Chương 4 MA sát

Chương 4: MA SÁT 4.1 ĐẠI CƢƠNG 4.2 MA SÁT TRÊN KHỚP TỊNH TIẾN 4.3 MA SÁT TRÊN KHỚP QUAY 4.4 MA SÁT LĂN 4.5 MA SÁT TRÊN DÂY ĐAI 4.1 ĐẠI CƢƠNG Phân loại ma sát Lực ma sát & Hệ số ma sát Định luật Coulomb ma sát trƣợt khơ 4.2 MA SÁT TRÊN KHỚP TỊNH TIẾN Ma sát mặt phẳng ngang Ma sát mặt phẳng nghiêng: a Vật lên b Vật xuống Ma sát rãnh chữ V Ma sát khớp ren-vít: a Ma sát khớp ren vng b Ma sát khớp ren tam giác 4.1 ĐẠI CƢƠNG - Ma sát tƣợng phổ biến tự nhiên & kỹ thuật - Các mặt lợi & hại ma sát:  Lợi:  Cầm nắm vật, lại được, xe chạy đường được, …  Một số cấu làm việc nhờ tác dụng lực ma sát:  Hại:  Làm tổn hao cơng suất, giảm hiệu suất máy  Làm nóng máy  Làm mòn tiết máy Phân loại ma sát  Theo tính chất tiếp xúc  Theo tính chất chuyển động  Theo trạng thái chuyển động Phân loại ma sát (1)  Theo tính chất tiếp xúc:  v N1  Ma sát khơ  v N N1  Ma sát ƣớt  Ma sát nửa khơ  v N2 N1  Ma sát nửa ƣớt N2 Phân loại ma sát (2)  Theo tính chất chuyển động:  Ma sát trƣợt A   Ma sát lăn B A B  Hình 4.1 Hình 4.2 Phân loại ma sát (3)  Theo trạng thái chuyển động:  Ma sát tĩnh  Ma sát động A  B A B  Hình 4.1 Hình 4.2 10 Ma sát ổ đỡ (4)  Thay lực qua tâm O moment M lực Q đặt cách tâm O đoạn b theo quan hệ bQ  M Vòng tròn ma sát ( O,  )  Q nằm ngồi vòng tròn ma sát b  ρ : trục quay nhanh dần  Q tiếp xúc với vòng tròn ma sát b  ρ : trục quay  Q nằm vòng tròn ma sát b  ρ : trục quay chậm dần  M b  Q dừng lại dù Q    P  R O Hiện tƣợng tự hãm ổ đỡ  48 Ma sát ổ chặn (1)  Q  49 Ma sát ổ chặn (1) a) Đối với ổ chặn mới:  Xét hình vành khăn có bán kính r, bề dày dr với diện tích phân tố tiếp xúc là:   Q p r2 dS  2 r dr  Áp suất vò trí cách tâm trục đoạn r : r1 Q p  (r22  r12 )  Phân tố lực tác dụng lên dS : r dr Hình 4.13 Q 2Q r dN  p dS  2 r dr  2 dr 2  (r2  r1 ) (r2  r150) Ma sát ổ chặn (2) a) Đối với ổ chặn mới:  Phân tố lực ma sát tác dụng lên  dFms  f dN  f  Q p r2 dS : 2Q r dr 2 (r2  r1 )  Phân tố moment ma sát phân tố lực ma sát gây ra: 2Q r 2Q r2 dM ms  r dFms  r f 2 dr  f 2 dr (r2  r1 ) (r2  r1 ) r1  Tổng moment ma sát toàn ổ: r dr Hình 4.13 r2 r2 r1 r1 M ms   dM ms   2Q r2 r23  r13 f 2 dr  fQ 2 r2  r1 (r2  r1 ) 51 Ma sát ổ chặn (3) b) Đối với ổ chặn chạy mòn:  Độ mòn u tỉ lệ thuận với áp suất tiếp xúc p vận tốc dài v   r :   Q u  k p r p r2 u A  Phân bố áp suất: p   kr r  Phân tố lực tác dụng lên dS : r1 A 2 r dr  2 A dr r2 r2 r Q   dN   2 A r d r  2 A(r2  r1 ) dN  p dS  r dr Hình 4.14 r1 r1 Q A 2 (r2  r1 ) Q p 2 (r2 52 r1 )r Ma sát ổ chặn (4) b) Đối với ổ chặn chạy mòn:   Q p  Tổng moment ma sát toàn ổ: r2 r2  r1 M fQ r1 r dr Hình 4.14 53 4.4 Ma sát lăn (Ma sát khớp cao) 54 4.5 Ma sát dây đai 55 Tính moment ma sát bánh đai dây đai (1) 3 So S2 M 1 O1 O2 So 2 S1 56 Tính moment ma sát bánh đai dây đai (2)  Lực tác dụng lên đoạn dây đai: S2 M ms M  + Sức căng S1 + Sức căng S2 + Moment ma sát M ms O R + Lực quán tính S1  Xem bề dày dây đai nhỏ so với