ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ

GIÁO TRÌNH
MÔN HỌC : NGUYÊN LÝ – CHI TIẾT MÁY
NGHỀ : CẮT GỌT KIM LOẠI
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
Ban hành kèm theo Quyết định số:

/QĐ-CĐN… ngày 05 tháng 10 năm

2015 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề tỉnh BR - VT

Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2015


TUYÊNBỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham
khảo.
Giáo trình này được viết dựa trên các nguồn tại liệu đã trình bày trong
phần tài liệu tham khảo, không nhằm mục đích cá nhân hay kinh tế, tôi xin cam
đoan tài liệu này lấy từ nguồn nào là có trích dẫn cụ thể.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.


LỜI NÓI ĐẦU
Môn Nguyên lý – Chi tiết máy là môn học cơ sở ngành đầu tiên đối với
sinh viên các trường Trung học, Cao đẳng và Đại học các ngành kỹ thuật không
chuyên về cơ khí hay xây dựng. Giáo trình Cơ kỹ thuật gồm kiến thức của hai

2.6. Truyền động bánh răng................................................................................55
2.7.Truyền động trục vít.....................................................................................62
2.8. Truyền động xích.........................................................................................67
2.9.Trục- then.....................................................................................................74
2.10.Ổ lăn...........................................................................................................78
2.11.Ổ trươt........................................................................................................83
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................89


CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC
NGUYÊN LÝ - CHI TIẾT MÁY
Mã số của môn học: MH 18
Thời gian của môn học: 80 giờ.

(LT: 35giờ; BT: 45 giờ)

I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT MÔN HỌC
- Vị trí:
+ Môn học Nguyên Lý-Chi Tiết Máy được bố trí sau khi sinh viên đã học
xong tất cả các môn học, mô-đun: vẽ kỹ thuật, vật liệu cơ khí, cơ lý thuyết, sức
bền vật liệu, Autocad, dung sai–đo lường kỹ thuật.
+ Môn học bắt buộc trước khi sinh viên học các môn học chuyên môn.
- Tính chất:
+ Là môn học kỹ thuật cơ sở bắt buộc, vừa mang tính chất lý thuyết và
thực nghiệm.
+ Là môn học giúp cho sinh viên có khả năng tính toán, thiết kế, kiểm
nghiệm các chi tiết máy hoặc bộ phận máy thông dụng đơn giản.
II. MỤC TIÊU MÔN HỌC:
- Nêu lên được tính chất, công dụng một số cơ cấu và bộ truyền cơ bản
trong các bộ phận máy thường gặp.


I

Nguyên lý máy

45

16

29

1

Cấu tạo cơ cấu

2

2

0

2

Động học cơ cấu

2

2

0

0.5

6

Cơ cấu khớp loại cao

3.5

2

1.5

II

Chi tiết máy

35

19

16

1

Mối ghép đinh tán

2.5

1



2

5

Bộ truyền động đai

7.5

3

4.5

6

Truyền động bánh răng

14

6

8

8

3

5

7

2.5

3.5

Tổng cộng

80

35

45


CHƯƠNG I
ĐỘNG HỌC CƠ CẤU
Ở phần này, ta tập trung nghiên cứu chuyển động của cơ cấu cũng như phân
tích được đặc tính của cơ cấu.
Mục tiêu:
-

Hiểu được các cơ cấu thông dụng.
Giải được các bài toán cơ cấu chứa các khớp loại 5.
Xác định được đối tượng nghiên cứu của môn học.
Nắm được phương pháp nghiên cứu.
Xác định được bậc tự do của cơ cấu.
Phân tích được và xếp loại cơ cấu phẳng.

1.1.MỘT SỐ KHÁI NIỆM
Khi chuyển từ việc nghiên cứu một hệ cơ chung chung, khái quát sang việc
khảo sát một cơ hệ cụ thể trong kỹ thuật thì người ta đưa ra một số tên gọi, khái

Là tập hợp các khâu được nối động sao cho chuyển đông giữa chúng liên
quan nhau. Khái niệm cơ cấu là khái niêm cơ bản khi ta nghiên cứu sự chuyển
động của các bộ phận máy hay một thiết bị. Cơ cấu có tất cả các khâu chuyển
động song phẳng với cùng một mặt phẳng quy chiếu thì được gọi là cơ cấu
phẳng.
1.1.5.

