Ma sát

Chia sẻ: Kha Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

0
139
lượt xem
52
download

Ma sát

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong vật lý học, ma sát là một loại lực cản xuất hiện giữa các bề mặt vật chất, chống lại xu hướng thay đổi vị trí tương đối giữa hai bề mặt. Lực ma sát làm chuyển hóa động năng của chuyển động tương đối giữa các bề mặt thành năng lượng ở dạng khác. Việc chuyển hóa năng lượng thường là do va chạm giữa phân tử của hai bề mặt gây ra chuyển động nhiệt hoặc thế năng dự trữ trong biến dạng của bề mặt hay chuyển động của các electron, được tích lũy một phần thành...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Ma sát

  1. Theory of Machine 4.01 Friction 4. MA SÁT HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien Theory of Machine 4.02 Friction §1. i cương - Ma sát là m t hi n tư ng ph bi n trong t nhiên và k thu t - Ma sát v a có l i v a có h i + H i: gi m hi u su t máy, làm nóng máy, làm mòn chi ti t máy, … + L i: m t s cơ c u ho t ng d a trên nguyên lý ma sát như phanh, ai, … phanh, ai, → Nghiên c u tác d ng c a ma sát Nghiên tìm cách gi m m t tác h i và t n d ng m t có ích c a ma sát HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien
  2. Theory of Machine 4.03 Friction §1. i cương 1. Phân lo i Phân - Theo tính ch t ti p xúc + Ma sát ư t + Ma sát khô + Ma sát ½ ư t, ½ khô - Theo tính ch t chuy n ng + Ma sát trư t + Ma sát lăn - Theo tr ng thái chuy n thá ng + Ma sát tĩnh + Ma sát ng HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien Theory of Machine 4.04 Friction §1. i cương 2. Nguyên nhân c a hi n tư ng ma sát Nguyên - Nguyên nhân cơ h c Nguyên 3. L c ma sát và h s ma sát r r R N ϕt Fmax rA ft = F N r F Ft B tan ϕt = max = f t N r r P S HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien
  3. Theory of Machine 4.05 Friction §1. i cương r r R N ϕd Fd rA fd = F N r Fd Fd B tan ϕ d = = fd N r r P S r Fmax r Fd r F HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien Theory of Machine 4.06 Friction §1. i cương 4. nh lu t Coulomb v ma sát trư t khô - L c ma sát c c i và l c ma sát ng t l v i ph n l c pháp tuy n phá Fmax = f t N Fd = f d N - H s ma sát ph thu c + v t li u b m t ti p xúc + tr ng thái b m t ti p xúc (ph ng hay không ph ng) thá ng) + th i gian ti p xúc - H s ma sát không ph thu c + áp l c ti p xúc + di n tích ti p xúc + v n t c tương i gi a hai b m t ti p xúc - i v i a s v t li u, h s ma sát tĩnh l n hơn h s ma sát ng ft > fd HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien
  4. Theory of Machine 4.07 Friction §2. Ma sát trên kh p t nh ti n (ma sát trư t khô) khô) I. Ma sát trên m t ph ng ngang r r P N ϕ r α Py A r r Px Fms B r r r - Tác d ng lên A m t l c P( Px , Py ) - L c phát phá ng Pd = Px = P sin α -L cc n Pc = Fms = f N = f P cos α - i u ki n chuy n ng: l c phát ng: phá ng > l c c n P sin α ≥ f P cos α tan α ≥ f = tan ϕ α ≥ϕ → Khái ni m m t nón ma sát Khá HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien Theory of Machine 4.08 Friction §2. Ma sát trên kh p t nh ti n (ma sát trư t