Bài giảng Nguyên lý chi tiết máy - Chương 2: Mối ghép ren

CHƯƠNG 2 
BỘ CÔNG THƯƠNG 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP 
MỐI GHÉP REN 
Mục tiêu 
Ưu-nhược điểm 
 Thông số hình học 
 Các chi tiết dùng mối ghép ren 
 Các biện pháp không cho tự lỏng 
 Tính toán mối ghép ren 
1 
 2.1 Khái niệm chung 
2 
 Mối ghép ren: cố định tháo rời 
 Ưu điểm: 
Cấu tạo đơn giản Lực dọc trục lớn 
Dễ tháo lắp Giá thành rẻ 
Lắp CTM ở các vị trí khác nhau 
3 
 Nhược điểm: 
Có sự tập trung ứng suất chân ren 
 Phân loại 
Mặt trụ sinh: ren hình trụ, hình côn 
Chiều đường xoắn ốc: trái, phải 
Số đầu mối ren: một, nhiều 
4 
d, D: đ/k danh nghĩa 
 d1, D1 : đ/k trong 
 d2, D2 :đ/k trung bình 
p: bước ren 
pz:bước xoắn pz=Z1.p 
h: chiều cao ren 
α: góc đỉnh ren 
: góc nâng 
Các thông số hình học 
2d
p
tg z

 =
5 
Các dạng ren 
Công dụng: ghép chặt, ghép chặt kín 
Hình dạng tiết diện:tam giác, thang, 
vuông, tròn 
6 
7 
Góc tiết diện ren: hệ mét, hệ anh, ống, tròn, 
vuông, thang cân, côn 
8 
 2.2 Các chi tiết máy dùng mối ghép ren 
 Bulông 
 Đai ốc 
 Vòng đệm 
9 
Bulông 
Bulông thô 
Bulông nửa tinh 
Bulông tinh 
Vít 
Vít cấy 
10 
Vít định vị 
Bulông nền 
Vít vòng (bulông vòng) 
11 
Đai ốc 
12 
Vòng đệm 
13 
 2.3 Các phương pháp phòng lỏng ren 
 Dùng thêm chi tiết phụ để tăng thêm ma sát 
 Dùng thêm chi tiết phụ để cố định 
 Gây biến dạng dẻo cục bộ 
14 
15 
 2.4 Tính bulông 
Bulông ghép lỏng, chịu lực dọc trục 
Dạng hỏng: kéo đứt chân ren 
Điều kiện bền kéo 
2
1
4
[ ] (1.1)k
F
d
 

= 
Thiết kế đường kính cần thiết 
1
4
(1.2)
[ ]k
F
d
 

16 
Bulông xiết chặt, không có ngoại lực tác dụng 
Xiết chặt ma sát mặt ren  bulông chịu xoắn 
Bulông chịu kéo 
Moment xoắn 2
. ( ').
2
r
V tg d
T
 
=
Dạng hỏng 
17 
Ứng suất kéo 2
1
4
.
V
d


=
Ứng xoắn 23
0 1
8. . ( ').
.
rT V tg d
W d
 



= =
Thuyết bền thứ 4 + bulông tiêu chuẩn 
 2 2 2
1
4
3 1,3. 1,3 (1.3)
.
td k
V
d
    

=  = = 
Thiết kế đường kính cần thiết 
1
1,3.4.
(1.4)
[ ]k
V
d
 

18 
Bulông chịu tải ngang (lắp chặt có khe hở) 
Dạng hỏng 
Tấm ghép trượt 
Bulông phá hủy chân ren 
FifVFms = ..
.
(1.5)
.
k F
V
f i
=
Tránh tấm ghép trượt nhau 
19 
Tránh bulông phá hủy chân ren 
 2
1
4
1,3 (1.6)
.
td k
V
d
 

= 
Thiết kế đường kính cần thiết 
1
1,3.4.
(1.7)
[ ]k
V
d
 

20 
Bulông chịu tải ngang (lắp chặt k khe hở) 
F
d0
F
1h
2h
3h
Dạng hỏng 
Bulông cắt 
Bulông dập 
Điều kiện bền cắt 
2
0
4
[ ] (1.8)
.
F
d i
 

= 
21 
0
4.
(1.9)
[ ].
F
d
i 

Thiết kế đường kính cần thiết 
Điều kiện bền dập 
d 0 F 
F 
 
0
[ ] (1.10)
.
d d
F
d
 

= 
22 
Bulông chịu lệch tâm 
Fk 
Fk 
Bulông Kéo 
Bulông uốn 
 max 2 3
1 1
32 .4
(1.12)
. .
k
k u k
F eV
d d
   
 
=  =  
Điều kiện bền 
23 
 2.5 Tính nhóm bulông 
Lực F mặt phẳng ghép 
1F 2F
4F
F
3F
1 2 i
F
F F F
z
= = =
 Tính như mối ghép 
bulông đơn chịu lực 
ngang (có hoặc 
không có khe hở) 
(1.7), (1.9) 
24 
Môment M mặt phẳng ghép 
1F
2F
3F
4F
M
1r 2r
4r 3r
i
i
r
F
r
F
r
F
===
2
2
1
1
ii r
r
F
F
1
1=
21
1 1 2 2
1 11
n n
i i i i i
i i
F
M Fr F r Fr Fr r
r= =
=    = = 
25 

=
=
n
i
ir
rM
F
1
2
1
1
1F
2F
3F
4F
M
1r 2r
4r 3r
 Lực tác dụng bulông 1 
 Lực tác dụng bulông i 
ii r
r
F
F
1
1=
 Suy ra, ứng với . Do đó, tính như mối 
ghép bulông đơn chịu lực ngang (có hoặc không 
có khe hở). (1.7), (1.9) 
maxF maxr
26 
Lực không qua trọng tâm mặt phẳng ghép 
1 F 
2 F 
i F 
1 2 
3 
3 F F 
l 
i M 
F 
i F 
F 
F 
M 
Dời lực F về trọng tâm mối ghép 
i F 
i M 
F 
i F 
F 
a 
b 
b 
b a  = 0 180 
z 
F 
F 
i F 
= 
 
= 
= 
n 
i 
i 
i 
M 
r 
r M 
F 
i 
1 
2 
acos..222
iiii QMQMi
FFFFF =
27 
Tải trọng tác dụng có phương bấc kỳ 
T

N

M
V

V

T

N

Q

2l
1l
a
-
-
-
V
N
M
min
max
 Dạng hỏng: 
 Tấm ghép bị tách hở (do lực N). 
 Tấm ghép bị trượt (do lực T). 
 Bulông bị phá hủy ở chân ren. 
28 
Điều kiện tránh tấm ghép bị tách hở 
0max = VMN 
: hệ số ngoại lực (586) 
29 







uW
M
A
N
z
A
V ).1.( 
(1 ) .
. (1.13)
u
k M A
V N
z W
  
=  
 
Lực xiết V (trên 1 bulông ) để tránh tách hở: 
k: hệ số an toàn (>1) 
30 
Điều kiện tránh tấm ghép bị trượt 
Lực xiết V (trên 1 bulông ) để tránh trượt: 
  TfNzVFms = .)1(. 
TkfNfzV ..)1(.. = 
. (1 ). .
(1.14)
.
k T N f
V
z f
 
=
Chọn Vmax tránh tách hở và trượt tấm ghép 
31 
Lực tác dụng lên bulông: 
max
2
1
. ..
(1.15)b n
i
i
M rN
F V
z
r

=
=  

ri khoảng cách tâm bu lông đến đường trung hòa 
Nếu bỏ qua ma sát trên bề mặt ren: 
32 
max
2
1
. ..
1,3 (1.16)b n
i
i
M rN
F V
z
r

=
=  

Lực tác dụng lên bulông: 
Nếu tính đến ma sát trên bề mặt ren: 
33 
 Để tránh phá hủy chân ren: 
Nếu bỏ qua ma sát trên bề mặt ren: 
max
2
1
1
. ..
4
(1.17)
[ ]
n
i
i
k
M rN
V
z
r
d

 
=
 
 
  
 
 
 

34 
Nếu tính đến ma sát trên bề mặt ren: 
 Xiết chặt rồi mới chịu lực: 
max
2
1
1
. ..
4 1,3
(1.18)
[ ]
n
i
i
k
M rN
V
z
r
d

 
=
 
 
  
 
 
 

35 
Nếu tính đến ma sát trên bề mặt ren: 
Xiết chặt đồng thời với chịu lực: (tránh) 
max
2
1
1
. ..
1,3.4
(1.19)
[ ]
n
i
i
k
M rN
V
z
r
d

 
=
 
 
  
 
 
 

36 
Các dạng bài tập 
 Tính toán bulông 
 Tính toán nhóm bulông 
Tải trọng nằm trong m/p ghép 
Tải trọng có phương bấc kỳ