Máy :

Là công cụ do con người chế tạo ra có nhiệm vụ biến đổi năng lượng từ
dạng này sang dạng khác, hoặc biến đổi các thông số chuyển động, nhằm thay

9


thế lao động chân tay, nâng cao hiệu suất lao động. Máy được tạo bởi các cơ

cấu.
Hình 1.2- : Cơ cấu máy
1.1.6. Phân loại khớp động:

Các khớp động được phân loại theo số bậc tự do bị hạn chế gây ra bởi khớp
trong chuyển động tương đối giữa hai khâu. Khi khảo sát chuyển đông tương đối
giưa hai vật ta phải cho một vật làm vật quy chiếu. Trong trường hợp tổng quát,
chuyển động của vật thể trong một hệ quy chiếu nào đó có bậc tự do là 6 [3]. Do
vậy khớp động gồm 5 loại. Nếu khớp động hạn chế một bậc tự do thì gọi là khớp
động loại 1, nếu hạn chế hai bậc tự do –khớp động loại 2. Khớp động có số thứ tự
loại cao nhất là khớp động loại 5, nó hạn chế 5 bâc tự do. Hai khâu được nối với
nhau bằng khớp động loại 5 chỉ có thể chuyển động tương đối với nhau bằng là
quay quanh trục cố định, hay tịnh tiến theo một quỹ đạo đã biết hoặc vừa quay vừa

là tịnh tiến theo một quỹ đạo cho trước thì gọi là khớp tịnh tiến loại 5, hay vắn tắt
la khớp trượt. Lược đồ khớp trượt như hình 1.4. Một trong hai khâu được nối bởi
khớp được biểu thị bởi hình chữ nhật. Khâu còn lại được biểu thị bằng một đường
thẳng (H.1.4,b,d) hay hai đường thẳng (H.1.4c,e). Nếu một trong hai khâu được
cho là đứng yên, thì ta biểu thị khâu đó có sọc nghiêng (H.1.4b,d,e).

11


a

b

c

d

e

Hình 1.4- Lược đồ khớp tịnh tiến
1.1.8.3.

Khớp ren:

Được tạo thành bởi đường ren lồi trên mặt trụ ngoài của một khâu và đường
ren lõm trên mặt trụ trong cua khâu còn lại. Lược đồ của khâu còn lại như trên
hình 12.3. Khi hai đầu quay đối với nhau được một vòng thì chúng dich chuyển
dọc theo trục quay đối với nhau một quảng đường có độ dài xác định, gọi là bước
ren



1.1.9.2.

Khớp có chốt

Khớp trụ :

Cho phép tịnh tiến và quay quanh một trục nào đó.

13


Hình 1.5- Khớp trụ
1.1.9.3.

Khớp cứng :

Khi hai khớp nối không cho phép hai khâu có chuyển động đối với nhau, thì
khớp này gọi là khớp cứng, hay ngàm, như đã nêu ở phần định nghĩa về khớp.
Trên hình 12.7 là lược đồ khớp cứng,hình 12.7a biểu thị khớp cứng khi cả hai khâu
cùng với khớp chuyển động đối với vật quy chiếu, hình 12.7b là khi một trong hai
khâu được cho là đứng yên, tức khớp được gọi là ngàm.

1.1.9.4.

