Các câu hỏi và câu trả lời chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy

Các câu hỏi chế tạo máy:

I. Tại sao lại lắp bộ truyền đai trước,còn nếu bộ truyền xích thì lại lắp sau?
Trả lời: 
-bộ truyền đai thường bố trí ngay sau động cơ vì nó cho phép tốc độ cao, ít gây ồn.
- Bộ truyền xích gắn sau vì nó cho phép truyền lực tốt hơn, không bị trượt như đai, độ ồn của nó cao.

-Bánh răng nghiêng giúp làm việc êm hơn, truyền lực tốt hơn, nhưng có nhược điểm là tạo ra lực dọc trục, với trục 2, bố trí răng thế kia cũng đã giảm bớt một phần lực dọc trục do có 2 lực hướng thẳng vào nhau. Lưu ý là răng nghiêng thì góc nghiêng beta trong khoảng 8-12 độ.
1 – Khi phân phối tỷ số truyền cho HGT cần đảm bỏa điều kiện gì ? vì sao ?:
Trả lời :
Cần đảm bảo 3 điều kiện :
Khối lượng nhỏ nhất : do kích thước của hộp giảm tốc phụ thuộc vào khoảng cách trục (aw) và chiều rộng răng.
Đảm bảo điều kiện bôi trơn là tốt nhất : để bôi trơn các chỗ ăn khớp của các bánh răng, người ta tính toán để các bánh lớn được nhúng vào dầu trong hộp.Nếu phân phối TST không hợp lý sẽ dẫn đến bánh lớn cấp chậm nhúng dầu nhưng bánh lớn cấp nhanh không nhúng được vào dầu. Nếu để 2 bánh cùng nhúng dầu thì bánh lớn cấp chậm nhúng quá sâu trong dầu và dẫn đến tổn thất công suất do khuấy dầu.
Momen quán tính là thu gọn nhỏ nhất.
1 bảo đảm khuôn khổ và trọng lượng của hộp giảm tốc là nhỏ nhất.
2 bảo đảm điều kiện bôi trơn tốt nhất.
TẠI VÌ 
kích thước của hộp giảm tốc được quyết định bởi khoảng cách trục A,chiều rộng bánh răng. 
còn đảm bảo ĐK bôi trơn tốt hay xấu biểu hiện ở sự chênh lệch giữa các kích thước của bánh răng lớn,nếu dùng phương pháp bôi trơn ngâm dầu.
khuôn khổ trọng lượng của hộp giảm tốc phụ thuộc nhiều vào vật liệu chế tạo bánh răng và hệ số chiều rộng bánh răng .
4 – Trường hợp nào cần chọn công suất động cơ theo công suất đẳng trị, tại sao ?
Trả lời :
Công suất của động cơ được xác định dựa tren Pt (Công suất cần thiết trên trục động cơ). Trị số của Pt được xác định tùy thuộc vào chế độ làm việc của động cơ và tính chất tải trọng:
Đối với các động cơ làm việc lâu dài như băng tải,tải trọng tác dụng có thể là không đổi hoặc thay đổi :
Tải trọng không đổi :
Pt là công suất làm việc trên trục công tác: Pt = Plv = F.v/1000
Tải trọng thay đổi :
Lúc này nhiệt độ động cơ thay đổi theo sự thay đổi của tải trọng. Do vậy ta tính theo công suất tương đương không đổi ( với mất mát năng lượng do nó sinh ra tương đương với mất mát năng lượng do công suất thay đổi gây nên trong cùng một thời gian).
Pt =Ptđ.
6 – Bộ truyền xích nên bố trí ở trục đầu vào hay đầu ra của HGT , tại sao ?
Trả lời :
Bộ truyền xích có thể bố trí cả ở đầu và lẫn đầu ra của HGT , vì :
* Có thể dùng xích để giảm tốc hoặc tăng tốc.
* So với đai thì xích có khả năng tải và hiệu suất cao hơn, cùng một lúc có thể truyền động và công suất cho nhiều trục.
7 – Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính của bộ truyền xích ?
Trả lời :
* Các dạng hỏng của bộ truyền xích : mòn bản lề và răng đĩa, con lăn bị rỗ hoặc vỡ, các má xích bị đứt vì mỏi, trong đó mòn bản lề nguy hiểm hơn cả và là nguyên nhân chủ yếu mất khả năng làm việc của bộ truyền xích.
* Do dạng hỏng như vậy nên chỉ tiêu tính toán cơ bản của BTX là tính về mòn, xuất phát từ điều kiện áp suất sinh ra trong bản lề không được vượt quá một giá trị giới hạn cho phép.
8 - Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính của bộ truyền bánh răng ?
Trả lời :
* Các dạng hỏng : hỏng ở mặt răng như tróc rỗ , mòn dính hoặc hỏng ở chân răng như gẫy, trong đó nguy hiểm nhất là tróc rỗ mặt răng và gẫy răng.Ngoài ra răng có thể biến dạng dư , gẫy giòn bề mặt , hoặc phá hỏng tĩnh ở chân răng do quá tải.
* Các chỉ tiêu tính toán:
Các dạng hư hỏng tróc rỗ và gẫy răng là các phá hỏng mỏi do tác dụng lâu dài của ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn thay đổi có chu kỳ gây nên.Do vậy chỉ tiêu cơ bản để tính BT BR là tính về độ bền tiếp xúc của mặt răng làm việc và độ bền uốn của chân răng,trong đó các ứng suất sinh ra phải nhỏ hơn một giá trị cho phép,sau đó kiểm nghiệm răng về quá tải.
1 nếu bộ truyền trong hộp kín thì dạng hỏng là tróc bề mặt răng do ứng suất tiếp xúc gây ra vậy với bộ truyền được thiết kế theo ứng suất tiếp xúc cho phép và kiểm nghiệm ư s uốn .
2 nếu bộ truyền để hở dạng hỏng là mòn răng gây nên gẫy răng do vậy tính toán thiết kế theo ứng suất uốn,kiểm nghiệm theo ứng suất tiếp xúc.
9 – Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính trục ?
Trả lời :
* Chỉ tiêu quan trọng nhất là độ bền , ngoài ra là độ cứng và đối với các trục quay nhanh là độ ổn định dao.
10 - Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính của ổ lăn ?
Trả lời :
* Các dạng hỏng:

