Xem mẫu
11/09/2015
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ SỞTHIẾT KẾ MÁY VÀROBOT thietkemay.edu.vn
BÀIGIẢNGHỌCPHẦNCHITIẾTMÁY(ME3090)
Những vấn đề cơ bảnvề thiếtkế chi tiết máy
TS. Phạm Minh Hải hai.phamminh1@hust.edu.vn
hai.phamminh.hust@gmail.com
Nội dung
Các yêu cầucơ bảnđối với máyvà CTM
Tảitrọngvà ứng suất
Độ bền mỏicủa chi tiết máy
Các chỉ tiêu chủ yếu về khả nănglàmviệc của CTM
Những vấnđề chungvề tínhtoán và thiếtkế CTM
TS Phạm Minh Hải ME3090 C1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế chi tiết máy 2
1. Các yêu cầucơ bảnđối với máyvà CTM
a. Hiệu quảsử dụng: Hiệusuất, mứctiêu hao năng lượng, độ chính xác, chi phívận hành.
b. Khả năng làm việc: độ bền, độ cứng, …
c. Độ tin cậy cao: xác suất làmviệckhônghỏng hóc trong thờigian quy định.
d. An toàn trong sử dụng: con người,công trình
e. Tínhcông nghệ vàkinhtế: Hìnhdạng, kếtcấu, vật liệu,cấp chính xác, số lượngchi tiếtmáy,khốilượng vàkích thước …
2. Tảitrọng và ứngsuất 2.1. Tải trọng
Tảitrọnglàlực, momentác động lênCTM trong quá trình làmviệc
Phân loại:
Tảitrọngtĩnh:khôngđổi theo thờigian Tảitrọngđộng:thay đổitheo thời gian
- phương - chiều
- độlớn
- điểmđặt
* Tải trọng vađập
TS Phạm Minh Hải ME3090 C1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế chi tiết máy 3 TS Phạm Minh Hải ME3090 C1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế chi tiết máy 4
2. Tảitrọng và ứngsuất 2.1. Tải trọng
Tảitrọngdanhnghĩa(Qdn): tải trọng tác động lênmáy hoặc CTM ở chế độ ổn định(tải trọng lớnnhất / tải trọng tác động lâu dài nhất)
Tảitrọngtươngđương(Qtđ):Khi có nhiều chế độ tải trọng - Chọn 1 chế độ làm Qdn
- Quy đổi về 1 chế độ tải trọng tương đương (tuổi thọ, độ bền)
Qtđ = Qdn .KN
KN hệ số (hệ số tuổi thọ) phụ thuộc vào - Chế độ thay đổi tải trọng
- Tương quan giữa Qdn và các chế độ tải trọng cònlại
2. Tảitrọng và ứngsuất 2.1. Tải trọng
Tải trọng tính toán (Qt) : Qt = QtđKt
Kt = KttKđKđk…>1
Ktt : hệ số xétđến sự phân bố không đều tải trọng trên bề mặt tiếp xúc
Kđ: hệ số tải trọng động
Kđk: hệ số phụ thuộc điều kiện làm việc
TS Phạm Minh Hải ME3090 C1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế chi tiết máy 5 TS Phạm Minh Hải ME3090 C1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế chi tiết máy 6
1
11/09/2015
2.Tảitrọngvàứngsuất 2.2. Ứng suất
a. Các loại ứng suất :
ứng suất kéo, ứng suất nén, ứng suất uốn, ứng
suất xoắn
* Nếu theo thờigianmà phânloại: + Ứng suất tĩnh
+ Ứng suất thay đổi
Các đặc trưng của ứng suất thay đổi(tuần hoàn)
Chu trình ứng suất
sa = smax − smin
ứng suất tiếp xúc, ứng suất dập
Chu kỳ ứng suất Biênđộ ứng suất Ứng suất trung bình
Hệ số tínhchất chu trình r
sm = smax + smin
r = smin max
-Chu trình đối xứng r =-1
-Chu trình mạch động r =0
TS Phạm Minh Hải ME3090 C1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế chi tiết máy 7 TS Phạm Minh Hải ME3090 C1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế chi tiết máy 8
3. Độ bền mỏicủa chitiết máy
3.1 Đặc điểm củaphá hủydomỏi
3.2 Cơ chế của phá hủy mỏi
Tảitrọngthayđổitheochukỳ
Pháhủytĩnh
Ứngsuấttĩnh
Xảyratứcthì
Cóco tiếtdiệntạivếtgãy(vật liệudẻo)
US>giớihạnbềncủavật liệu.
