Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình Cơ kỹ thuật với mục tiêu giúp các bạn có thể trình bày được các tiên đề, các khái niệm, các biểu diễn lực, các loại liên kết cơ bản, hệ lực, phương pháp hợp lực đồng quy, tách lực đồng quy. Phân tích được lực tác dụng và các phản lực liên kết, các mô men của lực đối với một điểm, ngẫu lực. Tính được lực tác dụng và các phản lực liên kết, các mô men của lực đối với một điểm, ngẫu lực.
UY BAN NHAN DAN QU4-N TRUONGTRUNGCAPNGHEKYTHUATCONGNGHEHUNGVUONG , ' GIAOTRINH '\ T Nghe: Cat gQt kim Io~i TRINH DOã TRUNG CAP TPHCM-2019 LOI GIOI TH}ƠU Ghio trinh CO' ky thu~t doi nhim dap frng nhu c!u giang d~y mon CO' ky thu~t t~i tnrrrng Trung c§p ngh~ ky thuit cong ngh~ Vll'O'ng Giao trinh dtrgc bien so~n theo dung n(H dung qui djnh cua chtrO'ng trinh mon h9c CO' ky thu~t chtrO'ng trinh khung dao t~o ngh~ C~t g9t kim lo~i Trong qua trinh bien so~n giao trinh, tac gia da dtrgc S\f h6 trg nhi~t tinh cu.a cac d6ng nghi~p Chan cam O'n cac giao vien va lanh d~o khoa da dong g6p y ki~n d~ hoan thi~n giao trinh Quqn 5, thang nam 20 Tham gia bien soqn Chu bien Nguy@n Hfru Nhan MlJCLlJC TRANG BEMVC , g101 '''th'" Lm •~u ·············•o••··············· Myc lye Ch U'O'Dg I: Tinh HQC o••·············3 BAI 1: Nhfrng· khai ni~m CO' ban va cac tien d~ tinh hqc ? ' BAI2: He" hrc ph8ng a 00.12 BAI 3: H~ l\fC khong gian 24 Chuo-ng II: l>Qng HQc 28 BAI 1: Chuy~n d{>ng ciia ch~t di~m 28 ' , ;: BAI 2: Chuyen clQng cO' b3n ciia vit ran 37 BAI 3: T6ng hgp chuy~n d{>ng 43 BAI 4: Chuy~n d{>ng song phing ciia v~t riin 46 CHUONG III: Sfrc B~n V~t Li?u 50 BAI 1: Cac khai ni~m CO' ban 50 , ' BAI 2: Keo - nen diing tam, cat 56 BAI 3: f>~c trung hinh hqc cua hinh phing 70 BAI 4: Xoiin thu~n nhfrng trOn ? BAI 5: U6ng phing ciia thiing 82 , CHUONG IV: Chi tiet may 92 BAI 1: M6i ghep dinh tan 92 BAI 2: M6i ghep han 97 BAI 3: M6i ghep ren 105 BAI 4: M6i ghep bing then va then boa CHUONG V: Cac chi ti~t may truy~n d{>ng 92 ' BAI 1: BQ truyen dai 92 ' ' BAI 2: B{> truyen bSnh ma sat , 97 BAI 3: B{> truy~n trgc vit 105 ' ' BAI 4: BQ truyCn b3.nh rang , ., CHUONG TiNH HOC Gi6i thieu: Chuong tToh h9c giai quySt cac bai toan vs sv tuong tac gifra cac V?t th@ c6 mBi lien kSt v6i Ml}.C tieu: - Trinh bay dugc cac tien dS, cac khai ni~m, each bi@u di@n Ive, cac lo~i lien kSt ca ban, h~ Ive, phuong phap hgp Ive d6ng quy, tach Ive d6ng quy - Phan tich dugc Ive tac dvng va cac phan Ive lien kSt, cac momen cua Ive dBi v6i m9t di@m, ng~u Ive - Tinh dugc Ive tac dvng va cac phan Ive lien kSt, cac momen cua Ive dBi v6i m9t di@m, ng~u Ive - Tinh dugc lgc b~ng phuong phap da giac, phuong phap chiSu dS giai cac bai toan vS h~ Ive bfit ky - L~p dugc phuong trinh mo men tinh toan h~ lvc tac dvng - Giai dugc cac bai toan h~ Ive ph~ng song song - Ren luy~n tinh ky lu?t, kien tri, ctn th?n, nghiem tuc, chu d9ng va tich eve sang t~o h9c