khô) khô) II. Ma sát trên m t ph ng nghiêng nghiê - Trư ng h p A i lên trên m t ph ng nghiêng Trư r r r r r + L c tác d ng Q , P, N , F N r R ϕ α B + Phương trình cân b ng l c Phương trì r r P A F α +ϕ v Q r S + T i v trí cân b ng l c trí P = Q tan(α + ϕ ) α → A chuy n ng P ≥ Q tan(α + ϕ ) + i u ki n t hãm o α +ϕ = π / 2 P → ∞ không th th c hi n ư c l c P l n như v y oα+ϕ>π/2 tan (α +ϕ) < 0 → P n m theo chi u ngư c l i (α π → i u ki n t hãm α +ϕ ≥ 2 HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien
  5. Theory of Machine 4.09 Friction §2. Ma sát trên kh p t nh ti n (ma sát trư t khô) khô) - Trư ng h p A i xu ng trên m t ph ng nghiêng r r r r r r N R + L c tác d ng Q , P, N , F ϕ α r + Phương trình cân b ng l c Phương trì F B r A P α + T i v trí cân b ng l c trí P = Q tan(α − ϕ ) α −ϕ P v r → A chuy n ng Q≥ Q S tan(α − ϕ ) + i u ki n t hãm o α -ϕ = 0 Q → ∞ không th th c hi n ư c l c Q l n như v y o α -ϕ < 0 tan (α -ϕ) < 0 → Q n m theo chi u ngư c l i (α → i u ki n t hãm α ≤ϕ HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien Theory of Machine 4.10 Friction §2. Ma sát trên kh p t nh ti n (ma sát trư t khô) khô) III. Ma sát trên rãnh ch V Q P HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien
  6. Theory of Machine 4.11 Friction §2. Ma sát trên kh p t nh ti n (ma sát trư t khô) khô) r r N′ N′ r r N N β r r 2F P r r Q Q r r r r + L c tác d ng Q , P, N , F + Chi u các l c lên phương th ng ng N ′ = 2 N cos β = Q Q ⇒ 2N = cos β + L c ma sát trên thành rãnh thà F= f N → i u ki n chuy n ng P ≥ 2F f ⇒ P≥2f N = Q = f ′Q cos β HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien Theory of Machine 4.12 Friction §2. Ma sát trên kh p t nh ti n (ma sát trư t khô) khô) IV. Ma sát trên kh p ren vít - C u t o ren vít ren tam giác giá ren vuông vuông ren hình thang ren trong 1444444444 24444444444 4 3 ren ngoài ngoà ren ph i ren trái trá HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien
  7. Theory of Machine 4.13 Friction §2. Ma sát trên kh p t nh ti n (ma sát trư t khô) khô) - Ma sát trên ren vuông vuông r Q r r Q r Q P r P r r λ t M M π dtb t rtb λ = arctan r π dtb P + Tri n khai m t ren theo m t tr ra m t ph ng,m t ren tr thành m t ph ng thà ph ng nghiêng m t góc λ. Ma sát trên kh p ren vuông ư c xem g n úng như ma sát trên m t ph ng nghiêng → Bài toán v t chuy n ng trên m t ph ng nghiêng P = Q tan(α ± ϕ ) toá + : v n ch t, P phát ng, Q c n phá ng, ⇒ M ≥ M ms = rtb Q tan(α ± ϕ ) chú ý d u chú - : tháo l ng, P c n, Q phát ng thá ng, phá HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien Theory of Machine 4.14 Friction §2. Ma sát trên kh p t nh ti n (ma sát trư t khô) khô) - Ma sát trên ren tam giác giá r Q r r Q r Q P r β P r λ t M π dtb t f rtb λ = arctan ϕ ′ = arctan r π dtb cos β P + Ma sát trên kh p ren tam giác ư c xem g n úng như ma sát trên rãnh ch giá V có thành rãnh nghiêng m t góc β và t n m nghiêng m t góc λ thà + Tương t như ma sát trên ren vuông P = Q tan(α ± ϕ ′) M ms = rtbQ tan(α ± ϕ ′) HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien
  8. Theory of Machine 4.15 Friction §2. Ma sát trên kh p t nh ti n (ma sát trư t khô) khô) - So sánh ren tam giác và ren vuông giá + Moment c n thi t v n ch t vào trên ren vuông < trên ren tam giác giá → dùng ren vuông truy n ng ⊥ ∆ M ms = rtbQ tan(λ + ϕ ) < rtbQ tan(λ + ϕ ′) = M ms + Moment c n thi t tháo ra trên ren tam thá giác > trên ren vuông giá → dùng ren tam giác trong các m i ghép tĩnh giá ghé ∆ ⊥ M ms = rtbQ tan(λ − ϕ ) > rtbQ tan(λ − ϕ ′) = M ms HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien Theory of Machine 4.16 Friction §3. Ma sát trên kh p quay (ma sát trư t khô) khô) - Kh p quay dùng nhi u trong máy móc, g i là tr c - Có hai lo i tr c + : ch u l c hư ng kính (vuông góc v i tr c quay) + ch n: ch u l c hư ng tr c (song song ư ng tâm tr c) r Q r Q ω ω - ch u c hai l c hư ng kính và hư ng tr c g i là ch n HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien
  9. Theory of Machine 4.17 Friction §3. Ma sát trên kh p quay (ma sát trư t khô) khô) I. Ma sát trên Xét trư ng h p h ( ã mòn): gi a ng ng tr c và máng lót có mòn): h r M r Q Q r r r r N RF R B A A ρ r r M = M ( R, Q) = R ρ = Q ρ = M ms  1 N = R F= fN  1+ f 2 r r f  2 ⇒  ⇒ M ( R, Q ) = f ′ Q r f′= R = F + N 2 2 F = f 1+ f 2 R  1+ f 2  HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien Theory of Machine 4.18 Friction §3. Ma sát trên kh p quay (ma sát trư t khô) khô) r M r Q Q r r r r N RF R B A A ρ f Bán kính vòng ma sát ρ ρ= r = f ′r 1+ f 2 ρ ph thu c vào v t li u ch t o ( f ) và k t c u c a (r) HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien
  10. Theory of Machine 4.19 Friction §3. Ma sát trên kh p quay (ma sát trư t khô) khô) Vòng ma sát và hi n tư ng t hãm r r r M M b M b r r r r r r Q P Q P Q P O r O r O r R R R ρ ρ ρ HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien Theory of Machine 4.20 Friction §3. Ma sát trên kh p quay (ma sát trư t khô) khô) II. Ma sát trên ch n 1. ch n còn m i - Gi thi t m t ph ng ti p xúc tuy t i ph ng Q → áp su t ti p xúc p phân b u p= π (r − r12 ) 2 2 - Xét hình vành khăn, di n tích khăn, dS = 2π r dr r ω - L c tác d ng trên dS Q Q 2Q r r dN = p dS = 2π r dr = 2 2 dr p π (r − r1 ) 2 2 2 r2 − r1 - L c ma sát trên dS 2Q r r dF = f dN = f dr r22 − r12 1 r 2 - Moment ma sát trên dS 2Q r 2Q r2 dM = dF r = f dr r = f 2 2 dr r r22 − r12 r2 − r1 dr - Moment ma sát trên ch n (còn m i) r2 r2 2Q r2 2 r3 − r3 M = ∫ dM = ∫ f dr = f Q 22 12 r1 r1 r22 − r12 3 r2 − r1 HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien
  11. Theory of Machine 4.21 Friction §3. Ma sát trên kh p quay (ma sát trư t khô) khô) 2. ch n ã ch y mòn - Gi thi t ch có máng lót mòn → t i m i i m c a b m t ti p xúc mòn u t l thu n v i áp su t ti p xúc p và v n t c dài v =ω r u = k pω r k = const r ω Q - Phân b áp su t u A u r p p= = A= kωr r kω - Ph n l c trên dS r A 1 r dN = p dS = 2π r dr = 2π A dr 2 r r2 r2 ⇒ Q = ∫ dN = ∫ 2π A r d r = 2π A(r2 − r1 ) r1 r1 r Q Q dr ⇒ A= p= 2π (r2 − r1 ) 2π ( r2 − r1 )r r +r - Moment ma sát trên ch n ( ã mòn) M = f Q 2 1 mòn) 2 HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien Theory of Machine 4.22 Friction §4. Ma sát trên kh p cao (ma sát lăn) lăn) I. Hi n tư ng r r P r r Q Q M Q h M ms M ms r Fms r r r R R R HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien
  12. Theory of Machine 4.23 Friction §4. Ma sát trên kh p cao (ma sát lăn) lăn) II. Nguyên nhân Nguyên Hi n tư ng ma sát lăn ư c gi i thích b ng tính àn h i tr c a v t li u thí V i cùng m t bi n d ng ε, ng su t p2 sinh ra trong quá trình tăng bi n d ng quá trì l n hơn ng su t p1 sinh ra trong quá trình gi m bi n d ng quá trì p p2 r r p1 Q M Q 0 ε ε a b a b o o r r R R k HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien Theory of Machine 4.24 Friction §5. Ma sát trên dây d o (dây ai) ai) I. Tính moment ma sát trên b truy n dây ai - Truy n ng ai ư c dùng nhi u trong k thu t - B truy n ai g m: pulley d n 1, dây ai 2 và pulley b d n 3 1 2 3 So S1 ω1 β1 β2 ω2 So S2 - Khi chưa truy n ng, 2 nhánh dây ai có s c căng ban u S0 ng, nhá - Khi truy n ng, s c căng trên nhánh căng tăng lên ng, nhá S2 s c căng trên nhánh chùng gi m xu ng nhá chù S1 HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien
  13. Theory of Machine 4.25 Friction §5. Ma sát trên dây d o (dây ai) ai) - Gi thi t thay i ng su t là như nhau trên hai nhánh dây ai nhá So − S1 = S 2 − S o  2So 2S o e fβ  ⇒ S1 = fβ S2 = - Công th c Euler S 2 = S1e fβ  e +1 e fβ + 1 - Xét o n dây ai vô cùng bé, (b qua kh i lư ng dây ai), ch u l c tác d ng (b ai), r r r S S1 2dN sin γ r dF β1 γ r r r S + dS S2 O1 HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien Theory of Machine 4.26 Friction §5. Ma sát trên dây d o (dây ai) ai) - Gi thi t thay i ng su t là như nhau trên hai nhánh dây ai nhá So − S1 = S 2 − S o  2So 2S o e fβ  ⇒ S1 = fβ S2 = - Công th c Euler S 2 = S1e fβ  e +1 e fβ + 1 - Xét o n dây ai vô cùng bé, (b qua kh i lư ng dây ai), ch u l c tác d ng (b ai), r r S 2dN sin γ r dF M o = S R + dF R − ( S + dS ) R = 0 S2 ⇒ dF = dS ⇒ ∫ dF = ∫ dS ⇒ F = S 2 − S1 β S1 r r S + dS - Moment ma sát trên dây ai O1 M ms = FR = ( S 2 − S1 ) R f h s ma sát ai/pulley ai/pulley e fβ − 1 β góc ôm c a dây ai ⇒ M ms = 2 RS o R bán kính pulley e fβ + 1 HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien
  14. Theory of Machine 4.27 Friction §5. Ma sát trên dây d o (dây ai)ai) II. Các bi n pháp k thu t phá tăng kh năng t i c a b truy n dây ai - Tăng S0 → L c tác d ng lên tr c tăng, tu i th ai gi m: chú ý ti t di n ai, tăng, tr c - Tăng R → B truy n c ng k nh - Tăng f ∂M ms β e fβ = 4 RS o fβ ≥0 ∂f (e + 1) 2 + Ch n v t li u ai và pulley phù h p phù + R c ch t tăng ma sát lên ai và pulley - Tăng β ∂M ms fe fβ = 4 RS o fβ ≥0 ∂β (e + 1) 2 + Ch n chi u quay cho nhánh chùng lên trên nhá chù + Tăng kho ng cách tr c → chú ý kích thư c b truy n và dây ai dao ng chú + Ch n t s truy n không l n quá → gi m góc ôm c a dây ai trên pulley quá + Dùng pulley căng ai → gi m tu i th dây ai HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien Theory of Machine 4.28 Friction §5. Ma sát trên dây d o (dây ai) ai) M t s cách dùng pulley căng ai HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien
Đồng bộ tài khoản