kích thước khác, điều kiện cân dây đai là: M ms  R (S1  S2 ) 57 Tính moment ma sát bánh đai dây đai (3)  Theo công thức Euler: S1  S2 e f S2 M ms hai nhánh dây đai M   Giả thiết biến thiên sức căng Euler: O R S0  S2  S1  S0 S1 2S0  S1  S2 2S0 S  f e 1  Moment ma sát: M ms  R ( S1  S2 ) M ms e f   R S0 f e  58 1 Tính moment ma sát bánh đai dây đai (4)  Nếu kể lực quán tính dây đai công thức Euler là: S2 M ms S1   v  (S2   v ) e f M  O  Moment ma sát: R M ms S1 e f   R f ( S0   v ) e 1  : khối lượng 1đvcd dây đai v : vận tốc dây đai  Điều kiện để truyền đai làm việc được: v  vgiới hạn  S0   Giá trò M ms nhỏ giá trò mà truyền đai truyền 59 Các biện pháp kỹ thuật tăng khả tải truyền đai (1)  Để tăng khả tải truyền đai, ta tăng M ms biện pháp sau:  Tăng S Lực tác dụng lên trục tăng  Tăng Bộ truyền cồng kềnh R  Tăng f :  Chọn vật liệu dây đai bánh đai loại vật liệu có hệ số ma sát lớn  Dùng đai thang, rắc chất tăng ma sát lên chỗ tiếp xúc dây đai bánh đai 60 Các biện pháp kỹ thuật tăng khả tải truyền đai (2)  Tăng góc ơm   Chọn chiều quay cho nhánh căng dưới, nhánh chùng  Tăng khoảng cách trục, không nên lớn khoảng cách trục lớn dây đai rung nhiều làm tăng kích thước truyền  Chọn đường kính hai bánh đai: đường kính hai bánh đai không chênh lệch nhiều (nên chọn tỉ số truyền không lớn quá) 61 Các biện pháp kỹ thuật tăng khả tải truyền đai (2)  Tăng góc ơm  1 bánh căng đai  Dùng bánh căng đai: dây đai bò uốn theo hai chiều nên mau hư mỏi Bánh căng đai bố trí gần bánh đai nhỏ nhánh chùng 62 [...]... đa số vật liệu, hệ số ma sát tĩnh > hệ số ma sát động ft  f d 13 4. 2 Ma sát trên khớp tịnh tiến 14 1 Ma sát trên mặt phẳng ngang (1) P P N    F      F  P sin  N  P cos Fms  f N  f P cos A F ms B  Điều kiện chuyển động: F  Fms Hình 4. 4  Góc ma sát:  (tg  f ) tg  f (4. 3)  Nón ma sát  Điều kiện chuyển động (4. 3)   (4. 4) 15 1 Ma sát trên mặt phẳng ngang (2)  ĐKCĐ chỉ phụ... ma sát tổng: Fms  f N1  f N 2  f N1  N 2  (4. 11) 26 3 Ma sát trên rãnh chữ V (3) N  A  N1 N2   Hình 4. 7b  Ta có: N  N1 cos   N 2 cos  N P cos  N1  N 2   cos  cos  (4. 12)  Biểu thức (4. 11) trở thành: f P cos  Fms  cos  (4. 13) 27 3 Ma sát trên rãnh chữ V (4)  Điều kiện để vật A chuyển động: F  Fms f tg  cos  hay tg  f ' (4. 14)  Hệ số ma sát thay thế: f '  Góc ma sát. .. nằm nghiêng 32 4 Ma sát trên khớp ren-vít (1) - Cấu tạo ren vít: ren tam giác ren vng ren hình thang   ren ngồi ren phải ren trong ren trái 33 4 Ma sát trên khớp ren-vít (2) a) Ma sát trên khớp ren vng: Q  Q dQ dP P  M rtb M ms rtb dP P Ma sát trên khớp ren vng Ma sát của một vật trượt trên mặt phẳng nằm nghiêng một góc  34 4 Ma sát trên khớp ren-vít (3) a) Ma sát trên khớp...2 Lực ma sát & Hệ số ma sát N A F ms P B Q Hình 4. 3 - Lực ma sát tĩnh, lực ma sát động: Ft , Fd F t tĩnh: f   t N - Hệ số ma sát   Fđ  động: fđ   N 11 Ngun nhân lực ma sát động < Lực ma sát tĩnh cực đại Fd  Ft max  Liên kết do các vết mấp mô trên hai bề mặt tiếp xúc gài vào nhau  Áp suất tại một số vết...  '  Nón ma sát thay thế  Điều kiện chuyển động (4. 14)   ' (4. 15) 28 3 Ma sát trên rãnh chữ V (5)  ĐKCĐ chỉ phụ thuộc vào phƣơng của lực tác dụng P:  P nằm ngồi nón ma sát tt    ': vật A ch.động nhanh dần  P nằm trên nón ma sát tt    ' : vật A ch.động đều  P nằm trong nón ma sát tt    ' : vật A ch.động chậm dần rồi đứng n dù P   Hiện tƣợng tự hãm của vật A 29 3 Ma sát trên...    (4. 7) (+): trường hợp vật A đi lên ( P: lực phát động, Q: lực cản) (-): trường hợp vật A đi xuống ( P: lực cản, Q: lực phát động) 24 3 Ma sát trên rãnh chữ V (1)  P A Hình 4. 7a N  A  N1 N2 N P  Hình 4. 7b   F ms F Hình 4. 7c 25 3 Ma sát trên rãnh chữ V (2) N  A  N1 N2 N P    Hình 4. 7c Hình 4. 7b  Tác dụng lên vật A một lực P: F ms F P      F  P sin  N  P cos  Lực ma sát cản... ngang, ta có thể thay thế bằng mặt phẳng nghiêng với hệ số ma sát thay f , nên nhận được kết quả tương ứng với các cơng thức cos  (4. 7) và (4. 8) với  được thay thế bỡi  ' thế f '  P Q sin     sin       P  Q  tg     (4. 7) (4. 8) 31 3 Ma sát trên rãnh chữ V (8) Nhận xét 3:  Vì f '  f nên ma sát trên rãnh chữ V > ma sát trên mặt phẳng  Vì f '  f nên  '   , do đó biểu thức... nón ma sát    : vật A ch.động nhanh dần P N  F   A F ms B 16 1 Ma sát trên mặt phẳng ngang (2)  ĐKCĐ chỉ phụ thuộc vào phƣơng của lực tác dụng P:  P nằm ngồi nón ma sát     : vật A ch.động nhanh dần  P nằm trên nón ma sát     : vật A ch.động đều P N    F A F ms B 17 1 Ma sát trên mặt phẳng ngang (2)  ĐKCĐ chỉ phụ thuộc vào phƣơng của lực tác dụng P:  P nằm ngồi nón ma sát. ..  A   a   R  b Q Hình 4. 6a R Q Hình 4. 6b 22 2 Ma sát trên mặt phẳng nghiêng (5) b) Vật A đi xuống đều:  Trong tam giác lực P, Q, R: P P Q Q   sin     sin         sin        sin     P Q sin         R Q Hình 4. 6b  (4. 6) P: lực cản Q : lực phát động 23 2 Ma sát trên mặt phẳng nghiêng (5) Tổng qt:  Các cơng thức (4. 5) & (4. 6) có thể viết dƣới dạng: sin... về ma sát trƣợt khơ  Lực ma sát tỉ lệ với phản lực pháp tuyến chống lại chuyển động tƣơng đối:  Hệ số ma sát N và có chiều Fms  f N f phụ thuộc vào:  vật liệu bề mặt tiếp xúc  trạng thái bề mặt tiếp xúc  thời gian tiếp xúc  Hệ số ma sát f khơng phụ thuộc vào:  diện tích tiếp xúc  áp suất trên bề mặt tiếp xúc  vận tốc tương đối giữa hai bề mặt tiếp xúc  Đối với đa số vật liệu, hệ số ma sát .. .4. 1 ĐẠI CƢƠNG Phân loại ma sát Lực ma sát & Hệ số ma sát Định luật Coulomb ma sát trƣợt khơ 4. 2 MA SÁT TRÊN KHỚP TỊNH TIẾN Ma sát mặt phẳng ngang Ma sát mặt phẳng nghiêng:... trƣợt A   Ma sát lăn B A B  Hình 4. 1 Hình 4. 2 Phân loại ma sát (3)  Theo trạng thái chuyển động:  Ma sát tĩnh  Ma sát động A  B A B  Hình 4. 1 Hình 4. 2 10 Lực ma sát & Hệ số ma sát N A F... loại ma sát (1)  Theo tính chất tiếp xúc:  v N1  Ma sát khơ  v N N1  Ma sát ƣớt  Ma sát nửa khơ  v N2 N1  Ma sát nửa ƣớt N2 Phân loại ma sát (2)  Theo tính chất chuyển động:  Ma sát