Giáo trình môn học Cơ ứng dụng (Nghề Bảo trì sửa chữa khung vỏ ô tô)

UBND TỈNH LÂM ĐỒNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/MƠ ĐUN: CƠ ỨNG DỤNG NGÀNH/NGHỀ: BẢO TRÌ & SỬA CHỮA KHUNG VỎ Ơ TƠ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐNĐL ngày …tháng…năm… Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Đà Lạt) Lâm Đồng, năm 2019 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Nội dung giáo trình xây dựng sở kế thừa nội dung giảng dạy trường dạy nghề, kết hợp với nội dung nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Giáo trình biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức mới, đề cập nội dung bản, cốt yếu để tùy theo tính chất ngành nghề đào tạo mà nhà trường tự điều chỉnh cho thích hợp khơng trái với quy định chương trình khung đào tạo nghề Với mong muốn giáo trình biên soạn, nội dung giáo trình bao gồm: Chương 1: Cơ học lý thuyết Chương 2: Sức bền vật liệu Chương 3: Chi tiết máy Xin trân trọng cảm ơn Khoa Cơ khí Động lực, Trường Cao đẳng Nghề Đà Lạt giúp đỡ quý báu đồng nghiệp giúp tác giả hồn thành giáo trình Mặc dù cố gắng chắn không tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp người đọc để lần xuất sau giáo trình hồn thiện Đà Lạt, ngày tháng năm 2019 Tham gia biên soạn Trần Mạnh Hùng Lê Thanh Quang MỤC LỤC CHƯƠNG 1: CƠ HỌC LÝ THUYẾT 1- Các tiên đề tĩnh học 1.1- Vật rắn tuyệt đối 1.2- Lực 1.2.1- Lực .1 1.2.2- Hệ lực 1.2.3- Các tiên đề tĩnh học 1.3- Liên kết phản lực liên kết 1.3.1- Vật tự vật bị liên kết 1.3.2- Phản lực liên kết 1.3.3- Các liên kết 2- Lực 2.1- Phân tích mô ̣t lực thành hai lực đồ ng quy 2.2- Tổng hợp lực 2.2.1- Hợp lực hai lực đồ ng quy 2.2.2- Hợp lực mô ̣t hệ lực phẳ ng đồ ng quy 2.3 - Điều kiện cân bằ ng hệ lực phẳ ng đồ ng quy 12 2.4- Hệ lực phẳ ng song song 13 3- Mô men 14 3.1- Mô men lực mô ̣t điểm 14 3.1.1- Định nghĩa 14 3.1.2- Định lý mô men (định lý Varinhông) 15 3.2- Ngẫu lực 15 3.2.1- Định nghĩa 15 3.2.2- Tính chấ t ngẫu lực mô ̣t mă ̣t phẳ ng 17 3.2.3- Hợp hệ ngẫu lực phẳ ng 17 3.3- Điều kiện cân bằ ng hệ lực phẳ ng song song 18 4- Chuyển động chất điểm 19 4.1- Chuyển đô ̣ng học 19 4.2- Chuyển đô ̣ng thẳ ng 20 4.2.1- Chuyển đô ̣ng thẳ ng 20 4.2.2- Chuyển đô ̣ng thẳ ng biến đổi 20 4.3- Chuyển đô ̣ng cong 20 4.3.1- Chuyển đô ̣ng cong 20 4.3.2- Chuyển đô ̣ng cong biến đổi 20 5- Chuyển động vật rắn 21 5.1- Chuyển đô ̣ng tịnh tiến vật rắn 21 5.2- Chuyển đô ̣ng quay vật rắn quanh mô ̣t điểm cố định 21 5.3- Quỹ đa ̣o, vận tốc, gia tốc điểm thuô ̣c vật rắn quay quanh tru ̣c cố định 23 5.4 - Chuyển đô ̣ng tổng hợp điểm 25 5.5- Chuyển đô ̣ng song phẳ ng 25 6- Công lượng 27 6.1- Các định luật đô ̣ng lực học 27 6.2- Công 28 6.3- Công suấ t, hiêu ̣ suấ t 29 Câu hỏi ôn tập 31 Bài tập 31 CHƯƠNG 2: SỨC BỀN VẬT LIỆU 33 1- Những khái niệm sức bền vật liệu 33 1.1- Nhiệm vu ̣ đối tượng sức bền vật liệu 33 1.2- Nô ̣i lực 34 1.3- Phương pháp mă ̣t cắt 34 1.4- Ứng suấ t 35 2- Kéo nén 35 2.1- Khái niệm kéo nén 35 2.1.1- Định nghĩa 35 2.1.2- Nô ̣i lực 35 2.1.3- Ứng suấ t 37 2.2- Biến da ̣ng, định luật Húc 37 2.3- Tính toán kéo nén 39 3- Cắt dập 40 3.1- Cắt 40 3.1.1- Định nghĩa 40 3.1.2- Ứng suấ t 41 3.1.3- Biến da ̣ng 41 3.2- Dập 42 3.2.1- Định nghĩa 42 3.2.2- Ứng suấ t 42 4- Xoắn 43 4.1- Khái niệm xoắn 43 4.2- Ứng suấ t mă ̣t cắt chịu xoắn 45 4.3- Tính toán xoắn 48 5- Uốn 49 5.1- Khái nệm uốn 49 5.1.1- Định nghĩa 49 5.1.2- Nô ̣i lực 49 5.2- Ứng suấ t mă ̣t cắt dầ m chịu uốn 51 5.2.1- Biến da ̣ng dầ m uốn thuầ n túy 51 5.2.2- Ứng suấ t mă ̣t cắt dầ m uốn thuầ n túy 52 5.3- Tính toán uốn 53 5.4- Khái niệm chịu lực phức ta ̣p 54 Câu hỏi ôn tập 56 Bài tập 56 CHƯƠNG 3: CHI TIẾT MÁY 57 1- Những khái niệm cấu máy 57 1.1- Những khái niệm định nghĩa 57 1.1.1- Khái niệm tiết máy 57 1.1.2- Khái niệm cấ u truyền đô ̣ng 58 1.1.3- Khái niệm máy 58 1.2- Lược đồ đô ̣ng học sơ đồ đô ̣ng 59 Cơ cấu truyền động ma sát 60 2.1 Cơ cấ u truyền đô ̣ng đai 60 2.1.1-Khái niệm 60 2.1.2- Tỷ số truyền 62 2.1.3- Ứng du ̣ng 63 2.2- Cơ cấ u bánh ma sát 64 2.2.1- Khái niệm 64 2.2.2- Tỷ số truyền 64 2.2.3- Ứng du ̣ng 65 3- Cơ cấu truyền động ăn khớp 66 3.1- Cơ cấ u bánh 66 3.1.1- Khái niệm 66 3.1.2- Tỉ số truyền 69 3.1.3- Ứng du ̣ng 70 3.2- Cơ cấ u xích 71 3.2.1- Khái niệm 71 3.2.2- Tí số truyền 72 3.2.3- Ứng du ̣ng 73 3.3- Cơ cấ u bánh vít tru ̣c vít 74 3.3.1- Khái niệm 74 3.3.2- Tỉ số truyền 74 3.3.3- Ứng du ̣ng 75 4- Cơ cấu truyền động cam 75 4.1- Khái niệm 75 4.2- Ứng du ̣ng 76 5- Các cấu truyền động khác 77 5.1- Cơ cấ u tay quay truyền 77 5.1.1- Khái niệm 77 5.1.2- Ứng du ̣ng 78 5.2- Cơ cấ u cóc 78 5.2.2- Ứng du ̣ng 79 5.3 Cơ cấ u đăng 79 5.3.1- Khái niệm 79 5.3.2 - Phân loa ̣i 79 5.3.3 - Cấ u ta ̣o hoa ̣t đô ̣ng truyền đô ̣ng đăng 79 Câu hỏi ôn tập 83 Tài liệu tham khảo 90 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: CƠ ỨNG DỤNG Mã mơn học: MH 08 Thời gian thực môn học: 45 giờ; (Lý thuyết: 42 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 00 giờ; Kiểm tra: 03 giờ) I Vị trí, tính chất mơn học: Vị trí: Mơn học bố trí giảng dạy song song với môn học/ mô đun sau: MH 07, MĐ 09, MĐ 10, MĐ 11 Tính chất: Là mơn học kỹ thuật sở bắt buộc II Mục tiêu môn học: Về kiến thức: - Trình bày các khái niệm học ứng dụng; - Trình