t?p N{H dung: Bai 1: NHUNG KHAI NI~M co BAN vA cAc TIEN DE TiNHHQC I cAc KHA.I NitM ca BAN Vit ri\n tuy~t dBi Vi)t r&n tuy¢t a6i la VCJt r&n c6 hznh dq,ng hznh h9c kh6ng thay a6i qua trinh chiu luc Thv·c ts· cac V?t r~n chiu lvc dSu c6 biSn d~ng, nhung biSn d~mg d6 nit nho ta c6 th@ bo qua dS nghien cuu hi~n tugng dugc dan gian hon, nhung v~n bao dam d9 chinh xac theo yeu cfiu k1 thu?t d CHlfONG xem xet V?t, ta coi v~t la v~t r~n tuy~t dBi Trang thai can biing V?t ran tr~mg thai can bang v?t dung yen ho~c chuyen d9ng deu doi v&i h~ qui chiSu (h~ tn;c to~ d9 ch9n lam chuan) L\fC ' ' ? ' , a IJjnh nghia: L11c la tac dimg tuong h6 giua cac V(Jt ma kit qua la gay nen Slf thay a6i trq,ng thai CO' h9c cua v9t thi dy ( baa g6m Slf thay a6i vt trf va ca biin dq,ng) Thi dv: du6i tac dvng cua lvc, V?t dang dung yen chuy@n sang chuySn d9ng, v~t dang chuySn d9ng dSu chuy@n sang chuySn d9ng nhanh dfin dSu ho~c ch~m dfin dSu Hoijc gi~ng du6i tac d9ng cua tr9ng v?t n6 ciing Kmh 1-1 chiu tac d9ng Ive keo ho~c Ive nen ( khong gay chuySn d9ng nhung n6 ciing gay biSn d6i tr~ng thai ca h9c) b.Cacyiut8cual~c Lvc duqc d~c tnmg boi y@u t6: di@m d~t, hu6ng va tri s6 - Di@m d~t la ph§n tu v~t chit thrn)c v~t ma qua d6 tac dµng tuong h6 duqc truySn dSn v~t - Huong ( phuong va chiSu cua Ive) la hu6ng chuy@n d9ng ma Ive gay cho v~t - Tri s6 cua Ive hay cuong d9 cua Ive la d9 mng, khac v6i cac Ive tac dl,lng len v~t khao sat d6 la cac Ive da cho hay Ive chu dt;>ng Cac lien k~t thrrcrng g~p a Lien kit tzra Lien kit tl:{a lien kit eek vg,t chi c6 tac d~ng ila ldy V 6i gia thiSt bo qua ma sat, lien kSt tva can tr& chuySn dt;>ng cua V?t khao sat theo phuong vuong g6c v6i m~t tiSp xuc chung gifra V?t gay lien kSt va V?t khao sat Phan Ive lien kSt tva c6 phuong vuong g6c v6i m~t tiSp xuc chung, chiSu di tu V?t gay lien kSt vao V?t khao sat va c6 ySu t6 chua biSt d6 la tri s6 Phan Ive lien kSt tva thuong dugc ki hi~u la N Chuy: - Truong hgp m9t hai tiSp xuc la m9t diSm thi phan Ive phap tuySn theo phap tuySn cua m~t l~i - G6i tva di d9ng cung la d~ng lien kSt tva ia ma Hlnh 1-15 b Lien kit day mim Lien kSt day can tr& chuySn d9ng cua v~t khao sat theo chiSu cang cua day Phan Ive hu6ng theo phuong cua day theo chiSu tu V?t khao sat di va c6 m9t ySu t6 chua biSt la tri s6 Phan Ive cua lien kSt day mSm thuong dugc ki hi~u la va g9i la Ive cang day r c Lie'! kit b~n Ii phdng , , , Lien ket ban le phang c6 lo~i la ban le di d9ng va ban le co dinh • Ban l~ di i16ng Ban IS di d9ng cho phep V?t khao sat (v?t B) quay quanh tfl,lc ban IS va di chuySn theo phuong song song v6i m~t tva, can chuySn dt;>ng theo phuong vuong g6c v6i m~t tva: phan Ive ( thuong dugc ki hi~u la R) c6 phuong vuong g6c v6i m?t tva, tri s6 chua biSt C6 thS Hinh 1-17a gia dinh cho phan Ive chiSu nao d6, nSu kSt qua tinh duong thi chiSu gia dinh dung v6i chiSu thvc, kSt qua mang d~u am thi chiSu thvc ngugc v6i chiSu gia dinh • Ban l~ c6 ilinh Lien kSt ban IS c6 dinh chi cho phep V?t khao sat (v~t B) quay quanh trl,lc ban IS m9i di chuySn dSu bi can tr& Phan Ive lien kSt R co tri s6 va phuong chua biSt, Hinh 1-l?b chi@u thi gia dinh nhu da n6i a tren DS thu~n ti~n tinh toan ta thuong R 74 II QUAN H:¢ GIUA MOMEN XOAN NGO;.