i
LỜ I MỞ ĐẦ U
Nguyên lý máy và chi tiết máy là hai trong những môn học nền tả ng đư ợ c giảng
dạ y trong các trư ờ ng Đạ i họ c, cao đẳ ng kỹthuật. Nó không nhữ ng là cơ sở cho hàng
loạ t các môn chuyên ngành cơ khí mà còn xây dựng tiềm lự c tư duy khoa họ c cho các
kỹ sư và cán bộ khoa họ c tư ơ ng lai.
Ngày nay, để đáp ứ ng nhữ ng đòi hỏi mới vềchấ t lư ợ ng đào tạ o đạ t chuẩn trong
khu vự c đặ c biệt về đào tạ o giáo viên dạy nghề (RAVTE). Trư ờ ng ĐHSPKT Nam
Đị nh đang chỉ đạ o tiến hành cải cách một cách sâu rộng việc giảng dạy, học tập theo
quy trình đào tạo mới (hệthống tín chỉ ), trong đó họ c phần Nguyên lý –Chi tiết máy 2
đư ợ c đư a vào giả ng dạy cho sinh viên họ c các chuyên ngành cơ khí, sau khi đã học
xong các môn họ c cơ bả n, Hình họa–vẽkỹthuật, Dung sai – đo lư ờ ng, Cơ họ c 1, Vật
liệu kỹthuật 1, Nguyên lý –Chi tiết máy 1...
Tập bài giảng Nguyên lý –Chi tiết máy 2 biên soạn với khố i lư ợ ng 2 tín chỉ
gồm ba phần:
Phần 1. Những vấ n đề cơ bả n vềthiết kếmáy và chi tiết máy
Phần 2. Các chi tiết máy truyề n độ ng
Phần 3. Các chi tiế t máy đỡ , nối
Tập bài giảng Nguyên lý –Chi tiết máy 2 là tài liệu chính phục vụcho công tác
giảng dạy của giảng viên và học tập củ a sinh viên đạ i họ c ngành Cơ khí trong trư ờ ng
ĐHSPKT Nam Đị nh.
Trong quá trình biên soạn, nhóm tác giả đã cốgắng sửdụng những hiểu biết và
kinh nghiệm cũng như thực tếViệt Nam tích lũy đư ợc trong hàng chụ c năm công tác
giảng dạy và thực tiễ n, đồ ng thời tham khả o chư ơ ng trình giảng dạy cũng như các sách
giáo khoa vềNguyên lý máy và chi tiết máy ở các trư ờ ng đạ i học xuất bản trong
nhữ ng năm gầ n đây.
Nhằm ngày càng hoàn thiện nội dung tập bài giảng Nguyên lý –Chi tiết máy 2
chúng tôi mong nhậ n đư ợ c nhiều góp ý củ a độ c giả, xin gửi về đị a chỉ: Bộmôn Kỹ
thuậ t cơ sở , Khoa Cơ khí, Trư ờ ng Đạ i họ c Sư phạ m KỹthuậtNam Đị nh.
