Bài giảng Chi tiết máy - Chương 2: Các chỉ tiêu thiết kế - Phan Tấn Tùng
Chi tiết máy
TS Phan Tấn Tùng
Chương 2
1. Độ bền
CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ
1.1 Tải trọng
• Tải trọng không đổi: phương, chiều, độ lớn không đổi theo thời gian
• Tải trong thay đổi: ít nhất một trong ba yếu tố trên thay đổi theo thời
gian. Tải thay đổi có thể liên tục hoặc theo bậc
• Tải va đập
• Tải danh nghĩa
• Tải trọng tương đương
• Tải trọng qui đổi
1.2 Ứng suất
• Ứng suất tĩnh: giá trị không đổi theo thời gian →phá huỷ tĩnh
• Ứng suất thay đổi: giá trị thay đổi theo thời gian→phá huỷ mõi
1
Chi tiết máy
TS Phan Tấn Tùng
• Chu kỳ ứng suất
5 đặc trưng của 1 chu kỳ ứng suất
σ max τ max
1. Ứng suất cực đại
2. Ứng suất cực tiểu
3. Ứng suất trung bình
σ min
τ min
τmax +τm
σ max +σ min
τm =
σ m =
2
Chu kỳ ứng suất
2
4. Ứng suất biên độ
τ max −τmin
σ max −σ min
τa =
σ a =
2
2
5. Hệ số tính chất chu kỳ
τmin
τmax
σmin
σmax
r =
r =
2
Chi tiết máy
TS Phan Tấn Tùng
σmin
σmax
r =
= −1
σ max = −σ min
τ max = −τ min
• Chu kỳ đối xứng
σ,τ
ứng suất tĩnh
σ ,τ
−1 −1 ứng suất mõi ứng với chu kỳ đối xứng
σmin
σmax
τ min = 0
r =
= 0
•Chu kỳ mạch động dương
σ min = 0
σ0,τ0
ứng suất mõi ứng với chu kỳ mạch động dương
3
Chi tiết máy
TS Phan Tấn Tùng
• Thí nghiệm lập đường cong
mõi
4
Mẫu thử mõi
Máy thử mõi
Chi tiết máy
TS Phan Tấn Tùng
• Đường cong mõi
:giới hạn mõi dài hạn
σr
N
0 :số chu kỳ cơ sở
:chế độ làm việc dài hạn
N ≥ N0
N < N0
:chế độ làm việc ngắn hạn
• Ứng suất mõi
N0
m
với
σN =σr
=σlimKL
KL ≥1
N
6
Khi tính ứng suất uốn cho vật liệu thép
chu kỳ
N0 = 5.10
m = mF = 9
m = mF = 6
khi HB ≤ 350 và
khi HB > 350
m = mH = 6
Khi tính ứng suất tiếp xúc cho vật liệu thép
2.4 và
N0 = 30×
HB
)
σ−1F = (0.4 ÷0.5)σb σ0F = (1.4 ÷1.6)σ−1F
Giá trị σlim
τ−1 = (0.22 ÷0.25)σb τ0 = 0.3σch
5
σ−1K = 0.33σb
σ0K = 0.5σb
Chi tiết máy
TS Phan Tấn Tùng
• Số chu kỳ làm việc tương đương
Tải trọng không đổi
N = 60Lhn
Với Lh: tuổi thọ (giờ)
n : số vòng quay (vg/ph)
Tải trọng thay đổi theo bậc
m'
Chế độ tải trọng không đổi
⎛
⎞
T
i
⎜
⎜
⎟
⎟
NLE = 60
tini
∑
T
⎝ max ⎠
Khí tính ứng suất uốn cho vật liệu thép
khi HB≤350
khi HB>350
m'= mF = 6
m'= mF = 9
Khí tính ứng suất tiếp xúc cho vật liệu thép
mH
m'=
= 3
6
2
Chế độ tải trọng thay đổi theo bậc
Chi tiết máy
TS Phan Tấn Tùng
Ti : tải trọng chế độ thứ i
ni : số vòng quay chế độ thứ i (vg/ph)
ti : thời gian làm việc chế độ thứ i (giờ)
Tải trong thay đổi liện tục
NLE = KE N
Vớ KE tra bảng 6.14
Chế độ tải trọng thay đổi liên tục
7
Chi tiết máy
