Trắc nghiệm công nghệ chế tạo máy

Chia sẻ: Nv_tien Nv_tien | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

1.075
lượt xem 137
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu gồm 1 số câu hỏi ôn tập về Công nghệ chế tạo máy

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Trắc nghiệm công nghệ chế tạo máy

Câu 15: Vận tốc và tỷ số truyền trung bình trong bộ truyền xích. Ch ứng minh tính không ổn định của tỷ số truyền tức thời trong bộ truyền. a. Vận tốc và tỷ số truyền. V = Πd n / 60.1000 = Z . p.n / 60.000 (m / s) < 15 (m / s) V1 = V 2 → Z 1 . p.n1 = Z 2 . p.n 2 U = n1/n2 = Z1/Z2 -> đây là tỷ số truyền trung bình. Tỷ số truyền tức thời nó thay đôi liên tục vì các má xích ăn khớp với răng đĩa theo đa giác. ϕ1 = 2Π / Z 1 (góc tâm)  ϕ1  - Giả sử lúc đầu xích chiếm vị trí 1 sua khi quay một góc  − β  → xích chiếm vị trí 2  2  tại đó V1 = ω1 r1 , V x1 = ω1 .r1 . cos β vận tốc của xích tiếp xúc với răng đĩa hướng dọc theo dây xích. VY ⊥ gây nên dao động vuông góc với phương dọc dây xích.  ϕ1 ϕ  Vị trí tiếp xúc của răng đĩa xác định bằng β mà β thay đổi từ  − → 1  mặc dù  2 2 vận tốc góc = conts -> vận tốc xích vẫn thay đổi Vx1 = Vmax khi β = 0.  ϕ1 ϕ  Trên đĩa xích bị động V x 2 = ω 2 r2 cos γ với γ =  − → 1 , ϕ 2 = 2Π / Z 2  2 2 - Nếu bỏ qua ảnh hưởng biến dạng các phần tử của xích coi V x1 = Vx2 -> xác định được ω2 ω1 r1 cos β ω r cos γ ω2 = → u tt = 1 = 2 r2 cos γ ω 2 r1 cos β Vì β , γ thay đổi -> tỷ số truyền thức thời thay đổi. Câu 16: Các dạng hỏng của bộ truyền xích. Thiết lập công th ức tính xích theo đ ộ bền mòn. 1. Các dạng hỏng. a. Mòn bản lề: là dạng hỏng nguy hiểm nhất đối với phần lớn bộ truyền xích. -> làm tăng bước xích, xích ăn khớp xa tâm đĩa -> tuột xích. Nếu mòn nữa -> gây đứt xích. b. Tróc rỗ và gẫy vỡ con lăn. Thường xảy ra đối với bộ truyền xích làm việc với V lớn -> hỏng về mỏi. c. Mòn răng đĩa.
Tính xích về độ bền mòn để hạn chế các hỏng trên. áp suất p 0 ≤ [ p 0 ] 2. Tính toán về độ bền mòn Để xích không bị mòn quá một giá trị cho phép trước thời hạn quy đ ịnh thì áp su ất sinh ra trên bề mặt làm việc giữa chốt và ống. p 0 = Ft .k / A ≤ [ p 0 ] (*) Trong đó: Ft: Lực vòng (N) A: Diện tích chiếu của bề mặt làm việc. mm2; đối với xích con lăn: A = d.l (d: đường kính chốt; l: chiều dài ống). [p0]: áp suất cho phép, Mpa. Xác định = thực nghiệm ứng với những điều kiện xác định Vì đk làm việc thực tế khác với đk thí nghiệm cho nên người ta đưa vào tính toán thi ết kế hệ số sử dụng k k = kđ. kA.k0.kđc.kb.kc Trong đó: kđ: hệ số kể đến đặc tính của dẫn ống: tĩnh, êm có va đập tĩnh và êm kđ = 1 có va đập: 1,2 ÷ 1,5 tuỳ theo mức độ va đập. kA: hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài hoặc khoảng cách trục đến độ mòn. kA = 1 khi a = (30 ÷ 50)p = 1,25 khi a < 30p = 0,8 khi a > 50p k0: hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí bộ truyền, xác định bởi góc làm v ới đ ường tâm và đường nằm ngang. ** Hình vẽ. β ≤ 60 0 → k 0 = 1 β ≤ 60 0 → k 0 = 1,25 kđc: hệ số kể đến khả năng điều chỉnh lực căng xích. + Nếu di chuyển 1 trong 2 đĩa xích thì dãy kđc = 1 (tốt hơn thì giảm đi) và ngược lại. + kđc = 1,1 -> căng xích = 1,25 -> không điều chỉnh được. kb: kể đến ảnh hưởng của bôi trơn
Thí nghiệm: kb = 1: bôi trơn nhỏ giọt kb = 0,8: bôi trơn liên tục kb = 1,5: bôi trơn định kỳ kc: kể đến ảnh hưởng của bôi trơn. 1 ca = 1; 2 ca = 1,25; 3 ca = 1,45 k lớn lên thì áp suất làm việc lớn. Từ công thức (*) → Ft ≤ [ p 0 ]. A / k [ P0 ]. A Z 1 p.n1 [ P0 ]. A.Z 01 . p.n 01 1 1 1 P = Ft.V / 1000 ≤ . = . . . Công suất 1000.k 60.1000 6.10 7 k Z 01 n 01 Z 1 n1 1 → P ≤ [ p0 ] . → Pt = P.k .k z .k n ≤ [ p 0 ] K .K z .K n [ P0 ]. A.Z 01 . p.n01 [ p0 ] = → công suất cho phép xác định giống như xác định áp suất cho 6.10 7 phép. ứng với Z01 = 2,5 răng vòng quay n01 khác nhau bảng 7.5 k2 = Z01/Z1; kn = n01 /n1 đầu bài sẽ cho P = P1; n1; u Muốn thiết kế - Dựa vào đầu bài chọn k - Chọn Z1 để tính kz - Chọn n01 để tính kn (chọn n01 gần với n1) Tra bảng bước xích (bảng 7.3) Muốn giảm bước xích để bộ truyền ít bị va đập và kích thước đĩa không quá l ớn thì nên dùng xích nhiều dãy: khi đó P.k .k z .k n Pt = ≤ [ P0 ] (**) kd kd: phụ thuộc vào số dãy Số dãy 1 2 3 4 kđ 1 1,7 2,5 3 Câu 17: Các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc của truyền động vít đai ốc. Lập công thức tính truyền động vít đai ốc theo độ bền mòn và theo độ bền. 1. Các chỉ tiêu làm việc.
