Bài giảng Cơ khí tổng hợp - Chương 3: Các loại truyền động trong cơ khí
General Mechanical Engineering
3.01
C.3 CÁC LOẠI TRUYỀN ĐỘNG
TRONG CƠ KHÍ
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
General Mechanical Engineering
3.02
§1. Khái niệm chung
- Có 2 loại chuyển động cơ bản trong cơ khí
+ Chuyển động quay quanh một trục
+ Chuyển động tịnh tiến theo một phương
- Hai chuyển động cơ bản trên rất dễ thực hiện trên thực tế
- Tất cả các chuyển động phức tạp đều được thực hiện dựa vào việc phối
hợp hai chuyển động cơ bản nói trên
- Ví dụ: gia công mặt cầu
- Chú ý nếu đổi chiều trong chuyển động tịnh tiến → sinh ra lực quán tính lớn
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
1
General Mechanical Engineering
§2. Các loại truyền động
I. Truyền chuyển động quay
3.03
- Truyền chuyển động quay từ trục này sang trục khác
- Yêu cầu tỉ số truyền cố định
- Một vài hình thức truyền chuyển động quay
Trục vít - Bánh vít BR côn thẳng BR trụ răng nghiêng BR trụ chéo
Bộ truyền xích ống con lăn
Bộ truyền đai thang
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
General Mechanical Engineering
3.04
II. Biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến
Vít - Đai ốc Bánh răng - Thanh răng
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
2
General Mechanical Engineering
3.05
Cơ cấu tay quay - con trượt
1
2
3
B
C
e
ω1
A
B2
B
1
Động cơ đốt trong
Máy dập trục khủy
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
General Mechanical Engineering
3.06
Mâm cặp ba chấu
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
3
General Mechanical Engineering
3.07
III. Phối hợp các chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
General Mechanical Engineering
3.08
IV. Trục quay
- Trục dùng đỡ các tiết máy quay như bánh răng, đĩa xích, …; để truyền
moment xoắn hoặc để thực hiện cả hai nhiệm vụ trên
- Yêu cầu
+ Tâm quay chính xác trong quá trình chuyển động
+ Lắp ghép chính xác với phần cố định: ổ quay
+ Định vị chính xác các phần gắn trên trục
+ Truyền động lực (moment): then, then hoa
- Cấu tạo
+ Có bậc cho các chỗ lắp ghép
+ Độ chính xác kích thước, hình dáng cao nơi lắp ghép
+ Độ đồng tâm cao ở các bậc lắp ghép
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
4
General Mechanical Engineering
3.09
Một số ví dụ kết cấu trục quay thông dụng
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
General Mechanical Engineering
3.10
V. Ổ quay
Nhiệm vụ tạo khớp quay cho trục. Gồm hai loại ổ lăn và ổ trượt
1. Ổ lăn (ball/roller bearing)
- Gồm 4 bộ phận chính: vòng ngoài, vòng trong, con lăn và vòng cách
Cấu tạo ổ lăn
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
5
General Mechanical Engineering
3.11
- Con lăn có các dạng sau: bi (ball), đũa trụ (cylindrical roller), đũa côn
(taper roller), đũa hình trống đối xứng hoặc không đối xứng (spherical
