Bài giảng chi tiết máy

1Môn học: CHI TIẾT MÁY 1a Bộ môn: Cơ sở thiết kế máy Khoa Cơ khí, ĐHKTCN 2Thông tin giáo viên • Họ tên: Nguyễn Văn Dự. • Sinh năm: 1963. • Quá trình đào tạo: – 1985: Kỹ sư Cơ khí (K16), ĐHKTCN. – 1997: Thạc sỹ Cơ khí, ĐH BK Hà nội. – 2000: Kỹ sư Tin học, ĐH BK Hà nội. – 2007: Tiến sỹ, ĐH Nottingham. • Email: vandu@tnut.edu.vn 3Bài Mở đầu 0.1. Khái niệm và định nghĩa chi tiết máy 0.1.1. Máy Máy là một dạng công cụ lao động thực hiện một/nhiều chức năng nhất định, phục vụ cho lợi ích của con người. Ví dụ : ……………….? + Máy bay, Ô tô, Xe máy, Máy cày, Máy gặt … (Máy công tác) + Người máy, robot tự động … (Máy tự động) + Máy phát điện, Động cơ điện, Cối xay gió … (Biến đổi năng lượng) 40.1.2. Bộ phận máy Một phần của máy có chức năng nhất định phục vụ cho chức năng chung của máy Ví dụ: …………… ? 50.1.3. Chi tiết máy: Phần tử của máy có cấu tạo độc lập, hoàn chỉnh, khi chế tạo k0 kèm lắp ráp Chia thành 2 nhóm lớn: - Nhóm các CTM có công dụng chung. - Nhóm các CTM có công dụng riêng. + Các chi tiết cùng loại có cấu tạo, công dụng như nhau + Gặp trên nhiều máy khác nhau + Kể tên một số CTM công dụng chung? 60.2. Nhiệm vụ, Nội dung, Tính chất môn học Nhiệm vụ: Cấu tạo, Nguyên lý làm việc, Cách tính toán thiết kế CTM công dụng chung. Nội dung: 1. Những vấn đề cơ bản trong tính toán thiết kế máy và chi tiết máy. 2. Các tiết máy truyền động: Bánh răng, Bánh vít, Đai … 3. Các tiết máy đỡ nối: Trục, ổ… 4. Các tiết máy ghép: Bu lông, Đinh tán … Tính chất: 7Phần 1: Những vấn đề cơ bản 1.1. Khái quát các yêu cầu đối với máy và CTM Chương 1: Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy - Khả năng làm việc - Độ tin cậy - An toàn cho sử dụng -Tính công nghệ và kinh tế 8Chương 1: Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy 1.2. Nội dung, đặc điểm, trình tự thiết kế máy và chi tiết máy 1.2.1. Nội dung và trình tự thiết kế máy 1. Xác định nguyên lý làm việc 2. Lập sơ đồ toàn máy 3. Xác định tải trọng tác dụng 4. Chọn vật liệu 5. Tính toán động học, động lực học, xđ kết cấu sơ bộ của máy, CTM, cụm CTM, kết hợp với các yêu cầu, điều kiện khác để xác định kích thước hoàn thiện của CTM, cụm máy 6. Lập hướng dẫn sử dụng & thuyết minh 9Chương 1: Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy 1.2.2. Nội dung và trình tự thiết kế chi tiết máy 1. Lập sơ đồ tính toán 2. Xác định tải trọng tác dụng 3. Chọn vật liệu và chế độ nhiệt luyện phù hợp 4. Tính toán toán sơ bộ các kích thước 5. Xây dựng kết cấu CTM 6. Tính toán kiểm nghiệm theo các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc theo kết cấu thực và điều kiện làm việc cụ thể. 7. Nếu thấy không thoả mãn các quy định thì phải thay đổi kích thước kết cấu hoặc thay đổi vật liệu và kiểm tra lại. 10 Ví dụ: Lập sơ đồ tải trọng để tính thiết kế trục Chương 1: Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy 11 Chương 1: Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy 1.2.3. Đặc điểm thiết kế chi tiết máy - Kết hợp lý thuyết và thực nghiệm -Kết hợp tính toán bằng toán học với các điều kiện biên về quan hệ lực, biến dạng; quan hệ kết cấu khi cần. - So sánh nhiều phương án có thể để chọn phương án tối ưu 12 1.3. Tải trọng và ứng suất Chương 1: Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy 1.3.1. Tải trọng: ???là những tác động bên ngoài (Lực hoặc mômen) đặt lên CTM Tải trọng làm việc ? Tải trọng thực tế đặt lên CTM trong qua trình làm việc Lưu ý: Tải trọng là đại lượng véc tơ, được xác định bởi các thông số: cường độ, phương, chiều, điểm đặt và đặc tính (thay đổi) của tải trọng. 