- Được dùng để đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến. - Phân loại tùy theo dạng chuyển động Vít Đai ốc Quay tịnh tiến – vít chạy, dao máy tiện Vừa quay vừa tịnh tiến đứng yên – máy ép kích vít tịnh tiến Quay đứng yên Quay + tịnh tiến + Ưu điểm: - Đơn giản về kết cấu và chế tạo. - Tạo được lực lớn. - Gọn, khả năng tải lớn, chắc chắn. - Làm việc êm + Nhược điểm: - Mài mòn nhanh, hiệu suất thấp. - Dùng ở chỗ cần tạo ra lực lớn (vì nó sinh lợi về lực) và khi c ần di chuy ển ch ậm và chính xác. 2. Tính truyền động vít đai ốc về độ bền mòn. - Để đảm bảo V không vượt quá trước thời hạn quy định thì yêu cầu p 0 = Fa / A ≤ [ p 0 ] Fa (N): lực dọc A: diện tích chiếu (mm2) [p0] Mpa: áp suất cho phép. A = π . d 2 .h.x *** Hình vẽ x: số vòng ren x = H/p; h = ψ h . p p: bước ren thay vào ta được công thức thực nghiệm p 0 = Fa / π .d 2 .ψ h .H ≤ [ p 0 ] Muốn thiết kế thì thay ψH = H / d 2 đường kính trung bình của vít Fa d2 = mm π .ψ h .ψ H .[ p 0 ] Fa: (N) ψ h : tuỳ thuộc vào loại ren chọn = 0,5 đối với ren CN và T = 0,75 đối với răng cưa.
ψ H = 1,2 ÷ 1,5 : đối với đai ốc nguyên = 2,5 ÷ 3,5 : đối với đai ốc ghép (2 vật liệu) [p0] = 11 ÷ 13 MPa đối với thép tôi và đồng thanh = 8 ÷ 10 MPa đối với thép không tôi và đồng thanh = 4 ÷ 6 Mpa đối với thép không tôi và gang. 3. Tính toán truyền động vít đai ốc về độ bền (chịu tải nặng). - Vừa chịu lựcd dọc vừa có mômen quay khi chuyển động tịnh tiến + quay. Khi làm việc vít -> kéo (nén) + xoắn Điều kiện bền: σ = σ 2 + 3τ 2 ≤ [σ ] σ = Fa / (π . d 2 1 / 4 ); τ = T / (π . d 31 / 16) [σ ] = σ ch / S ; S = 3 : hệ số an toàn. T: mômen xoắn được xác định vào vị trí của đai ốc và điểm tì c ủa lực d ọc đ ối v ới mômen quay vít. * Máy ép ** Hình vẽ + Đai ốc và phôi tì của Fa nằm cùng phía so với điểm đặt của mômen tay quay. * Kích vít ** Hình vẽ + Đai ốc và phôi tì của Fa nằm 2 phía so với điểm đặt của mômen tay quay. + TH1: T = Tr + Tt Tr = Fa.Tg ( γ + ϕ ) d2/2 Tt = Fms. rtương đương = f. Fa. rtđ rtđ: là bán kính tương đương + TH2: T = -> lớn hơn Trị số Tr hoặc Tt Câu 18: Cấu tạo trục và phương pháp cố định các chi tiết trên trục. Nêu các bi ện pháp nâng cao độ bền mỏi của trục. - Quyết định hay phụ thuộc vào trị số tình hình phân bố lực cách bố trí và c ố đ ịnh các tiết máy lắp trên trục, tình hình gia công và lắp ghép... - Thông thường thì người ta hay sử dụng trục bậc tuy rằng việc gia công khó khăn. - Tiết máy dùng để đỡ trục thì gọi là ổ trục, đoạn trục lắp v ới ổ tr ục gọi là ngõng tr ục, đoạn trục lắp với chi tiết khác gọi là thân trục. Hình vẽ. Cố định các tiết máy: Để cố định các tiết máy trên trục theo chi ều tr ục th ường dùng vai trục, gờ, mặt hình nón, bạc, vòng chặn đai ốc hoặc lắp bằng độ dôi... Các biện pháp nâng cao sức bền mỏi của trục: Vì trục chịu ứng su ất thay đ ổi cho nên thường bị hỏng do mỏi. Những vết nứt vì m ỏi thường sinh ra ở nh ững ch ỗ t ập trung ứng