roller), đũa kim (needle roller)
ball cylindrical roller taper roller spherical roller needle roller
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
General Mechanical Engineering
3.12
- Phân loại
+ theo hình dạng con lăn: ổ bi, ổ đũa
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
6
General Mechanical Engineering
3.13
- Phân loại
+ theo hình dạng con lăn: ổ bi, ổ đũa
+ theo khả năng chịu lực: ổ đỡ, ổ chặn, ổ đỡ chặn, ổ chặn đỡ
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
General Mechanical Engineering
3.14
- Phân loại
+ theo hình dạng con lăn: ổ bi, ổ đũa
+ theo khả năng chịu lực: ổ đỡ, ổ chặn, ổ đỡ chặn, ổ chặn đỡ
+ theo số dãy con lăn
: một dãy, hai dãy
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
7
General Mechanical Engineering
3.15
- Phân loại
+ theo hình dạng con lăn: ổ bi, ổ đũa
+ theo khả năng chịu lực: ổ đỡ, ổ chặn, ổ đỡ chặn, ổ chặn đỡ
+ theo số dãy con lăn
+ theo đường kính ngoài: đặc biệt nhẹ, rất nhẹ , trung bình, nặng, …
+ theo cỡ chiều rộng : ổ hẹp , bình thường , rộng, rất rộng, …
: một dãy, hai dãy
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
General Mechanical Engineering
3.16
- Một số loại ổ lăn thường dùng
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
8
General Mechanical Engineering
3.17
- Vỏ ổ lăn (bearing house)
Một số loại vỏ ổ thường dùng
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
General Mechanical Engineering
3.18
- Ổ tự lựa thường dùng
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
9
General Mechanical Engineering
3.19
- Ổ tự lựa thường dùng và một số ứng dụng
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
General Mechanical Engineering
3.20
- Ưu nhược điểm của ổ lăn
+ Ưu điểm
ꢀ Ma sát nhỏ (ổ bi: f = 0,00012~0,0015, ổ đũa: f = 0,002~0,006)
ꢀ Chăm sóc và bôi trơn đơn giản
ꢀ Kích thước chiều rộng ổ nhỏ
ꢀ Mức độ tiêu chuẩn hoá cao, giá thành rẻ
+ Nhược điểm
ꢀ Kích thước hướng kính lớn
ꢀ Lắp ghép tương đối khó khăn
ꢀ Làm việc có nhiều tiếng ồn, khả năng giảm chấn kém
- Lắp ghép ổ lăn
+ Chọn kiểu lắp ghép ổ lăn phụ thuộc vào: điều kiện chịu tải, chế độ làm
việc, loại và kích thước ổ, …
+ Ví dụ trường hợp trục quay, phương lực tác dụng không đổi: vòng
trong chịu tải tuần hoàn, vòng ngoài chịu tải cục bộ → vòng trong lắp
có độ dôi với trục, vòng ngoài lắp có khe hở hoặc trung gian với lổ
của vỏ hộp
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
10
General Mechanical Engineering
3.21
- Định vị ổ lăn
+ Ổ lăn phải được định vị sao cho ổ không di động hướng tâm và dọc
theo trục. Kết cấu gối đỡ phải loại trừ được khả năng gây kẹt con lăn
do trục bị giãn nở nhiệt hay do sai số chế tạo, sinh ra tải dọc trục
+ Thường dùng hai phương pháp sau để định vị ổ lăn trong vỏ máy
ꢀ Cố định một đầu trục và để đầu trục còn lại tùy động
