Bài giảng Chi tiết máy - Những vấn đề cơ bản về thiết kế chi tiết máy - Phạm Minh Hải (Phần 2)

1Chương 2. Tiết máy ghép
TS. Phạm Minh Hải
BÀI GIẢNG HỌC PHẦN ME3090 CHI TIẾT MÁY
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ
BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ ROBOT 
thietkemay.edu.vn
Tiết máy ghép là gì?
2
Máy
Bộ
phận
máy
Tiết
máy
Tiết
máy
Bộ
phận
máy
Tiết
máy
Tiết
máy
Tiết
máy
Tiết
máy
LIÊN KẾT
ĐỘNG CỐ ĐỊNH
Xác định theo sơ đồ động học của
máy hay bộ phân máy
Chế tạo, lắp ráp, vận chuyển, 
Tiết máy ghép là gì?
3
LIÊN KẾT
ĐỘNG CỐ ĐỊNH
Xác định theo sơ đồ động học của
máy hay bộ phân máy
Chế tạo, lắp ráp, vận chuyển, 
Cặp bánh răng ăn khớp
Ổ trục
Bản lề
Ghép bằng ren
Ghép bằng then
Ghép bằng hàn
Ghép bằng độ
Ghép bằng đinh tán
Khái niệm chung
F
v
1
2 3
4
5
A
Theo A (c.t.4)
@
z,p
Ví dụ: Hệ dẫn động xích tải
4TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
Hộp giảm tốc
5TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
Mối ghép tháo được
Mối ghép ren
Mối ghép then/then hoa
6TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
2Mối ghép không tháo được
Mối ghép đinh tán
Mối ghép hàn
7TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
8
Ghép bằng độ dôi
Tháo được/không tháo được? 
Khi tháo lắp mối ghép bằng độ dôi thì các bề mặt lắp ghép bị xước, mòn
 → không tháo được
Nội dung chính của bài giảng:
Mối ghép ren
Mối ghép hàn
Mối ghép then/then hoa (xem chương Trục)
Các phần tự đọc tham khảo:
Mối ghép bằng đinh tán
Mối ghép bằng độ dôi
9TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
10
MỐI GHÉP REN
1.1.1. Ren
1.1. Ghép bằng ren
Ren phải
- Ren trái
* Ren trụ, ren côn
11TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
Kích thước ren
d1 đường kính chân ren
d đường kính đỉnh ren
d2 đường kính trung bình
P bước ren
Pz bước xoắn vít
γ Góc nâng của ren
12TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
pipi pipid
2
3Các dạng tiết diện ren
Ren vuông
Ren hình thang
Ren tròn/bán nguyệt
Ren răng cưa
Ren vít gỗ
13TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
Ren ống
Dùng nhiều trong cơ cấu ren-vít
Ren tam giác
Dùng kẹp chặt
1.1.2. Kết cấu chi tiết có ren
1.1.3. Phòng lỏng mối ghép ren
14TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
a) Bu-lông
b) Vít
c) Vít cấy
TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
15
1.2. Tính mối ghép ren
a)Bu lông chịu lực ngoài
F, không chịu lực xiết
b) Bu lông chịu lực xiết V, 
Không chịu lực ngoài
1.2.1 Các bài toán điển hình
16TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
c) Bu lông chịu lực xiết V, 
và lực ngoài F
d)Bu lông chịu lực ngang
Có khe hở
Không có khe hở 17TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
1.2.2 Tính bu lông ghép lỏng chịu lực dọc trục
Yêu cầu: tránh đứt gãy tại tiết diện chân ren
Chỉ tiêu:

 





	 

Công thức thiết kế:
 

 

18TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 Tiết 
máy ghép
41.2.3 Tính bu lông được xiết chặt không có ngoại lực tác dụng
Thân bu lông chịu lực phức tạp: kéo + xoắn
V là lực xiết cần thiết
Mr mômen ma-sát trên ren

 

2
 tan   
 là góc ma-sát tương đương (thay thế)
tan   
là hệ số ma-sát tương đương (thay thế)

 





 






   
  Tính theo thuyết
bến thứ tư 19TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
1.2.3 Tính bu lông được xiết chặt không có ngoại lực tác dụng
Bu lông tiêu chuẩn: 
d2 =1,1d1 
γ = 2o3’
f’ = 0,2

  ≅ . 
 (30% tăng do xoắn)
Chỉ tiêu:

  	 

Công thức thiết kế:
 
, . 
 

20TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
1.2.4 Tính bu lông được xiết chặt, chịu lực dọc (tiếp)
Yêu cầu: các tấm không tách hở
Lực xiết ban đầu V =?
Các giả thiết:
• Bu lông làm việc trong giới hạn đàn hồi
• Biến dạng phụ của bu-lông bằng tổng biến
dạng của các chi tiết máy được ghép (đồng
chuyển vị)
Điều kiện:
Khi có lực ngoài, trên bề mặt tiếp xúc giữa 2 
tấm ghép vẫn còn áp suất
21TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
1.2.4 Tính bu lông được xiết chặt, chịu lực dọc (tiếp)
Trước khi chịu lực ngoài:
Độ dãn dài của bu lông và các tiết máy được ghép
$%  V'%	
	$)  V')
': độ	mềm
Biến dạng phụ do lực ngoài F: giả
thiết (b)
Δ$  01'%  13 0 1')
→ 0 
')
'%  ')
22TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
1.2.4 Tính bu lông được xiết chặt, chịu lực dọc (tiếp)
Cách tính độ mềm tấm ghép ')
Nguyên lý Saint-Venant -> ') được
tính theo công thức gần đúng
23TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
2.2.4 Tính bu lông được xiết chặt, chịu lực dọc (tiếp)
Lực t/d lên bu lông khi có lực ngoài:
1%    01
Lực t/d lên các tấm khi có lực ngoài:
   3 1 − 0 1
Không hở -> >0
Lực xiết cần thiết
 = 
  − 5 
6 = 1.3 − 1.5	 tt	tĩnh hoặc 1.5-4 (tt động)
Xét đến xoắn
24TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
52.2.4 Tính bu lông được xiết chặt, chịu lực dọc (tiếp)
Các công thức thường dùng
Tải trọng tĩnh