suất. - Khi thiết kế trục ta phải chọn kết cấu sao cho sự tập trung ứng suất thấp nhất. - Trong những trường hợp cần thiết, để nâng cao sức bền mỏi c ủa tr ục thì người ta có thể dùng các phương pháp công nghệ: phun bi, lăn nén, thấm than..., nitơ ho ặc xianua r ồi tôi, gia công nhẵn mặt trục... Câu 19: Lập công thức và nêu rõ mục đích, ý nghĩa b ước tính thi ết k ế tr ục (Tính sơ bộ) lấy thí dụ minh họa. Hình vẽ. - Dựa vào mômen xoắn cần truyền để tính toán. τ = T / W x = T / 0,2d 3 ≤ [τ ] ↓ coi trục chỉ bị xoắn thuần tuý T →d ≥3 (*) 0,2 [τ ] T ta phải lấy nhỏ rất nhiều vì thực tế phải chịu mômen uốn T = 9,55.106 N/n (**) T 9,55.10 6 N Thay (**) vào (*) → d ≥ 3 =3 0,2[τ ] 0,2[τ ] n 9,55.10 6 N Đặt C = 3 = C.3 0,2[τ ] n C: hệ số tính toán phụ thuộc vào vật liệu Sau khi có d sơ bộ, theo sơ đồ để tính kết cấu của trục Hình vẽ L1 = B/2 + khe hở + b/2; b: bề rộng của ổ Khe hở tương đối để đảm bảo làm việc Vẽ mômen. Tính các phản lực gối tựa ∑ M 1 = 0  → R2 ∑ F =0  - Để tính công thức sơ bộ đường kính trục, có thể dùng các công th ức kinh nghi ệm. Thí dụ đường kính đầu trục vào của hộp giảm tốc được lấy bằng 0,8 ÷ 0,35 khoảng cách giữa 2 trục. Khi không có công thức kinh nghi ệm thích hợp, đ ường kính tr ục đ ược đ ịnh s ơ b ộ theo mô men xoắn. Câu 20: Mục đích bước tính chính xác trục. Gi ải thích và nêu ph ương pháp xác định các thông số trong công thức tính hệ số an toàn trục. Nêu các gi ải pháp khi không đảm bảo hệ số an toàn.
+ Tính chính xác. - Dưới tác dụng của σ u và τ thay đổi có chu kỳ trục sẽ bị hỏng vì mỏi nên ta phải ti ến hành kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi theo hệ số an toàn. Trong đó có đánh giá đúng ảnh hưởng của một số nhân tố ảnh hưởng tới sức bền mỏi. Xác định S: hệ số an toàn. S σ .S τ S= ≥ [ S ] = 1,5 ÷ 2,5 Sσ + Sσ 2 2 S σ , S τ : hệ số an toàn chỉ xét riêng về ứng suất pháp hoặc ứng suất tiếp. σ −1 τ −1 Sσ = ; Sτ = k σ .σ a k τ .τ a + ψ m .σ m + ψ m .σ m β .ε σ β .ε τ σ −1 , τ −1 : giới hạn bền mỏi theo chu kỳ đối xứng của vật liệu. k σ : hệ số tập trung ứng suất β : hệ số tăng bền bề mặt ε c : hệ số kích thích ψ m : hệ số kể đến ảnh hưởng của ứng suất trung bình σ m : ứng suất trung bình σ a : biên độ ứng suất σ a = σ max − σ min / 2 ** hình vẽ σ m = σ max + σ min / 2 σ = ± M u / Wu Khi trục quay 1 chiều không liên tục τ max = T / W0 Không liên tục: τ min = 0; σ a = σ max ; σ max = 0; τ m = τ Khi quay 2 chiều τ m = −τ min Với T: quay một chiều không liên tục hoặc quay hai chiều → τ m và τ a thay đổi, σ m , σ a không thay đổi. S ≤ [S] - Xét sự tương quan với các kích thước khác. - Giảm chiều dài trục nếu có thể. - Nâng đường kính trục hoặc thay đổi vật liệu. - Tìm các biện pháp giảm tập trung ứng suất (dao phay đĩa thay dao ngón).