NHÓM TÁC GIẢ
ii
MỤC LỤC
CHƯ Ơ NG 1:ĐẠ I CƯ Ơ NG VỀ THIẾT KẾMÁY VÀ CHI TIẾT MÁY..........................................1
1.1. Nội dung và trình tựthiết kếmáy .......................................................................1
1.1.1. Máy, bộphận máy và chi tiết máy..................................................................1
1.1.2. Những yêu cầu chủyế u đố i với máy và chi tiết máy .....................................2
1.1.3. Các bư ớ c thiết kếmột máy.............................................................................3
1.1.4. Các bư ớ c thiết kếmột chi tiết máy.................................................................4
1.2. Khái quát vềyêu cầ u đố i với máy và chi tiết máy................................................5
1.3. Tải trọng và ứng suất.............................................................................................6
1.3.1. Tải trọng tác dụng lên máy và chi tiết máy ....................................................6
1.3.2. Ứng suất..........................................................................................................7
1.4. Độ bền mỏi của chi tiết máy ................................................................................8
1.4.1. Hiệ n tư ợ ng phá hỏng do mỏi .........................................................................8
1.4.2. Những nhân tố ả nh hư ở ng đế n sức bền mỏi của chi tiết máy ......................10
1.4.3. Các biện pháp nâng cao sức bền mỏi của chi tiết máy................................12
1.5. Chọn vật liệu .......................................................................................................12
1.5.1. Những yêu cầ u đố i với vật liệu chếtạo chi tiết máy ....................................12
1.5.2. Các vật liệ u thư ờ ng dùng trong ngành chếtạo máy .....................................12
1.6. Vấ n đề tiêu chuẩn hóa chi tiết máy.....................................................................15
1.6.1. Khái niện chung............................................................................................15
1.6.2. Các đố i tư ợ ng đư ợ c tiêu chuẩn hóa trong ngành chếtạo máy ....................15
1.6.3. Các cấp tiêu chuẩn hóa .................................................................................15
1.6.4. Ích lợi của tiêu chuẩn hóa.............................................................................16
CHƯ Ơ NG 2:CÁC CHỈTIÊU KHẢ NĂNG LÀM VIỆ C CHỦYẾU CỦA CHI TIẾT MÁY..18
2.1. Độ bền ................................................................................................................18
2.1.1. Yêu cầu về độ bền.........................................................................................18
2.1.2. Cách xác đị nh ứng suất sinh ra trong chi tiết máy.......................................18
2.1.3. Cách xác đị nh ứng suất cho phép .................................................................19
2.2. Độ bền mỏi..........................................................................................................20
2.3. Độ cứng...............................................................................................................21
2.3.1. Yêu cầu về độ cứng ......................................................................................21
2.3.2. Cách đánh giá chỉ tiêu độ cứng của chi tiết máy..........................................21
2.4. Khả năng chị u nhiệt ............................................................................................22
2.4.1. Yêu cầu vềchỉtiêu chịu nhiệt.......................................................................22
2.4.2. Cách đánh giá chỉ tiêu chịu nhiệt của máy ...................................................22
2.5. Độ ổ n đị nh dao độ ng...........................................................................................23
CHƯ Ơ NG 3:BỘTRUYỀ N ĐAI...............................................................................................................26
iii
3.1. Khái niệm chung ................................................................................................26
3.2. Các loạ i đai và bánh đai .....................................................................................27
3.3. Các thông sốhình học chính ...............................................................................28
3.3.1. Thông sốlàm việc chủyếu của bộtruyề n đai .............................................28
3.3.2. Thông sốhình học chủyếu của bộtruyề n đai .............................................29
3.4. Cơ họ c truyề n độ ng đai .......................................................................................29
3.4.1. Lực tác dụng trong bộtruyề n đai..................................................................29
3.4.2. Ứng suấ t trong dây đai.................................................................................30
3.4.3. Sự trư ợ t trong bộtruyề n đai.........................................................................31
3.4.4. Đư ờ ng cong trư ợ t và đư ờ ng cong hiệu suất .................................................32
3.5. Tính truyề n độ ng đai ...........................................................................................33
3.5.1. Các dạng hỏng của bộtruyề n đai và chỉ tiêu tính toán.................................33