13 Chương 1: Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy Phân loại tải trọng: Tải trọng không đổi Tải trọng thay đổi Tải trọng va đập t M * Căn cứ tính chất thay đổi của tải trọng 14 * Căn cứ tính chất dịch chuyển của tải trọng - Tải trọng cố định - Tải trọng di động - Tên các đại lượng tải trọng dùng khi tính toán CTM + Tải trọng tương đương + Tải trọng danh nghĩa + Tải trọng tính toán Chương 1: Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy 15 Chương 1: Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy 1.3.2. Ứng suất: - Khái niệm: Lực / Diện tích chịu lực - Đơn vị: MPa (Mega Pascal) (1 MPa = 1 N/mm2) - Phân loại: + Theo dạng ứng suất: Kéo, nén, uốn, xoắn … + Theo tính chất thay đổi: Tĩnh, Thay đổi a. Khái niệm, phân loại 16 Chương 1: Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy Ứng suất không đổi (Ứng suất tĩnh ) 17 Chương 1: Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy Ứng suất thay đổi và các thông số đặc trưng b. Chu trình ứng suất và các thông số đặc trưng 18 Chương 1: Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy Phân loại chu trình ứng suất? - Dựa vào hệ số tính chất chu kỳ, r -Tuần hoàn đối xứng -Tuần hoàn không đối xứng -Khác dấu -Cùng dấu -Mạch động dương -Mạch động âm - Dựa vào tính ổn định của σa và σm -Ổn định -Bất ổn định Vẽ hình minh họa từng loại chu trình ứng suất? 19 Chương 1: Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy c. Ứng suất dập và ứng suất tiếp xúc )(MPa ld F d =σ * Ứng suất dập 20 Chương 1: Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy * Ứng suất tiếp xúc: + Tiếp xúc đường + Tiếp xúc điểm 21 1.3.3. Quan hệ giữa tải trọng và ứng suất Chương 1: Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy - Tải trọng không đổi có thể gây nên ứng suất thay đổi. - Tải trọng thay đổi có thể gây nên ứng suất không đổi. Bạn có thể lấy ví dụ và vẽ đồ thị ứng suất thay đổi theo thời gian? Bạn có thể lấy ví dụ và vẽ đồ thị ứng suất thay đổi theo thời gian? 22 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY Nhắc lại khái niệm Khả năng làm việc: Là khả năng của CTM và máy có thể hoàn thành các chức năng đã định mà vẫn đảm bảo … Độ bền Độ cứng Độ chịu nhiệt Độ chịu dao động 2.1. -Khái niệm: Là khả năng tiếp nhận tải trọng của chi tiết máy mà không bị phá huỷ trước thời hạn yêu cầu 2.1.1. Khái niệm, Phân loại 23 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY - Tróc rỗ bề mặt vì mỏi -Dập -Biến dạng dẻo bề mặt Bề mặt - Gãy, đứt vì mỏi - Biến dạng dưThể tích Độ bền mỏi (CT chịu ƯSTĐ) Độ bền tĩnh (CT chịu ƯSKĐ) Độ bền Dạng chịu US Các dạng hỏng phụ thuộc dạng ứng suất và dạng chịu ứng suất Ví dụ: Chi tiết chịu ƯSTX Thay đổi có thể hỏng do tróc rỗ bề mặt vì mỏi - Phân loại 24 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY 2.1.2. Phương pháp tính độ bền s s lim lim max max ][ ][ ][ ][ ττ σσ ττ σσ = = ≤ ≤ Với -Nếu CTM chịu ƯS không đổi, ƯSGH lấy theo giới hạn bền, chảy. -Nếu CTM chịu ƯS thay đổi, ƯSGH lấy theo giới hạn mỏi. 25 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY 2.1.3. Tính độ bền thể tích a. Tính độ bền thể tích khi ứng suất không đổi b. Tính độ bền thể tích khi ứng suất thay đổi b.1. Dạng hỏng vì mỏi b.2. Khái niệm giới hạn mỏi, đường cong mỏi b.