- Tăng bán kính góc lượn. - Chọn kiểu lắp ghép có độ dôi hơn. S ≤ [ S ] xét trường hợp tương quan với các tiết diện khác, nếu không ảnh hưởng -> giảm. - Chỉ tiêu tra sổ những tiết diện gây nguy hiểm -> hạ kích thước ghi rõ lý do khi hạ. Câu 21. Các loại ổ lăn và phạm vi sử dụng của chúng. a. ổ bi đỡ một dãy: Chủ yếu chịu lực Fr, đồng thời có thể chịu được lực Fa nhỏ ≈ 70% Fr không dùng hết. - Cho phép trục nghiêng 1/4 độ. - Kết cấu đơn giản, rẻ nhất. Hình vẽ b. ổ đũa trục ngắn đỡ. - Chỉ chịu được Fr, nhờ điện tích tiếp xúc > hơn ổ bi đỡ 1 dãy nên (70% - 90%). - Chịu va đập, tốt hơn. - Không cho phép trục nghiêng, không chịu được lực dọc trục. c. ổ bi đỡ lòng cầu 2 dãy. - Mặt trong kcủa vòng ngoài là mặt cầu, bán kính là R, nh ờ đó cho phép tr ục nghiêng 1 góc từ 20 ÷ 30. - Trục dài, T0 lớn, -> giãn nở nhiệt, trục vít. - Chịu được Fr > ổ bi đỡ 1 dãy đồng thời chịu được Fa; Fa ≈ 20% Fr: không dùng hết. d. ổ đũa đỡ lòng cầu 2 dãy. + Fr > so với ổ bi đỡ lòng cầu. + Giá thành cao hơn. + Gia công khó. e. ổ bị đỡ chặn. - Góc tiếp xúc α : vừa chịu Fr, Fa. α = 12, 26, 360 Fr = 120% Hình vẽ g. ổ đũa đỡ chặn (ổ đũa côn). α = 120 ổ bi đỡ: Fr, Fa lớn hơn, va đập tốt, rẻ hơn, thuận tiện trong lắp ráp. - Chỉ trường hợp n t/bình nhỏ. Câu 22: Viết và giải thích công thức tính tải trọng tương đương trong tính toán kh ả năng t ải
động của ổ lăn. Nêu rõ cách xác định tải trọng dọc trục trong ổ đỡ – chặn. 1. Chọn ổ lăn theo khả năng tải trọng động. Tiến hành xác định khả năng tải động tính toán: C = QL1/m Trong đó Q: là (kN) gọi tên là tải trọng quy ước. + Đối với ổ bi đỡ và ổ bi chặn Q = (XVFr + YFa)kđ.kn + Đối với ổ chặn đỡ Q = (XFr + YFa) kđ.kn + Đối với ổ đũa trụ ngắn đỡ Q = VFr.kđ.kn + Đối với ổ chặn Q = Fa. kđ.kn L: tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay. Lh: -> L60nLh/106 Fr, Fa: lực hướng tâm và dọc trục. X, Y: hệ số tải trọng hướng tâm và hệ số tải trọng dọc trục. V: hệ số kể đến vòng nào quay. Vòng trong quay V = 1 Vòng ngoài quay V = 1,2 kđ: hệ số tải trọng động kn: hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ: khi nhiệt độ t < 1050 -> Kn = 1. Kn = (108 + 0,4t) / 150 a. Xác định hệ số tải trọng hướng tâm. loại ổ iFa X, Y phụ thuộc vào VFr Hệ số thực nghiệm: e * ổ bi đỡ và ổ bi đỡ chặn: có α = 12 0 thì giá trị e thay đổi phụ thuộc vào tỷ số iFa/C0. Dựa vào d, tra bảng 11.4 để xác định e - Đối với các ổ còn lại: e không đổi. Ví dụ: ổ đũa côn e = 1,5tg α Tính iFa/VFr i: số dãy con lăn (1,2,3 dãy...) Nếu iFa/VFr ≤ e thì X = 1, Y = 0 iFa/VFr > e thì X < 1, Y > 0 (Tra bảng 11.4 suy ra X, Y) Với các ổ thì chịu lực hướng tâm Fr mà không chịu lực Fa thì do t ồn t ại khe h ở, các con lăn chịu lực không đều nhưng khi tồn tại lực dọc trục Fa thì lực dọc trục có tác d ụng làm thay đổi khe hở do đó làm cho tải trọng phân bố đều hơn cho các con lăn. K ết qu ả là ổ ch ịu b ớt lực hướng tâm nhưng lại chịu thêm lực hướng tâm m ới Fr’ do l ực d ọc tr ục Fa gây ra và cho
đến giá trị e sự giảm đi và tăng lên của Fr có thể bù trừ nhau -> cho nên X = 1, Y = 0. Bắt đầu lớn hơn e thì không thể bù trừ được nữa -> X < 1, Y > 0 b. Xác định tải trọng tác dụng vào ổ. Fr: được xác định khi tính trục. Fa: phụ thuộc vào loại ổ. Trường hợp ổ đỡ: Lực Fa hướng vào ổ nào thì ổ đó chịu (Fa: lực dọc trục ngoài). Hình vẽ. ổ đỡ chặn: Do tồn tại góc tiếp xúc α cho nên bắt ổ phải chịu thêm một lực dọc trục Fs do lực hướng tâm Fr sinh ra Fs = e Fr: đối với ổ bi. Fs = 0,83e Fr đối với ổ đũa. Để có thể chuyển động được thì khi thí nghiệm người ta phải đặt vào vòng ngoài 1 l ực Fs’ = về trị số nhưng ngược chiều với Fs để giữ trạng thái cân bằng. Fs’ tác dụng vào vòng ngoài qua con lăn -> vòng trong -> ngõng tr ục -> vào g ối đ ỡ bên kia. Vậy tổng lực dọc: ∑ Fa i = Fs j ± Fa t “+” khi Fa tổng cùng chiều Fsj “-“ khi ngược chiều.  