Bài giảng cơ sở thiết kế máy - ĐHBK Đà Nẵng
MỤC LỤC
PHẦN I.......................................................................................................................................1
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN TRONG THIẾT KẾ MÁY VÀ CHI TIẾT MÁY.......................1
CHƯƠNG I.................................................................................................................................1
ĐẠI CƯƠNG VỀ THIẾT KẾ MÁY VÀ CHI TIẾT MÁY......................................................1
1.1. Các vấn đề chung .............................................................................................................1
1. Máy, bộ phận máy và chi tiết máy .........................................................................................1
2. Những yêu cầu chủ yếu đối với máy và chi tiết máy..............................................................1
3. Các bước thiết kế một máy .....................................................................................................2
4. Các bước thiết kế một chi tiết máy .........................................................................................2
5. Một số đặc điểm khi tính toán thiết kế chi tiết máy ...............................................................3
1.2. Tải trọng và ứng suất........................................................................................................3
1. Tải trọng tác dụng lên máy và chi tiết máy ............................................................................3
2. Ứng suất..................................................................................................................................4
1.3. Độ bền mỏi của chi tiết máy ............................................................................................5
1. Hiện tượng phá huỷ do mỏi ....................................................................................................5
2. Những nhân tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi của chi tiết máy ..................................................6
3. Các biện pháp nâng cao độ bền mỏi của chi tiết máy.............................................................8
1.4. Vật liệu chế tạo chi tiết máy.............................................................................................8
1. Những yêu cầu đối với vật liệu chế tạo chi tiết máy...............................................................8
2. Các loại vật liệu thường dùng trong ngành chế tạo máy ........................................................9
1.5. Vấn đề tiêu chuẩn hóa trong thiết kế máy......................................................................10
1. Định nghĩa tiêu chuẩn hoá....................................................................................................10
2. Lợi ích của tiêu chuẩn hoá....................................................................................................10
3. Các đối tượng được tiêu chuẩn hóa.......................................................................................10
4. Công tác tiêu chuẩn ở nước ta...............................................................................................11
CHƯƠNG II .............................................................................................................................12
NHỮNG CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY.........12
2.1. Độ bền ............................................................................................................................12
1. Khái niệm về độ bền.............................................................................................................12
2. Phương pháp tính độ bền ......................................................................................................12
3. Cách xác định ứng suất sinh ra trong chi tiết máy................................................................12
4. Cách xác định ứng suất cho phép .........................................................................................13
2.2. Độ bền mòn ....................................................................................................................14
2.3. Độ cứng ..........................................................................................................................14
2.4. Độ chịu nhiệt (khả năng chịu nhiệt)...............................................................................15
2.5. Tính ổn định dao động ...................................................................................................15
CHƯƠNG III............................................................................................................................17
ĐỘ TIN CẬY CỦA MÁY VÀ CHI TIẾT MÁY.....................................................................17
3.1. Khái niệm chung ............................................................................................................17
1. Định nghĩa ............................................................................................................................17
2. Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy............................................................................................17
3.2. Xác suất làm việc không hỏng R(t)................................................................................17
Bài giảng Cơ sở thiết kế máy - Phần I - Lê Cung - Bộ môn Nguyên lý Chi tiết máy - Khoa Sư phạm kỹ thuật 128
3.3. Cường độ hỏng λĨ (t) .......................................................................................................18
3.4. Tuổi thọ..........................................................................................................................19
3.5. Hệ số sử dụng KS............................................................................................................19
3.6. Biện pháp nâng cao độ tin cậy của máy và chi tiết máy ................................................19
PHẦN II....................................................................................................................................20
TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ.......................................................................................................20
CHƯƠNG IV............................................................................................................................21
TRUYỀN ĐỘNG BÁNH MA SÁT.........................................................................................21
4.1. Khái niệm chung ............................................................................................................21
1. Giới thiệu về truyền động bánh ma sát.................................................................................21
2. Phân loại truyền động bánh ma sát.......................................................................................21
4.2. Cơ học truyền động bánh ma sát ....................................................................................22
1. Sự trượt trong bộ truyền bánh ma sát....................................................................................22
2. Vận tốc và tỷ số truyền.........................................................................................................23
3. Lực ép cần thiết trong bộ truyền bánh ma sát.......................................................................24
4.3. Tính độ bền bộ truyền bánh ma sát ................................................................................25
1. Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán .....................................................................................25
2. Tính bộ truyền bánh ma sát trụ theo độ bền tiếp xúc ...........................................................26
2. Tính toán độ bền bộ truyền bánh ma sát nón........................................................................27
4.4. Vật liệu và ứng suất cho phép ........................................................................................27
1. Vật liệu .................................................................................................................................27
2. Ứng suất tiếp xúc cho phép ..................................................................................................28