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến giới hạn mỏi b.4. Các biện pháp nâng cao sức bền mỏi b.5. Tính bền thể tích mỏi khi ƯSTĐ ÔĐ b.6. Tính bền thể tích mỏi khi ƯSTĐ KÔĐ 26 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY b.1. Dạng hỏng vì mỏi - Xảy ra khi chi tiết chịu ứng suất thay đổi, số chu kỳ đủ lớn - Xảy ra đột ngột, trước khi hỏng không xuất hiện biến dạng dư -Ứng suất lớn nhất sinh ra còn nhỏ hơn nhiều so với ứng suất cho phép theo điều kiện bền tĩnh Hỏng do không đủ bền tĩnh Hỏng do không đủ bền mỏi 27 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY b.2. Khái niệm giới hạn mỏi, đường cong mỏi - Giới hạn mỏi là giá trị ứng suất lớn nhất bắt đầu gây hỏng chi tiết tương ứng với số chu kỳ ứng suất nhất định - Quan hệ giữa ứng suất và số chu kì gây hỏng chi tiết được biểu diễn bằng đường cong mỏi 02211 ...... NNNN m rk m k mm σσσσ ==== .N<N0: G.h. mỏi ngắn hạn .N≥N0: G.h. mỏi dài hạn σr=const 28 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY b.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến giới hạn mỏi - Ảnh hưởng của vật liệu: + Kim loại có độ bền mỏi cao hơn vật liệu không kim loại + Hợp kim đen có độ bền mỏi cao hơn hợp kim màu + Thép có độ bền mỏi cao hơn gang + Thép HK có độ bền mỏi cao hơn Thép các bon + Thép Các bon có hàm lượng cao có độ bền mỏi cao hơn Thép các bon hàm lượng thấp 29 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY - Ảnh hưởng của hình dáng kết cấu: + Tiết diện thay đổi đột ngột gây tập trung ứng suất, giảm sức bền mỏi + Hệ số tập trung ứng suất: 30 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY - Ảnh hưởng của kích thước tuyệt đối: + Chi tiết có kích thước càng lớn thì giới hạn mỏi càng thấp + Nguyên nhân: Chi tiết có kích thước càng lớn thì - Chứa càng nhiều khuyết tật. Các vết nứt tế vi, rỗ… trong lòng chi tiết gây tập trung ứng suất, dễ phát sinh mỏi. - Tỷ lệ giữa lớp bề mặt cơ tính tốt với toàn thể tích chi tiết càng giảm. + Hệ số kích thước tuyệt đối: 31 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY - Ảnh hưởng của công nghệ gia công bề mặt: + Lớp bề mặt thường là lớp chịu ứng suất lớn nhất. + Các vết nứt tế vi do mỏi thường xuất hiện từ lớp này + Ảnh hưởng: - CTM được gia công tinh, độ nhẵn bề mặt cao sẽ có giới hạn mỏi cao hơn gia công thô, độ nhẵn thấp. - CTM được tăng bền bề mặt như phun bi,lăn, nén… sẽ được tăng độ bền mỏi + Đánh giá ảnh hưởng bằng hệ số bề mặt β 32 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY - Ảnh hưởng của trạng thái ứng suất: + CTM chịu ứng suất đơn sẽ có độ bền mỏi cao hơn khi chịu ứng suất phức tạp + CTM chịu ứng suất nén thay đổi có độ bền mỏi cao nhất. CTM chịu ứng suất thay đổi khác dấu (r<1) có độ bền mỏi thấp nhất. 33 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY b.4. Các biện pháp nâng cao sức bền mỏi + Các biện pháp kết cấu - Dùng các phương pháp nhiệt luyện hoặc hóa nhiệt luyện - Dùng các phương pháp để tăng chất lượng bề mặt như mài, đánh bóng, lăn ép, phun bi… - Bố trí những chỗ gây tập trung ƯS ở xa vùng chịu ƯS lớn - Tại những chỗ chuyển tiếp nên dùng góc lượn có bán kính lớn nhất có thể dùng góc lượn elip - Dùng then hoa răng thân khai thay cho then hoa răng chữ nhật - Với các mối ghép có độ dôi phải vát mép, làm mềm hoặc khoét rãnh thoát tải ở mayơ + Các biện pháp công nghệ 34 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY b.5. Tính bền thể tích mỏi khi ƯSTĐ ÔĐ - Nếu CTM làm việc với số chu kỳ ứng suất N ≥ N0 : rσσ =lim - Nếu CTM làm việc với số chu kỳ ứng suất N < N0 : Lr m r KN N σσσ == 0lim 35 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY b.5. Tính bền thể tích mỏi khi ƯSTĐ KÔĐ + Tổn thất mỏi ở chế độ ứng suất thứ i: + Cộng bậc nhất đơn giản các tổn thất mỏi: i i N N ' 1...1 ' 2 ' 2 1 ' 1 1 ' =+++⇔=∑ = n n n i i i N N N N N N N N 36 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY + Biến đổi: 1... ' 2 ' 2 1 ' 1 =+++ n n N N N N N N 1... ' 22 ' 22 11 ' 11 =+++ n m n n m n m m m m N N N N N N σ σ σ σ σ σ 1... 