Bài giảng Cơ sở thiết kế máy - Những vấn đề cơ bản trong thiết kế máy và chi tiết máy

Đại học đà nẵng TRƯờng đại học bách khoa Khoa S− phạm Kỹ thuật -------ả ã------- Bài giảng Cơ sở thiết kế máy Phần I dùng cho sinh viên CHUYÊN NGàNH CƠ KHí CHế TạO MáY (LƯU HàNH NộI Bộ) Biên soạn : LÊ CUNG - Bộ môn Nguyên lý - Chi tiết máy F đà nẵng 2008 G PHÁệN I NHặẻNG VÁÚN ÂÃệ CÅ BAÍN TRONG THIÃÚT KÃÚ MAẽY VAè CHI TIÃÚT MAẽY CHặÅNG I ÂAÛI CặÅNG VÃệ THIÃÚT KÃÚ MAẽY VAè CHI TIÃÚT MAẽY 1.1. Caùc vỏỳn õóử chung 1. Maùy, bọỹ phỏỷn maùy vaỡ chi tióỳt maùy Mỗi máy đ−ợc cấu tạo bởi nhiều bộ phận máy. Mỗi bộ phận máy lại gồm nhiều chi tiết máy. Chi tiết máy là phần tử cấu tạo đầu tiên hoàn chỉnh của máy. Ví dụ : Máy tiện gồm nhiều bộ phận máy nh− bàn máy, ụ đứng, ụ động, hộp tốc độ, bàn dao, cơ cấu truyền dẫn từ động cơ đến hộp tốc độ... ụ đứng máy tiện gồm các chi tiết máy nh− ụ, trục chính, ổ trục, bánh răng, trục... Trên quan điểm thiết kế, chi tiết đ−ợc phân thành hai nhóm : - Chi tiết máy có công dụng chung : bu lông, bánh răng, trục, ổ trục... (chi tiết máy đ−ợc dùng phổ biến trong các loại máy khác nhau) - Chi tiết máy có công dụng riêng : trục khuỷu, van, cam, bánh tuabin... (chỉ đ−ợc dùng trong một số loại máy nhất định). Môn học Chi tiết máy chỉ nghiên cứu các chi tiết máy có công dụng chung. 2. Nhổợng yóu cỏửu chuớ yóỳu õọỳi vồùi maùy vaỡ chi tióỳt maùy a) Coù hióỷu quaớ sổớ duỷng cao - Nàng suỏỳt cao - Hióỷu suỏỳt cao - Tióu thuỷ ờt nàng lổồỹng - Âọỹ chờnh xaùc cao - Chi phờ vóử lao õọỹng vỏỷn haỡnh maùy thỏỳp - Kờch thổồùc, troỹng lổồỹng nhoớ goỹn v.v. b) Yóu cỏửu vóử khaớ nàng laỡm vióỷc Hoaỡn thaỡnh caùc chổùc nàng õaợ õởnh, baớo õaớm õổồỹc õọỹ bóửn, coù tờnh bóửn moỡn, khọng thay õọứi vóử kờch thổồùc vaỡ hỗnh daỷng (õuớ õọỹ cổùng), chởu õổồỹc nhióỷt, chởu õổồỹc dao õọỹng v.v. c) Coù õọỹ tin cỏỷy cao Maùy õổồỹc goỹi laỡ coù õọỹ tin cỏỷy cao nóỳu nhổ coù thóứ thổỷc hióỷn õổồỹc caùc chổùc nàng nhióỷm vuỷ õaợ õởnh, õọửng thồỡi caùc chố tióu vóử sổớ duỷng (nhổ nàng suỏỳt, õọỹ chờnh xaùc, hióỷu suỏỳt, mổùc õọỹ tióu thuỷ nàng lổồỹng..) vỏựn õổồỹc duy trỗ ồớ mổùc õọỹ cho pheùp trong suọỳt thồỡi haỷn sổớ duỷng. d) An toaỡn trong sổớ duỷng Trong õióửu kióỷn sổớ duỷng bỗnh thổồỡng hay khi coù sổỷ cọỳ, khọng gỏy nguy hióứm cho ngổồỡi sổớ duỷng, khọng gỏy hổ haỷi cho caùc thióỳt bở, nhaỡ cổớa vaỡ caùc õọỳi tổồỹng khaùc xung quanh. e) Coù tờnh cọng nghóỷ cao Baỡi giaớng Cồ sồớ thióỳt kóỳ maùy 1 - Ló Cung - Bọỹ mọn Nguyón lyù Chi tióỳt maùy - Khoa Sổ phaỷm kyợ thuỏỷt -2008 2 Mọỹt màỷt, chi tióỳt maùy phaới thoớa maợn caùc chố tióu chuớ yóỳu vóử khaớ nàng laỡm vióỷc vaỡ õọỹ tin cỏỷy, màỷt khaùc, trong õióửu kióỷn saớn xuỏỳt sàụn coù phaới dóự chóỳ taỷo, ờt tọỳn nguyón vỏỷt lióỷu vaỡ thồỡi gian. Yóu cỏửu chuớ yóỳu cuớa tờnh cọng nghóỷ ƒ Kóỳt cỏỳu phaới phuỡ hồỹp vồùi õióửu kióỷn vaỡ quy mọ saớn xuỏỳt Vờ duỷ, trong saớn xuỏỳt õồn chióỳc, voớ họỹp giaớm tọỳc hồỹp lyù nhỏỳt laỡ õổồỹc haỡn tổỡ caùc tỏỳm õồn giaớn; trong saớn xuỏỳt haỡng loaỷt lồùn nón õuùc trong khuọn kim loaỷi hay haỡn tổỡ caùc chi tióỳt dỏỷp vaỡ caùn õởnh hỗnh ... ƒ Kóỳt cỏỳu vaỡ hỗnh daỷng phaới hồỹp lyù theo quan õióứm cọng nghóỷ Vờ duỷ, kóỳt cỏỳu phaới õồn giaớn, dóự chóỳ taỷo, dóự làừp raùp; caùc bóử màỷt gia cọng nón laỡ caùc bóử màỷt õồn giaớn nhổ màỷt phàúng, màỷt truỷ troỡn; sọỳ lổồỹng bóử màỷt gia cọng nón ờt, dióỷn tờch cỏửn gia cọng nhoớ vaỡ coù thóứ gia cọng bàũng caùc phổồng phaùp coù nàng suỏỳt cao... ƒ Cỏỳp chờnh xaùc vaỡ õọỹ nhàụn õuùng mổùc Cỏỳp chờnh xaùc vaỡ õọỹ nhàụn bóử màỷt chi tióỳt maùy caỡng cao ⇒ phờ tọứn gia cọng caỡng tàng vaỡ coù thóứ phaới duỡng caùc thióỳt bở õàỷc bióỷt õóứ gia cọng. Tuy nhión, khọng õổồỹỹc haỷ thỏỳp cỏỳp chờnh xaùc so vồùi yóu cỏửu cuớa õióửu kióỷn laỡm vióỷc cuớa chi tióỳt maùy. ƒ Choỹn phổồng phaùp taỷo phọi hồỹp lyù Phổồng phaùp taỷo phọi phaới phuỡ hồỹp vồùi õàỷc õióứm vóử hỗnh daỷng vaỡ kóỳt cỏỳu cuớa chi tióỳt maùy. Vờ duỷ, phổồng phaùp õuùc õổồỹc duỡng cho caùc chi tióỳt maùy coù hỗnh daỷng phổùc taỷp, thờch hồỹp vồùi saớn xuỏỳt haỡng loaỷt lồùn. Phổồng phaùp haỡn thổồỡng duỡng õóứ chóỳ taỷo caùc kóỳt cỏỳu gọửm tổỡ caùc tỏỳm, thanh, theùp goùc, theùp õởnh hỗnh... f) Coù tờnh kinh tóỳ cao + Thồỡi gian vaỡ cọng sổùc thióỳt kóỳ ờt nhỏỳt + Kờch thổồùc goỹn nheỷ, khọỳi lổồỹng nhoớ, do õoù giaù thaỡnh haỷ + Vỏỷt lióỷu reớ tióửn, dóự cung cỏỳp + Giaù thaỡnh chóỳ taỷo thỏỳp nhỏỳt + Nàng suỏỳt, hióỷu suỏỳt cao, chi phờ vóử nàng lổồỹng thỏỳp, chi phờ vóử bọi trồn, baớo dổồợng vaỡ sổớa chổợa thỏỳp 3. Caùc bổồùc thióỳt kóỳ mọỹt maùy Maùy õổồỹc thióỳt kóỳ phaới thoớa maợn caùc yóu cỏửu vóử kyợ thuỏỷt nhổ nàng suỏỳt, õọỹ tin cỏỷy vaỡ tuọứi thoỹ, giaù thaỡnh vaỡ troỹng lổồỹng maùy. Ngoaỡi ra, tuỡy trổồỡng hồỹp cuỷ thóứ coỡn phaới: Coù khuọn khọứ, kờch thổồùc nhoớ goỹn; chuyóứn õọỹng ọứn õởnh; laỡm vióỷc khọng ọửn; thao taùc sổớ duỷng dóự daỡng; hỗnh thổùc