Lược đồ cơ cấu :
Là hình vẽ được quy ước, cho biết số lượng khâu, số lượng cũng như

loại của khớp nối các khâu với nhau và trình tự nối giữa chúng. Trên hình 1.8a
la lược đồ cơ cấu phẳng bốn khâu với bốn khớp thuộc loại khớp bản lề,trong đó

3
vậy :

T=3x3=9

Mỗi khớp bản lề khi nối hai khâu lại đã hạn chế trong ba bậc tự do của chuyển
động song phẳng,do vậy đã gây ra hai ràng buộc,vậy với số lượng 4 khớp bản
lề.
Ta có :

R = 4 x 2 =8

Vậy bậc tự do của cơ cấu, tính theo công thức (1.1)
bằng :

BTD = 9 – 8 = 1

Trong cơ cấu trên hình 12.8b thì :

T=2x3=6

Mỗi khớp tại O và O1 gây ra hai ràng buộc.Khớp nối giữa khâu 2 và khâu
3 chỉ hạn chế một trong ba chuyển động trong chuyển động song phẳng là
chuyển động theo phương pháp tuyến chung của khâu 3 và khâu 2,tức chỉ gây
ra một ràng buộc. Vậy trong cơ cấu trên hình 12.8b thì : R = 2 x 2 + 1 = 5
Vậy bậc tự do của cơ cấu này bằng : BTD = 6 -5 = 1
Trong thực tế kỹ thuật thường sử dụng cơ cấu 1 bậc tự do. Tuy nhiên các máy
có khả năng thực hiện các chức năng phức tạp thì số bậc tự do thường cao hơn
1.ví dụ,máy phay có bậc tự do tối thiểu là 3,máy tiện là 2, các tay máy có bậc tự
do 3,4 hoặc 5 được sử dụng phổ biến. Như ta biết, theo định nghĩa về bâc tự do



Kết luận: bậc tự do của cơ cấu BTD=T-R=9-8=1
1.2.

GIỚI THIỆU CHUNG CÁC CƠ CẤU THÔNG DỤNG
Nhờ các cơ cấu mà chuyển động từ khâu dẫn được truyền sang các khâu

bị dẫn, tức đến các bộ phận máy mong muốn. Tùy theo cách liên kết, tức loại
khớp sử dụng, mà các khâu bị dẫn có chuyển động có thể cùng dạng hay khac
dạng với chuyển động của khâu dẫn. Ví dụ trên hình 1.8a, nếu chọn khâu 1 làm
khâu dẫn, thì khâu bị dẫn 3 có dạng chuyển động giống dạng chuyển động khâu
dẫn 1, còn khâu 2 chuyển động song phẳng, khác dạng với dạng chuyển động
của khaau1. Một số dạng cơ cấu thực hiện được dùng rất phổ biến trong kỹ
thuật đó là : cơ cấu chỉ chứa các khớp loại 5, cơ cấu cam,cơ cấu ma sát,cơ cấu
ma sát,cơ cấu bánh răng, bộ truyền đai, bộ truyền xích,cơ cấu mal-tơ, cơ cấu
bánh cóc. Cơ cấu được dùng phổ biến nhất là cơ cấu có một bâc tự do, vì vậy
trong tài liệu này chúng ta chủ yếu chỉ đề cập đến cơ cấu 1 bậc tự do.
Về mặt chế tạo thì cơ cấu đơn giản nhất là cơ cấu mà các khớp của nó
hoàn toàn thuộc loại 5.Cơ cấu chứa hoàn toàn khớp loại 5, có 1 bậc tự do, có số
khâu ít nhất là cơ cấu có 4 khâu,ví dụ cơ cấu có lược đồ trên hình 1.8a. Cơ cấu
1 bậc tự do có số khâu là 3, tức chỉ có 2 khâu động không thể chứa cả ba khớp
loại 5 mà phải có một khớp thuộc loại 4. Chuyển từ cơ cấu bốn khâu sang cơ
cấu ba khâu đã giảm bớt một khâu, tuy nhiên về mặt chế tạo thì khớp loại 4 yêu
cầu chế tạo phức tạp hơn rất nhiều. Đặc biệt trong khớp loại 4, lực truyền từ
khâu này sang khâu khác tiếp xúc với nó chỉ tại mot điểm hay một đường cho
nên vật liệu dẽ bị mòn, vì vậy cơ cấu ba khâu chứa khớp loại 4 thường được
chế tạo từ loại vật liệu tốt,chịu lực cao,điều này ngược lại khiến cho qua trình
gia công khó khăn,chi phí cao. Bù lại nhược điểm này thì cơ cấu ba khâu có ưu
điểm hơn hẳn cơ cấu chứa chỉ khớp loại 5 la đảm bảo được yêu cầu mong muốn

