Đề thi, bài tập trắc nghiệm online Chi tiết máy – Đề 2

Cao su và các vật liệu đàn hồi khác (như amiăng, bìa giấy ép) thường được sử dụng để chế tạo vòng đệm (gasket) do tính mềm dẻo, dễ biến dạng và khả năng làm kín tốt các khe hở trong mối ghép tĩnh. Thép carbon, gang và đồng thau là vật liệu kim loại cứng, không phù hợp để làm vòng đệm kín khít.

Phớt chặn dầu (seal) được thiết kế để làm kín khe hở giữa các chi tiết chuyển động tương đối với nhau, ngăn chặn bụi bẩn xâm nhập vào ổ trục và giữ cho chất bôi trơn không bị rò rỉ ra ngoài. Then và chốt định vị dùng để truyền mô men và định vị, vòng đệm có nhiều chức năng nhưng không chuyên biệt cho việc làm kín và bảo vệ ổ trục như phớt chặn dầu.

Chốt định vị (dowel pin) là chi tiết máy hình trụ hoặc côn, được sử dụng để định vị chính xác vị trí tương đối giữa hai hoặc nhiều chi tiết trong quá trình lắp ráp, đảm bảo độ chính xác và ổn định của mối ghép. Vòng đệm có nhiều chức năng nhưng không chuyên biệt cho định vị chính xác, then truyền mô men, bu lông siết chặt mối ghép.

Ưu điểm nổi bật của ổ lăn so với ổ trượt là ma sát lăn nhỏ hơn nhiều so với ma sát trượt. Điều này dẫn đến tổn thất năng lượng ít hơn, hiệu suất cao hơn và ít sinh nhiệt hơn. Ổ trượt có thể chịu tải va đập tốt hơn trong một số trường hợp, giá thành ổ trượt thường rẻ hơn, và ổ lăn nhạy cảm hơn với bụi bẩn so với ổ trượt (trong một số thiết kế ổ trượt kín).

Hiện tượng trượt đai (belt slip) xảy ra khi lực ma sát giữa đai và bánh đai không đủ để truyền hết mô men xoắn yêu cầu. Điều này có thể do lực căng đai quá nhỏ, bề mặt đai hoặc bánh đai bị mòn hoặc dính dầu mỡ, hoặc tải trọng truyền động quá lớn so với khả năng ma sát. Lực căng đai quá lớn có thể gây hỏng đai, tải trọng quá nhỏ không gây trượt, đường kính bánh đai không trực tiếp gây trượt.

Lò xo, đặc biệt là lò xo giảm chấn, được thiết kế để hấp thụ và giảm thiểu năng lượng rung động và chấn động trong hệ thống cơ khí. Bánh răng truyền chuyển động, trục truyền mô men xoắn, và vòng bi giảm ma sát, nhưng lò xo mới là chi tiết chuyên dụng để giảm rung động.

Mài mòn (wear) là quá trình hao mòn vật liệu từ bề mặt chi tiết do chuyển động tương đối giữa các bề mặt tiếp xúc và lực ma sát phát sinh. Ứng suất tĩnh quá lớn có thể gây biến dạng hoặc phá hủy, ăn mòn hóa học là do phản ứng hóa học, nhiệt độ cao có thể gây ra nhiều vấn đề khác nhau, nhưng mài mòn trực tiếp là do ma sát và chuyển động tương đối.

Bộ truyền bánh răng, với các loại bánh răng khác nhau (trụ, côn, trục vít,…), không chỉ truyền chuyển động quay mà còn cho phép thay đổi tỷ số truyền bằng cách thay đổi tỷ số đường kính hoặc số răng giữa các bánh răng ăn khớp. Khớp nối chỉ kết nối trục, ổ đỡ hỗ trợ trục, phanh giảm tốc độ∕dừng chuyển động, không có khả năng thay đổi tỷ số truyền.

Phanh (thắng) là chi tiết máy được thiết kế để tạo ra lực ma sát, làm giảm tốc độ hoặc dừng hẳn chuyển động quay của một chi tiết, ngăn chặn chuyển động quay tiếp tục. Khớp nối kết nối trục, bánh răng truyền động quay, vòng bi hỗ trợ chuyển động quay, chỉ có phanh là có chức năng ngăn chặn chuyển động quay.

Mạ (ví dụ: mạ kẽm, mạ crom) là phương pháp phủ một lớp kim loại bảo vệ lên bề mặt chi tiết thép, tạo lớp ngăn cách giữa thép và môi trường ăn mòn, từ đó tăng khả năng chống ăn mòn. Tôi, ram, ủ là các phương pháp nhiệt luyện thay đổi cơ tính của thép, không trực tiếp tăng khả năng chống ăn mòn.