4.5. Đánh giá bộ truyền bánh ma sát.....................................................................................28
CHƯƠNG V.............................................................................................................................29
TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG.............................................................................................29
5.1. Khái niệm chung ............................................................................................................29
1. Giới thiệu và phân loại bộ truyền bánh răng ........................................................................29
2. Thông số chủ yếu của bộ truyền bánh răng..........................................................................31
3. Kết cấu bánh răng.................................................................................................................35
4. Độ chính xác của bộ truyền bánh răng .................................................................................36
5.2. Tải trọng trong truyền động bánh răng ..........................................................................37
1. Lực tác dụng lên các răng khi ăn khớp trong BTBR trụ răng thẳng.....................................37
2. Lực tác dụng lên các răng khi ăn khớp trong BTBR trụ răng nghiêng.................................37
3. Lực tác dụng lên các răng khi ăn khớp trong BTBR nón răng thẳng ...................................38
4. Các hệ số tải trọng ................................................................................................................39
5. Ứng suất trên răng bánh răng................................................................................................40
5.3. Tính độ bền bộ truyền bánh răng ...................................................................................41
1. Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán bộ truyền bánh răng ....................................................41
2. Tính độ bền bộ truyền bánh răng trụ tròn răng thẳng...........................................................42
3. Tính độ bền bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng (hay răng chữ V) ..................................46
4. Tính độ bền bộ truyền bánh răng nón răng thẳng.................................................................48
5.4. Kiểm nghiệm độ bền của răng khi chịu quá tải.............................................................50
1. Theo ứng suất tiếp xúc..........................................................................................................50
2. Theo ứng suất uốn ................................................................................................................50
Bài giảng Cơ sở thiết kế máy - Phần I - Lê Cung - Bộ môn Nguyên lý Chi tiết máy - Khoa Sư phạm kỹ thuật 129
5.5. Vật liệu và ứng suất cho phép ........................................................................................50
1. Vật liệu chế tạo bánh răng ....................................................................................................50
2. Ứng suất cho phép ................................................................................................................51
5.6. Trình tự thiết kế bộ truyền bánh răng............................................................................52
5.7. Đánh giá truyền động bánh răng ....................................................................................53
CHƯƠNG VI............................................................................................................................54
TRUYỀN ĐỘNG TRỤC VÍT .................................................................................................54
6.1. Khái niệm chung ............................................................................................................54
1. Giới thiệu và phân loại bộ truyền trục vít.............................................................................54
2. Thông số hình học chủ yếu của bộ truyền trục vít................................................................56
3. Độ chính xác của bộ truyền trục vít......................................................................................58
4. Kết cấu trục vít và bánh vít...................................................................................................59
6.2. Cơ học truyền động trục vít............................................................................................60
1. Vận tốc và tỷ số truyền.........................................................................................................60
2. Lực tác dụng trong bộ truyền................................................................................................61
3. Hiệu suất truyền động trục vít ..............................................................................................62
6.3. Tính toán độ bền bộ truyền trục vít................................................................................62
1. Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán .....................................................................................62
2. Tính toán độ bền tiếp xúc răng bánh vít ...............................................................................63
3. Tính toán độ bền uốn của răng bánh vít ...............................................................................64
4. Kiểm nghiệm độ bền của răng bánh vít khi chịu quá tải ......................................................65
5. Tính toán nhiệt bộ truyền trục vít .........................................................................................65
6.4. Vật liệu chế tạo và ứng suất cho phép...........................................................................66
1. Vật liệu chế tạo.....................................................................................................................66
2. Ứng suất cho phép ................................................................................................................67
6.6. Trình tự thiết kế bộ truyền trục vít ................................................................................68
6.7. Đánh giá bộ truyền trục vít............................................................................................68
CHƯƠNG VII ..........................................................................................................................69
TRUYỀN ĐỘNG XÍCH...........................................................................................................69
7.1. Khái niệm chung ............................................................................................................69
1. Giới thiệu bộ truyền xích......................................................................................................69
2. Các loại xích truyền động và đĩa xích ..................................................................................69
3. Thông số hình học chủ yếu của bộ truyền xích (xích ống con lăn)......................................73
7.2. Cơ học truyền động xích ................................................................................................75
1. Vận tốc và tỉ số truyền..........................................................................................................75
2. Lực tác dụng trong bộ truyền xích........................................................................................76
7.3. Tính toán truyền động xích ............................................................................................77
1. Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán .....................................................................................77
2. Tính toán xích con lăn về độ bền mòn .................................................................................77
7.4. Trình tự thiết kế bộ truyền xích......................................................................................79
7.5. Đánh giá bộ truyền xích .................................................................................................79
CHƯƠNG VIII .........................................................................................................................81