bày phương pháp tổng hợp phân tích lực; - Trình bày được các cấu tạo, nguyên lý làm viê ̣c và pha ̣m vi ứng du ̣ng của cấu truyền động Về kỹ năng: - Phân tích chuyển động vật rắn; - Tính toán được thông số nô ̣i lực, ứng suất biến dạng của vật chịu kéo, nén, cắt, dập, xoắn, uốn toán đơn giản; - Chuyể n đổ i được các khớp, khâu, các cấ u truyề n đô ̣ng thành các sơ đồ truyề n đô ̣ng đơn giản Về lực tự chủ trách nhiệm: - Tuân thủ quy định học tập làm đầy đủ tập nhà; - Rèn luyện tác phong làm việc nghiêm túc, cẩn thận; - Có khả tự nghiên cứu, tự ho ̣c, tham khảo tài liê ̣u liên quan đế n môn ho ̣c để vâ ̣n du ̣ng vào hoa ̣t đô ̣ng hoc tâ ̣p; - Vâ ̣n du ̣ng đươ ̣c các kiế n thức tự nghiên cứu, ho ̣c tâ ̣p và kiế n thức, kỹ đã đươ ̣c ho ̣c để hoàn thiê ̣n các kỹ liên quan đế n môn ho ̣c mô ̣t cách khoa ho ̣c, đúng quy đinh ̣ Chương 1: CƠ HỌC LÝ THUYẾT Mục tiêu: Học xong chương người học có khả năng: - Triǹ h bày tiên đề, khái niệm cách biểu diễn lực; loa ̣i liên kết bản; - Triǹ h bày phương pháp xác định thông số đô ̣ng học đô ̣ng lực học; - Phân tích chuyển đô ̣ng vật rắn; - Tuân thủ quy định, quy pha ̣m học lý thuyết Nội dung: 1- Các tiên đề tĩnh học 1.1- Vật rắn tuyệt đối Cơ học quan niệm vật rắn tuyệt đối vật chịu tác du ̣ng có hiǹ h da ̣ng kić h thước không đổi Vật rắn tuyệt đối mô hiǹ h lý tưởng, thực tế chịu tác du ̣ng vật biến đổi hiǹ h da ̣ng kích thước Nhưng để đơn giản việc nghiên cứu cân bằ ng chuyển đô ̣ng vật ta có thể coi vật tuyệt đối rắn 1.2- Lực 1.2.1- Lực - Định nghĩa: Lực tác động tương hỗ từ vật từ môi trường xung quanh lên vật xét, làm cho vật thay đổi vận tốc làm cho vật biến dạng Đầ u búa tác đô ̣ng lên vật rèn lực tác đô ̣ng từ vật lên vật khác, trọng lực tác đô ̣ng vào vật lực hút trái đấ t lên vật đó Trọng lượng mô ̣t thành phầ n trọng lực, với sai số nhỏ, trọng lượng vật coi trùng với trọng lực vật đó - Đo lực: dùng lực kế Treo vật có khối lượng khác vào mô ̣t lị xo thẳ ng đứng, ̣ dãn lò xo tỷ lệ với khối lượng vật Mă ̣t khác ta ̣i mô ̣t điểm xác định, trọng lượng vật tỷ lệ với khối lượng vật P = mg p - trọng lượng, m - khối lượng, g - gia tốc trọng trường (g = 9,81 m/g2) Căn cứ vào kết luận người ta chế mô ̣t du ̣ng cu ̣ đo lực gọi lực kế Đơn vị đo trị số lực Niu tơn, ký hiệu: N Bô ̣i số Niu tơn ki lô Niu tơn , ký hiêu KN( 1KN =103N); mê ga Niu tơn, ký hiệu MN ( 1MN = 106N) Đơn vị khối lượng ki lô gam, ký hiệu kg - Cách biểu diễn lực Lực đă ̣c trưng ba yếu tố: điểm đă ̣t, phương chiều trị số Nói cách khác lực mô ̣t đa ̣i lượng véc tơ biểu diễn bằ ng véc tơ lực ( hình 1.1) B A Hình 1.1  Véc tơ AB biểu diễn lực