õeỷp .. Coù thóứ tióỳn haỡnh theo caùc bổồùc sau õỏy : + Xaùc õởnh nguyón tàừc hoaỷt õọỹng vaỡ chóỳ õọỹ laỡm vióỷc cuớa maùy + Lỏỷp sồ õọử chung toaỡn maùy vaỡ caùc bọỹ phỏỷn maùy, thoaớ maợn caùc yóu cỏửu cho trổồùc + Xaùc õởnh trở sọỳ vaỡ õàỷc tờnh taới troỹng taùc duỷng lón caùc bọỹ phỏỷn maùy + Tióỳn haỡnh tờnh toaùn vóử õọỹng hoỹc, vóử õọỹng lổỷc hoỹc toaỡn maùy; tờnh toaùn thióỳt kóỳ caùc chi tióỳt maùy, tờnh toaùn kinh tóỳ... + Lỏỷp quy trỗnh cọng nghóỷ chóỳ taỷo caùc chi tióỳt maùy + Lỏỷp quy trỗnh cọng nghóỷ làừp raùp caùc bọỹ phỏỷn maùy vaỡ laùp raùp toaỡn maùy + Lỏỷp thuyóỳt minh hổồùng dỏựn sổớ duỷng, baớo dổồợng vaỡ sổớa chổợa maùy 4. Caùc bổồùc thióỳt kóỳ mọỹt chi tióỳt maùy Baỡi giaớng Cồ sồớ thióỳt kóỳ maùy 1 - Ló Cung - Bọỹ mọn Nguyón lyù Chi tióỳt maùy - Khoa Sổ phaỷm kyợ thuỏỷt -2008 3 Thióỳt kóỳ chi tióỳt maùy laỡ mọỹt phỏửn cọng vióỷc cuớa quaù trỗnh thióỳt kóỳ maùy, thổồỡng tióỳn haỡnh theo trỗnh tổỷ sau: + Lỏỷp sồ õọử tờnh toaùn: kóỳt cỏỳu chi tióỳt maùy õổồỹc õồn giaớn hoùa, lổỷc taùc duỷng coi nhổ tỏỷp trung hoàỷc phỏn bọỳ theo mọỹt quy luỏỷt naỡo õoù. + Xaùc õởnh taới troỹng taùc duỷng lón chi tióỳt maùy. + Choỹn vỏỷt lióỷu thờch hồỹp õóứ chóỳ taỷo chi tióỳt maùy. + Tờnh toaùn caùc kờch thổồùc chờnh cuớa chi tióỳt maùy theo caùc chố tióu chuớ yóỳu vóử khaớ nàng laỡm vióỷc (bổồùc naỡy chố laỡ gỏửn õuùng, bồới vỗ chố dổỷa trón caùc sồ õọử õaợ õồn giaớn hoùa vaỡ chổa õaùnh giaù mọỹt caùch chờnh xaùc caùc nhỏn tọỳ vóử taới troỹng vaỡ ổùng suỏỳt). + Trón cồ sồớ tờnh toaùn gỏửn õuùng, kóỳt hồỹp vồùi caùc yóu cỏửu vóử tióu chuỏứn hoùa, vóử làừp gheùp, vóử cọng nghóỷ chóỳ taỷo vaỡ caùc yóu cỏửu cuỷ thóứ khaùc ⇒ xỏy dổỷng kóỳt cỏỳu cuỷ thóứ cuớa chi tióỳt maùy, vồùi õỏửy õuớ kờch thổồùc, dung sai, õọỹ nhàụn bóửỡ màỷt, caùc yóu cỏửu kyợ thuỏỷt khaùc. + Kióứm nghióỷm theo caùc chố tióu chuớ yóỳu vóử khaớ nàng laỡm vióỷc: xaùc õởnh hóỷ sọỳ an toaỡn taỷi caùc tióỳt dióỷn nguy hióứm, xaùc õởnh bióỳn daỷng, nhióỷt õọỹ trong caùc bọỹ phỏỷn maùy v.v. vaỡ so saùnh vồùi caùc trở sọỳ cho pheùp. Nóỳu khọng thoớa maợn, phaới sổớa õọứi laỷi kờch thổồùc vaỡ kióứm nghióỷm laỷi. 5. Mọỹt sọỳ õàỷc õióứm khi tờnh toaùn thióỳt kóỳ chi tióỳt maùy a) Kóỳt cỏỳu vaỡ õióửu kióỷn laỡm vióỷc cuớa chi tióỳt maùy khaù phổùc taỷp, taới troỹng taùc duỷng lón chi tióỳt maùy khoù xaùc õởnh chờnh xaùc ⇒ khoù thióỳt lỏỷp õổồỹc caùc cọng thổùc lyù thuyóỳt chờnh xaùc õóứ tờnh toaùn chi tióỳt