................................................................................... 17
2.2.2. Cơ cấu .......................................................................................................... 18
2.2.3. Bậc tự do của cơ cấu .................................................................................... 18
2.2.4. Bậc tự do thừa và công thức tổng quát tính bậc tự do cơ cấu không gian .. 22
2.2.5. Khâu dẫn và ý nghĩa của bậc tự do ............................................................. 22
2.3. XẾP LOẠI CƠ CẤU PHẲNG THEO CẤU TRÚC .............................................. 22
2.3.1. Nguyên lý tạo thành cơ cấu của Atxua ........................................................ 22
2.3.2. Xếp loại nhóm Axua ..................................................................................... 23
2.3.3. Xếp loại cơ cấu ............................................................................................. 24
2.3.4. Thay thế khớp cao loại 4 bằng khớp thấp loại 5 ......................................... 25
CHƯƠNG 3 ....................................................................................................................... 28
ĐỘNG HỌC CƠ CẤU ...................................................................................................... 28
3.1. MỤC ĐÍCH, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP ....................................................... 28
3.1.1. Mục đích nghiên cứu .................................................................................... 28
3.1.2. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 28
3.1.3. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 28
3.2. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG LOẠI 2 BẰNG PHƯƠNG PHÁP
VẼ HOẠ ĐỒ .................................................................................................................. 28
3.2.1. Tỉ xích hoạ đồ ............................................................................................... 28
3.2.2. Bài toán chuyển vị ........................................................................................ 29
3.2.3. Bài toán vận tốc và bài toán gia tốc ............................................................ 30
3.3. ĐỊNH LÝ ĐỒNG DẠNG HOẠ ĐỒ VẬN TỐC VÀ GIA TỐC ............................ 33
3.3.1. Định lý đồng dạng ........................................................................................ 33
3.3.2. Nhận xét chung rút ra từ ví dụ về bài toán vận tốc và bài toán gia tốc ...... 34
CHƯƠNG 4 ....................................................................................................................... 36
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN TRONG TÍNH TOÁN VÀ ................................................ 36
THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY ............................................................................................. 36
9
4.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY .................................. 36
4.1.1. Khái niệm chi tiết máy ................................................................................. 36
4.1.2. Nhiệm vụ, tính chất, vị trí môn học Chi tiết máy ......................................... 37
4.2 TẢI TRỌNG VÀ CÁC DẠNG ỨNG SUẤT ........................................................ 37
4.2.1. Tải trọng ....................................................................................................... 37
4.2.2. Ứng suất ....................................................................................................... 38
4.3 NHỮNG CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT
MÁY .............................................................................................................................. 39
4.3.1. Chỉ tiêu độ bền ............................................................................................. 39
4.3.2. Chỉ tiêu độ cứng ........................................................................................... 40
4.3.3. Chỉ tiêu độ bền mòn ..................................................................................... 41
4.3.4. Chỉ tiêu chịu nhiệt ........................................................................................ 42
4.3.5. Chỉ tiêu ổn định dao động ............................................................................ 43
4.4 ĐỘ BỀN MỎI ....................................................................................................... 43
4.4.1. Hiện tượng phá hỏng do mỏi – độ bền mỏi ................................................. 43
4.4.2. Đường cong mỏi ........................................................................................... 44
4.4.3. Những nhân tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi của chi tiết máy ....................... 44
4.4.4. Các biện pháp nâng cao sức bền mỏi của chi tiết máy ................................ 45
4.5 VẬT LIỆU CHẾ TẠO CHI TIẾT MÁY ............................................................... 45
4.5.1. Những yêu cầu đối với vật liệu chế tạo chi tiết máy .................................... 45
4.5.2. Các vật liệu thường dùng trong ngành chế tạo máy .................................... 46
4.6 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY ............................. 46
4.6.1. Đặc điểm thiết kế ......................................................................................... 46
4.6.2. Vấn đề tiêu chuẩn hóa .................................................................................. 46
CHƯƠNG 5 ....................................................................................................................... 48
CÁC CHI TIẾT LẮP GHÉP ............................................................................................. 48
5.1. MỐI GHÉP ĐINH TÁN ....................................................................................... 48
5.1.1. Cấu tạo mối ghép ......................................................................................... 48
5.1.2. Đinh tán........................................................................................................ 49
5.1.3. Phân loại mối ghép đinh tán ........................................................................ 50
5.1.4. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng ............................................................ 50
5.1.5. Điều kiện làm việc của mối ghép ................................................................. 50
5.2. TÍNH TOÁN MỐI GHÉP ĐINH TÁN ................................................................. 51
5.2.1. Mối ghép chồng một hàng đinh. .................................................................. 51
5.2.2. Mối ghép nhiều hàng đinh. .......................................................................... 52
5.2.3. Ứng suất cho phép ....................................................................................... 52
5.3. MỐI GHÉP HÀN .................................................................................................. 54
5.3.1. Định nghĩa và phân loại .............................................................................. 54
5.3.2. Ưu nhược điểm ............................................................................................. 54
5.3.3. Vật liệu và ứng suất cho phép. ..................................................................... 55
5.4. TÍNH TOÁN MỐI GHÉP HÀN ........................................................................... 57
5.4.1. Mối hàn giáp mối. ........................................................................................ 57
5.4.2. Mối hàn chồng. ............................................................................................ 58
5.4.3. Tính toán mối ghép hàn. .............................................................................. 59
5.5. MỐI GHÉP THEN VÀ TRỤC THEN .................................................................. 60
5.5.1. Định nghĩa và phân loại mối ghép then ....................................................... 60