Tôi bề mặt (ví dụ: tôi cao tần, thấm cacbon) là phương pháp nhiệt luyện tạo lớp bề mặt cứng và chống mài mòn tốt cho chi tiết thép, trong khi lõi vẫn giữ được độ dẻo dai. Ủ và thường hóa là các phương pháp nhiệt luyện làm mềm thép, ram là công đoạn sau tôi để giảm ứng suất và tăng độ dẻo dai nhưng vẫn giữ độ cứng đạt được sau tôi. Chỉ có tôi bề mặt là phương pháp chuyên biệt để tăng độ cứng và chống mài mòn bề mặt.

Vòng bi cầu tự lựa được thiết kế với rãnh lăn vòng ngoài hình cầu, cho phép vòng bi tự điều chỉnh một góc nhất định để bù sai lệch về độ đồng tâm giữa trục và vỏ. Các loại vòng bi khác như vòng bi cầu đỡ chặn, vòng bi đũa trụ, vòng bi côn không có khả năng tự lựa hoặc khả năng tự lựa rất hạn chế.

Ren hình thang có dạng hình thang cân, có khả năng chịu tải trọng lớn và ít bị kẹt, thường được sử dụng trong các cơ cấu truyền động như vít me-đai ốc trong máy công cụ, cơ cấu nâng hạ. Ren vuông có hiệu suất cao nhưng khó chế tạo, ren tam giác phổ biến cho mối ghép, ren ống dùng cho ống dẫn chất lỏng∕khí.

Lò xo xoắn trụ, dạng lò xo phổ biến nhất, được thiết kế chủ yếu để chịu tải trọng kéo hoặc nén dọc theo trục lò xo. Lò xo lá chịu tải uốn, lò xo xoắn ốc chịu tải xoắn, lò xo đĩa chịu tải nén lớn và có tính chất đặc biệt, lò xo xoắn trụ là loại thông dụng nhất cho tải trọng kéo∕nén dọc trục.

Tiện là một phương pháp gia công cắt gọt kim loại, có thể đạt được độ chính xác kích thước và độ bóng bề mặt cao. Đúc và rèn là các phương pháp tạo hình phôi, thường cần gia công cơ khí tiếp theo để đạt độ chính xác cao. Hàn là phương pháp ghép nối chi tiết, không phải phương pháp gia công tạo hình chi tiết.

Độ cứng xoắn của trục khuỷu, tức là khả năng chống lại biến dạng xoắn, là yếu tố quan trọng để giảm rung động xoắn. Trục có độ cứng xoắn cao sẽ ít bị xoắn khi chịu tải, giảm biên độ rung động. Độ bền vật liệu cần thiết để chịu tải trọng, khối lượng và chiều dài trục ảnh hưởng đến quán tính và tần số dao động, nhưng độ cứng xoắn trực tiếp quyết định khả năng chống lại rung động xoắn.

Dầu bôi trơn có nhiều chức năng quan trọng, trong đó chức năng chính là giảm ma sát giữa các bề mặt chuyển động tương đối với nhau, từ đó giảm mài mòn và sinh nhiệt, đồng thời cũng giúp làm mát các chi tiết. Dầu bôi trơn không tăng ma sát, không tăng độ cứng vững, nhưng có thể góp phần chống ăn mòn.

Bước xích (pitch) là thông số quan trọng của xích, được định nghĩa là khoảng cách từ tâm của một chốt xích đến tâm của chốt xích kế tiếp. Nó quyết định kích thước và khả năng ăn khớp của xích với bánh xích.

Khớp nối mềm được thiết kế đặc biệt để bù sai lệch về vị trí tương đối giữa hai trục, bao gồm sai lệch góc, sai lệch tâm và sai lệch dọc trục. Điều này cho phép kết nối và truyền động giữa các trục không hoàn toàn thẳng hàng. Bánh răng truyền động giữa trục song song hoặc giao nhau, ổ đỡ hỗ trợ trục, phanh dùng để giảm tốc độ hoặc dừng chuyển động.

Hiện tượng rỗ bề mặt (pitting) là một dạng hỏng hóc do mỏi bề mặt, thường gặp ở các chi tiết chịu ứng suất tiếp xúc cao và lặp lại, điển hình là vòng bi và bánh răng. Ứng suất tiếp xúc cao tại điểm tiếp xúc giữa các con lăn và vòng bi gây ra mỏi và bong tróc bề mặt, tạo thành các vết rỗ. Trục, khớp nối và lò xo ít chịu ứng suất tiếp xúc lặp lại theo cách này.