maùy. Do vỏỷy, thổồỡng duỡng caùc giaớ thióỳt õóứ õồn giaớn hoùa baỡi toaùn ⇒ xỏy dổỷng caùc cọng thổùc gỏửn õuùng vaỡ bọứ sung vaỡo caùc cọng thổùc naỡy caùc hóỷ sọỳ õióửu chốnh õóứ kóứ õóứn caùc õàỷc õióứm vóử kóỳt cỏỳu cuớa chi tióỳt maùy vaỡ caùc yóỳu tọỳ aớnh hổồớng õóỳn khaớ nàng laỡm vióỷc cuớa noù. Ngoaỡi ra, coỡn coù caùc cọng thổùc thổỷc nghióỷm, hoàỷc cọng thổùc kinh nghióỷm õổồỹc lỏỷp ra trón cồ sồớ thọỳng kó nhổợng kóỳt quaớ thu õổồỹc tổỡ thổỷc nghióỷm, hoàỷc tổỡ kinh nghióỷm sổớ duỷng maùy. b) Tờnh toaùn xaùc õởnh kờch thổồùc chi tióỳt maùy nhióửu khi phaới tióỳn haỡnh theo hai bổồùc : Tờnh toaùn sồ bọ ỹ, sau õoù tờnh toaùn kióứm nghióỷm. Lyù do : thổồỡng luùc õỏửu chổa bióỳt chờnh xaùc lổỷc taùc duỷng ⇒ phaới duỡng bổồùc tờnh sồ bọỹ õóứ xaùc õởnh mọỹt caùch gỏửn õuùng kờch thổồùc cuớa chi tióỳt maùy ⇒ xỏy dổỷng kóỳt cỏỳu chi tióỳt maùy ⇒ tờnh chờnh xaùc trở sọỳ ổùng suỏỳt ⇒ tióỳn haỡnh kióứm nghióỷm. Khi kióứm nghióỷm, nóỳu ổùng suỏỳt sinh ra nhoớ hồn ổùng suỏỳt cho pheùp ⇒ phaới thay õọứi kóỳt cỏỳu vaỡ tờnh laỷi õóỳn khi phuỡ hồỹp. c) Mọựi chi tióỳt maùy coù nhióửu kờch thổồùc ⇒ chố tờnh toaùn caùc kờch thổồùc chuớ yóỳu taỷi caùc tióỳt dióỷn nguy hióứm (chởu ổùng suỏỳt lồùn), caùc kờch thổồùc coỡn laỷi xaùc õởnh theo õióửu kióỷn vóử kóỳt cỏỳu, cọng nghóỷ, làừp gheùp... (dổỷa vaỡo kinh nghióỷm hay hổồùng dỏựn trong caùc sọứ tay thióỳt kóỳ). d) Cuỡng mọỹt nọỹi dung thióỳt kóỳ, coù thóứ coù nhióửu giaới phaùp thổỷc hióỷn ⇒ nón choỹn õọửng thồỡi mọỹt sọỳ phổồng aùn õóứ tờnh toaùn ⇒ so saùnh õóứ choỹn ra phổồng aùn tọỳt nhỏỳt õaùp ổùng caùc yóu cỏửu kyợ thuỏỷt õóử ra. 1.2. Taới troỹng vaỡ ổùng suỏỳt 1. Taới troỹng taùc duỷng lón maùy vaỡ chi tióỳt maùy ƒ Taới troỹng gọửm lổỷc, momen taùc duỷng lón maùy hay bọỹ phỏỷn maùy trong quaù trỗnh laỡm vióỷc (vaỡ õổồỹc goỹi laỡ taới troỹng laỡm vióỷc). ƒ Theo õàỷc tờnh thay õọứi theo thồỡi gian, phỏn thaỡnh : Baỡi giaớng Cồ sồớ thióỳt kóỳ maùy 1 - Ló Cung - Bọỹ mọn Nguyón lyù Chi tióỳt maùy - Khoa Sổ phaỷm kyợ thuỏỷt -2008 4 - Taới troỹng tộnh laỡ taới troỹng khọng thay õọứi theo thồỡi gian hoàỷc thay õọứi khọng õaùng kóứ. - Taới troỹng thay õọứi laỡ taới troỹng coù cổồỡng õọỹ, phổồng hoàỷc chióửu thay õọứi theo thồỡi gian. - Taới troỹng va õỏỷp laỡ taới troỹng õọỹt nhión tàng maỷnh rọửi giaớm ngay tổùc khàừc. ƒ Khi tờnh toaùn thióỳt kóỳ chi tióỳt maùy, coỡn cỏửn phỏn bióỷt taới troỹng danh nghộa, taới troỹng tổồng