Bài giảng Nguyên lý máy: Chương 4 - TS. Phạm Huy Hoàng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 4: Các vấn đề ma sát, cung cấp cho người học những kiến thức như Hiện tượng ma sát; Ma sát lăn; Ma sát trượt; Ma sát trên khớp vis; Ma sát giữa dây mềm và bánh đai;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Nguyên lý máy: Chương 4 - TS. Phạm Huy Hoàng

CHƯƠNG 4 CÁC VẤN ĐỀ MA SÁT TS. PHẠM HUY HOÀNG Chương 4: Ma sát I. Mở đầu: 1. Hiện tượng ma sát Ma sát là hiện tượng môi trường tiếp xúc cản chuyển động hay chống lại khuynh hướng chuyển động. • Tác hại của ma sát: 1
Lợi ích của ma sát: 2
2. Phân lọai ma sát: a. Môi trường tiếp xúc: ma sát khô, ma sát ướt, ma sát nửa khô và nửa ướt. b. Tính chất chuyển động: ma sát trượt và ma sát lăn. c. Trạng thái chuyển động tương đối: ma sát tĩnh và động. 3. Nguyên nhân ma sát: • Vật lý: lực hút phân tử giữa các phân tử vật chất - ma sát phụ thuộc vào vật liệu tiếp xúc, thời gian tiếp xúc. • Cơ học: những gờ lồi lõm của hai bề mặt gài vào nhau – ma sát phụ thuộc độ nhám bề mặt. 4. Định luật Coulomb: r AC N r r t1 = t 2 = t 3 = t 4 = Q r t1 t2 AB Fms N =P r r P t3 t Fms max = ft N r t4 d Fms = f d N r Q t Fms Fms - Lực ma sát tĩnh / động tỉ lệ với áp lực khớp động. Hệ số tỉ lệ là hệ số ma d Fms sát. - Hệ số ma sát phụ thuộc vào: vật liệu Q bề mặt, độ nhẵn bề mặt, thời gian tiếp xúc. 3
4. Định luật Coulomb (tt): r AC N r r t1 = t 2 = t 3 = t 4 = Q r t1 t2 AB Fms N =P r r P t3 t Fms max = ft N r t4 d Fms = f d N r Q - Hệ số ma sát không phụ thuộc vào: t Fms Fms diện tích tiếp xúc, áp suất tiếp xúc, vận tốc chuyển động tương đối giữa d hai bề mặt. Fms - Hệ số ma sát tĩnh lớn hơn hệ số ma Q sát động. II. Ma sát lăn Hiện tượng ma sát lăn: r M? F r P r r Fms N Tính đàn hồi trễ của vật liệu: Với s st cùng độ biến dạng, ứng suất trong sg e quá trình tăng biến dạng thì lớn hơn ứng suất trong quá trình giảm biến e dạng 4
II. Ma sát lăn (tt) Giải thích ma sát lăn: moment ma sát lăn xuất hiện do sự phân bố áp suất chỗ tiếp xúc bị lệch đi theo khuynh hướng tăng biến dạng. r F r r P P r r N N p p r Fms III. Ma sát trượt 1. Chuyển động tịnh tiến Ma sát giữa vật và mặt phẳng nằm ngang (đi qua phải đều). r N åF y =0 N - P - Q cos j = 0 r Fms N = P + Q cos j r Fms = fN = f ( P + Q cos j ) j Q r P åF x =0 Q sin j - Fms = 0 j0 Q sin j - f ( P + Q cos j ) = 0 f sin j 0 Q=P =P sin j - f cos j sin(j - j 0 ) Nón ma sát là nón có góc đỉnh là j 0 r Q nằm trong nón, thì không thể đẩy vật di chuyển được - sự tự hãm 5
Ma sát giữa vật và mặt phẳng åF y =0 nằm nghiêng (đi lên đều). N - P cosa - Q cosj = 0 N = P cosa + Q cosj r N a Fms = fN = f (P cosa + Q cosj ) r r Q Fms j a r j0 åF x =0 P Q sin j - Fms - P sin a = 0 Q sin j - f ( P cos a + Q cos j ) - P sin a = 0 sin a + f cos a sin(a + j 0 ) Q=P =P sin j - f cos j sin(j - j 0 ) j < j 0 : không thể đẩy vật đi lên được - sự tự hãm. Ma sát giữa vật và mặt phẳng nằm nghiêng (đi xuống đều). r r Fms N a r Q j a r P sin j + f cosj sin(j + j 0 ) P=Q =Q sin a - f cosj sin(a - j 0 ) 6