ꢀ Trục được định vị ở cả hai gối đỡ ở hai đầu trục
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
General Mechanical Engineering
3.22
+ Phương pháp 1: Cố định một đầu trục và để đầu trục còn lại tùy động
đầu ổ cố định
đầu ổ tùy động
ꢀ Ổ tùy động chỉ chịu lực hướng tâm, thường dùng ổ bi hoặc ổ đũa đỡ
ꢀ Thường dùng cho các kết cấu trục có chiều dài tương đối lớn
ꢀ Nhược điểm của phương pháp này là độ cứng vững của trục thấp
→ Để tăng độ cứng vững, có thể dùng hai ổ tại gối đỡ cố định và
điều chỉnh hai ổ để giảm thấp nhất sự dịch chuyển hướng tâm và
dọc trục của trục
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
11
General Mechanical Engineering
3.23
+ Phương pháp 2: Trục được định vị ở cả hai gối đỡ ở hai đầu trục
ꢀ Được dùng rộng rãi đối với các trục tương đối ngắn
- Bôi trơn và che kín ổ lăn
+ Bôi trơn có tác dụng ngăn gỉ, giảm ma sát, làm nguội ổ, giảm tiếng
ồn. Chất bôi trơn: mỡ, dầu khoáng, …
+ Che kín ổ lăn nhằm ngăn bụi từ ngoài vào ổ, ngăn dầu, mỡ bôi trơn
chảy ra ngoài
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
General Mechanical Engineering
3.24
+ Một số phương pháp che kín ổ lăn
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
12
General Mechanical Engineering
3.25
2. Ổ trượt (plain bearing)
- Ổ trượt dùng để đỡ / chặn các trục quay
- Ma sát trên ổ trượt lớn hơn nhiều so với ổ lăn
- Phân loại:
+ ổ đỡ chịu lực hướng tâm
+ ổ chặn chịu lực dọc trục
+ ổ đỡ chặn vừa chịu lực hướng tâm vừa chịu lực dọc trục
Q
r
Q
ω
ω
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
General Mechanical Engineering
3.26
- Ưu nhược điểm
+ Ưu điểm
ꢀ Chịu tải lớn do tiếp xúc mặt
ꢀ Khi có tải trọng va đập và dao động, ổ trượt làm việc tốt nhờ khả
năng giảm chấn của màng dầu
ꢀ Khi cần phải dùng ổ ghép để dễ tháo lắp (ví dụ đối với trục khủy),
điều này không thực hiện được đối với ổ lăn
+ Nhược điểm
ꢀ Masát lớn (
f = 0,08~0,10)
ꢀ Kích thước chiều rộng ổ lớn
- Phạm vi sử dụng
ꢀ Khi trục quay với vận tốc rất cao
ꢀ Yêu cầu độ chính xác cao
ꢀ Đường kính trục khá lớn (d >1m)
ꢀ Dùng trong trường hợp đặc biệt vì dễ chế tạo ổ có vật liệu phù hợp
với môi trường
ꢀ Trong các cơ cấu có vận tốc thấp, không quan trọng, rẻ tiền
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
13
General Mechanical Engineering
3.27
- Kết cấu ổ trượt
+ Gồm thân ổ, lót ổ, ngoài ra còn có bộ phận cho dầu và bảo vệ ổ
+ Thân ổ có thể là ổ nguyên hoặc ổ ghép
ꢀ Ổ nguyên chế tạo đơn giản nhưng có nhược điểm: không thể điều
chỉnh để giảm độ rơ khi mòn, không lắp được trên trục khi lắp ổ
vào ngỗng giữa. Ổ nguyên thường dùng trong các máy làm việc
gián đoạn, vận tốc thấp, tải trọng nhỏ, …
ꢀ Ổ ghép khắc phục được các nhược điểm trên
+ Lót ổ được chế tạo bằng vật liệu có hệ số ma sát thấp, có khả năng
mòn và chống dính, thường là kim loại màu đắt tiền (ví dụ đồng thau).