õổồng vaỡ taới troỹng tờnh toaùn: - Taới troỹng danh nghộa Qdn laỡ taới troỹng õổồỹc choỹn trong sọỳ caùc taới troỹng taùc duỷng lón maùy trong chóỳ õọỹ laỡm vióỷc ọứn õởnh, thổồỡng laỡ taới troỹng lồùn hay taới troỹng taùc duỷng lỏu daỡi nhỏỳt. - Taới troỹng tổồng õổồng Qtõ: Khi maùy laỡm vióỷc vồùi chóỳ õọỹ taới troỹng thay õọứi nhióửu mổùc (hỗnh 1.1) ⇒ õóứ tờnh toaùn thióỳt kóỳ, ta thay thóỳ bàũng chóỳ õọỹ taới troỹng mọỹt mổùc (khọng õọứi) vaỡ goỹi laỡ taới troỹng tổồng õổồng : Qtd = kN . Qdn kN : hóỷ sọỳ tuọứi thoỹ, phuỷ thuọỹc õọử thở thay õọứi taới troỹng vaỡ taới troỹng naỡo trong caùc taới troỹng thay õọứi õổồỹc choỹn laỡm taới troỹng danh nghộa. - Taới troỹng tờnh toaùn Qtt laỡ taới troỹng tổồng õổồng, coù kóứ thóm aớnh hổồớng cuớa õàỷc tờnh phỏn bọỳ khọng õóửu cuớa taới troỹng trón caùc bóử màỷt tióỳp xuùc, tờnh chỏỳt taới troỹng (taới troỹng thay õọứi hay taới troỹng tộnh), õióửu kióỷn laỡm vióỷc thổỷc tóỳ.... Qtt = Qtõ . Ktt . Kõ . Kõk Ktt : hóỷ sọỳ xeùt õóỳn sổỷ phỏn bọỳ khọng õóửu cuớa taới troỹng trón caùc bóử màỷt tióỳp xuùc. Kõ : hóỷ sọỳ taới troỹng õọỹng. Kõk : hóỷ sọỳ phuỷ thuọỹc vaỡo õióửu kióỷn laỡm vióỷc thổỷc tóỳ. 2. ặẽng suỏỳt ƒ Dổồùi taùc duỷng cuớa taới troỹng, trong chi tióỳt maùy xuỏỳt hióỷn ổùng suỏỳt. ƒ ặẽng suỏỳt coù thóứ laỡ ổùng suỏỳt tộnh (khọng thay õọứi theo thồỡi gian, hoàỷc trở sọỳ thay õọứi khọng õaùng kóứ) hoàỷc ổùng suỏỳt thay õọứi (trở sọỳ hoàỷc chióửu hoàỷc caớ trở sọỳ vaỡ chióửu thay õọứi theo thồỡi gian). ƒ ặẽng suỏỳt thay õọứi õổồỹc õàỷc trổng bàũng chu trỗnh thay õọứi ổùng suỏỳt. Mọỹt voỡng thay õọứi ổùng suỏỳt qua giaù trở lồùn nhỏỳt, nhoớ nhỏỳt rọửi vóử giaù trở ban õỏửu õổồỹc goỹi laỡ mọỹt chu trỗnh ổùng suỏỳt. Thồỡi gian thổỷc hióỷn mọỹt chu trỗnh õổồỹc goỹi laỡ mọỹt chu kyỡ ổùng suỏỳt (hỗnh 1.2). Chu trỗnh ổùng suỏỳt õổồỹc õàỷc trổng bàũng : + Bión õọỹ ổùng suỏỳt : max mina 2 σ − σσ = + ặẽng suỏỳt trung bỗnh : max minm 2 σ + σσ = σ t σm σmin σmax T σa Hỗnh 1.2 σa t1 t2 ... tn Q t Q1 Q2 Qn Hỗnh 1.1 Qtd Baỡi giaớng Cồ sồớ thióỳt kóỳ maùy 1 - Ló Cung - Bọỹ mọn Nguyón lyù Chi tióỳt maùy - Khoa Sổ phaỷm kyợ thuỏỷt -2008 5 + Hóỷ sọỳ chu trỗnh ổùng suỏỳt : min max r σ= σ Khi r = -1 ⇒ chu trỗnh õọỳi xổùng (hỗnh 1.3) ⇒ σm = 0 ; σa = σmax = - σmin Khi r = 0 ⇒ chu trỗnh maỷch õọỹng (hỗnh 1.4) ⇒ σmin = 0 ; maxm a 2 σσ = σ = Khi r > 0 ⇒ chu trỗnh ổùng suỏỳt khọng õọỳi xổùng cuỡng dỏỳu. Khi r < 0 ⇒ chu trỗnh ổùng suỏỳt khọng õọỳi xổùng