intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Công nghệ cơ khí: Chương 10

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:22

Thêm vào BST
Báo xấu
3
lượt xem 1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Công nghệ cơ khí: Chương 10 Lò xo, trình bày các nội dung chính sau như khái niệm, phân loại, tính toán lò xo xoắn ốc nén, tính toán lò xo xoắn ốc kéo. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Công nghệ cơ khí: Chương 10

  1. LÒ XO • KHÁI NIỆM • PHÂN LOẠI • TÍNH TOÁN LÒ XO XOẮN ỐC NÉN • TÍNH TOÁN LÒ XO XOẮN ỐC KÉO
  2. 1. KHÁI NIỆM 08/11/2021 Chương 10: LÒ XO 2
  3. 1. KHÁI NIỆM 1.1 Định nghĩa Lò xo là chi tiết máy có khả năng biến dạng đàn hồi rất lớn. Khi biến dạng, lò xo tích lũy năng lượng, sau đó giải phóng ra khi cần thiết. • Tạo lực kéo, nén, hoặc moment xoắn. Ví dụ, tạo lực ép trong khớp nối, trong phanh, trong bộ truyền bánh ma sát. • Tích lũy năng lượng, sau đó giải phóng dần, làm việc như một động cơ. Ví dụ, như dây cót trong đồng hồ. • Giảm chấn động, rung động. 08/11/2021 Chương 10: LÒ XO 3
  4. 1. KHÁI NIỆM 1.2 Phân loại 1.2.1 Theo kết cấu Lò xo xoắn ốc, lò xo đĩa, lò xo lá. 1.2.2 Theo dạng tải trọng tác dụng Lò xo kéo, lò xo nén, lò xo xoắn và lò xo uốn 08/11/2021 Chương 10: LÒ XO 4
  5. 1. KHÁI NIỆM 1.2 Phân loại 1.2.3 Theo ứng suất 08/11/2021 Chương 10: LÒ XO 5
  6. 1. KHÁI NIỆM 1.3 Ứng dụng Tạo lực ép: trong các bộ truyền bánh ma sát, khớp nối, phanh, các thiết bị an toàn. Tích luỹ cơ năng làm việc như một động cơ (dây cót đồng hồ, đồ chơi trẻ em,...) Thực hiện các chuyển vị về vị trí cũ : lò xo van, cam, ly hợp,... Đo lực: trong lực kế và khí cụ đo. 08/11/2021 Chương 10: LÒ XO 6
  7. 2. LÒ XO XOẮN ỐC NÉN 2.1 Thông số hình học Đường kính dây lò xo: 𝑑 Đường kính trung bình lò xo: 𝐷 Chỉ số của lò xo: 𝑐 = 𝐷Τ 𝑑 Số vòng làm việc và toàn bộ của lò xo: 𝑛, 𝑛0 Bước của lò xo: 𝑝 Chiều cao của lò xo: 𝐻 (tra bảng 15.3 trang 517) Góc nâng lò xo: 𝛼 𝑝 tan 𝛼 = , 𝛼 ≈ 80 . . 120 𝜋𝐷 08/11/2021 Chương 10: LÒ XO 7
  8. 2. LÒ XO XOẮN ỐC NÉN 2.2 Tính toán lò xo xoắn ốc nén Lò xo chịu cắt do lực 𝐹 và chịu xoắn do moment 𝑀 ( 𝜋 là ứng suất xoắn cho phép): 𝜏 = 𝜏𝑐 + 𝜏𝑥 ≤ 𝜏 Trong đó: 𝐹 𝜏𝑐 = 𝜋𝑑2 Τ4 𝑀 𝐹𝐷 16 8𝐹𝐷 𝜏𝑥 = = 3 = 𝑊0 2 𝜋𝑑 𝜋𝑑 3 Do đó: 𝟒𝑭 𝟖𝑭𝑫 𝝉= 𝟐 + 𝟑 ≤ 𝝉 𝝅𝒅 𝝅𝒅 08/11/2021 Chương 10: LÒ XO 8