* Các chỉ tiêu tính toán :
Khi thiết kế HGT, không thiết kế ổ lăn ( do đã được tiêu chuẩn hóa ) mà chọn ổ theo 2 tiêu chỉ ; khả năng tải động C và khả năng tải tĩnh Co.
12 – Trình tự chọn ổ lăn ?13 – Trình bày quy tắc phân tích lực ăn khớp trong bộ truyền bánh răng.
Trả lời :
Lực ăn khớp trong các bộ truyền được chia làm 3 thành phần : lực vòng Ft , lực hướng tâm Fr , lực dọc trục Fa. Đối với bánh răng trụ:
Ft1 = Ft2 = 2.T/dw1 
Fr1 = Fr2 = Ft1.tgα/cosβ
Fa1 = Fa2 = Ft1 .tgβ
Trong đó T : momen xoắn trên trục bánh 1 (Nmm)
d w1 : đường kính vòng lăn bánh 1.
α : góc ăn khớp
β : góc nghiêng của răng.
14 - Thông số hình học của bộ truyền xích .
Trả lời :
* Khoảng cách giữa các đĩa xích : a 
* Xích ống con lăn:
- Bước xích P.
- Chiều rộng con lăn B.
- Đường kính của ống xích do .
- Đường kính con lăn d1.
- Chiều rộng mắt xích h.
- Chiều cao chốt xích b.
* Đĩa xích :
- Đường kính vòng chia : a.
- Đường kính vòng đáy : df.

15 – Tại sao phải chọn bề rộng bánh răng nhỏ lớn hơn bề rộng bánh răng lớn?
Trả lời :
Trong quá trình lắp ghép, đôi khi không thể đảm bảo ăn khớp đúng giữa bánh răng nhỏ và bánh răng lớn . Lúc đó chiều dài tiếp xúc giữa các răng có thể sẽ nhỏ hơn bw .Do vậy khi chế tạo ,ta thường làm bề rộng của bánh răng nhỏ lớn hơn so với bề rộng bánh lớn để khi lắp ráp có sai lệch thì vẫn đảm bảo đủ chiều dài ăn khớp.Mặt khác tăng bề rộng bánh nhỏ chứ không phải bánh lớn để giảm bớt khối lượng , bới chi phí và không làm tăng momen quán tính khi hoạt động.

16 – Tại sao phải chọn đường kính thân trục và ngõng trục theo tiêu chuẩn ?
Trả lời :
Phải chọn đường kính thân trục và ngõng trục theo tiêu chuẩn để tạo điều kiện t huận lới cho việc tính chọn then và ổ . Do then và ổ lắp trên trục đã được tiêu chuẩn hóa nên phải chọn đường kính trục theo tiêu chuẩn.