khaùc dỏỳu. Khi r = 1 ⇒ ổùng suỏỳt khọng thay õọứi. ƒ ặẽng suỏỳt coù thóứ thay õọứi ọứn õởnh (σa vaỡ σm khọng thay õọứi theo thồỡi gian) hay khọng ọứn õởnh (σa vaỡ σm hoàỷc mọỹt trong hai õaỷi lổồỹng naỡy thay õọứi theo thồỡi gian). ƒ Taới troỹng taùc duỷng gỏy ra trong chi tióỳt maùy caùc loaỷi ổùng suỏỳt: ổùng suỏỳt phaùp (keùo σk , neùn σn , uọỳn σF), ổùng suỏỳt tióỳp (càừt τc , xoàừn τ), ổùng suỏỳt dỏỷp σd, ổùng suỏỳt tióỳp xuùc σH , ... ặẽng suỏỳt keùo, neùn, uọỳn, càừt, xoàừn xuỏỳt hióỷn trón tổỡng chi tióỳt, coỡn ổùng suỏỳt dỏỷp vaỡ ổùng suỏỳt tióỳp xuùc xuỏỳt hióỷn khi caùc chi tióỳt maùy trổỷc tióỳp tióỳp xuùc vaỡ coù taùc duỷng tổồng họự vồùi nhau. ặẽng suỏỳt dỏỷp xuỏỳt hióỷn taỷi chọự tióỳp xuùc coù dióỷn tờch tióỳp xuùc lồùn, coỡn ổùng suỏỳt tióỳp xuùc xuỏỳt hióỷn taỷi chọự tióỳp xuùc khi dióỷn tờch tióỳp xuùc nhoớ so vồùi kờch thổồùc cuớa caùc chi tióỳt. 1.3. Âọỹ bóửn moới cuớa chi tióỳt maùy 1. Hióỷn tổồỹng phaù huyớ do moới ƒ Quan saùt caùc chi tióỳt maùy chởu ổùng suỏỳt thay õọứi theo thồỡi gian seợ thỏỳy quaù trỗnh phaù huớy moới bàừt õỏửu tổỡ caùc vóỳt nổùt tóỳ vi taỷi vuỡng chởu ổùng suỏỳt lồùn hoàỷc nhổợng nồi coù khuyóỳt tỏỷt cuớa vỏỷt lióỷu. Khi sọỳ chu trỗnh laỡm vióỷc tàng lón ⇒ caùc vóỳt nổùt vỗ moới phaùt trióứn dỏửn caớ bóử rọỹng lỏựn N σK σm.N = const NK N0 σ σr Hỗnh 1.6 Hỗnh 1.5 σ t σm σmin σmax T σa Hỗnh 1.4 σa σ t σm σmin σmax T σa Hỗnh 1.3 σa Baỡi giaớng Cồ sồớ thióỳt kóỳ maùy 1 - Ló Cung - Bọỹ mọn Nguyón lyù Chi tióỳt maùy - Khoa Sổ phaỷm kyợ thuỏỷt -2008 6 bóử sỏu, laỡm giaớm dỏửn dióỷn tờch chởu taới cuớa cho tióỳt maùy, do õoù laỡm tàng giaù trở ổùng suỏỳt, cho õóỳn khi chi tióỳt maùy khọng coỡn õuớ sổùc bóửn tộnh thỗ noù bở phaù hoớng. Hióỷn tổồỹng noùi trón goỹi laỡ hióỷn tổồỹng phaù huyớ moới vaỡ khaớ nàng cuớa chi tióỳt maùy caớn laỷi sổỷ phaù huớy moới õổồỹc goỹi laỡ õọỹ bóửn moới. Vóỳt gaợy do moới thổồỡng bao gọửm hai vuỡng (hỗnh 1.5): Mọỹt vuỡng tổồng õọỳi mởn, haỷt nhoớ laỡ vuỡng phaùt sinh vaỡ phaùt trióứn vóỳt nổùt vồùi tọỳc õọỹ chỏỷm sau mọỹt sọỳ lồùn chu kyỡ chởu taới, coỡn vuỡng kia thọ hồn, haỷt to hoàỷc coù thồù, phaùt trióứn nhanh chố sau mọỹt sọỳ nhoớ chu kyỡ ồớ giai õoaỷn cuọỳi cuớa quaù trỗnh phaù huớy moới. ƒ Bàũng thổỷc nghióỷm, ngổồỡi ta xỏy dổỷng õổồỹc õổồỡng cong bióứu dióựn quan hóỷ giổợa ổùng suỏỳt (bión õọỹ ổùng suỏỳt σm hay ổùng suỏỳt lồùn nhỏỳt σmax ) vaỡ sọỳ chu kyỡ thay õọứi ổùng suỏỳt N maỡ chi tióỳt