TRUYỀN ĐỘNG ĐAI .............................................................................................................81
8.1. Khái niệm chung ............................................................................................................81
Bài giảng Cơ sở thiết kế máy - Phần I - Lê Cung - Bộ môn Nguyên lý Chi tiết máy - Khoa Sư phạm kỹ thuật 130
1. Giới thiệu bộ truyền đai........................................................................................................81
2. Các loại đai và kết cấu bánh đai ...........................................................................................82
3. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền đai ................................................................86
8.2.Cơ học truyền động đai ...................................................................................................87
1. Vận tốc và tỷ số truyền.........................................................................................................87
2. Lực tác dụng trong bộ truyền đai..........................................................................................87
3. Ứng suất trong đai ................................................................................................................88
4. Hiện tượng trượt trong bộ truyền đai ....................................................................................89
5. Khả năng kéo, đường cong trượt và đường cong hiệu suất..................................................90
8.3. Tính toán truyền động đai ..............................................................................................90
1. Chỉ tiêu tính toán truyền động đai ........................................................................................90
2. Tính toán đai dẹt...................................................................................................................91
3. Tính toán truyền động đai thang...........................................................................................91
8.4. Trình tự thiết kế truyền động đai....................................................................................92
1. Trình tự thiết kế bộ truyền đai dẹt ........................................................................................92
2. Trình tự thiết kế bộ truyền đai thang ....................................................................................93
8.5. Đánh giá bộ truyền đai ...................................................................................................94
Chương IX ................................................................................................................................95
TRUYỀN ĐỘNG VÍT - ĐAI ỐC.............................................................................................95
9.1. Khái niệm chung ............................................................................................................95
1. Giới thiệu bộ truyền vít - đai ốc............................................................................................95
2. Phân loại bộ truyền vít đai ốc ...............................................................................................96
3. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền vít đai ốc ......................................................98
9.2. Tính toán bộ truyền vít đai ốc ........................................................................................99
1. Các dạng hỏng chủ yếu và chỉ tiêu tính toán........................................................................99
2. Tính bộ truyền vít đai ốc theo độ bền mòn.........................................................................100
3. Tính bộ truyền vít đai ốc về độ bền....................................................................................100
4. Tính bộ truyền vít đai ốc theo điều kiện ổn định................................................................100
9.3. Trình tự thiết kế bộ truyền vít đai ốc............................................................................101
9.4. Đánh giá bộ truyền vít đai ốc .......................................................................................102
PHẦN IV ................................................................................................................................103
CÁC CHI TIẾT MÁY ĐỠ NỐI .............................................................................................103
CHƯƠNG X...........................................................................................................................103
TRỤC .....................................................................................................................................103
10.1. Khái niệm chung ........................................................................................................103
1. Giới thiệu và phân loại trục ................................................................................................103
2. Kết cấu và vật liệu trục.......................................................................................................103
10.2. Phương pháp tính toán thiết kế trục...........................................................................106
1. Các dạng hỏng chủ yếu và chỉ tiêu tính toán......................................................................106
2. Tính toán trục về độ bền.....................................................................................................106
3. Tính trục về độ cứng...........................................................................................................110
4. Tính toán trục về dao động.................................................................................................110
CHƯƠNG XI..........................................................................................................................112
Ổ LĂN....................................................................................................................................112
Bài giảng Cơ sở thiết kế máy - Phần I - Lê Cung - Bộ môn Nguyên lý Chi tiết máy - Khoa Sư phạm kỹ thuật 131
11.1. Khái niệm chung ........................................................................................................112
1. Giới thiệu về ổ lăn ..............................................................................................................112
2. Phân loại ổ lăn ....................................................................................................................112
3. Độ chính xác chế tạo của ổ lăn...........................................................................................113
4. Các loại ổ lăn thường dùng.................................................................................................113
11.2. Lực và ứng suất trong ổ lăn ........................................................................................116
1. Sự phân bố lực trên các con lăn ..........................................................................................116
2. Ứng suất tiếp xúc trong ổ lăn..............................................................................................117
11.3. Tính toán ổ lăn ...........................................................................................................117
1. Các dạng hỏng chủ yếu của ổ lăn chỉ tiêu tính toán ...........................................................117
2. Chọn kích thước ổ lăn theo khả năng tải động ...................................................................118
3. Chọn kích thước ổ theo khả năng tải tĩnh ...........................................................................121
11.4. Lắp ghép, định vị, bôi trơn và che kín ổ lăn...............................................................121
1. Lắp ghép ổ lăn ....................................................................................................................121
2. Định vị ổ lăn trên trục và trong vỏ máy..............................................................................121
3. Bôi trơn và che kín ổ lăn.....................................................................................................124
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................................126