Ma sát giữa vật và rãnh V nằm ngang (nghiêng đều). r r åN åN r r b N1 N 2 r r r å Fms j Q P r r Fms1 r Fms 2 P ' j0 Fmsi = fN i (i = 1,2) åF z = 0 Þ N1 sin b = N 2 sin b Þ N1 = N 2 = N 0 &Fms1 = Fms 2 = fN 0 åF y = 0 Þ N1 cos b +N 2 cos b - P - Q cos j = 0 P + Q cos j f ( P + Q cos j ) Þ N 0 = N1 = N 2 = &Fms1 = Fms 2 = 2 cos b 2 cos b Ma sát giữa vật và rãnh V nằm ngang (rãnh V đều). r r åN åN r r b N1 N 2 r r r å Fms j Q P r r Fms1 r Fms 2 P ' j0 f'= f cos b j 0 = arctg ( f ' ) ' å Fx = 0 Þ - Fms1 -Fms 2 + Q sin j = 0 f' sin j 0 ' ÞQ=P = sin j - f ' cos j sin(j - j 0 ) ' Đưa về mặt phẳng có hệ số ma sát tương f'= f cos b đương 7
Ma sát giữa vật và rãnh V nằm nghiêng (rãnh V đều). r åN b r r N2 b N1 r åN r Fms 2 r Fms1 r r å Fms Q a j r P Đưa về mặt phẳng có hệ số ma sát tương f'= f đương cos b Ma sát giữa vật và rãnh V không đều. y r x r åN åN r r r å Fms j Q r r P å Fms Q a j ' j0 r P b2 b1 f f sin b 1 + sin b 2 Đưa về mặt phẳng có hệ số ma sát tương f'= f sin( b 1 + b 2 ) đương 8
2. Ma sát trên khớp vis Ma sát trên khớp vis tương tự: • ma sát trên mặt phẳng nằm nghiêng (ren vuông) • ma sát trên rãnh V năm nghiêng (khớp vis ren tam giác/ ren thình thang). æ t ö với góc nghiêng: a = arctg ç ç 2p R ÷ ÷ è tb ø t - bước ren, Rtb - bán kinh trung bình của vis III. Ma sát trượt r 2. Chuyển động quay N M ms w b. Ổ đỡ: chịu lực hướng kính r r p dN b2 b2 r N = ò dN = aR ò cos j . p(j )dj dFms b1 b1 R dj j sin j 0 cos j 0 f Fms = P sin j 0 = =P sin j 0 2 1+ f 2 1+ b2 cos 2 j 0 M ò p(j )dj b rms = ms = R b 2 1 Fms ò cosj. p(j )dj b1 9
III. Ma sát trượt 3. Chuyển động quay r b. Ổ chặn: chịu lực dọc trục. P dS » x.dx.dj dN = p.dS = p.x.dx.dj r p r N dFms = f .dN R 2p N = ò ò dN = P R x dj r 0 j dx r R 2p r M ms = ò ò x.dFms dFms r 0 M ms w Ổ mới chưa chạy mòn. r P r r p N P p º const = p æ R2 - r 2 ö dj ç ÷ è ø j dx r 2 R3 - r 3 dFms M ms = f P M ms 3 R2 - r 2 w 10
Ổ đã chạy mòn đều. r P p.v º const r p r N P p= 2p ( R - r ) x 1 dj M ms = fP ( R + r ) j dx 2 r dFms M ms w IV. Ma sát giữa dây mềm và bánh đai 1. Công thức Euler Đặt lên hai đầu dây đai hai lực căng S1, S2, cố định bánh đai lại. Do áp lực từ dây đai lên bánh đai nên có ma sát cản không cho dây đai trượt so với bánh đai. Tăng dần S1 lên cho tới khi dây đai vưà “chớm” trượt. fb S = S .e 1 2 f b r R S2 r S1 11
2. Bộ truyền đai w1 R2 i12 = = w 2 R1 * Khả năng tải của bộ truyền đai. Giả thiết sức căng tăng giảm đều: S1 - S0 = S0 - S 2 Û S1 + S 2 = 2 S0 Công thức Euler: S1 = S 2 .e fb Sức căng tại các nhánh đai: 2 S 0 e fb 2S S1 = fb & S 2 = fb 0 r r e +1 e +1 S0 ® S1 r r r S0 ® S1 S1 b r r r S2 r r S0 ® S2 S0 ® S2 12
Moment ma sát ở một bánh đai: e fb i - 1 M i = ( S1 - S 2 ) Ri = 2S 0 Ri fbi e +1 ms Khả năng tải của bộ truyền đai: ì e fb i - 1 ü {1 2 } M ms = min M ms , M ms = min í( S1 - S 2 ) Ri = 2 S 0 Ri fb i ý î e + 1 þ i =1, 2 r r r S0 ® S1 r r S0 ® S1 S1 b r r r S2 r r S0 ® S2 S0 ® S2 Cách nâng cao khả năng tải bộ truyền đai: tăng sức căng ban đầu, tăng hệ số ma sát (dùng đai thang), tăng góc ôm đai (bố trí nhánh trùng ở trên, dùng bánh căng đai) 13
Dùng bánh căng đai: 3. Phanh hãm dùng dây mềm và bánh đai r A P O B C r' r S1 S '2 r r S1 M S2 I R b f 14