Fa 0 = Fs1 − Fa t < Fs 0  ∑ Fa1 = Fs 0 − Fa t Vì có thể xảy ra trường hợp tổng lực dọc trục gồm lực dọc trục do lực h ướng tâm ở gối kia sinh ra và lực trục ngoài nhỏ hơn dọc tr ục do l ực h ướng tâm t ại ổ đó sinh ra, t ức là: ∑ Fa1 < Fs j do đó sau khi tính được lực dọc trục. Tổng ∑ Fa j cần so sánh nó với Fsj và lấy giá trị lớn hơn để tính toán. Câu 23: Các dạng ma sát trong ổ trượt và nguyên lý bôi trơn thuỷ đ ộng. Ch ứng minh rằng trong ổ trượt có khả năng để hình thành chế độ ma sát trượt. - Ma sát nửa khô: tồn tại với các ổ không bôi trơn, gi ữa các b ề m ặt ti ếp xúc thì t ồn t ại các màng, lớp khí hoặc hơi nước, hệ số ma sát ướt lớn f = 0,1...0,3 - Ma sát nửa ướt: tồn tại giữa các ổ có bôi trơn nhưng lớp dầu f = 0 không đủ dày. Hình vẽ - Ma sát ướt: là ma sát được bôi trơn có bề dày màng ngăn cách đ ủ dày không cho các đỉnh mấp mô. f = 0,005 ÷ 0,001 → ổ làm việc tốt nhất trong điều kiện bôi trơn ma sát ướt. * Nguyên lý bôi trơn thủy động
Dùng ổ thuỷ động thì cần một khoảng thời gian khởi động (2 ÷ 3s) → rẻ → dùng chủ yếu. Hình vẽ Giả sử có hai mặt phẳng tạo với nhau một góc α → làm với nhau một khe hở hình chêm. Trong đó có độ nhớt động lực là µ . - Nếu cho mặt phẳng A di chuyển với vận tốc V đ ủ lớn thì các l ớp ch ất l ỏng bám sát A sẽ di chuyển và nhờ có độ nhớt các lớp chất lỏng phía dưới cũng sẽ di chuyển theo. - Dầu hay chất bôi trơn đi vào trong khe hở ở phần động → bị nén lại phần hẹp → tạo nên áp suất dư cân bằng với tải trọng. - Sự thay đổi áp suất dư tuân theo phương trình Râynol. dp h − hm = 6µ v dx h3 * Chứng minh. Điều kiện để hình thành ma sát ướt theo nguyên lý bôi trơn thuỷ động là: gi ữa hai bề mặt trượt phải có khe hở hình chêm, vận tốc tương đối c ủa hai b ề m ặt tr ượt ph ải có chi ều thích hợp và trị số đủ lớn để đủ khả năng cân bằng với tải trọng ngoài. Hình vẽ Câu 24: Tính toán ổ trượt bôi trơn ma sát ướt. Nêu các giải pháp khi ổ không đ ảm bảo chế độ bôi trơn ma sát ướt. + Điều kiện đảm bảo bôi trơn ma sát ướt là chiều dày nhỏ nhất của màng dầu bôi tr ơn phải thoả mãn: hmin ≥ S(Rz1 +Rz2) s: hệ số ma sát, s = 2 Rz1 và Rz2: chiều cao mấp mô trung bình của ngõng trục và lót ổ 6,3...0,2 µ m - Nêu ra công ngõng trục là không thấp hơn Rz1 = 3,2 µ m - lót ổ là không thấp hơn Rz2 =b 6,3 µ m Chiều dày nhỏ nhất của màng dầu bôi trơn hmin cũng chính là khe hở nhỏ nhất của ổ. hmin = ( δ / 2 ).( 1 − χ ) + Chọn khe hở tương đối: ψ = δ .10 − 4 .v 0, 25 (v:m/s) Xác định χ - Tính P = F/lao động; chọn tỷ số l/d = 0,5...0,9 (nên dùng) - Chọn độ nhớt động lực của dầu bôi trơn. - Tính được CF → χ So sánh hmin với vế phải → nên nghiệm: ổ trượt vừa thiết kế đảm bảo làm việc trong chế độ bôi trơn ma sát ướt.
- Các giải pháp: Nếu không nghiệm hmin < S (Rz1 + Rz2) * Tăng hmin bằng cách: + Giảm χ Tăng tỷ số l/d Giảm CF: Giảm khe hở tương đối ψ Tăng độ nhớt µ ( không thay đổi được) + Giảm Rz1, Rz2 → nâng cao độ bóng bề mặt, độ chính xác = giải pháp kết cấu, công nghệ. Câu 25: Mục đích và phương pháp tính ổ trượt bôi trơn ma sát n ửa ướt theo áp suất p và tích số pv. Mục đích: Vì không phải bao giờ cũng có thể tạo được đi ều ki ện đ ể ổ tr ượt làm vi ệc với chế độ bôi trơn ma sát ướt mà nhiều khi ổ trượt phải làm việc với chế độ ma sát n ửa ướt hoặc nửa khô (ngay cả đối với ổ trượt bôi trơn ma sát ướt, khi m ở máy ho ặc d ừng máy v ẫn tạm thời bị ma sát nửa ướt). Do đó trong thực tế còn dùng phương pháp tính quy ước ổ tr ượt theo áp suất [p] cho phép và tích số giữa áp suất với vận tốc [pv] cho phép để ổ trượt có th ể làm việc tương đối lâu khi bị ma sát nửa ướt. + Tính theo áp suất cho phép. Khi ngõng trục và lót ổ trực tiếp tiếp xúc nhau, trị số áp suất thực sinh ra gi ữa các b ề mặt tiếp xúc, được giải thep bài toán đàn hồi về nén của hai hình tr ụ ti ếp xúc trong, có bán kính gần bằng nhau. Tính toán như vậy rất phức tạp ( đối v ới ổ tr ượt không dùng đ ược công thức