Bài giảng nguyên lý máy chương 4 ths trương quang trường

NGUYÊN LÝ MÁY GV: ThS TRƯƠNG QUANG TRƯỜNG KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Nguyên Lý Máy Chương MA SÁT TRONG KHỚP ĐỘNG Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường -2- Trường ĐH Nông Lâm TPHCM NỘI DUNG I Đ IăC NG II MAăSÁTăTRÊNăKH PăTỊNHăTIẾN III MAăSÁTăTRÊNăKH PăQUAY IV MAăSÁTăLĔN V TRUY NăĐ NGăMAăSÁT Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường -3- Trường ĐH Nông Lâm TPHCM I ĐẠI CƯƠNG - Ma sát tượng ph biến tự nhiên kỹ thuật - Ma sát vừa có lợi vừa có hại + Hại: giảm hiệu suất máy, làm nóng máy, làm mòn chi tiết máy + Lợi: số cấu hoạt động dựa nguyên lý ma sát phanh, đai…  Nghiên cứu tác dụng ma sát để tìm cách giảm mặt tác h i tận dụng mặt có ích ma sát Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường -4- Trường ĐH Nông Lâm TPHCM I ĐẠI CƯƠNG Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường -5- Trường ĐH Nông Lâm TPHCM I ĐẠI CƯƠNG Phân lọai - Theo tính chất tiếp xúc + Ma sát ướt + Ma sát khô + Ma sát ½ ướt, ½ khô - Theo tính chất chuyển động + Ma sát trượt + Ma sát lăn Theo trạng thái chuyển động Khoa Cơ Khí – Công Nghệ + Ma sát tĩnh + Ma sát động Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM I ĐẠI CƯƠNG Nguyên nhân tượng ma sát - Nguyên nhân học - Nguyên nhân vật lý Do tác dụng trường lực phân tử gây nên Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM I ĐẠI CƯƠNG Lực ma sát hệ số ma sát R N Q  P A Fms B Fms = f.N f: hệ số ma sát Ma sát tĩnh Ma sát động Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM I ĐẠI CƯƠNG Lực ma sát hệ số ma sát Fms = f.N Ma sát tĩnh Ma sát động Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM I ĐẠI CƯƠNG Định luật Coloumb ma sát trượt khô - Lực ma sát cực đại lực ma sát động tỉ lệ với phản lực pháp tuyến Fmax = ft N Fmsđ = fđ N - Hệ số ma sát phụ thuộc + Vật liệu bề mặt tiếp xúc + Trạng thái bề mặt tiếp xúc (phẳng hay không phẳng) + Thời gian tiếp xúc - Hệ số ma sát không phụ thuộc + Áp lực tiếp xúc + Diện tích tiếp xúc + Vận tốc tương đối hai bề mặt tiếp xúc - Đối với đa số vật liệu, ft > fđ Ths Trương Quang Trường - 10 - Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM II MA SÁT TRÊN KHỚP TỊNH TIẾN (ma sát tr ợt khô) Ma sát khớp ren vít c) So sánh ren tam giác ren vuông + Môment cần thiết để vặn chặt vào ren vuông < ren tam giác  Dùngărenăvuôngăđểătruy năđ ng   M ms  rtbQ tan       rtbQ tan     '  M ms + Môment cần thiết để tháo ren tam giác > ren vuông  Dùngărenătamăgiácătrongăcácămốiăghépătĩnh   M ms  rtbQ tan       rtbQ tan     '  M ms Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 21 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III MA SÁT TRÊN KHỚP QUAY (ma sát tr ợt khô) - Khớp quay dùng nhiều máy móc gọi trục - Có hai lọai trục + đỡ: chịu lực hướng kính (vuông góc với trục quay) + chặn: chịu lực hướng trục (song song với đường tâm trục) - chịu hai lực hướng kính hướng trục gọi đỡ chặn Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 22 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III MA SÁT TRÊN KHỚP QUAY (ma sát tr ợt khô) Ma sát ổ đỡ Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 23 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III MA SÁT TRÊN KHỚP QUAY (ma sát tr ợt khô) Ma sát ổ đỡ Xét trường hợp đỡ hở (đã mòn): ngỗng trục máng lót có độ hở   ur ur M  M R, Q  R  M ms  N R   ur ur 1 f  F  f N    M R, Q  f ' Qr  2 f R  F  N F  R Ths Trương Quang Trường 1 f     f ' f 1 f Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III MA SÁT TRÊN KHỚP QUAY (ma sát tr ợt khô) Ma sát ổ đỡ Bán kính vòng ma sát    thuộc vào vật liệu chế tạo phụ Ths Trương Quang Trường f r  f 'r 1 f  f  kết cấu r  Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III MA SÁT TRÊN KHỚP QUAY (ma sát tr ợt khô) Ma sát ổ đỡ Vòng ma sát tượng tự hãm Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III MA SÁT TRÊN KHỚP QUAY (ma sát tr ợt khô) -Giả thuyết mặt phẳng tiếp xúc tuyệt đối phẳng Ma sát ổ chặn Q  áp suất tiếp xúc phân bố  a Ổ chặn  - Xét hình vành khăn, diện tích - Lực tác dụng dS dN  pdS  - Lực ma sát dS   r2  r12  dS  2 rdr Q 2Qr   rdr dr 2 2 r2  r1   r2  r1  2Qr dF  fdN  f 2 dr r2  r1 - Môment ma sát dS 2Qr 2Qr dM  dFr  f 2 dr.r  f 2 dr r2  r1 r2  r1 - Môment ma sát r23  r13 2Qr 2 Khí – Công Nghệ M   dM   f 2 dr Khoa  CơfQ 2 r r r r   Trường ĐH Nông Lâm TPHCM 2 r1 r1 r2 Ths Trương Quang Trường chặn (còn mới) r2 III MA SÁT TRÊN KHỚP QUAY (ma sát tr ợt khô) Ma sát ổ chặn b Ổ chặn chạy mòn - Giả thuyết có máng lót mòn, điểm bề mặt tiếp xúc độ mòn u tỉ lệ thuận với áp suất tiếp xúc p vận tốc dài v  r k = const u  k p..r - Phân bố áp suất u A  p k r r u A k - Áp lực ma sát dS A dN  pdS  2 r.dr  2 A.dr r r2 r2 r1 r1  Q   dN   2 Ardr 2 A  r2  r1  Q  A 2  r2  r1  Ths Trương Quang Trường - Môment ma sát Q p 2  r2  r1  r r  r1 M  f Q Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM chặn (đã mòn) IV MA SÁT LĂN (ma sát kh p cao) Hiện t ợng Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM IV MA SÁT LĂN (ma sát kh p cao) Nguyên nhân Hiện tượng ma sát lăn giải thích tính đàn h i trễ vật liệu: Với biến dạng, ứng suất p2 sinh trình tăng biến dạng lớn  ứng suất p1 sinh trình giảm biến dạng Mmsl = k.Q Ths Trương Quang Trường Trong đó: k – hệ số ma sát lăn (m) Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM IV MA SÁT LĂN (ma sát kh p cao) Đi u kiện lĕn không tr ợt - Điều kiện lăn: Q M q  M msl  P.y  k.Q  P  Q k.Q (1) y P - Điều kiện không trượt: P  Fms  f Q N - Đi u kiện lĕn không tr ợt: k A C Fms (2) k.Q  P  f Q y B k y f Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 31 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM V TRUYỀN ĐỘNG MA SÁT C cấu đai truy n - Truyền động đai dùng nhiều kĩ thuật - Bộ truyền đai g m: puly dẫn 1, dây đai puly bị dẫn - Khi chưa truyền động, nhánh dây đai có sức căng ban đầu - Khi truyền động, sức căng nhánh căng tăng lên - Khi truyền động, sức căng nhánh chùng giảm xuống S0 S2 S1 Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM V TRUYỀN ĐỘNG MA SÁT C cấu đai truy n Tính môment ma sát b truy n dây đai - Giả thuyết độ thay đ i ứng suất hai nhánh dây đai S0  S1  S2  S0  S0 Công