Lót ổ có thể có dạng ống tròn, hai nữa hay ống tròn có xẻ rãnh
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
General Mechanical Engineering
3.28
- Bôi trơn ổ trượt
+ Dầu bôi trơn là vật liệu bôi trơn chủ yếu: dầu khoáng, dầu động vật,
dầu thực vật
+ Mỡ bôi trơn là hỗn hợp của dầu khoáng và chất làm đặc. Được dùng
cho các ổ không được che kín hoặc khó che kín, các ổ cần che rất
kín, các ổ khó cho dầu thường xuyên, …
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
14
General Mechanical Engineering
3.29
VI. Ổ tịnh tiến
- Nhiệm vụ tạo phương chuyển động tịnh tiến cho môt chi tiết / cụm chi tiết
- Phân loại theo dạng ma sát trượt hay lăn
- Một số ví dụ sống trượt ma sát trượt
sống trượt chữ V
sống trượt mang cá
sống trượt trụ
sống trượt mang cá dùng trong máy phay
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
General Mechanical Engineering
3.30
- Một số ví dụ sống trượt ma sát lăn
sống trượt bi
sống trượt bi dùng trong máy công cụ
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
15
General Mechanical Engineering
3.31
VII. Tổn thất trong truyền động cơ khí
- Tổn thất chủ yếu là do ma sát trong các bộ truyền
- Đánh giá bằng hiệu suất
- Hiệu suất
η là tỉ số giữa công có ích và tổng công mà máy tiêu thụ
Aci Ad − Ams
Ams
Ad
η
≡
=
=1−
Ad
Ad
A
ci :công có ích
Ad : công phát động (công mà máy tiêu thụ)
ms: công của lực ma sát
A
- Trong các truyền động cơ khí:
lớn thì hiệu suất càng giảm
η
= 0,7~0,9. Truyền động có ma sát càng
= 0,9 → hiệu suất 3 cặp bánh răng
- Ví dụ, cặp bánh răng có hiệu suất
nối tiếp là
3 = 0,93 = 0,73
η
η
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
General Mechanical Engineering
3.32
§3. Các yêu cầu về độ chính xác của chi tiết và bộ phận truyền động
I. Chất lượng bề mặt
1. Khái niệm về chất lượng bề mặt gia công
- Chất lượng bề mặt gia công được đánh giá bằng hai yếu tố đặc trưng
+ Tính chất cơ lý của lớp kim loại bề mặt
+ Độ nhám bề mặt
- Chất lượng bề mặt được tạo thành bởi tính chất kim loại và phương
pháp gia công cơ. Trong quá trình gia công cơ, lớp bề mặt bị biến
dạng dẻo và tạo thành biến cứng, đồng thời xuất hiện ứng suất dư
- Độ nhám bề mặt được tạo thành bằng những vết lồi, lõm dưới tác
dụng của lưỡi cắt
- Chất lượng bề mặt gia công phụ thuộc vào các yếu tố
+ Tính chất vật liệu gia công
+ Phương pháp gia công
+ Chế độ cắt
+ Độ cứng vững của hệ thống công nghệ: Máy-Dao-Đồ gá-Chi tiết
+ Thông số hình học của dao cắt
+ Dung dịch trơn nguội
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
16
General Mechanical Engineering
3.33
2. Độ nhám bề mặt
- Độ nhám bề mặt là tập hợp những mấp mô có bước tương đối nhỏ
trên bề mặt thực của chi tiết được xét trong phạm vi chiều dài chuẩn
- Xét hình prôfin của bề mặt chi tiết trong giới hạn chiều dài chuẩn
l
- Đường trung bình
m của prôfin được xác định sao cho tổng diện tích
các phần lồi bằng tổng diện tích các phần lõm
l
m
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
General Mechanical Engineering
3.34
- Độ nhám bề mặt được đánh giá theo hai chỉ tiêu:
+ Sai lệch trung bình số học của prôfin Ra
Ra và Rz
1l
1
Ra = | h(x) | dx ≈ n | h |
∑
∫
i
l 0
ni=1
ꢀ Chiều cao mấp mô của prôfin theo 10 điểm Rz
5
5
∑
1
1
Rz = ( H
+
H
)
i min
∑
i max
5
1
l
m
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
17
General Mechanical Engineering
3.35