ra chuyển động của khâu 3, nên khâu 2 được gọi là thanh truyền. Công dụng
chủ yếu của cơ cấu là để truyền chuyển động quay từ vật thể này sang vật thể
khác. Do có sự liên kết giữa các khâu mà khâu 1 và khâu 3 tuy nối với giá bằng
khớp bản lề song có thể không quay được quanh trục 360 0 (trong kỹ thuật gọi là
quay toàn vòng), tức lam được nhiệm vụ tay quay. Điều kiện này gọi là điều
kiện quay toàn vòng. Có 3 đặc điểm động học sau đây được quan tâm trong kỹ
thuật:
-Điều kiện quay toàn vòng
Ký hiệu chiều dài khoảng cách O 1A =
l1, AB = l2, BO2 = l3, O1O2 = l4 .
Khâu 1 sẽ quay toàn vòng nếu thỏa
mãn

bất

đẳng

( l1 + l4 ) < ( l2 + l3 )
 

( l4 - l1 ) > l2 + l3  

thức

sau:

(1.2)

Nếu kèm với (1.2) mà l1 là ngắn nhất
thì chỉ có khâu 1 quay được toàn vòng,

Để ý rằng vị trí điểm P 13 thay đổi trên đường O1O2 tùy thuộc giá trị góc Ψ1
cho nên từ (1.4) ta thấy tỷ số truyền i13 là hàm của góc Ψ1, tức của vị trí cơ cấu :
i13=i13(Ψ1)
Điều này có ý nghĩa, nếu dù khâu 1 chuyển động quay đều thì khâu 3 vẫn
chuyển động quay với vận tốc không đều. Trong kỹ thuật thường hay yêu cầu
chuyển động quay có được phải có vận tốc không đổi. chính đặc điểm tỷ số
truyền biến thiên là nhược điểm chung của cơ cấu có các khớp tất cả thuộc loai
5.

Hình 1.11

Cơ cấu hình bình hành

Dạng đặc biệt của cơ cấu 4 khâu bản lề,có tên là cơ cấu hình bình hành
(H.1.11) là trường hợp khi : l1 = l3 ,l2 = l4
Trong cơ cấu này góc quay của khâu 1 và khâu 3 luôn bằng nhau, vậy tỷ số
truyền của cơ cấu luôn bằng 1. Đường AB chuyển động luôn song song với
đường O1O2, có nghĩa có phương không thay đổi, vậy khâu 2 thực hiện chuyển
động tịnh tiến.công dụng chủ yếu của cơ cấu hinh bình hành là tạo ra chuyển
động tịnh tiến.
22


Câu hỏi ôn tập:
Câu 1: Hãy nêu được các cơ cấu thông dụng?
Câu 2:Tính tỉ số truyền trong cơ cấu chứa các khớp loại 5?

23



Tán nguội, quá trình tán đinh có thể tiến hành ở nhiệt độ môi trường. Tán

nguội dễ dàng thực hiện, giá rẻ; nhưng cần lực lớn, dễ làm nứt đầu đinh. Tán
nguội chỉ dùng với đinh tán kim loại màu và đinh tán thép có đường kính d nhỏ
hơn 10 mm.
+

Tán nóng, đốt nóng đầu đinh lên nhiệt độ khoảng (1000÷1100) 0C rồi tiến

hành tán. Tán nóng không làm nứt đầu đinh; nhưng cần thiết bị đốt nóng, các
tấm ghép biến dạng nhiệt, dễ bị cong vênh.
- Theo hình dáng mũ đinh:

Hình 2.2: Các dạng mũ của đinh tán

Mũ cầu, mũ tròn, mũ côn, mũ chìm, mũ nửa chìm, . . .
- Theo kết cấu mối ghép:
Tùy theo công dụng và kết cấu của mối ghép, mối ghép đinh tán được chia ra:
+ Mối ghép chắc: Mối ghép chỉ dùng để chịu lực không cần đảm bảo kín khít.
25