Chương 3.E

Phần III

Lò xo

Các chi tiết đỡ và nối

1. Khái niệm chung

1. Khái niệm chung (2)

 Công dụng và phân loại

 Phân loại

Lò xo là chi tiết có tính đàn hồi cao, có công dụng:

Tạo lực ép: bánh ma sát, khớp nối, phanh…

Giảm chấn: ô tô, xe máy, thang máy…

Thực hiện các dịch chuyển hồi vị: cam, van…

Đo lực: lực kế, thiết bị đo…

Tích lũy năng lượng: dây cót…

Phân loại:

Theo dạng tải trọng tác dụng: kéo, nén, uốn, xoắn

Theo hình dạng: xoắn ốc trụ, côn, đĩa,…

2. Cơ sở tính toán lò xo (xoắn ốc trụ)

2. Cơ sở tính toán lò xo (2) (xoắn ốc trụ)

2.1 Thông số chính: đường kính lò xo, đ.kính dây, số vòng… 2.2 Tải trọng tác dụng lên lò xo

Lò xo xoắn ốc trụ chịu kéo/nén => ngoại lực F dọc trục

Dây lò xo chịu xoắn (T),

uốn (Mu) kéo/nén (N) và cắt (Q)

T = FDcos()/2

Mu = FDsin()/2

N = Fsin(); Q = Fcos()

2. Cơ sở tính toán lò xo (3) (xoắn ốc trụ)

2. Cơ sở tính toán lò xo (4) (xoắn ốc trụ)

 (xoắn, cắt) và σ (uốn, kéo nén)

 = 1nF

2.3 Ứng suất trong dây lò xo 2.4 Chuyển vị (dọc trục của lò xo)

1 = 8D3/(Gd4) = 8c3/(Gd)

Đối với lò xo xoắn ốc trụ chịu kéo nén, thành phần đáng kể nhất là ứng suất xoắn.

 = kT/Wo = 8kFD/(πd3) = 8kFc/(πd2)  []

c = D/d

T – mô men xoắn dây = F.D.cos()/2  F.D/2

d, D (mm) – đường kính dây và đường kính trung bình của lò xo

k – hệ số tính đến độ cong của dây;

k = (4c+2)/(4c-3)

G – mô đun đàn hồi trượt của vật liệu lò xo (MPa)

c = D/d – tỉ số giữa đường kính trung bình của lò xo và đường kínhdây

Do dây cong => Ứng suất xoắn lớn nhất tại thớ biên bên trong: là chuyển vị của 1 vòng lò xo (mm) dưới tác dụng của tải 1 Newton.

4. Tìm hiểu thêm và ôn tập

3. Tính toán lò xo (xoắn ốc trụ)

8

c

kF

c

max

3.1 Đường kính dây Tìm hiểu thêm

6,1

d

 Lò xo xoắn ốc trụ chịu xoắn

kF max   

Tính theo độ bền xoắn

 

 Các loại lò xo khác

 Vật liệu và ứng suất cho phép

(c phụ thuộc vào đk d => chọn trước c , tính d, sau đó kiểm tra xem có phù hợp không)

n

3 Fc (8

F

)

lấy tròn về số nguyên hoặc 0,5 Ôn tập

max

min

 Công dụng và phân loại lò xo

Fmax: lực lớn nhất và Fmin: lực nhỏ nhất (để giữ lò xo)

 Lò xo xoắn ốc trụ chịu kéo/nén: tải trọng và ứng suất trong dây lò

x – hành trình yêu cầu đối với lò xo.

3.2 Số vòng làm việc xGd 

Chiều dài tự do H0 của lò xo: chọn tùy bước t, số vòng n và phần đầu để gá lắp (lò xo kéo bước = d; lò xo nén bước > d và tùy theo max.

xo; chuyển vị của lò xo; tính toán lò xo.