17 – Trình bày cách chọn và tính các kích thước của then bằng.
Trả lời :
Sau khi thiết kế trục , ta đã xác định được đường kính trục d tại chỗ lắp then và chiều dài mayơ lm . Từ đó ta sẽ tính được chiều dài then
lt = (0.8…0.8) lm . Các kích thước h (chiều cao then), b (bề rộng then) , t (chiều sâu rãnh then) chọn theo đường kinh trục theo bảng 9.1 , 9.2 sách hướng dẫn của Trịnh Chất.Nếu then không thỏa mãn điều kiện bền thì có thể chuyển từ then bằng thấp sang then bằng cao , hoặc tăng chiều dài mayơ để tăng chiều dài then.Nếu không được có thể sử dụng 2 then đặt cách nhau 180o ,khi đó mỗi then có thể tiếp nhận được 0,75 T.

18– Dạng hỏng ,chỉ tiêu của then bằng.
Trả lời :
* Trong quá trình làm việc, then có thể bị hỏng do dập bề mặt làm việc ,ngoài ra then có thể hỏng do bị cắt.
* Các chỉ tiêu khi tính then : khi thiết kế thường dựa vào đường kính trục để chọn kích thước tiết diện then , chiều dài then tính theo chiều dài mayơ của chi tiết, rồi tiến hành kiểm nghiệm theo độ bền dập và độ bền cắt.
19– Yêu cầu khi chọn vật liệu bánh răng ?Tại sao người ta chọn vật liệu bánh răng nhỏ tốt hơn bánh răng lớn , vật liệu của bánh răng cấp chậm tốt hơn cấp nhanh ?
Trả lời :
* Yêu cầu : khi chọn vật liệu phải dựa vào các yêu cầu cụ thể : tải trọng lớn hay nhỏ , khả năng công nghệ và thiết bị chế tạo cũng được cũng như vật tư được cung cấp, có yêu cầu kích thước phải gọn hay không.
Vật liệu chế tạo răng thường được chia thành 2 nhóm :
- Nhóm 1 : độ rắn HB < 350, bánh răng thường được thường hóa hoặc tôi cải thiện.Nhờ độ rắn thấp nên có thể cắt răng chính xác sau khi nhiệt luyện, đồng thời bộ truyền có khả năng chạy mòn.
- Nhóm 2 : có độ rắn HB >350 , bánh răng thường được tôi thể tích , tôi bề mặt, thấm cacbon ,thấm nito dùng các nguyên công tu sửa đắt tiền như mài,mài nghiền v.v.. Răng chạy mòn rất kém do đó phải nâng cao độ chính xác chế tạo , nâng cao độ cứng của ổ trục.Tuy nhiên khi dùng vật liệu nhóm 2 thì ứng suất tiếp xúc có thể tăng tới 2 lần và nâng cao khả năng tải của bộ truyền cũng như tăng tới 4 lần so với thép thường hóa hoặc tôi cải thiện.
Đối với hộp giảm tốc chịu công suất trung bình hoặc nhỏ ,chỉ cần chọn vật liệu nhóm 1, đồng thời chú ý răng để tăng khả năng chạy mòn của răng ,nên nhiệt luyện bánh răng lớn đạt độ rắn thấp hơn độ rắn bánh răng nhỏ từ 10 đến 15 đơn vị :
H1 > H2 + (10 … 15 ) HB
Với công suất lớn có thể chọn vật liệu bánh nhỏ là thép nhóm 2, bánh lớn nhóm 1 hoặc cả 2 đều thuộc nhóm 2, khi đó nhiệt luyện 2 bánh như nhau và đạt độ rắn bằng nhau. 
* Người ta chọn vật liệu bánh nhỏ tốt hơn bánh lớn vì :số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ nhiều hơn bánh lớn.
* Vật liệu bánh răng cấp chậm lớn hơn cấp nhanh vì momen trên các trục của cấp chậm lớn hơn cấp nhanh, do vậy tải trọng lên các răng lớn hơn so với cấp nhanh.

20 - Trên cùng một trục nên chọn cùng loại ổ loại then như nhau vì sao ?
Trả lời :
Then và ổ trên cùng một trục thì nên chọn cùng loại then, ổ để thuận tiện cho quá trình thiết kế và chế tạo. Nếu cùng một loại then ,ta chỉ cần tính toán kiểm nghiệm cho then ở vị trí chịu nguy hiểm hơn.Trong chế tạo ,chọn cùng loại then dễ cho việc chế tạo vì không phải thay dao cắt, tạo năng suất.Mặt khác trong quá trình chế tạo có thể lắp lẫn, đổi then,ổ cho nhau trong trường hợp cần thiết.