Pháhủymỏi:
Ứngsuấtthayđổitheochukỳ
SaumộtsốchutrìnhUS, CTM bịpháhủy
Sựpháhủyxảyrađộtngột, khôngcó cotiếtdiện.
US< ảnh hưởng đếngiới hạnbền
mỏicủa chi tiết.
3.3.1 Ảnh hưởng của hìnhdạng kếtcấu
Hệsố tậptrungứngsuấtlý thuyết as = smax
dn Hệsố tậptrungứngsuấtthựctế ks = sr
rc
s,t làg/h mỏi của mẫu không có tập trung ứng suất. src,trc làg/h mỏi của mẫu có tập trung ứng suất.
at = tmax
dn kt = tr
rc
Kết cấu CTM càng phức tạp -> tăng tập trung ứng suất -> giảm giới hạn bền mỏi
TS Phạm Minh Hải ME3090 C1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế chi tiết máy 13 TS Phạm Minh Hải ME3090 C1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế chi tiết máy 14
3.3.2 Ảnh hưởng của kích thước tuyệtđối
do: đường kính mẫu thí nghiệm d: đường kính của chi tiết máy
Hệsố a/hcủakíchthướctuyệtđối
Ví dụ: trục chịu uốn
trục chịu xoắn
Kíchthước cànglớn
• Khôngđồng đều về cơ tính
• Nhiều khuyết giớihạnmỏigiảm tật
TS Phạm Minh Hải ME3090 C1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế chi tiết máy 15
TS Phạm Minh Hải ME3090 C1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế chi tiết máy
16
3.3.3Ảnhhưởngcủachấtlượngbềmặt 3.3.4 Ảnh hưởng của tính chất chu trình ứng suất
Hệ số trạng thái bề mặt b
giớihạnmỏicủamẫucóbềmặtgiốngchitiết Mẫu thí nghiệm Chi tiếtmáy giớihạnmỏicủamẫuthínghiệmmỏi
b> 1:nhiệtluyện/gia côngtăngbền(phunbi,cánlăn,mài,đánh bóng…).
b < 1:tiện,phay+ khônggiacôngtăngbền.
Chất lượngbề mặt tốt
-> ít khảnăngphát triểnvết nứttế vi
-> giớihạnbền mỏităng
Hệsốảnhhưởngcủaứngsuấttrungbình ys yt (xemchương“Trục”)
TS Phạm Minh Hải ME3090 C1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế chi tiết máy 17 TS Phạm Minh Hải ME3090 C1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế chi tiết máy 18
3
11/09/2015
Giớihạn mỏicủa chi tiếtđược tính theo giớihạn mỏicủa
mẫu như sau:
e b et b
rc r rc r
s t
3.4 Các biện pháp nâng cao độ bền mỏi
• Hạnchếcácnguyênnhângâytảitrọngthayđổitheochukỳ (tăng tínhđànhồicủakếtcấu)
• Thiếtkế:Tránhgâytậptrungứngsuất
• Côngnghệ:Mài,đánhbóng,gia côngtăngbềnbềmặt
4. Các chỉtiêu chủ yếu về khảnănglàmviệc củaCTM
5 chỉ tiêu chủ yếu:
Độ bền
Độ cứng
Độ bền mòn
Khả năng chịu nhiệt
Độ ổn định dao động
TS Phạm Minh Hải ME3090 C1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế chi tiết máy 19 TS Phạm Minh Hải ME3090 C1. Những vấn đề cơ bản về thiết kế chi tiết máy 20
...
- tailieumienphi.vn
nguon tai.lieu . vn