0 ' 0 ' 22 0 ' 11 =+++ N N N N N N m r n m n m r m m r m σ σ σ σ σ σ 37 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY 1 0 '' 22 ' 11 =++ N NNN m r n m n mm σ σσσ 1 0 1 ' = ∑ = N N m r n i i m i σ σ ∑ = = n i m ri m i NN 1 0 ' σσ 38 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY Có 2 cách biến đổi công thức trên để tính ƯSGH: Cách 1: Chọn ứng suất danh nghĩa là σmax, số chu kỳ tương đương được tính dựa theo đường cong mỏi: E m n i m ri m i NNN max 1 0 ' σσσ ==∑ = ∑ = ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= n i i m i E NN 1 ' maxσ σ ∑ = ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= n i i m i E NQ QNHay 1 ' ' max Tính bền thể tích, thường m’=m do tải quan hệ bậc nhất với ƯS 39 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY Tính σlim: - Nếu NE ≥ N0: σlim=σr - Nếu NE < N0: m E r N N0 lim σσ = Cách này thường dùng tính các bộ truyền 40 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY Cách 2: Chọn số chu kỳ tương đương là tổng số các chu kỳ Ni , ứng suất tương đương được tính dựa theo đường cong mỏi: Σ = ==∑ NNN mtdn i m ri m i σσσ 1 0 ' Với ∑ = Σ = n i iNN 1 41 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY m n i i m i td N N∑ = Σ = 1 'σσ Cách này thường dùng tính ổ lăn Tính σlim: - Nếu NΣ ≥ N0: σlim=σr - Nếu NΣ < N0: mr N N Σ = 0lim σσ 42 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY 2.1.3. Tính độ bền tiếp xúc + Tiếp xúc rộng: tính bền dập ][ dd σσ ≤ + Tiếp xúc điểm/đường: tính bền tiếp xúc ][ HH σσ ≤ 2.1.3.1. Phương trình cơ bản: 43 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY 2.1.3.2. Tính bền tiếp xúc: a. Tính bền tiếp xúc khi ứng suất không đổi: ][ HH σσ ≤ -Ứng suất sinh ra σH tính theo công thức Hec -Ứng suất cho phép [σH] xác định theo bền tĩnh tiếp xúc (Tránh biến dạng bề mặt) 44 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY b. Tính bền tiếp xúc khi ứng suất thay đổi: b.1. Dạng hỏng tróc rỗ bề mặt: 45 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY b.2. Tính độ bền mỏi tiếp xúc: - Nếu CTM làm việc với số chu kỳ ứng suất N ≥ N0 : rHH σσ = lim - Nếu CTM làm việc với số chu kỳ ứng suất N < N0 : LH m HH KN N rr σσσ == 0 lim b.2.1. Khi ứng suất tiếp xúc thay đổi ổn định 46 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY b.2.1. Khi ứng suất tiếp xúc thay đổi không ổn định ∑ = ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= n i i m H iH E NN 1 ' maxσ σ ∑ = ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= n i i m i E NQ QNHay 1 ' ' max Tương tự khi tính bền thể tích, lưu ý: - Với cách tính 1: 47 m n i i m H tdH N N i∑ = Σ = 1 'σσ Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY - Với cách tính 2: ' 1 '' m n i i m H td N N Q i∑ = Σ = σ CHÚ Ý: m’=m/2 nếu tiếp xúc đường m’= m/3 nếu tiếp xúc điểm Hay tính theo tải trọng: 48 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY Nhắc lại khái niệm Khả năng làm việc: Là khả năng của CTM và máy có thể hoàn thành các chức năng đã định mà vẫn đảm bảo … Độ bền Độ cứng Độ chịu nhiệt Độ chịu dao động 2.2. 2.2.1. Khái niệm: - Là khả năng của CTM chống lại biến dạng đàn hồi khi chịu tải - Chi tiết máy được coi là không đủ độ cứng, khi lượng biến dạng đàn hồi của nó vượt quá giá trị cho phép. 49 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 2.2. Độ cứng 2.2.2. Tầm quan trọng của độ cứng: - Là một chỉ tiêu quan trọng đánh giá khả năng làm việc của CTM. + Một số CTM tính thiết kế theo độ cứng. + Một số CTM được tăng kích thước khá nhiều sau khi tính bền nhằm đạt độ cứng yêu cầu. 50 - Nếu một CTM không đủ độ cứng: + Độ chính xác làm việc của nó giảm, có thể làm giảm độ chính xác của toàn máy. Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 2.2. Độ cứng + Có thể gây kẹt, không làm việc được. + Gây hoặc tăng tải trọng phụ trong máy. + Ảnh hưởng xấu đến các tiết máy liên quan. Ví dụ: Trục không đủ cứng làm tăng tập trung tải trọng cho bánh răng lắp trên nó và bánh răng ăn khớp với bánh đó. 51 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 2.2. Độ cứng 2.2.3. Phương pháp tính độ cứng: a. Độ cứng thể tích: - Biến dạng đàn hồi thể tích của CTM phải nhỏ hơn giá trị cho phép - Biến dạng đàn hồi thể tích của CTM xác định từ các phương trình tính chuyển vị (SBVL). - Biến dạng đàn hồi thể tích cho phép xác định bằng thực nghiệm. 52 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 2.2. Độ cứng b. Độ cứng tiếp xúc: - Độ cứng tiếp xúc khi tiếp xúc nhỏ: tính theo lý thuyết Hec. - Độ cứng tiếp xúc khi tiếp xúc mặt: tính theo các công thức thực nghiệm. 53 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 2.2. Độ cứng 2.2.4. Nâng cao độ cứng: - Chọn tiết diện chịu lực hợp lý. Nên dùng tiết diện rỗng. - Giảm chiều dài và/hoặc tăng momen chống uốn. - Sử dụng gối đỡ phụ, gân tăng cứng nếu có thể. - Khi cần tăng kích thước để đủ cứng, nên chọn vật liệu có cơ tính thấp sẽ tránh được thừa bền. 54 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY 2.3. Độ chịu mài mòn 2.3.1. Khái niệm: - Mòn: xảy ra khi 2 vật thể tiếp xúc dưới áp lực, trượt tương đối với nhau. - Độ chịu mài mòn: là khả năng CTM có thể làm việc trong thời gian yêu cầu mà không bị mòn quá mức cho phép. 55 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 2.3. Độ chịu mài mòn 2.3.2. Tác hại của mòn: - Làm giảm độ chính xác của máy, dụng cụ đo. - Làm giảm hiệu suất của máy- Ví dụ động cơ . - Làm tăng khe hở trong các mối ghép động, dẫn đến tăng ồn, gây tải động phụ. - Làm mất lớp bề mặt có cơ tính tốt – đẩy nhanh quá trình mòn. - Nhiều CTM hết khả năng phục vụ do quá mòn. 56 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 2.3. Độ chịu mài mòn 2.3.3. Diễn biến quá trình mòn: 3 giai đoạn: Chạy rà-> Bình ổn –> Khốc liệt 57 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 2.3. Độ chịu mài mòn - Giai đoạn 1: Chạy rà - San bớt nhấp nhô bề mặt sau gia công - Lượng mòn tăng nhanh - Tốc độ mòn giảm nhanh - Cần đặt tải nhẹ, bôi trơn, làm mát tốt 58 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 2.3. Độ chịu mài mòn - Giai đoạn 2: Mòn ổn định (quá trình làm việc) - Lượng mòn tăng chậm, tỷ lệ bậc nhất - Tốc độ mòn nhỏ, gần như hằng số: - Thời gian kéo dài của quá trình chính là tuổi thọ mòn của CTM 59 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 2.3. Độ chịu mài mòn - Giai đoạn 3: Mòn khốc liệt (phá hỏng) - Lượng mòn, tốc độ mòn đều tăng rất nhanh - Không nên để CTM làm việc ở gia đoạn này. Nên thay thế CTM khi nó làm việc ở cuối giai đoạn mòn bình ổn. 60 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 2.3. Độ chịu mài mòn 2.3.4. Hạn chế mòn: - Mòn phụ thuộc chủ yếu: Áp suất (ƯSTX), vận tốc trượt, hệ số ma sát. Quan tâm các yếu tố này sẽ cải thiện tuổi bền mòn. - Đảm bảo chế độ bôi trơn (Giảm ma sát). - Chọn cặp vật liệu hợp lý (Hệ số ma sát) - Cải thiện chất lượng bề mặt (Giảm ma sát) 61 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 2.3. Độ chịu mài mòn 2.3.5. Tính toán độ bền mòn: - Tính thiết kế nhằm thỏa điều kiện ma sát ướt. - Chưa có phương pháp thỏa đáng, tính quy ước: - Tham khảo: Quan hệ giữa áp suất (ƯSTX) và quãng đường trượt: 62 Chương 2: CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ N