Home Chuyên ngành CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ NHỮNG LƯU Ý TÍNH TOÁN KHI THIẾT KẾ MÁY- CHI TIẾT MÁY

CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ NHỮNG LƯU Ý TÍNH TOÁN KHI THIẾT KẾ MÁY- CHI TIẾT MÁY

by minhhoang
371 views

1 . Các bước thiết kế một máy

Trước khi bắt đầu thiết kế một máy, chúng ta phải nắm vững nhiệm vụ thiết kế, cần biết các số liệu sau đây:

  • Số lượng máy cần chế tạo. Chế tạo bao nhiêu chiếc?
  • Sản phẩm gia công trên máy. Hình dạng, kích thước, vật liệu, độ chính xác?
  • Năng suất gia công trên máy. cần gia công bao nhiêu sản phẩm trong 1 giờ?
  • Tuổi thọ của máy, hay thời gian sử dụng máy cho đến lúc bỏ đi?
  • Yêu cầu về kích thước, khối lượng của máy?
  • Đặc điểm của môi trường máy sẽ làm việc?
  • Các yêu cầu khác?

Công việc thiết kế được tiến hành theo 7 bước:

  1. Xác định nguyên tắc hoạt động và chế độ làm việc của máy. Nên tham khảo các máy hiện có để chọn nguyên tắc hoạt động thích hợp. Chế độ làm việc của máy, cơ cấu máy có liên quan đến việc chọn giá trị các hệ số tính toán trong quá trình xác định kích thước của chi tiết máy.
  2. Lập sơ đồ chung toàn máy, sơ đồ các bộ phận máy. Sơ đồ phải thỏa mãn yêu cầu của nhiệm vụ thiết kế. cần lập một vài phương án sơ đồ máy, sau đó so sánh chọn phương án tốt nhất.
  3. Xác định tải lượng tác dụng lên máy, bộ phận máy và từng chi tiết máy. Đây là bước quan trọng. Nếu xác định không đúng tải , chúng ta sẽ thiết kế ra máy hoặc là không đủ bền, hoặc là không đảm đảm bảo tính kinh tế.
  4. Tính toán thiết kế các chi tiết máy. Xác định hình dạng, kích thước, vẽ được kết cấu của từng chi tiết máy.
  5. Lập quy trình công nghệ gia công từng chi tiết máy.
  6. Lập quy trình lắp ráp các bộ phận máy và lắp ráp toàn máy.
  7. Lập hồ sơ thiết kế cho máy. Lập các bản vẽ, bản thuyết minh, tài liệu chỉ dẫn sử dụng và sửa chữa máy.

2. Các bước thiết kế một chi tiết máy

Để thực hiện bước thứ 4 trong quy trình thiết kế máy, chúng ta phải lần lượt tính toán thiết kế từng chi tiết máy. Trước khi thực hiện thiết kế chi tiết máy, cần phải biết các số liệu liên quan đến chi tiết máy:

  • Các tải trọng tác dụng lên chi tiết máy: cường độ, phương, chiều, điểm đặt và đặc tính của nó.
  • Tuổi thọ của chi tiết máy. Thông thường tuổi thọ của chi tiết máy bằng tuổi thọ của máy, cũng có trường hợp chỉ bằng một phần tuổi thọ của máy.
  • Điều kiện làm việc của chi tiết máy.
  • Các yêu cầu về vật liệu, khối lượng, kích thước.
  • Khả năng gia công của cơ sở cơ khí sẽ chế tạo chi tiết máy.

Thiết kế một chi tiết máy thường tiến hành qua 7 bước:

  1. Lập sơ đồ tính toán chi tiết máy -sơ đồ hóa kết cấu chi tiết máy.
  2. Đặt các tải lượng lên sơ đồ tính toán chi tiết máy (Hình 1-2).
  3. Chọn vật liệu chế tạo chi tiết máy.
  4. Tính toán các kích thước chính của chi tiết máy theo điều kiện bền hoặc điều kiện cứng.
  5. Chọn các kích thước khác và vẽ kết cấu của chi tiết máy.
  6. Kiểm nghiệm chi tiết máy theo độ bền, độ cứng, tính chịu nhiệt, tính chịu dao động. Nếu không đảm bảo thì phải tăng kích thước, nếu quá dư thi phải giảm kích thước của chi tiết máy.
  7. Lập bản vẽ chế tạo chi tiết máy. Trên đó thể hiện đầy đủ hình dạng, kích thước, dung sai, chất lượng bề mặt, vật liệu, phương pháp nhiệt luyện, các yêu cầu kỹ thuật về gia công, lắp rắp.