 =
;




≤ 

 với 1< = 1.3  01
 
;
 

25TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
1.2.4 Tính bu lông được xiết chặt, chịu lực dọc (tiếp)
Tải trọng thay đổi: 0 đến F
Sau khi chọn bu lông theo độ bền tĩnh, kiểm tra
hệ số an toàn =>
=> =

? − 
@ 
>⁄

>B

≥ =>
B
 = . C − C. C là hệ số tập trung ứng suất
ở chân ren
26TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
2.2.5 Tính bu lông chịu lực ngang
Có khe hở
Không có khe hở
@D = EF ≥ ; 	 =


EF
Bu lông tính như bu lông lắp
chặt không chịu lực ngoài
Để không xảy ra trượt
Tránh cắt thân bu
lông và dập trên tấm
 =

E;

≤ 

 =

D;
≤ 

27TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
1.3 Tính mối ghép bu lông nhóm
Z bu-lông chịu lực dọc, ngang Q
Nguyên tắc tính: tải trọng được coi là phân bố đều
Mỗi vị trí bu lông chịu tải là:
28TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
1.3 Tính mối ghép bu lông nhóm
Z bu-lông chịu lực dọc, ngang Q
Nguyên tắc tính: tải trọng được coi là phân bố đều
Mỗi vị trí bu lông chịu tải là:
29TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
1.3 Tính mối ghép bu lông nhóm
Z bu-lông chịu momen M
Nguyên tắc tính: 
- Biến dạng tỷ lệ thuận với khoảng cách
đến trọng tâm của mối ghép
- Các bu lông có cùng kích thước
- Tính bu lông xa trọng tâm nhất (chịu lực
lớn nhất)
30TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
6a) Có khe hở → không trượt
1.3 Tính mối ghép bu lông nhóm
Ví dụ:
b) Không khe hở → không cắt
bu-lông xa trọng tâm mối ghép
nhất
31TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
Chuyển vị tuyến tính
Cân bằng mô men
TS Phạm Minh Hải ME3090 C2 
Tiết máy ghép
32
2. MỐI GHÉP HÀN
- Theo kết cấu :
• Mối hàn giáp mối
• Mối hàn chồng
• Mối hàn góc
• Mối hàn tiếp xúc (hàn điểm)
2.1. Khái niệm chung
2.1.1 Phân loại
- Theo công dụng:
• Mối hàn chắc
• Mối hàn kín
• Mối hàn chắc kín
- Theo công nghệ:
• Hàn hồ quang
• Hàn tiếp xúc
2.1.2 Ưu, nhược điểm của mối ghép hàn
Ưu điểm: 
tiết kiệm vật liệu 15-20% (đinh tán) 30-50% (đúc)
Nhược điểm: 
- chất lượng mối hàn phụ thuộc nhiều vào tay nghề
của công nhân
- khó kiểm tra khuyết tật bên trong
2.2. Kết cấu mối hàn và cách tính độ bền
2 bài toán thường gặp:
a) Tải trọng ngoài → tính chiều dài hàn
cần thiết
Nguyên tắc: xuất phát từ điều kiện về độ
bền đều giữa chi tiết và mối hàn
b) Cho trước kết cấu → kích thước mối
hàn → kiểm nghiệm độ bền
2.2. Kết cấu mối hàn và cách tính độ bền
2.2.1. Mối hàn giáp mối
Vát mép (góc vát) đối với tấm vật liệu có độ dày trung bình
và lớn → mối hàn thấu
Dạng hỏng: tại mối hàn / tiết diện
kề miệng hàn
72.2.1. Mối hàn giáp mối chịu tải trong mặt phẳng các
tấm ghép
(g/t: tải trọng phân bố đều) 
Kéo (nén) 
Uốn
Kéo (nén) + Uốn

 =

H=
I

H=
2.2.2. Mối hàn chồng
k: bề rộng của cạnh hàn
hàn bình
thường
hàn lõm hàn lồi
Tiết diện mối hàn
2.2.2. Mối hàn chồng
Hàn xiên Hàn hỗn hợp
Hàn dọc Hàn ngang
Vị trí mối hàn:
a) Mối hàn chồng chịu kéo (nén) chính tâm
Phá hủy: cắt tại tiết diện phân
giác
L: tổng chiều dài đường hàn
k: bề rộng cạnh hàn
F: lực kéo
b) Mối hàn chồng chịu mô-men
b1) Mối hàn “dọc”
l<<b
8b2) Mối hàn “ngang”
0,7k
M
b
J =
KL
=
6
0.76P
2.2.3. Mối hàn góc

 Kiểu chữ K

 Kiểu hàn
chồng
Tính như hàn giáp
mối
a) Tấm/thanh
0,7k
2.2.3. Mối
hàn góc
a) Ống
d
D
D= d + 2.(0,7k)
 Xoắn
 Uốn
τx
τu