  9. 2. LÒ XO XOẮN ỐC NÉN 2.2 Tính toán lò xo xoắn ốc nén Nếu xét đến độ cong của lò xo thì ứng suất cực đại trong lò xo là: 𝟖𝒌 𝒘 𝑭 𝒎𝒂𝒙 𝒄 𝝉 𝒎𝒂𝒙 = 𝟐 ≤ 𝝉 𝝅𝒅 Với: 4𝑐 − 1 0,615 𝑘𝑤= + 4𝑐 − 4 𝑐 Do đó, đường kính thiết kế lò xo: 𝒌𝒘𝑭 𝒎𝒂𝒙 𝒄 𝒅 ≥ 𝟏, 𝟔 𝝉 Với 𝜏 = 0,3𝜎 𝑏 Giá trị 𝑑 được chọn theo tiêu chuẩn (trang 515, tài liệu [1]) 08/11/2021 Chương 10: LÒ XO 9
  10. 2. LÒ XO XOẮN ỐC NÉN 2.3 Chuyển vị - độ cứng lò xo xoắn ốc nén Chuyển vị của lò xo: 𝟖𝑭𝑫 𝟑 𝒏 𝝀= 𝑮𝒅 𝟒 Trong đó • 𝐹: lực nén lò xo • 𝐺: module đàn hồi trượt, 𝐺 𝑡ℎé𝑝 = 8.104 𝑀𝑃𝑎 08/11/2021 Chương 10: LÒ XO 10
  11. 2. LÒ XO XOẮN ỐC NÉN 2.3 Chuyển vị - độ cứng lò xo xoắn ốc nén Độ cứng của lò xo: 𝐹 𝐺𝑑 𝑘= = 3 𝜆 8𝑐 𝑛 Chuyển vị làm việc: 8𝑐 3 𝑛 𝑥 = 𝜆 𝑚𝑎𝑥 − 𝜆 𝑚𝑖𝑛 = 𝐹 𝑚𝑎𝑥 − 𝐹 𝑚𝑖𝑛 𝐺𝑑 Số vòng dây làm việc: 𝒙𝑮𝒅 𝒏= 𝟖𝒄 𝟑 𝑭 𝒎𝒂𝒙 − 𝑭 𝒎𝒊𝒏 𝑛 được làm tròn đến 0,5 khi 𝑛 ≤ 20, làm tròn đến 1 khi 𝑛 > 20 Ví dụ: 𝑛 = 19,15 ⟶ 𝑛 = 19,5 𝑛 = 20,15 ⟶ 𝑛 = 21 08/11/2021 Chương 10: LÒ XO 11
  12. 2. LÒ XO XOẮN ỐC NÉN 2.3 Chuyển vị - độ cứng lò xo xoắn ốc nén Bước của vòng lò xo khi chưa chịu tải: 𝟏, 𝟏 ÷ 𝟏, 𝟐 𝒑= 𝒅+ 𝝀 𝒎𝒂𝒙 𝒏 Trong đó 𝜆 𝑚𝑎𝑥 là chuyển vị lớn nhất của lò xo 8𝑐 3 𝜆 𝑚𝑎𝑥 = 𝑛𝐹 𝑚𝑎𝑥 𝐺𝑑 Đường kính trung bình của lò xo 𝐷 = 𝑐𝑑 Độ mềm của một vòng lò xo (chuyển vị của một vòng lò xo dưới tác dụng của một lực đơn vị) 8𝐷3 8𝑐 3 𝜆1 = 4 = 𝐺𝑑 𝐺𝑑 08/11/2021 Chương 10: LÒ XO 12
  13. 2. LÒ XO XOẮN ỐC NÉN 2.4 Ổn định và dao động lò xo Để tránh mất ổn định theo phương dọc trục 𝐻0 Τ 𝐷 ≤ 2,5. . 3 𝐻0 Τ 𝐷 > 3: Lò xo phải được lồng vào lõi thép hoặc đặt trong ống bọc Đối với lò xo nén khi làm việc có thể bị dao động dọc. Tần số dao động riêng nhỏ nhất của lò xo: 2 𝑑 𝐺𝑔 𝑓𝑛 = 𝜋𝑛 𝐷2 32𝜌 Trong đó: • 𝐺: module đàn hồi trượt (𝑃𝑎) • 𝑔: gia tốc trọng trường (𝑚/𝑠 2 ) • 𝜌: khối lượng riêng (𝑘𝑔/𝑚3 ) 08/11/2021 Chương 10: LÒ XO 13
  14. 2. LÒ XO XOẮN ỐC NÉN 2.5 Ví dụ Cam lệch tâm có đường kính 100𝑚𝑚, chuyển động quay với độ lệch tâm 𝑒 = 10𝑚𝑚. Con lăn được tựa sát vào cam nhờ vào lò xo nén. Lực giữa con lăn và cam thay đổi từ 𝐹 𝑚𝑖𝑛 = 100𝑁 tại vị trí thấp nhất đến 𝐹 𝑚𝑎𝑥 = 350𝑁 tại vị trí cao nhất của cần. Lò xo dạng 4, được chế tạo từ thép nhiều cacbon, 𝜎 𝑏 = 1500𝑀𝑃𝑎, 𝜏 𝑏 = 1400𝑀𝑃𝑎, 𝜏−1 = 400𝑀𝑃𝑎 , 𝜏 𝑐ℎ = 900𝑀𝑃𝑎 , 𝜏 = 450𝑀𝑃𝑎. Tính chọn đường kính dây lò xo, số vòng làm việc, bước lò xo và số vòng toàn bộ của lò xo. 08/11/2021 Chương 10: LÒ XO 14
  15. 2. LÒ XO XOẮN ỐC NÉN 2.5 Ví dụ Chuyển vị (hành trình) làm việc của lò xo 𝑥 = 2𝑒 = 20𝑚𝑚 Chọn chỉ số lò xo 𝑐 = 6, khi đó: 4𝑐 − 1 0,615 𝑘𝑤= + = 1,25 4𝑐 − 4 𝑐 Đường kính dây lò xo: 𝑘 𝑤 𝐹 𝑚𝑎𝑥 𝑐 1,25 × 350 × 6 𝑑 ≥ 1,6 = 1,6 × 𝜏 450 = 3,87𝑚𝑚 Chọn 𝑑 = 4𝑚𝑚 (Chọn theo tiêu chuẩn, đối chiếu trang 515 kiểm tra độ tương thích giữa 𝑑 và 𝑐) Đường kính trung bình 𝐷 = 4 × 6 = 24𝑚𝑚 08/11/2021 Chương 10: LÒ XO 15
  16. 2. LÒ XO XOẮN ỐC NÉN 2.5 Ví dụ Số vòng làm việc của lò xo 𝑥𝐺𝑑 𝑛= 3 8𝑐 𝐹 𝑚𝑎𝑥 − 𝐹 𝑚𝑖𝑛 20 × 8.104 × 4 = 3 350 − 100 = 14,8 8×6 Chọn 𝑛 = 15 vòng Số vòng toàn bộ: 𝑛0 = 𝑛 + 2 = 17 vòng Chuyển vị cực đại của lò xo 8𝑐 3 8 × 63 𝜆 𝑚𝑎𝑥 = 𝑛𝐹 𝑚𝑎𝑥 = 4×4 × 15 × 350 𝐺𝑑 8.10 = 28,35𝑚𝑚 Bước của vòng lò xo 1,1𝜆 𝑚𝑎𝑥 1,1 × 28,35 𝑝= 𝑑+ =4+ = 6,08𝑚𝑚 𝑛 15 08/11/2021 Chương 10: LÒ XO 16
  17. 3. LÒ XO XOẮN ỐC KÉO 3.1 Cấu tạo Chiều cao ban đầu (kể cả móc) của lò xo: 𝐻0 = 𝑛𝑑 + 2ℎ 𝑚 Chiều cao một đầu móc: ℎ 𝑚 = 0,5 ÷ 1 𝐷 Đầu móc được uốn cong nửa vòng, bán kính cong đầu móc: 𝑟2 08/11/2021 Chương 10: LÒ XO 17
  18. 3. LÒ XO XOẮN ỐC KÉO 3.1 Cấu tạo Mối quan hệ giữa lực và chuyển vị: 𝐹0 ⟶ 𝜆 𝑚𝑖𝑛 𝐹 𝑚𝑎𝑥 ⟶ 𝜆 𝑚𝑎𝑥 𝐹 ⟶ 𝜆 = 𝜆 𝑚𝑖𝑛 + Δ 𝜆 Chuyển vị làm việc: 𝑥 = 𝜆 𝑚𝑎𝑥 − 𝜆 𝑚𝑖𝑛 Quan hệ giữa chiều dài của lò xo và lực kéo 𝐹 𝐹 = 0 ⟶ 𝐻0 𝐹0 ⟶ 𝐻0 + 𝜆 𝑚𝑖𝑛 𝐹 𝑚𝑎𝑥 ⟶ 𝐻0 + 𝜆 𝑚𝑎𝑥 𝐹 ⟶ 𝐻0 + 𝜆 𝑚𝑖𝑛 + Δ 𝜆 08/11/2021 Chương 10: LÒ XO 18
  19. 3. LÒ XO XOẮN ỐC KÉO 3.2 Tính toán lò xo xoắn ốc kéo Ở trạng thái ban đầu, lò xo chịu tác dụng của lực kéo ban đầu 𝐹0 , sau đó chịu tác dụng thêm tải trọng khi làm việc. ∆ 𝜆 𝐺𝑑 4 𝐹 = 𝐹0 + 8𝑛𝐷3 08/11/2021 Chương 10: LÒ XO 19
  20. 3. LÒ XO XOẮN ỐC KÉO 3.2 Tính toán lò xo xoắn ốc kéo Độ cứng lò xo xác định theo công thức: 𝐹 𝐹 𝑚𝑎𝑥 − 𝐹0 𝐺𝑑 𝑘= = = 𝜆 𝑥 8𝑛𝑐 3 Lực kéo ban đầu 𝐹0 được xác định theo công thức: 2 𝜋𝜏0 𝑑 3 𝜋𝜏0 𝑑 2 𝐹0 = = 8𝐷 8𝑐 Trong đó 𝜏0 là ứng suất sinh ra dưới tác dụng của lực kéo 𝐹0 , chọn theo đồ thị 15.12 tài liệu [1] Chiều cao lò xo khi chịu lực lớn nhất: 𝐹 𝑚𝑎𝑥 𝐻 𝑚𝑎𝑥 = 𝐻0 + 𝜆 𝑚𝑎𝑥 = 𝐻0 + = 𝐻0 + 𝜆1 𝑛𝐹 𝑚𝑎𝑥 𝑘 Chiều dài dây quấn lò xo: 𝜋𝐷𝑛 𝐿= + 2𝑙 𝑑 cos 𝛼 Với 𝑙 𝑑 là chiều dài dây làm đầu móc. 08/11/2021 Chương 10: LÒ XO 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2412 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2