maùy hay mỏựu thổớ coù thóứ chởu õổồỹc cho õóỳn khi bở phaù huyớ. Âổồỡng cong noùi trón õổồỹc goỹi laỡ õổồỡng cong moới (hỗnh 1.6). Phổồng trỗnh õổồỡng cong moới coù daỷng: m.N constσ = Vồùi m laỡ bỏỷc cuớa õổồỡng cong moới. Dổỷa vaỡo õổồỡng cong moới, ta thỏỳy ràũng: + Khi ổùng suỏỳt sinh ra trong chi tióỳt maùy bàũng σK thỗ noù seợ bở phaù huớy sau NK chu kyỡ chởu taới ⇒ NK õổồỹc goỹi laỡ tuọứi thoỹ ổùng vồùi mổùc ổùng suỏỳt σK. + Ngổồỹc laỷi, õóứ chi tióỳt maùy khọng bở phaù huớy sau NK chu kyỡ chởu taới thỗ ổùng suỏỳt sinh ra trong chi tióỳt maùy phaới nhoớ hồn hoàỷc bàũng σK ⇒ σK õổồỹc goỹi laỡ giồùi haỷn moới ngàừn haỷn ổùng vồùi tuọứi thoỹ NK. + Khi ổùng suỏỳt sinh ra trong chi tióỳt maùy caỡng lồùn thỗ tuọứi thoỹ chi tióỳt maùy caỡng giaớm. + Khi σK giaớm xuọỳng õóỳn mọỹt giaù trở σr naỡo õoù thỗ sọỳ chu kyỡ laỡm vióỷc NK coù thóứ tàng lón khaù lồùn maỡ mỏựu thổớ vỏựn khọng bở gaợy hoớng. σr õổồỹc goỹi laỡ giồùi haỷn moới daỡi haỷn cuớa vỏỷt lióỷu. Sọỳ chu kyỡ thay õọứi ổùng suỏỳt N0 ổùng vồùi giồùi haỷn moới daỡi haỷn σr õổồỹc goỹi laỡ sọỳ chu kyỡ cồ sồ ớ. ƒ Bàũng thổỷc nghióỷm, coỡn xỏy dổỷng õổồỹc õọử thở caùc ổùng suỏỳt giồùi haỷn (hỗnh 1.7) bióứu thở quan hóỷ giổợa caùc trở sọỳ giồùi haỷn cuớa ổùng suỏỳt lồùn nhỏỳt maxσ vaỡ ổùng suỏỳt nhoớ nhỏỳt minσ cuớa chu trỗnh ổùng suỏỳt vồùi ổùng suỏỳt trung bỗnh mσ . Âọử thở naỡy coù õàỷc õióứm: õổồỡng mm bióứu thở ổùng suỏỳt trung bỗnh, õổồỡng AB bióứu thở caùc trở sọỳ giồùi haỷn cuớa maxσ , õổồỡng CD bióứu thở caùc trở sọỳ giồùi haỷn cuớa minσ . Mióửn nàũm giổợa hai nhaùnh AB vaỡ CD laỡ nhổợng trở sọỳ ổùng suỏỳt khọng laỡm hoớng vỏỷt lióỷu. Caùc giao õióứm cuớa AB vaỡ CD vồùi truỷc tung laỡ trở sọỳ maxσ vaỡ minσ cuớa chu trỗnh õọỳi xổùng, kyù hióỷu 1−σ . Caùc tung õọỹ tờnh tổỡ õổồỡng mm õóỳn AB vaỡ CD laỡ caùc giaù trở cuớa bión õọỹ ổùng suỏỳt aσ . 2. Nhổợng nhỏn tọỳ aớnh hổồớng õóỳn õọỹ bóửn moới cuớa chi tióỳt maùy a) Vỏỷt lióỷu + Theùp coù õọỹ bóửn moới cao hồn caùc vỏỷt lióỷu khaùc + Theùp haỡm lổồỹng caùcbon tổồng õọỳi cao seợ coù õọỹ bóửn moới lồùn hồn theùp coù haỡm lổồỹng caùc bon thỏỳp hồn m m B σm σ A σmin σmax σ-1 σ-1 45° σb σa σa σm D C Hỗnh 1.7 Baỡi giaớng Cồ sồớ thióỳt kóỳ maùy 1 - Ló Cung - Bọỹ mọn Nguyón lyù Chi tióỳt maùy - Khoa Sổ phaỷm kyợ thuỏỷt -2008 7 + Theùp hồỹp kim coù õọỹ bóửn moới cao hồn theùp caùc bon thọng thổồỡng + Theùp lỏựn nhióửu taỷp chỏỳt phi kim loaỷi, õọỹ bóửn moới seợ giaớm + Gang