21 – Mối lắp giữa then và trục là gì ?
Trả lời :
hệ thống trục , lắp có độ dôi để bảo đảm truyền momen xoắn đầy đủ và không phải tháo then khi tháo BR hay ổ .

22 – Cách chọn động cơ điện. Dựa vào thông số nào để chọn động cơ điện, các thông số cơ bản của động cơ điện.Phân biệt công suất tương đương, công suất yêu cầu và công suất danh nghĩa của động cơ.
Trả lời :
* Cách chọn động cơ điện :
- Tính công suất cần thiết của động cơ. 
Pct = Pt / η 
Muốn biết được công suất công thiết của động cơ, cần xác định Pt¬ – công suất tính toán và hiệu suất truyền động – η.Trị số Pt¬ phụ thuộc vào chế độ làm việc và tính chất tải trọng. Trường hợp tải trọng không đổi, công suất tính toán là công suất trên trục công tác. Với trường hợp tải trọng thay đổi, công suất tính toán được tính theo công suất tương đương.
- Xác định sơ bộ vòng quay đồng bộ của động cơ. Trong thiết kể, để chọn số vòng quay của động cơ cần cân đối giữa 2 yếu tố : giá thành động cơ và kích thước của bộ truyền.
- Dựa vào số vòng quay đồng bộ, công suất ,kết hợp với các yêu cầu về quá tải , momen mở máy và phương pháp lắp đặt động cơ để chọn kích thước động cơ phù hợp với yêu cầu thiết kế.
* Thông số cơ bản của động cơ :
- Công suất.
- Tốc độ.
- Hệ số công suất : cos β.
- Tỷ số điều kiện mở máy :TK / Tdn.
- Tỷ số điều kiện quá tải : Tmax / Tdn.

23 – Các phương pháp phân phối tỷ số truyền cho các cấp trong HGT. Phân phối TST cho HGT và bộ truyền ngoài ntn ? Ảnh hưởng của việc phân phối TST lên kích thước HGT và hệ dẫn động.
Trả lời :
PP1 : Phân theo yêu cầu gia công vỏ hộp : với các hộp giảm tốc đã được tiêu chuẩn hóa để tạo thuận lợi cho việc gia công, người ta quy định tỷ số khoảng cách trục cấp chậm aw2 và cấp nhanh aw1 .Dựa trên cơ sở đó mà phân phối tỷ số truyền uh .
PP2 : Phân theo yêu cầu bôi trơn :
Để bôi trơn chỗ ăn khớp của các bánh răng trong hộp giảm tốc, người ta tính toán để các bánh lớn được nhúng vào dầu đựng trong hộp.
PP3 : Phân theo yêu cầu gọn nhẹ :
Với hộp giảm tốc bánh răng trụ loại nặng thì chỉ tiêu về kích thước và khối lượng lại có ý nghĩa quan trọng.Vì vậy trong trường hợp này người ta phân uh cho các cấp xuất phát từ điều kiện tổng khoảng cách trục là nhỏ nhất.
U1 = (1.2 … 1.3 ) U2

* Phân phối tỷ số truyền cho HGT và bộ truyền ngoài :
Trong thiết kể ,người ta mong muốn dùng động cơ có số vòng quay cao (do khối lượng ,giá thành động cơ giảm, hiệu suất và hệ số công suất tăng). Tuy nhiên dùng động cơ có số vòng quay cao thì lại yêu cầu giảm tốc nhiều hơn, tức là phải sử dụng hệ thống dẫn động với tỷ số truyền lớn, kết quả là kích thước và giá thành các bộ truyền tăng lên. Vì vậy trong thiết kế nên phối hợp hai yếu tố vừa nêu , đồng thời căn cứ vào sơ đồ của hệ thống dẫn động cần thiết kế để chọn số vòng quay thích hợp cho động cơ.
24 – Nêu cách chọn hợp lý công suất và số vòng quay động cơ.
Trả lời:
Dựa vào công suất cần thiết tính và số vòng quay sơ bộ của động cơ ,kết hợp với các yêu cầu về momen mở máy và phương pháp lắp đặt động cơ để chọn quy cách động cơ theo bảng giới thiệu Phụ lục.
Động cơ phải có công suất Pdc và số vòng quay đồng bộ thỏa mãn các điều kiện:
Pdc > Pct 
ndb ≈ nsb 
Đồng thời có momen mở máy thỏa mãn điều kiện
T mm / T ≤ TK / Tdn

                                                                             Nguồn Khoa cơ Khí chế tạo máy ĐH Sư phạm kỹ thuật.