tác dụng lên một vật rắn, đó:  - Gốc A điểm đặt lực AB  - Đường thẳng chứa AB phương lực gọi đường tác dụng lực  mút B chiều lực AB  - Độ dài AB biểu diễn trị số lực AB theo một tỷ lệ xích đó Để đơn giản thường ký hiệu lực bằng chữ in hoa ghi dấu véc tơ chữ in      hoa đó, ví dụ : F , Q, P, R, S  Ví dụ: Một lực F có trị số 150N hợp với phương nằm ngang một góc 45o phía đường nằm ngang Hãy biểu diễn lực đó theo tỷ lệ 5N độ dài mm Bài giải  b Độ dài véc tơ lực F là: 150: 5= 30mm Ta kẻ một đường nằm ngang Ax, kẻ đường B Ab hợp với đường nằm ngang Ax một góc 45o phía đường nằm ngang 45o Đặt lên Ab một độ dài AB bằng 30mm Véc   x A tơ AB biểu diễn lực F cần tìm ( hình1.2) Hình 1.2 1.2.2- Hệ lực - Hai lực trực đối: Là hai lực có trị số , đường tác dụng ngược chiều ( hình 1.3a,b) A F A B F F’ B F’ Hình 1.3a Hình 1.3b - Hệ lực: Tập hợp nhiều lực tác dụng lên một vật rắn gọi hệ lực, ký hiệu     ( F1 , F2 , F 3, , Fn )     Hình 1.4, 1.5, 1.6 thí dụ hệ lực phẳng đồng quy ( F1 , F2 , F 3, , Fn ) ; hệ         lực phẳng song song ( P1 , P2 , P , , Pn ) hệ lực phẳng bất kỳ (Q1 , Q2 ,Q , ,Qn ) - Hai lực tương đương: Hai hệ lực gọi tương đương chúng có tác dụng học lên một vật rắn         ( F1 , F2 , F 3, , Fn ) ( P1 , P2 , P , , Pn ) ~ F1 F3 O - Hợp lực: một lực nhất tương đương với tác dụng hệ lực     ( F1 , F2 , F 3, , Fn ) F2 Hình 1.4       ~ R Thì R hợp lực hệ lực ( F1 , F2 , F 3, , Fn ) - Hệ lực cân bằng: Là hệ lực tác dụng vào vật rắn không làm thay đổi trạng thái học vật rắn (Nếu vật đứng yên thì đứng yên, chuyển động thẳng thì chuyển động thẳng đều) Nói cách khác hệ lực cân bằng tương đương với     ( F1 , F2 , F 3, , Fn ) ~0 Q2 Vật chịu tác dụng hệ lực cân bằng gọi vật trạng thái cân bằng P3 B A A C B C P1 Q3 Q1 P2 Hình 1.5 Hình 1.6 1.2.3- Các tiên đề tĩnh học - Tiên đề (Tiên đề hai lực cân bằng) Điều kiện cần đủ để hai lực tác dụng lên một vật rắn cân bằng chúng phải trực đối ( hình1.3-a,b) R F1 - Tiên đề (Tiên đề thêm bớt hai lực cân bằng) Tác dụng một hệ lực lên một vật rắn không thay đổi thêm vào hay bớt hai lực cân bằng O - Tiên đề (Tiên đề hình bình hành lực) F2 Hai lực đặt tại một điểm tương đương với một lực đặt tại điểm đó biểu diễn bằng véc tơ đường Hình 1.7 chéo hình bình hành mà hai cạnh hai véc tơ biểu diễn hai lực cho (hình 1.7)    R  F1  F2 N - Tiên đề ( Tiên đề tương tác) Lực tác dụng phản tác dụng hai lực trực đối (hình 1.8 Tuy nhiên lực tác dụng phản tác dụng không cân bằng vì chúng đặt vào hai vật khác P Hình 1.8 1.3- Liên kết phản lực liên kết 1.3.1- Vật tự vật bị liên kết Vật rắn gọi vật tự nó có thể thực chuyển động tự