\I LVC VOI CONG SUA.T VA s6 VONG QUAY TREN TRVC TRUYEN Khi tfnh toan cac tn;tc truy€n d()ng, thu'ong ta chi bie"t cong sua't truy€n cua moto tinh b~ng ma Ive hay kilo6at va to'c d() trvc quay b~ng vong/phut, d6 c~n chuy6n d6i cong sua't truy€n ngfiu Ive xoan tac dl;lng len trlJc Gia Su' c6 m()t ngfiu Ive xoan Mo (don vi la N.m) tac dl;lng lam tn;tc quay m()t g6c a (radian) thoi giant, cong sinh la: A= Mo a (i) cong sua't la: W =Alt= Mo a lt=Mo OJ (ii) d6: OJ - la v~n to'c g6c (rad/s), don vi cua cong sua't la N.m/s G9i n la so' vong quay cua tn;tc m()t phut (vong/phut), ta c6: OJ = 2m11 60 = mv3o (iii) tu (ii) va (iii), Ta c6 : a) Ne"u W tinh b~ng ma Ive (CV, HP) ;lma ll;t'c = 750N.m/s = 0,736 kW: Mo= 30 Whm = 30.750 Wl1m= 7162 W/n (Nm) (9.1) b) Ne"u W tinh b~ng kilowat (KW), KW~ 1020 N.m/s: Mo= 30 Whm = 30.1020Whm= 9740 Win (Nm) (9.2) III CONG THUC TiNH UNG SUA.T TIEP TR.EN MAT CAT NGANG CUA THANH TRON CHJU XOAN THUAN TUY 06 thie"t l~p cong thuc ung sua't tren m~t cat ngang ciia tron chiu xoan, tren m~t ngoai cua tru'oc chiu Ive take cac duong song song va vuong g6c voi tn;ic (hlnh a) nhung vc;i.ch vuong g6c voi trvc du'9c coi la ve"t cua cac m~t cat Sau chiu Ive ta tha'y: ? ' !!, :,., , • Cac duong vuong g6c voi trl;lc vfin gift nguyen la duong tron va vuong g6c voi trlJc thanh, khoang each giua chung vfin khong d6i, c6 nghia chi€u dai khong d6i Cac duong song song voi tn;tc trd cac du'ong xoan 6c, m£;lng luoi o vuong trd mc;i.ng luoi hlnh blnh hanh ( hlnh b) cac m~t cat 33 44 chi xoay di do'i voi vfin phing va khoang each khong d6i, d6 tren m~t cat ngang chi c6 ph~n ung sua't tie"p khong c6 ph~n ung sua't phap D6 tlm cong thuc tinh ung sua't tie"p tren m~t cat ngang c6 mo men xoan n9i ll;t'c Mz each dffu ngam doc;i.n I ta xet di6m n each tam ban kinh p, tho 75 d9c mn sau bie'n d"1ng trd mn • Nhu v~y dQ truqt tuy~t d6i bang cung nn nn 1 d6 d9 tnt9t ti d6i (d9 tru9t tren don vi chiSu dai) la , = p.rp st= &t = nt Nhung ( rp g6c xoay cua m~t cAt ngang so voi m~t cAt dffu ngam) nen: Pt (a) Theo dµili lu~t Hue v€ cAt u'ng suit tie"p t~i di~m n bang: r = G.s Thay r (b) s d (a) vao (b) ta c6: = G p.rp (c) l Tren phan to' di~n tich M' bao quanh diSm n n9i llfc bang r.M' , mo men cua n6 d6i voi tam O bang r.M.p Mo men n9i h;tc tren toan m~ t cA t d6i voi tam O bang L r.!1F.p (d) a (c) vao (d) Thay r va dua cac d"1i luqng khong d6i ngoai dfiu t6ng ta c6: IGp.rp M.p = GrpLp2.M l I T6ng I;p M la mo men quan tinh cua m~t ciit ngang d6i voi tam 0, ki hit%u la J Mo men n9i llfc tren toan m~t cit d6i voi