Héc). Để đơn giản, trong thực dụng thường quy ước tính áp suất theo công thức: P = F/dl Trong đó: - F: tải trọng hướng tâm (Na) - d và l: đường kính và chiều dài ổ (mm) Áp suất sinh ra trong ổ không được vượt quá giá trị cho phép. Ta chọn đi ều ki ện: F/dl ≤ [p] B/mm2 Trị số áp suất cho phép [p] của một số loại vật liệu lót ổ cho trong bảng. F Ta có: l = ξ d ⇒ d ≥ mm ξ [ p] Trị số ξ = l/d thường lấy khoảng 0,5 ÷ 9. Nếu l/d lấy nhỏ hơn (l/d1), trục cần có độ cứng lớn và chế tạo đòi hỏi chính xác cao. + Tính theo tích số giữa áp suất với vận tốc trượt. Tích số pv giữa áp suất với vận tốc trượt một phần nào đặc tr ưng cho s ự sinh nhi ệt trong ổ (nếu coi hệ ma sát không đổi) và mài mòn từ điều kiện pv ≤ [pv]
Với áp suất P = F/lao động và vận tốc trược chính là v ận t ốc vòng c ủa ngõng tr ục v = π dn/60.1000 ta có: Fn/191001 ≤ [pv] N/mm2.m/s Trong đó n: số vòng quay trong 1 phút của ngõng trục. Trị số [pv] của một số loại vật liệu tra trong bảng 11.1 Câu 26: Thiết lập công thức tính đường kính và vẽ số vòng lò xo chịu kéo nén. 1. Tính đường kính dây lò xo. - Dưới tác động mômen xoắn T = FD/2 Trong mặt cắt dây lò xo τ = T/W0 T: mômen xoắn W0: mômen cản xoắn Vì dây lò xo bị uốn cong cho nên ứng suất ở bên trong tăng thêm m ột lượng do đó công thức kiểm nghiệm độ bền xoắn. τ = KxT/W0 ≤ [ τ ] (*) Kx; hệ số kể đến độ tăng ứng suất ở bên trong lò xo do dây bị uốn cong Kx = 4C + 2/4C – 3 C: chỉ số của lò xo C = D/d UW0 = nd 3 / 16  Thay  → Vào (*) → D = c.d T = FD / 2  Công thức kiểm nghiệm độ bền xoắn: khi F = Fmax là: τ = 8.Kx.Fmax.C/ π d2 ≤ [τ ] → Công thức tính đường kính dây lò xo: d ≥ 1,6 K x .Fmax .C /[τ ] (mm) - Để sử dụng công thức cần dự kiến d, C theo d [τ ] : MP a xác định tuỳ theo vật liệu, đặc tính tải trọng và mức độ quan trọng của lò xo. + Chia ra làm 3 nhóm: A: lò xo chịu tải trọng thay đổi dùng trong (động cơ đốt trong) B: lò xo chịu tải trọng ít hoặc không thay đổi (van an toàn) C: tải trọng tĩnh không quan trọng (lò xo cửa) - Lò xo dùng để tạo lực ép (chuyển động bánh ma sát, khớp nối). + Thực hiện chuyển vị trí về vị trí cũ (lò xo van) + Đo lực (lực kế, thiết bị đo) + Giảm chấn + Tích luỹ cơ năng làm việc như động cơ (dây cót đồng hồ) 2. Tính số vòng làm việc của lò xo: dựa vào chuyển vị đàn hồi Fmin → λ min
Fmax → λ max 8.C 3 - Chuyển vị x = λ max - λ min - λ 1n (Fmax – Fmin) = n( F max − F min) Gd G.d .x →n= 8.C ( F max − F min) 3 - Làm tròn đến 0,5 vòng khi n ≤ 20 - Làm tròn đến 1 vòng khi n > 20 Câu 27: So sánh ưu nhược điẻm và phạm vi sử dụng của bộ truyền bánh răng và bộ truyền trục vít. + Truyền động bánh răng có nhiều ưu điểm nổi bật - Kích thước nhỏ, khả năng tải lớn - Hiệu suất cao - Tuổi thọ cao, làm việc chắc chắn - Tỷ số truyền cố định - Làm việc tốt trong phạm vi công suất, tốc độ và tỷ số truyền khá rộng. Tuy nhiên truyền động bánh răng có các nhược điểm sau: - Đòi hỏi chế tạo chính xác cao - Có nhiều tiếng ồn khi vận tốc lớn - Chịu va đập kém (vì độ cứng của bộ truyền khá cao) + Truyền động trục vít có các ưu điểm chính sau: - Tỷ số truyền lớn - Làm việc êm và không ồn - Có khả năng tự hãm Nhược điểm chủ yếu của truyền động trục vít: - Hiệu suất thấp (trong các bộ truyền có thể tự hãm, hiệu suất càng thấp) - Cần dùng vật liệu giảm ma sát đắt tiền (đồng thanh) để làm bánh vít. Vì b ộ truyền có hiệu suất thất cho nên thường chỉ dùng để truyền công suất nhỏ và trung bình (th ường không quá 5-60kW). Tỷ số truyền u thường trong khoảng từ 8 đến 100, trường hợp đặc biệt có th ể tới 1000 (nhưng chỉ dùng với công suất nhỏ) Truyền động trục vít thường dùng trong các máy trục, máy cắt kim loại, ô tô... Câu 28: Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng của bộ truyền đai so v ới b ộ truy ền xích. Truyền động đai: - Nguyên lý: truyền động bằng ma sát gián tiếp (đai) - Khi mắc đai phải đảm bảo lực căng ban đầu.