Mối ghép ép (hay mối ghép bằng lực ma sát) tạo ra lực ép lớn giữa các bề mặt tiếp xúc, từ đó sinh ra lực ma sát rất lớn để truyền mô men xoắn. Ví dụ điển hình là mối ghép giữa bánh răng và trục bằng phương pháp ép nóng. Mối ghép then và ren truyền mô men xoắn bằng sự ăn khớp hình học, mối ghép hàn là mối ghép cố định không liên quan đến ma sát truyền lực.

Độ dẻo dai là khả năng vật liệu hấp thụ năng lượng biến dạng dẻo trước khi bị phá hủy. Đối với bánh răng chịu tải trọng va đập, độ dẻo dai cao giúp bánh răng chống lại sự phá hủy giòn do va đập. Độ bền kéo và độ cứng quan trọng cho khả năng chịu tải tĩnh và chống mài mòn, độ bền mỏi quan trọng cho tải trọng lặp lại, nhưng độ dẻo dai là yếu tố then chốt khi chịu tải va đập.

Then bằng là loại then phổ biến, được sử dụng để truyền mô men xoắn trung bình và có thể chịu được một phần lực hướng kính. Then hoa thường dùng cho mô men xoắn lớn, then vát và then bán nguyệt có ứng dụng riêng nhưng then bằng có phạm vi sử dụng rộng rãi nhất cho mô men xoắn trung bình và lực hướng kính.

Vòng bi côn được thiết kế đặc biệt để chịu tải hướng trục một chiều lớn, ngoài ra còn có thể chịu tải hướng kính. Thiết kế côn cho phép phân bổ tải trọng trên diện tích tiếp xúc lớn hơn so với các loại vòng bi khác khi chịu tải hướng trục. Vòng bi cầu chịu tải hướng trục kém, vòng bi đũa trụ chủ yếu chịu tải hướng kính, vòng bi kim cũng chủ yếu chịu tải hướng kính và có kích thước hướng kính nhỏ.

Ổ trượt đỡ chặn (hay ổ trượt hướng tâm và dọc trục) được thiết kế để chịu cả tải trọng hướng kính (vuông góc với trục) và tải trọng hướng trục (dọc theo trục). Các loại ổ trượt khác chuyên biệt hơn: ổ trượt hướng kính chỉ chịu tải hướng kính, ổ trượt dọc trục chỉ chịu tải dọc trục, và ổ trượt côn thì liên quan đến hình dạng bề mặt trượt chứ không đặc trưng cho khả năng chịu tải tổng hợp.

Bánh răng côn có hình dạng đặc biệt, cho phép truyền chuyển động quay giữa hai trục giao nhau, phổ biến nhất là vuông góc giao nhau. Bánh răng trụ dùng cho trục song song, bánh răng trục vít cho trục vuông góc không giao nhau, và không có loại bánh răng nào dùng cho trục cùng phương theo cách hiểu thông thường về truyền động bánh răng.

Mối ghép ren, sử dụng bu lông, vít và đai ốc, là loại mối ghép tháo lắp được và có thể thực hiện nhiều lần tháo lắp mà không gây hư hại đáng kể cho các chi tiết. Các mối ghép hàn và đinh tán là mối ghép cố định, không thể tháo rời hoặc rất khó tháo rời mà không phá hủy mối ghép. Mối ghép then có thể tháo lắp, nhưng việc tháo lắp nhiều lần có thể gây mòn hoặc biến dạng then và rãnh then.

Bánh răng trụ là loại bánh răng được thiết kế đặc biệt để truyền chuyển động quay giữa các trục song song. Các chi tiết khác như ổ lăn và vòng bi hỗ trợ chuyển động quay, khớp nối liên kết các trục, nhưng bánh răng trụ trực tiếp thực hiện việc truyền động quay giữa các trục song song.

Mô men quán tính tiết diện ngang (I) là đại lượng đặc trưng cho khả năng chống uốn của tiết diện. Mô men uốn tỷ lệ nghịch với mô men quán tính. Do đó, mô men quán tính càng lớn, trục càng bền uốn. Độ cứng vật liệu (E) quan trọng nhưng mô men quán tính tiết diện có ảnh hưởng trực tiếp và mạnh mẽ hơn đến độ bền uốn. Hệ số Poisson và hệ số giãn nở nhiệt ít ảnh hưởng đến độ bền uốn trực tiếp.

Thép lò xo là loại thép hợp kim đặc biệt được chế tạo riêng cho mục đích làm lò xo, với các yêu cầu cao về tính đàn hồi, độ bền mỏi và khả năng chịu tải lặp lại. Gang xám giòn và chịu kéo kém, thép gió chuyên dùng cho dụng cụ cắt, nhôm hợp kim nhẹ nhưng độ bền và đàn hồi không bằng thép lò xo.