ý theo phương không gian mà không bị cản trở Ngược lại, vật rắn không tự một vài phương chuyển động nó bị cản trở Những điều kiện cản trở chuyển động vật gọi liên kết Vật không tự gọi vật bị liên kết (còn gọi vật khảo sát) Vật cản trở chuyển động vật khảo sát vật liên kết Ví dụ sách để bàn thì sách vật khảo sát, bàn vật liên kết 1.3.2- Phản lực liên kết Do tác dụng tương hỗ, vật khảo sát tác dụng lên vật liên kết một lực gọi lực tác dụng Theo tiên đề tương tác, vật liên kết tác dụng trở lại vật khảo sát một lực gọi phản lực liên kết Phản lực đặt vào vật khảo sát ( nơi tiếp xúc giữa hai vật) phương, ngược chiều với hướng chuyển động vật khảo sát bị cản trở Trị số phản lực phụ thuộc vào lực tác dụng từ vật khảo sát đến vật gây liên kết 1.3.3- Các liên kết - Liên kết tựa Liên kết tựa cản trở vật khảo sát chuyển động theo phương vuông góc với mặt tiếp xúc chung giữa vật khảo sát vật gây liên kết (hình 1.9) NC C NB N A NA B Hình 1.9 Phản lực có phương vng góc với mặt tiếp xúc chung, có chiều phía vật  khảo sát, ký hiệu N Hình 3.23 4.2- Ứng dụng Cơ cấu cam – cần đẩy biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến, dùng mắt cắt kim loại tự động, cấu điều tiết nhiên liệu động đốt trong, máy dệt máy cơng nghiệp khác (Hình 3.24) sơ đờ máy chỉ, cam quay làm cần đẩy tịnh tiến thẳng lại, đầu B cần đẩy có luồn để rải sợ vào ống 3, đồng thời truyền động phối hợp qua bộ truyền trục vít – bánh vít để đảm bảo tốc độ quay ống với hành trình kép cần đẩy Hình 3.24 76 Hình 3.25 sơ đờ cấu phân phối khí xupáp kiểu đặt dùng động đốt Hình 3.25: Sơ đồ cấu tạo cấu phân phối khí kiểu xupáp đặt Đế xupáp; Xupáp; Ống dẫn huớng; Lò xo; Móng hãm; Bulơng điều chỉnh; Đai ốc hãm; Con đội; Cam Nguyên lý hoạt động cấu sau: - Khi động làm việc, trục khuỷu động thông qua cặp bánh dẫn động làm cho trục cam vấu cam (9) quay theo - Khi cam quay từ vị trí thấp nhất tới vị trí đỉnh cao nhất vấu, cam tiếp xúc với đội (8), đẩy đội lên, đẩy xupáp lên mở cửa nạp (hoặc xả) Lúc lò xo (4) xupáp bị nén lại - Khi cam quay từ vị trí đỉnh cao nhất vị trí thấp nhất, nó vẫn tiếp xúc với đợi, lị xo (4) giãn nhờ sức căng lịxo đẩy xupáp chuyển đợng đóng kín cửa nạp (xả) Kết thúc trình nạp (xả) động 5- Các cấu truyền động khác 5.1- Cơ cấu tay quay truyền 5.1.1- Khái niệm Cơ cấu tay quay – truyền gờm có khâu (hình 3.26): tay quay 1, truyền 2, trượt giá Khi tay quay, truyền truyền chuyển động quay từ tay quay đến trượt 3, làm cho trượt chuyển động tịnh tiến thẳng rãnh trượt Khi trượt vị trí thấp hoặc cao nhất thì tay quay truyền nằm một đường thẳng tại vị trí đó, trượt chuyển sang hành trình