thức Euler   S1  f  f e 1 S2  S1e  S0 e f  S2  f  e 1 - Xét đoạn dây đai vô bé, (bỏ qua khối lượng dây đai), chịu lực tác dụng M  SR  dFR   S  dS  R  S2  dF  dS   dF   dS  F  S  S1  S1 - Môment ma sát dây đai M ms  FR   S S1  R  M ms Ths Trương Quang Trường f - hệ số ma sát đai pulley  - góc ôm dây đai R - bán kính puly e f  1  2RS0 f  e 1 Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM V TRUYỀN ĐỘNG MA SÁT Các biện pháp kỹ thuật để tĕng khả nĕng tải b truy n dây đai - Tăng S0  Lực tác dụng lên trục tăng, tu i thọ đai giảm: ý tiết diện đai, trục - Tăng R  Bộ truyền c ng kềnh M ms e f   RS0 0 - Tăng f f f  e  1 + Chọn vật liệu đai puly phù hợp M ms + Rắc chất tăng ma sát lên đai puly e f   RS0 0 f   - Tăng   e  1 + Chọn chiều quay cho nhánh chùng lên + Tăng khoảng cách trục  ý kích thước truyền dây đai dao động + Chọn tỉ số truyền không lớn  giảm góc ôm dây đai puly + Dùng puly căng đai  giảm tu i thọ dây đai Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM V TRUYỀN ĐỘNG MA SÁT C cấu bánh ma sát - Lực vòng bánh t/d lên bánh 2: P12  M r2 - Lực ma sát bánh: F  f Q - Để truyền động không bị trượt: P12  F M2 Qk Lực ép cần thiết: f r2 M2 02 N1 N2  P12 r1 Q r2 r2 M2 – moment cản r2 – bán kính bánh Q – lực ép bánh f – hệ số ma sát k – hệ số dự trữ độ bám r1 2 M1 01  Ths Trương Quang Trường Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Q - 35 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM [...]... sát– Công trong  h n Khoa Trường ĐH Nông Lâm TPHCM phẳng ngang II MA SÁT TRÊN KHỚP TỊNH TIẾN (ma sát tr ợt khô) 4 Ma sát trên khớp ren vít - Cấu tạo ren vít Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM II MA SÁT TRÊN KHỚP TỊNH TIẾN (ma sát tr ợt khô) 4 Ma sát trên khớp ren vít a) Ma sát trên ren vuông Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM... tan      Ths Trương Quang Trường - 18 - +:ăvặnăchặt,ăPăphátăđ Khoa Cơ ng,ăQăcản Khí – Công Nghệ Trường ĐH,ăQăphátăđ Nông Lâm TPHCMng -:ătháoălỏng,ăPăcản II MA SÁT TRÊN KHỚP TỊNH TIẾN (ma sát tr ợt khô) 4 Ma sát trên khớp ren vít b) Ma sát trên ren tam giác Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 19 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM II MA SÁT TRÊN KHỚP TỊNH TIẾN (ma sát tr ợt khô) 4 Ma sát trên... Nghệ Ths Trương Quang Trường - 21 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III MA SÁT TRÊN KHỚP QUAY (ma sát tr ợt khô) - Khớp quay dùng nhiều trong máy móc gọi là trục - Có hai lọai trục + đỡ: chịu lực hướng kính (vuông góc với trục quay) + chặn: chịu lực hướng trục (song song với đường tâm trục) - chịu cả hai lực hướng kính và hướng trục gọi là đỡ chặn Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 22 - Trường. .. Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 23 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III MA SÁT TRÊN KHỚP QUAY (ma sát tr ợt khô) 1 Ma sát trên ổ đỡ Xét trường hợp đỡ hở (đã mòn): giữa ngỗng trục và máng lót có độ hở   ur ur M  M R, Q  R  M ms 1  N R   1 ur ur 1 f  F  f N    M R, Q  f ' Qr  2 2 2 f R  F  N F  R 2 Ths Trương Quang Trường 1 f     f ' f 1 f 2 Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH... Ardr 2 A  r2  r1  Q  A 2  r2  r1  Ths Trương Quang Trường - Môment ma sát trên Q p 2  r2  r1  r r  r1 M  f Q 2 Khoa Cơ Khí – Công Nghệ 2 Trường ĐH Nông Lâm TPHCM chặn (đã mòn) IV MA SÁT LĂN (ma sát trên kh p cao) 1 Hiện t ợng Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM IV MA SÁT LĂN (ma sát trên kh p cao) 2 Nguyên nhân Hiện tượng ma sát lăn được giải thích... trên ổ đỡ Bán kính vòng ma sát    thuộc vào vật liệu chế tạo phụ Ths Trương Quang Trường f r  f 'r 1 f  f  và kết cấu của 2 r  Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III MA SÁT TRÊN KHỚP QUAY (ma sát tr ợt khô) 1 Ma sát trên ổ đỡ Vòng ma sát và hiện tượng tự hãm Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III MA SÁT TRÊN KHỚP QUAY (ma sát tr ợt khô)... Ths Trương Quang Trường Trong đó: k – hệ số ma sát lăn (m) Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM IV MA SÁT LĂN (ma sát trên kh p cao) 3 Đi u kiện lĕn không tr ợt - Điều kiện lăn: Q M q  M msl  P.y  k.Q  P  Q k.Q (1) y P - Điều kiện không trượt: P  Fms  f Q N - Đi u kiện lĕn không tr ợt: k A C Fms (2) k.Q  P  f Q y B k y f Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 31 - Trường. .. chiều ngược lại  Đi uăkiệnătựăhưm    Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM II MA SÁT TRÊN KHỚP TỊNH TIẾN (ma sát tr ợt khô) 3 Ma sát trên rãnh chữ V + Lực tác dụng ur ur uur ur Q, P, N , F + Chiếu các lực lên phương thẳng đứng  + Lực ma sát trên thành rãnh  Điều kiện chuyển động Ths Trương Quang Trường N’ = 2N cos = Q Q cos F=fN P  2F 2N  Q  P  2 fN  f... ren vuông, ta có P  Q tan    ' M ms  rtbQ tan    ' + Góc ma sát thay thế  f    cos   '  arctan f'=arctan  Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 20 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM II MA SÁT TRÊN KHỚP TỊNH TIẾN (ma sát tr ợt khô) 4 Ma sát trên khớp ren vít c) So sánh ren tam giác và ren vuông + Môment cần thiết để vặn chặt vào trên ren vuông < trên ren tam giác  Dùngărenăvuôngăđểătruy... hiện được lực P lớn như vậy  +  > /2 tan(+) < 0  P nằm theo chiều ngược lại  Đi uăkiệnătựăhưm  +   /2 Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM II MA SÁT TRÊN KHỚP TỊNH TIẾN (ma sát tr ợt khô) 2 Ma sát trên mặt phẳng nghiêng - Trường hợp A đi xuống trên mặt phẳng nghiêng ur ur uur ur + Lực tác dụng Q, P, N , F ur ur uur ur P  Q  1N23F  0 + Phương trình cân ... động Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM I ĐẠI CƯƠNG Nguyên nhân tượng ma sát - Nguyên nhân học - Nguyên nhân vật lý Do tác dụng trường lực phân tử gây nên Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. .. đa số vật liệu, ft > fđ Ths Trương Quang Trường - 10 - Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM I ĐẠI CƯƠNG Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 11 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM... Nghệ Ths Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM II MA SÁT TRÊN KHỚP TỊNH TIẾN (ma sát tr ợt khô) Ma sát khớp ren vít a) Ma sát ren vuông Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường Trường