coù õọỹ bóửn moới thỏỳp hồn theùp. b) Hỗnh daỷng kóỳt cỏỳu ƒ Taỷi chọự thay õọứi tióỳt dióỷn cuớa chi tióỳt maùy nhổ goùc lổồỹn, vai truỷc, raợnh, raợnh then, lọự... (hỗnh 1.8) coù sổỷ tỏỷp trung bióỳn daỷng ⇒ xaớy ra tỏỷp trung ổùng suỏỳt ⇒ laỡm cho ổùng suỏỳt thổỷc tóỳ lồùn hồn ổùng suỏỳt danh nghộa ⇒ xuỏỳt hióỷn sồùm caùc vóỳt nổùt vỗ moới vaỡ vóỳt nổùt phaùt trióứn khaù nhanh ⇒ laỡm giaớm õọỹ bóửn moới cuớa chi tióỳt maùy. ƒ Trong tờnh toaùn, õóứ kóứ õóỳn aớnh hổồớng cuớa yóỳu tọỳ naỡy ⇒ duỡng hóỷ sọỳ aớnh hổồớng cuớa kờch thổồùc tuyóỷt õọỳi : 0 rd rd σ σε = σ hay : 0 rd rd τ τε = τ vồùi : rdσ : giồùi haỷn moới daỡi haỷn cuớa chi tióỳt maùy nhàụn, coù õổồỡng kờnh d. 0rd σ : giồùi haỷn moới daỡi haỷn cuớa mỏựu nhàụn, coù õổồỡng kờnh d0 = 7 - 10 mm. Caùc hóỷ sọỳ σε vaỡ τε õổồỹc tra baớng hay duỡng cọng thổùc kinh nghióỷm trong sọỳ tay thióỳt kóỳ. c) Kờch thổồùc tuyóỷt õọỳi ƒ Kờch thổồùc tuyóỷt õọỳi cuớa chi tióỳt maùy caỡng lồùn ⇒ õọỹ bóửn moới seợ giaớm xuọỳng (do sổỷ khọng õọửng õóửu vóử cồ tờnh cuớa vỏỷt lióỷu tàng lón, trong chi tióỳt maùy coù nhióửu khuyóỳt tỏỷt hồn, õọửng thồỡi coỡn do chióửu daỡy tổồng õọỳi cuớa lồùp bóử màỷt õổồỹc tàng bóửn bàũng nhióỷt luyóỷn, phun bi, làn eùp giaớm xuọỳng). ƒ Trong tờnh toaùn, õóứ kóứ õóỳn aớnh hổồớng cuớa yóỳu tọỳ naỡy ⇒ duỡng hóỷ sọỳ aớnh hổồớng cuớa kờch thổồùc tuyóỷt õọỳi : 0 rd rd σ σε = σ hay : 0 rd rd τ τε = τ vồùi : rdσ : giồùi haỷn moới daỡi haỷn cuớa chi tióỳt maùy nhàụn, coù õổồỡng kờnh d. 0rd σ : giồùi haỷn moới daỡi haỷn cuớa mỏựu nhàụn, coù õổồỡng kờnh d0 = 7 - 10 mm. Caùc hóỷ sọỳ σε vaỡ τε õổồỹc tra baớng hay duỡng cọng thổùc kinh nghióỷm trong sọỳ tay thióỳt kóỳ. d) Cọng nghóỷ gia cọng bóử màỷt ƒ Lồùp bóử màỷt chi tióỳt maùy thổồỡng laỡ lồùp chởu ổùng suỏỳt lồùn nhỏỳt, caùc vóỳt nổùt vỗ moới thổồỡng xuỏỳt hióỷn tổỡ lồùp bóử màỷt chi tióỳt maùy. Moỹi tọứn haỷi trón bóử màỷt chi tióỳt maùy nhổ vóỳt xổồùc do gia cọng, caùc khuyóỳt tỏỷt kim loaỷi, caùc vóỳt rố, caùc mỏỳp mọ bóử màỷt... gỏy nón tỏỷp trung ổùng suỏỳt ⇒ nguọửn phaùt sinh caùc vóỳt nổùt vỗ moới ⇒ laỡm giaớm õọỹ bóửn moới. Hỗnh 1.8 Vai truỷc Lọự trón truỷc Raợnh then Raợnh trón truỷc Baỡi giaớng Cồ sồớ thióỳt kóỳ maùy 1 - Ló Cung - Bọỹ mọn Nguyón lyù Chi tióỳt maùy - Khoa Sổ phaỷm kyợ thuỏỷt -2008 8 Caùc bóử màỷt coù õọỹ nhàụn cao (maỡi) hoàỷc õổồỹc gia cọng tàng bóửn (phun bi, làn eùp, nhióỷt luyóỷn bóử màỷt...) ⇒ õọỹ bóửn moới seợ cao. Caùc bóử màỷt