ngược lại 77 Nếu cấu tay quay – truyền dùng để biến chuyển động quay tay quay thành chuyển động thẳng tịnh tiến lại trượt, thì tay quay khâu dẫn, trượt khâu bị dẫn truyền khâu trung gian Ngược lại, cấu tay quay – truyền dùng để biến chuyển động thẳng tịnh tiến lại trượt thành chuyển động tay quay thì trượt lại khâu dẫn tay quay trở thành khâu bị dẫn, truyền khâu trung gian 5.1.2- Ứng dụng Cơ cấu tay quay – trượt có khả truyền tải lớn nên dùng nhiều kỹ thuật, động đốt máy nước, nó dùng để biến chuyển động tịnh tiến pittong thành chuyển động quay trục cơ; máy búa hơi, để biến chuyển động quay trục động thành chuyển động thẳng tịnh tiến lại đầu búa làm nhiệm vụ rèn đập Hình 3.26 5.2- Cơ cấu cóc 5.2.1- Khái niệm: Cơ cấu bánh cóc gồm khâu dẫn cần lắc qua lại quanh trục O (có trục hình học với bánh cóc) cần lắc đặt cóc quay quanh lề C, khâu bị dẫn bánh cóc 3, khâu cịn lại giá (hình 3.27) Hình 3.27 78 Khi khâu dẫn thực chuyển đợng lắc (do một cấu khác tạo nên, hình biểu diễn phần truyền AB), từ A1 đến A2, cóc lọt vào rãnh bánh cóc đẩy bánh cóc quay chiều một góc tương ứng Khi khâu dẫn quay ngược lại (hành trình về) thì cóc lướt lưng bánh nên bánh cóc đứng yên, cóc D có tác dụng hãm không cho bánh cóc quay ngược lại 5.2.2- Ứng dụng: Cơ cấu bánh cóc biến chuyển động quay khâu dẫn thành chuyển động quay gián đoạn khâu bị dẫn, thường dùng máy đóng hộp, máy chiếu phim máy cắt kim loại 5.3 Cơ cấu đăng 5.3.1- Khái niệm - Cơ cấu đăng dùng để truyền dẫn mô men xoắn giữa hộp số với cầu chủ động giữa cầu trước chủ động với bánh xe (truyền dẫn giữa trục không đồng tâm có dịch chuyển tương đối) - Yêu cầu + Truyền dẫn hết mô men xoắn bất cứ tốc độ quay + Làm việc êm, ít rung có hiệu suất truyền lực cao + Kết cấu đơn giản có độ bến cao + Kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa thuận lợi dễ dàng 5.3.2 - Phân loại Truyền động đăng phân loại: a, Theo công dụng - Các đăng nối giữa hộp số chính với cầu chủ động hoặc với thiết bị phụ (tời) - Các đăng nối giữa cầu chủ động với bánh xe b, Theo đặc điểm động học - Các đăng khác tốc - Các đăng đồng tốc c, Theo kết cấu - Các đăng có chốt chữ thập - Các đăng kiểu bi 5.3.3 - Cấu tạo hoạt động truyền động đăng a- Truyền động đăng khác tốc (các đăng đơn) - Cấu tạo (hình 3.28) + Trục chủ động : Trục chủ động làm bằng thép ống bên có then hoa để lắp với trục bị động, một đầu có mặt bích để lắp nạng chữ U lắp với hai đầu chốt chữ thập thông qua hai ổ bi kim 79 + Trục bị động : Trục bị động gồm hai phần lắp nối với bằng then hoa, hai đầu có nạng chữ U có lỗ lắp với hai đầu lại chốt chữ thập bằng hai ổ bi kim