Hình 1-2. Sơ đồ tính trục

3. Một số điểm cần chú ý khi tính toán thiết kế máy

Khi xác định các kích thước của chi tiết máy, chúng ta cần chú ý một số điểm sau đây:

-Tải trọng tác dụng lên chi tiết máy rất phức tạp, khó có thể xác định chính xác, do đó chúng ta chỉ xác định các thành phần tải lượng chính, các thành phần phụ được kể đến bằng hệ số điều chỉnh, gọi là hệ số tải trọng.

-Các công thức dùng trong tính toán thiết kế chi tiết máy có 3 loại: công thức chính xác, công thức gần đúng, và công thức thực nghiệm.

+Công thức chính xác, được xây dựng trên cơ sở lý thuyết Toán học và Vật lý học. Sử dụng công thức chính xác, trong mọi trường hợp ta luôn nhận được kết quả đúng. Trong lĩnh vực thiết kế chi tiết máy, các công thức loại này rất ít.

+Công thức gần đúng, được xây dựng trên cơ sở phải đặt ra các giả thiết. Ví dụ; giả thiết vật liệu đồng chất, đẳng hướng, hoặc cứng tuyệt đối. Kết quả tính toán, khi sử dụng các công thức gần đúng, được coi là chính xác khi điều kiện của bài toán trùng với các giả thiết. Điều kiện của bài toán thiết kế càng xa với các giả thiết thì kết quả tính toán càng không đáng tin cậy. Trong công thức gần đúng, người ta đưa vào các hệ số để điều chỉnh độ chính xác của kết quả tính, kể đến sự sai lệch giữa điều kiện thực của bài toán và điều kiện giả thiết. Khi thiết kế, chúng ta phải chọn giá trị hợp lý cho các hệ số. Loại công thức này rất phổ biến trong lĩnh vực thiết kế chi tiết máy.

-Có những kích thước của chi tiết máy được xác định chính xác chỉ qua một lần tính toán. Cũng có những kích thước phải qua hai hoặc nhiều bước tính toán mới nhận được kết quả đúng, vì chưa đủ số liệu để tính chính xác ngay.

-Một chi tiết máy thường có rất nhiều kích thước, chỉ nên tính toán những kích thước của các tiết diện chính (bao gồm các tiết diện tham gia lắp ghép, tiết diện có giá trị ứng suất lớn, tiết diện hay xảy ra hỏng hóc). Các kích thước còn lại sẽ được chọn trong quá trình vẽ kết cấu của chi tiết máy. Chọn theo điều kiện lắp ghép với các chi tiết khác, theo tính hợp lý, tính thẩm mỹ của kết cấu, hoặc theo kinh nghiệm của người thiết kế.

-Trong mỗi bước tính thiết kế chi tiết máy, có thể có nhiều phương án cùng thỏa mãn yêu cầu của đầu bài, chúng ta nên phân tích chọn 2 đến 3 phương án hợp lý nhất để tính toán tiếp tục. ở bước cuối cùng, cần so sánh, chọn ra phương án tốt nhất làm kết quả thiết kế.

-Hiện nay có nhiều chương trình máy tính (phần mềm ứng dụng) dùng để tính toán và vẽ tự động các chi tiết máy, bộ phận máy, thậm chí cả máy. Khi sử dụng, chúng ta cần phải chọn phần mềm thích hợp cho bài toán thiết kế, và phải nắm vững kiến thức thiết kế chi tiết máy thì mới sử dụng có hiệu quả các phần mềm ứng dụng nêu trên.

Bài viết liên quan