+ Ưu điểm: kết cấu đơn giản, giá thành rẻ. * Làm việc êm, thích hợp với v < 25 ÷ 30m/s, thích hợp để bố trí bộ truyền cấp nhanh. * Đề phòng được qua tải cho máy (vì đai bị trượt trơn tách khỏi chuyển động). * Chăm sóc bảo dưỡng đơn giản. + Nhược điểm: - Khả năng tải thấp => khuôn khổ kích thước lớn, bộ truyền cồng kềnh. - Tỷ số truyền không phải là hằng số mà thay đổi phụ thuộc vào tải trọng cần truyền ε -> Ft (P) - Hiệu suất thấp do ma sát - Lực tác dụng lên trục lớn Ft = (2 ÷ 3)Ft (so với lực vòng cần truyền) + Phạm vi sử dụng: Với các ưu nhược điểm trên thì người ta sử dụng bộ truyền động với v = 3 ÷ 5m/s. Công suất 0,3 ÷ 50 kw đồng thời nhờ làm việc êm nên thường dùng bộ truyền động ngay sau máy, động cơ để đề phòng quá tải. Truyền động xích - Ăn khớp gián tiếp (xích) - Có độ trùng [ ∆ a = 0,002 ÷ 0,004)a] + Ưu điểm: - Khả năng tải lớn nhờ vật liệu bằng thép (nhiệt luyện). - Tỷ số truyền trung bình là hằng số. - Hiệu suất η cao hơn - Lực tác dụng lên trục nhỏ so với lực vòng cần truyền Ft = 1,15Ft - Cùng một lực có thể truyền chuyển động từ một trục đến một số trục. + Nhược điểm: - Chăm sóc và bảo dưỡng phức tạp, tốn kém. + Phạm vi sử dụng: - Được sử dụng nhiều trong xe máy, ô tô, máy nâng, làm vi ệc v ới v t ới 15m/s và công suất tới hàng trăm kw. Câu 29: So sánh ưu nhược điểm của ổ lăn so với ổ trượt. Những trường h ợp nào dùng ổ trượt tốt hơn ổ lăn. + Ưu nhược điểm: so sánh với ổ trượt, ổ lăn có các ưu điểm chính sau: - Hệ số ma sát nhỏ, vào khoảng 0,0012 ÷ 0,0035 đối với ổ bi và 0,0020 ÷ 0,0060 đối với ổ đũa; do đó dùng ổ lăn có thể nâng cao hiệu suất của máy và nhi ệt sinh ra cũng ít, m ặt khác mômen mở máy cũng giảm hơn nhiều so với dùng ổ trượt. Ngoài ra h ệ số ma sát t ương đ ối
ổn định (rất ít chịu ảnh hưởng của vận tốc) nên có th ể dùng ổ lăn làm vi ệc v ới v ận t ốc r ất thấp. - Chăm sóc và bôi trơn đơn giản, ít tốn vật liệu bôi trơn. Đối với ổ lăn có th ể dùng m ỡ vẫn đảm bảo cho ổ lăn làm việc tốt; vì ít sinh nhiệt nên không c ần l ượng d ầu nhi ều đ ể to ả nhiệt, ổ lăn lại có bộ phận che kín cho nên dầu ít bị chảy ra ngoài. - Với cùng đường kính ngõng trục chiều rộng của ổ lăn nh ỏ h ơn c ủa ổ tr ượt, nh ư v ậy trong nhiều trường hợp có thể làm cho kết cấu máy được gọn hơn. - Một số loại ổ lăn có thể chịu được vừa lực hướng tâm vừa lực dọc tr ục, do đó đ ơn giản được kết cấu gối trục. - Không cần phải dùng kim loại màu, yêu cầu không cao về vật liệu và nhiệt luyên trục. - Mức độ tiêu chuẩn hoá và tính lắp lẫn cao, sản xuất tập trung, do đó vi ệc sử dụng, thay thế thuận tiện, giá thành chế tạo tương đối thấp khi sản xuất loại lớn. Nhờ có các ưu điểm chính trên đây ổ lăn được dùng phổ biến trong các máy. + Tuy nhiên ổ lăn có một số nhược điểm sau: - Ứng suất tiếp xúc lớn, do đó hạn chế thời gian làm việc (tuổi thọ) mặt khác khả năng chịu va đập kém so với ổ trượt. - Kích thước lớn về đường kính. - Lắp ghép khó (vì không thể làm thành hai nửa), yêu cầu lắp ghép phải chính xác. - Giá thành chế tạo tương đối cao nên phải sản xuất số lượng nhỏ. + Các trường hợp dùng ổ trượt tốt hơn ổ lăn: - Khi trục quay với vận tốc rất cao, nếu dùng ổ lăn, tuổi th ọ c ủa ổ (s ố gi ờ làm vi ệc cho tới khi hỏng) sẽ thấp. - Khi yêu cầu phương của trục phải rất chính xác (trong các máy chính xác). ổ tr ượt gồm ít chi tiết nên dễ chế tạo chính xác cao và có thể điều chỉnh được khe hở. - Trục có đường kính khá lớn (đk 1m ho ặc lớn hơn); trong tr ường h ợp này n ếu dùng ổ lăn, phải tự chế tạo lấy rất khó khăn. - Khi cần phải dùng ổ phép để dễ lắp, tháo (thí dụ đối với trục khuỷu). - Khi ổ phải làm việc trong những điều kiện đặc biệt (trong n ước, trong các môi tr ường ăn mòn...) vì có thể chế tạo ổ trượt bằng những vật li ệu thích h ợp v ới môi tr ường nh ư cao su, gỗ, chất dẻo... - Khi có tải trọng va đập và dao động; ổ trượt làm việc tốt nhờ khả năng gi ảm ch ấn của màng dầu. - Trong các cơ cấu có vận tốc thấp, không quan trọng, rẻ tiền. Câu 31: Cấu tạo của nối trục vòng đàn hồi: Cấu tạo của nối trục vòng đàn hồi cũng tương tự như nối trục đĩa, gồm hai đĩa có may ơ, lắp trên đo ạn cu ối m ỗi tr ục, nh ưng đ ể ghép