3.5.2. Tính bộtruyềnđai theo ứ ng suất có ích .......................................................34
3.5.3. Tính đai theo độ bền lâu ...............................................................................35
3.5.4. Tính đai theo khả năng kéo...........................................................................36
3.6. Trình tựthiết kếbộtruyề n đai. Thí dụ ................................................................36
3.6.1. Trình tựthiết kếbộtruyề n đai dẹ t ................................................................36
3.6.2. Trình tựthiết kếbộtruyề n đai thang ............................................................38
3.7. Thí dụ …………..…………………………………………...………………….38
CHƯ Ơ NG 4:BỘTRUYỀN BÁNH MA SÁT........................................................................................44
4.1. Khái niệm chung .................................................................................................44
4.1.1. Giới thiệu bộtruyền bánh ma sát..................................................................44
4.1.2. Phân loại bộtruyền bánh ma sát...................................................................45
4.1.3. Thông sốlàm việc chủyếu của bộtruyền bánh ma sát ................................46
4.1.4. Thông sốhình học chủyếu của bộtruyền bánh ma sát................................46
4.2. Cơ họ c truyề n độ ng ma sát..................................................................................47
4.2.1. Lực tác dụng trong bộtruyền bánh ma sát ...................................................47
4.2.2. Sự trư ợ t trong bộtruyền bánh ma sát ..........................................................48
4.3. Tính bộtruyền bánh ma sát.................................................................................49
4.3.1. Các dạng hỏng và chỉtiêu tính toán..............................................................49
4.3.2. Tính bộtruyền bánh ma sát bằng vật liệu kim loại ......................................50
4.3.3. Tính bộtruyền bánh ma sát bằng vật liệu phi kim loại ................................51
4.4. Vật liệu và ứng suất cho phép .............................................................................52
4.4.1. Vật liệu..........................................................................................................52
4.4.2. Ứng suất cho phép ........................................................................................52
4.5. Bộbiến tốc vô cấp...............................................................................................53
CHƯ Ơ NG 5:BỘTRUYỀ N BÁNH RĂNG............................................................................................55
iv
5.1. Khái niệm chung .................................................................................................55
5.1.1. Giới thiệu bộtruyề n bánh răng.....................................................................55
5.1.2. Phân loại bộtruyề n bánh răng ......................................................................56
5.1.3. Thông sốhình học của bộtruyề n bánh răng trụ răng thẳ ng .........................57
5.1.4. Thông sốhình học của bộtruyề n bánh răng trụ răng nghiêng .....................59
5.1.5. Thông sốhình học của bộtruyề n bánh răng nón răng thẳ ng........................60
5.1.6. Thông sốlàm việc chủyếu của bộtruyề n bánh răng ...................................61
5.1.7. Độ chính xác của bộtruyề n bánh răng .........................................................62
5.2. Tải trọng trong truyề n độ ng bánh răng ...............................................................63
Lực tác dụng lên trục và ổmang bộtruyề n bánh răng ...........................................64
5.3. Các dạng hỏng và chỉtiêu tính toán bộtruyề n bánh răng...................................66
5.4. Tính toán độ bền bộtruyề n bánh răng trụ ...........................................................67
5.4.1. Tính bộtruyềnbánh răng trụ răng thẳ ng theo sức bền tiếp xúc ...................67
5.4.2. Tính bộtruyề n bánh răng trụ răng thẳ ng theo sức bền uốn..........................69
5.4.3. Tính bộtruyề n bánh răng trụ răng nghiêng và răng chữ V ..........................71
5.5. Truyề n độ ng bánh răng côn ................................................................................74
5.5.1. Khái niệm chung...........................................................................................74
5.5.2. Tính bộtruyề n bánh răng nón răng thẳ ng.....................................................75
5.5.2. Kiểm tra bền bộtruyề n bánh răng theo tả i trọng quá tải ..............................78
5.6. Vật liệu, nhiệt luyện và ứng suất cho phép.........................................................78
5.7. Trình tựthiết kếbộtruyề n bánh răng..................................................................80
5.8. Truyề n độ ng bánh răng trụ chéo và truyề n độ ng bánh răng côn chéo................81
5.9. Thí dụ..................................................................................................................81
CHƯ Ơ NG 6:BỘTRUYỀN TRỤC VÍT..................................................................................................90
6.1. Khái niệm chung .................................................................................................90
6.1.1. Giới thiệu bộtruyền trục vít .........................................................................90