- TCVN 2511:1995 quy định 14 cấp độ nhám và trị số của thông số
nhám a và Rz
R
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
General Mechanical Engineering
3.36
- Phương pháp gia công cơ và độ bóng tương ứng
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
18
General Mechanical Engineering
3.37
- Ký hiệu độ nhám bề mặt
- Cách ghi độ nhám bề mặt
0,63
độ nhám bề mặt theo
độ nhám bề mặt theo
R
a ≤ 0,63 µm
z ≤ 20 µm
Rz 20
R
3. Ảnh hưởng của độ nhám đến tính chất sử dụng của chi tiết máy
- Ma sát và độ mòn của chi tiết máy phụ thuộc nhiều vào chiều cao và
hình dáng của độ nhám bề mặt và phương của vết gia công
- Độ nhám bề mặt tăng
- Độ nhám bề mặt giảm
→
ảnh hưởng xấu đến độ bền của mối lắp chặt
nâng cao độ bền mỏi của chi tiết
→
- Độ nhám bề mặt càng thấp
→ chi tiết càng ít bị ăn mòn hoá học
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
General Mechanical Engineering
3.38
4. Ảnh hưởng của biến cứng bề mặt tới tính chất sử dụng của chi tiết máy
- Bề mặt biến cứng có thể tăng
+ độ bền mỏi của chi tiết lên khoảng 20%
+ độ độ chống mòn của chi tiết lên 2~3 lần
- Chiều sâu và mức độ biến cứng của lớp bề mặt đều có ảnh hưởng
đến độ bền mỏi của chi tiết máy: hạn chế khả năng gây ra các vết nứt
làm hỏng chi tiết
- Tuy nhiên nếu bề mặt quá cứng (mức độ biến cứng quá cao)
độ bền mỏi của chi tiết máy
→ giảm
5. Ảnh hưởng ứng suất dư bề mặt tới tính chất sử dụng của chi tiết máy
- Ứng suất dư nén trên lớp bề mặt
- Ứng suất dư kéo trên lớp bề mặt
- Ví dụ, đối với chi tiết làm từ thép
→
→
tăng độ bền mỏi của chi tiết
giảm độ bền mỏi của chi tiết
+ khi có ứng suất dư nén
+ khi có ứng suất dư kéo
→
→
độ bền mỏi tăng 50%
độ bền mỏi giảm 30%
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
19
General Mechanical Engineering
3.39
II. Độ chính xác
1. Độ chính xác kích thước
- Các loại kích thước danh nghĩa biểu hiện bởi khoảng kích thước cho
phép với hai giới hạn max, min
+ Kích thước max – Kích thước min = dung sai
+ Dung sai càng nhỏ, độ chính xác kích thước cao, càng khó chế tạo
- Thể hiện
sai lệch trên
sai lệch dưới
Kích thước danh nghĩa
φ
φ
φ
+0,1
φ
30
−0,2
+ Sai lệch trên = Kích thước max – Kích thước danh nghĩa
+ Sai lệch dưới = Kích thước danh nghĩa – Kích thước min
+ Dung sai
+ Sai lệch
= Sai lệch trên – Sai lệch dưới
= 0 có thể không ghi, ví dụ
+0,1
−0
φ
30
~ φ
30+0,1
30±0,1
+ Sai lệch có giá trị bằng nhau thì ghi chung với dấu ±, ví dụ
φ
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
General Mechanical Engineering
3.40
- Cấp chính xác TCVN 2224:1999 qui định 20 cấp chính xác theo thứ
tự độ chính xác giảm dần: 0,1 0 1 2 … 18
+ Cấp chính xác 0,1 ~ 5 dùng cho calíp, dụng cụ đo
+ Cấp chính xác dùng cho kích thước lắp của các mối ghép
+ Cấp chính xác dùng cho kích thước tự do
2. Độ chính xác hình dạng
- Độ chính xác hình dạng được quy định bởi dung sai hình dạng
- Dung sai hình dạng là dung sai của bề mặt thực của chi tiết so với bề
mặt hình học lý tưởng (là bề mặt được xác định bởi các kích thước
trên bản vẽ)
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long
20
Tải về để xem bản đầy đủ
32 trang
25000
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Cơ khí tổng hợp - Chương 3: Các loại truyền động trong cơ khí", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_co_khi_tong_hop_chuong_3_cac_loai_truyen_dong_tron.pdf