tam O chinh la mo men xoAn n9i h;tc Mz, vl the" ta vie"t du(Jc Glrp J = Mz suy rp l = Mz G.J0 (e) Thay vao (c) ta c6 r = G p.rp = G p.Mz = Mz p l M r=-zp G.Jo Jo (1) Jo Cong thli'c (1) cho phep ta tinh ung suit tie"p cua diSm each trl;lc ban kfnh p tren m~t ca:t ngang co mo men xoAn n9i hfc la Mz va mo men quan tinh d6i voi eve Ola J • T"1i m~t ca:t ngang nhfft djnh thl M z, J khong d6i, d6 theo ( 1) r ti 1~ voi p t"1i tam m~ t ca: t p = o thl r = o, cang xa tam thl cang Ion, chung thay d6i theo qui lu~t tuye"n tinh( duong thing) va t"1i nhung diSm nam - cat M R = _z_ M = _z M d ChU VI• mat r l'a l"'on nhK at r max = _z r ? Jo Jo IR Wo Trong d6 w0 = ~ du'9c gQi la mo men ch6ng xoAn cua m~t cit ngang 76 Xet st;( phan bo' ung sua't xoan ta tha'y cang gffn tam m~t cat ung sua't cang nho Bi~u d6 chung to r~ng phffn v~t li~u n~m d gffn tam m~t cat chi tham gia m9t phffn nho vao vi~c cho'ng xoan tuc la lam vi~c chu'a heat kha nang Vl the" ta c6 thS bo phffn v~t li~u d6 di tuc la lam tron r6ng chiu xoan Do'i voi dai, duong kinh Ion, tr9ng lu 356•3 · 10 - = 0122m 02 ' , + Duong kinh tn;tc xac dinh theo diSu ki~n cung Jo= 180_ Mz = 180_ 14~;0 = 34O3 ,67 _10 -8m4 tr G.[0] tr 8.10 0,3 , J = O,lD ta co,, O,lD ~ 34 03, 67.10 -8 suy D ~ 3403,6.10V 01 = 0,136m 0,1 + D6 bao dam diSu kic$n bSn va cung ta ch9n : d = 140mm 79 Thi d"(l M(H trtJC truySn c6 du'ong kinh d = 10 cm bang thep c6 [r] = 40MN I m ; [0] = 0,3° Im; G = 8.1010 NI m • Tinh mo men xoan ngo~i llfc cho phep cua trvc Giai Mo men ch6ng xoan va mo men quan tinh do'i voi tam O cu.a tn;c = tr.D ~ 01D = 0101 = 10-5 m • J0 32 ' W0 = tr.D 16 ' ' ' ~ 0,2D = 0,210- m3 + Mo men xoiin cho phep tinh theo diSu kil$n bSn: [Mz]=W0 [r]=2.10-4.40.10 =8000Nm + Mo men xolln cho phep tinh theo diSu ki~n cung: [Mz] = ~GJ0 [r] = ~8.10 10 10- 0,3 = 4108Nm 180 180 DS bao dam ca diSu ki~n b~n va cung chi cho phep lffy mo men trvc truy&n [M z] = 4108Nm + Thi d11, Mot trtJC r6ng quay voi t6c dQ n = l00v/p, truySn cong sufft N = 5822kw Trv.c thep c6 [r]= 30MN lm • Theo di€u ki~n b&n, hay tinh cac duong kinh cua m~ t cat ngang, bi€t ti s6 a = ~ = 0,6 Giai Tu cong suit ta xac djnh mo men xoan lam vi~c M z = 55 N = 55 ' n ' 5882103 100 = 564672Nm Mo men ch6ng xolln m~ t di t ngang clln thi€t tinh theo di€u ki~n b&n W ~ Mz [r] = 564672 =l 8823 _10 _2 m3 30.10 ' Vl trvc r6ng nen m~t cat ngang la hlnh vanh khan ta c6 w, = o,2n'(1- ~:) = o,w'(1-a') d6 w, =o,w'(t-a' ):e: 18,823.10-• Suy D >_ 18,823.10( 4) 0,21-0,6 _ - 465 , m Duong kinh tronh cua m~t cat ngang: d = aD = 0,6.0,465 = 0,278m A ? A A CAU HOI ON T~P Th€ nao la chju xoan? Mo men xoan n9i hfc la gl? Qui tac xac djnh mo men xoan n9i Ive Tren m~t cat ngang tron chju xoan c6 ung sua't gl? BiSu di~n Sl/ phan b6 cua ung suit d6 vi€t va giai thich cong thuc tinh ung sua't 80 Vie"t cong thuc tinh g6c xoan ti d6i Tinh toan xoan phai theo diSu ki~n gl? Trlnh