hai đĩa với nhau, không dùng bu lông mà dùng từ 4 đến 12 chốt có b ọc vòng đàn h ồi b ằng cao su như hình vẽ. Mỗi chốt có 3 hoặc 4 vòng đàn hồi, tiết diện c ủa vòng có hình thang đ ể tăng độ mềm và tạo điều kiện một phần nào cho ứng xuất dập phân b ố đ ược đ ều h ơn. Ph ần ch ốt bọc vòng đàn hồi lắp xuyên qua lỗ hình trụ của m ột đĩa, còn phần ch ốt hình côn đ ầu có ren thì xuyên qua lỗ côn của đĩa thứ hai rồi vặn chặt bằng đai ốc. - Nối trục vòng đàn hồi cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, giá rẻ nên đ ược dùng rất nhi ều, nhất là trong bộ truyền có mômen xoắn nhỏ và trung bình, được dẫn đ ộng b ằng đ ộng c ơ điện. Nó cho phép hai trục có thể lệch dọc trục ∆ ≈ 1÷ 15mm ; lệch tâm δ ≈ 0,3 ÷ 0,6mm và lệch góc α đến 10. Nối trục có thể bù độ lệch dọc trục nhờ sự di động tương đ ối gi ữa b ộ phận đàn hồi với nửa nối trục, bù độ lệch tâm và độ lệch góc nhờ vòng đàn h ồi có th ể bi ến dạng nén. Tuy nhiên, cần chú ý rằng trường hợp hai trục lệch nhau, tải trọng sẽ phân b ố không đều giữa các chốt, do đó vòng cao su mòn rất nhanh; mặt khác trục lệch sẽ tạo nên t ải tr ọng phụ hướng tâm, gây uốn trục và tác dụng lên ổ. Do đó nên cố gắng đảm bảo đi ều ki ện đ ồng tâm đối với các trục được nối. Kích thước chính của nối trục vòng đàn hồi đã được tiêu chuẩn hóa, có th ể ch ọn trong các tài liệu [9], [21], [30]... theo trị số mômen xoắn tính, sau đó kiểm nghiệm ứng suất dập sinh ra giữa các chốt với vòng cao su và ứng suất uốn trong chốt. Giả thiết là ứng suất dập phân bố đều trên các chốt. σ d = 2k .M x / ZD dl ≤ [σ ] d Trong đó: Z: là số chốt; D: là đường kính vòng tròn qua tâm các chốt; d: đường kính chốt; l: là chiều dài đoạn vòng có cao su. ứng suất cho phép [σ ] d đối với vòng tròn cao su có thể lấy khoảng từ 2 ÷ 3N/mm2. Kiểm nghiệm ứng suất uốn trong chốt theo công thức: 2k .Mx 1 1 k .Mx.l σu = . . 3 = ≤ [σ ] u ZD 2 0,1d 0,1d 3 ZD ứng suất uốn cho phép [σ ] u của chốt có thể lấy khoảng 60 ÷ 80N/mm2. Vật liệu làm đĩa là gang loại C 21-40 trở lên hoặc thép rèn 30 hay thép đúc 35 tr ở lên. Ch ốt làm b ằng thép 45 trở lên, được thường hóa. Vật liệu làm vòng là cao su có gi ới h ạn b ền kéo trên 6N/mm 2 và độ rắn so-rơ khoảng 55 ÷ 57. Để tránh hỏng vòng cao su do nhiệt sinh quá lớn, c ần hạn chế s ố vòng quay trong m ột
phút của nối trục, số vòng quay cho phép của mỗi cỡ nối trục cho trong các bảng. Câu 32. Vẽ sơ đồ cấu tạo và miêu tả cách làm việc của ly h ợp m sát nhiều đĩa. Đ ể giảm bớt lực ép cần thiết của Q và kích thước ly hợp, dùng ly hợp nhiều đĩa ma sát. Hình vẽ. a. Đĩa ngoài có răng ngoài. b. Đĩa trong có răng trong. Nửa ly hợp 1: có ranh then hoa bên trong. Nửa ly hợp 2: có ranh then hoa bên ngoài. Chiều dãy đĩa. Khi có bôi trơn S = 1,5 ÷ 2,5mm Khi không có bôi trơn S = 2,5 ÷ 5mm Khe hở giữa các đĩa K = 0,2 . 1,5mm Số đĩa Z ≤ 11 - Cấu tạo: gồm có nửa ly hợp 1 có rãnh then hoa bên trong n ửa ly h ợp 2 l ắp trên tr ục b ị động có rãnh then hoa bên ngoài. Trên nửa ly hợp 1 có lắp đĩa ngoài a có răng ngoài. Trên nửa ly hợp 2 có lắp đĩa ngoài b có răng trong. Chiều dày các đĩa = thép có bôi trơn 1,5 – 2,5mm Chiều dày các đĩa = thép không có bôi trơn 2,5 – 5mm Số đĩa không nên lấy quá 11 đĩa vì lực ép lên đĩa cuối rất nhỏ -> không tạo lực ma sát. Tất cả các đĩa đảm bảo độ đồng tâm. 2TK Fe = lực Fe giảm khá nhiều. fZDtb Được sử dụng nhiều trong thực tế. - Khi quá tải, các đĩa ma sát tách ra -> đề phòng quá tải cho máy. `