TS Phan Tấn Tùng
• Ứng suất tiếp xúc
• Công thức Hetz áp dụng cho 2 hình trụ tiếp xúc
ngoài (sử dụng khi tính bền cho bộ truyền bánh
răng)
qn
σ H = ZM
2ρ
•Với qn : tải trọng phân bố
2E1E2
1 1 1
ZM =
= ±
π[E2 (1− µ12 ) + E1(1− µ22 )
ρ ρ1 ρ2
•Cộng thức Hetz áp dụng cho tiếp xúc của hai mặt cầu (khi tính ổ lăn)
FnE2
3
σH = 0.388
ρ2
• Công thức Hetz áp dụng cho tiếp xúc của mặt trụ và mặt phẳng (khi tính
bộ truyền trục vít)
qnE
σH = 0.418
8
ρ
Chi tiết máy
TS Phan Tấn Tùng
1.3 Ứng suất cho phép & hệ số an toàn
1.3.1 Ứng suất cho phép
• Ứng suất tĩnh
Vật liệu dẽo
σchεσ
τchετ
[
σ =
]
[
τ =
]
[ ]
s
s
[ ]
Vật liệu dòn
σbεσ
τbετ
[ ]
σ =
τ =
[ ]
[ ]
s
s
[ ]
• Ứng suất mõi
σ limεσ β
[
σ
]
]
=
=
KL
[s]Kσ
τlimετ β
[
τ
KL
9
[s]Kτ
Chi tiết máy
TS Phan Tấn Tùng
10
Chi tiết máy
TS Phan Tấn Tùng
11
Chi tiết máy
TS Phan Tấn Tùng
12
Chi tiết máy
TS Phan Tấn Tùng
Chi tiết máy
TS Phan Tấn Tùng
14
Chi tiết máy
TS Phan Tấn Tùng
1.3.2 Hệ số an toàn
Kiểm tra hệ số an toàn
• Ứng suất tĩnh
Vật liệu dẽo
s ≥ [s]
σ chε
σ max
σbε
s =
s =
≥ [s]
≥ [s]
Vật liệu dòn
σ max KSσ
• Ứng suất mõi
σ −1εσ β
Kσ σ a
s =
≥ [s]
Chu kỳ ứng suất đối xứng
σ r
Chu kỳ ứng suất không đối xứng
sσ =
≥ [s]
Kσ
σ a +ψσ σ m
εσ β
15
Chi tiết máy
TS Phan Tấn Tùng
Khi trang thái ứng suất phức tạp
sσ sτ
sσ2 + sτ2
s =
≥ [s]
Hệ số an toàn cho phép
[s] = s1s2s3
Các giá trị s1, s2, s3 tra bảng trang 45
16
Chi tiết máy
TS Phan Tấn Tùng
2. Độ cứng
• Độ cứng là khả năng chống lại sự biến đổi hình dáng và kích thước
dưới tác dụng của tải trọng
• Độ cứng thể tích:
y ≤ [y]
Độ võng
Góc xoay
θ ≤ [θ]
ϕ ≤ [ϕ]
Góc xoắn
• Độ cứng tiếp xúc
Fn
j = ≤ [ j]
y
3. Độ bền mòn
Lượng mòn
U = IL ≤ [U]
17
Giai đoạn mòn: I. Mài rà II. Mòn ổn định III. Cuờng độ mòn lớn
Chi tiết máy
TS Phan Tấn Tùng
4. Độ chịu nhiệt
Là khả năng làm việc ổn định của chi tiết ở nhiệt độ làm việc
5. Độ ổn định dao động
Biên độ dao động ở tần số làm việc phải nhỏ hơn giá trị cho phép
Thường có 2 chế độ: dưới cộng hưởng và trên cộng hưởng
6. Độ tin cậy
Là xác suất không hỏng của chi tiết khi vận hành
7. Thiết kế tối ưu
Chọn hàm mục tiêu và các ràng buộc để thoả mãn chỉ tiêu phù hợp với
từng loại chi tiết
8. Thiết kế với sư hỗ trợ của máy tính
Bao gồm mô hình hoá,mô phỏng, tính toán số, chương trình điều khiển
gia công
HẾT CHƯƠNG 2
18
18 trang
27040
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Chi tiết máy - Chương 2: Các chỉ tiêu thiết kế - Phan Tấn Tùng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_chi_tiet_may_chuong_2_cac_chi_tieu_thiet_ke_phan_t.pdf