bay 109-i bai toan co ban vs tinh xoan theo nhung diSu ki~n d6 BAIT!P Tr1:1c truySn chiu cac mo men xoan = 2387 Nm, m = l432Nm, m = 7l6lNm, m4 = 3342Nm, Hay ve biSu d6 mo men xoan n(li lt;(c m1 cho tn;ic Theo cac s6 li~u cua bai toan tren va bie"t tr1:1c c6 du'ong ldnh khong d6i D = 8cm; G = 8.10 10 NI m + Tinh ung sua't Ion nha't cua tr1:1c + Tinh g6c xoan tung do9-n va g6c xoan toan tr1:1c M(lt tr1:1c bAng thep chiu mo men xoan n(li 11.;(c Ion nha't Mz = 5000Nm Tr1:1c r6ng c6 d s6 du'ong kinh a= d ID= 0,7 Ung sua't cho phep cua tf\IC [r] = 60MN I m Tinh cac duong kinh m~t cat ngang + Ne"u lam tf\IC tron d~c thl du'ong kinh m~t cat ngang cua tf\IC la bao nhieu? Hay so sanh di~n tich m~t cat ngang cua tf\lc tru'ong hn ngang phfuig thing ch(mg ta g~p r~t nhiSu thvc tS d~c bi~t la cac chi tiSt may, cac d&m chiu tai th~ng dung Vi dv : Thanh d&m cua k@t cftu mai, d&m chiu tai th~ng dung k@t cfiu dan M¥c tieu: + Trinh bay duqc khai ni~m vS uf>n ngang ph~ng + Ve dugc biSu d6 rn)i lvc chiu u6n ngang phfulg + Ap dvng th~o ba bai toan CO' ban theo di Su ki~n bSn vs ung sufit phap +Tinh duqc d9 vong va g6c xoay cua m9t s6 dfim chiu uf>n don gian + C6 y thuc trach nhi~m, chu d9ng h9c t?p I CACDINHNGHiA VAPHANLOAI Thanh chiu uf>n la c6tl1_.lc bi u6n cong du6i tac d\,lngcua ngo~i Ive Thanh co t11JC nim ngang chiu uf>n duqc g9i la d~m.(Thanh c6 t11.1c th~ng dung g9i la c9t) ♦ Ngo~i lvc: Lvc t?p trung P,lvc phan b6 q tac d\,lng vuong g6c v6i tfl_.lC dfim hay momen (ng&u h;rc) M n5.m m~t phing chua tl1)C d&m (H.5.1) ♦ M~t ph~ng tai tn;mg: M~t ph~ng ( 1t) chua ngo~i lvc va tl1}C d&rn Duong tai tr9ng: Giao tuy@n cua rn~t ph~ng tai tr9ng voi rn~t cit ngang H.5.l Tai tr9ng tac dl!,ng len dam ♦ Gi6i h~n bai toan: + Chi khao sat cac rn~t cit ngang c6 it nhfit rn9t t11.1c df>i xung Tl1_.lc df>i xung n&y va tfl_.lC hgp rn~t ph~ng df>i xung Tai tn,mg n&rn ID?t ph~ng dBi xung M~t ph~ng tai tr9ng trimg ID?t phfuig dBi xung, Duong tai tr9ng cung la tfl_.lC df>i xung cua rn~t cit ngang Tfl;lc d&m sau bi cong v~n nirn rn~t ph~ng ( n )duqc g9i la uf>n ph~ng + Mijt cit ngang d~m c6 chiSu r9ng be so v6i chiSu cao + Gi6i thi~u m9t s6 lo~i d&rn don gian thuong g~p: 4ti!o ➔ i-1•_ _ _L _ S ~ _ _ -t>t~ ,/J, M s: a] H.5.2 Cac lo~i d&m: a) Ddm ilon gian b) Ddm chen krp; c) Ddm c6 ildu miit thita N{>i ll}'c: Tuy theo ngo~i h;rc tac d\lfig ma tren rn?t c~t ngang dArn c6 cac n9i Ive la Ive cit Qy va momen u8n Mx ♦ Phan loai: 82 p p a) L-2a A 11 I I I I I 1 11 11 11 IB a) 111~11 p c> 'ZJ:JJ 1111111 Pa I I JY ® Va" J 1 1 1 1 1 11 11 t, b) H.5.3 Ddm vbi vimg a giua chtu w3n thudn tuyH 5.4 Ddm chtu u6n thudn U6n thufin ty phing: N9i h;rc chi c6 m6men u6n Mx=h~ng s6 U6n ngang phing : N9i h;rc g6m h;rc cilt Qy va m6men u6n Mx Dftm aH.5.3 c6 do~n gifra BC chiu u6n thufin tuy, dfim aH 5.4 chiu u6n thufin Do~m dfim AB va CD cu.a dfim a H.5.3 chiu u6n ngang phfuig N