6.1.2. Phân loại bộtruyền trục vít...........................................................................91
6.1.3. Thông sốhình học chủyếu của bộtruyền trục vít........................................92
6.1.4. Độ chính xác của bộtruyền trục vít..............................................................94
6.1.5. Tải trọng và ứng suất trong bộtruyền trục vít..............................................95
6.1.6. Kết cấu của trục vít, bánh vít........................................................................95
6.2. Cơ họ c truyề n độ ng trục vít ................................................................................96
6.2.1. Thông sốlàm việc chủyếu của bộtruyền trục vít........................................96
6.3. Tính độ bền bộtruyền trục vít.............................................................................98
6.3.1. Các dạng hỏng và chỉtiêu tính toán bộtruyền trục vít.................................98
6.3.2. Tính bộtruyền trục vít theo sức bền tiếp xúc ...............................................99
6.3.3. Tính bộtruyền trục vít theo sức bền uốn....................................................100
v
6.3.4. Tính trụ c vít theo điề u kiệnổ n đị nh ...........................................................101
6.3.5. Kiểm tra bộtruyền trục vít theo tải trọng quá tải .......................................101
6.4. Vật liệu và ứng suất cho phép ...........................................................................102
6.5. Tính toán nhiệt, làm nguộ i và bôi trơ n..............................................................103
6.6. Trình tựthiết kếbộtruyền trục vít....................................................................104
6.7. Truyề n độ ng trục vít lõm ..................................................................................104
6.8. Thí dụ................................................................................................................105
CHƯ Ơ NG 7:BỘTRUYỀN XÍCH..........................................................................................................111
7.1. Khái niệm chung ...............................................................................................111
7.1.1. Giới thiệu bộtruyền xích............................................................................111
7.2. Các loại xích truyề n độ ng và đĩa xích...............................................................112
7.2.1. Các loại xích truyề n độ ng ...........................................................................112
7.2.2. Đĩa xích .......................................................................................................113
7.3. Các thông sốhình học chính .............................................................................114
7.4. Cơ họ c truyề n độ ng xích ...................................................................................115
7.4.1. Vận tốc và tỉsốtruyền................................................................................115
7.4.2. Lực tác dụng trong bộtruyền xích..............................................................115
7.5. Tính toán truyề n độ ng xích ...............................................................................117
7.5.1. Các dạng hỏng và chỉtiêu tính toán bộtruyền xích ...................................117
7.5.2. Tính bộtruyền xích ố ng con lăn.................................................................118
7.6. Trình tựthiết kếbộtruyền xích.........................................................................119
7.7. Thí dụ................................................................................................................119
CHƯ Ơ NG 8:BỘTRUYỀN VÍT - ĐAI Ố C...........................................................................................124
8.1. Khái niệm chung ...............................................................................................124
8.1.1. Giới thiệu bộtruyền vít - đai ố c..................................................................124
8.1.2. Phân loại bộtruyền vít - đai ố c...................................................................125
8.1.3. Thông sốhình học chủyếu của bộtruyền vít - đai ố c................................126
8.1.4. Thông sốlàm việc chủyếu của bộtruyền vít - đai ố c...............................127
8.2. Tính bộtruyền vít - đai ố c.................................................................................128
8.2.1. Các dạng hỏng của bộtruyền vít - đai ố c và chỉtiêu tính toán ..................128
8.2.2. Tính bộtruyền vít - đai ố c theo độ bền mòn ..............................................128
8.2.3. Tính bộtruyền vít - đai ố c theo điề u kiệnổ n đị nh .....................................129
8.2.4. Tính bộtruyề n vít đai ố c theo độ bền.........................................................129
8.2.5. Trình tựthiết kếbộtruyền vít - đai ố c........................................................130
CHƯ Ơ NG 9:PHÂN TÍCH CHỌN BỘTRUYỀN..............................................................................132
9.1. Bộtruyề n bánh răng..........................................................................................132
9.1.1. Ư u điể m của bộtruyề n bánh răng...............................................................132