Các trục đăng cân bằng chính xác có dấu lắp ghép hai đầu nạng (khớp nối) Nạng đăng Chốt chữ thập Chốt chữ thập Ổ bi kim Trục bị động Trục chủ động Nạng đăng Hình 3.28- Sơ đồ cấu tạo truyền động đăng khác tốc (loại trục chữ thập) - Nguyên lý hoạt động Khi hai trục lắp với bằng một khớp: Nếu đồng tâm thì tốc độ quay hai trục (ω2 = ω1), hai trục không đồng tâm (lệch một góc) thì tốc độ quay chúng khác (ω2 ≠ ω1) góc lệch α lớn, chênh lệch tốc độ lớn làm tăng tải trọng động cho truyền động đăng b- Truyền động đăng đồng tốc (các đăng kép) - Cấu tạo (hình 3.29) + Trục chủ động Trục chủ động làm bằng thép ống bên có then hoa (hoặc mặt bích) để lắp với phải, một đầu có mặt bích chế tạo liền với nạng chữ U để lắp với hai đầu chốt chữ thập thông qua hai ổ bi kim + Trục trung gian Cấu tạo cá c đăng khác tốc Hộp phân phối cấp; b Hộp phân phối hai cấp Hình 3.29 a- Cấu tạo đăng kép (đồng tốc) 80 Trục trung gian gồm hai phần lắp nối với bằng then hoa, hai đầu có nạng chữ U có lỗ lắp với hai đầu lại chốt chữ thập bằng hai ổ bi kim + Trục bị động Trục bị động có ống then hoa để lắp với then hoa đầu trục chủ động truyền lực chính cầu chủ động một đầu có mặt bích nạng bị động lắp với trục trung gian bằng một khớp chữ thập Các trục khớp đăng cân bằng chính xác có dấu lắp ghép hai đầu nạng (khớp nối) Trên ô tô dùng liên hợp hai khớp đăng khác tốc (các đăng kép), bố trí theo sơ đồ dạng chữ Z hay chữ V, bao gồm ba trục: trục chủ động, trục trung gian (gồm hai nửa) trục bị động - Nguyên lý hoạt động Truyền động đăng kép bao gồm hai khớp ba trục, trục chủ động trục bị động đặt lệch với trục trung gian một góc ω2 = ω1 Khi trục chủ động quay với tốc độ ω1 thông qua hai chốt chữ thập, làm cho trục trung gian quay tốc độ ω2 ≠ ω1 (khác tốc) đồng thời làm quay trục bị động với tốc độ ù3, để truyền mô men xoắn từ phải đến cầu chủ động Điều kiện để trục bị động trục chủ động quay ω3 = ω1 (đồng tốc), góc α1 = α2 mặt phẳng đầu nạng trục trung gian nằm một mặt phẳng (lắp đúng dấu) Phần then hoa trục trung gian, đảm bảo độ dịch chuyển dọc trục cấu treo ô tô đàn hồi Loại đăng kép bố trí cầu sau chủ động có khoảng cách giữa cụm lớn, thường bố trí thêm gối đỡ trung gian để treo ổ bi trục trung gian lên khung xe làm tăng độ cứng vững truyền lực đăng Hình 3.29 b - Cấu tạo đăng kép (loại có gối đỡ trung gian ổ bi treo) 81 c- Truyền động đăng đồng tốc kiểu bi - Cấu tạo (hình 3.30 ) Truyền động đăng đồng tốc khiểu bi lắp cầu trước dẫn hướng chủ động bao gồm: + Trục chủ động Làm bằng thép có then hoa để lắp với hộp vi sai, một đầu có nạng khớp cầu chữ C, hai bên nạng có rãnh tròn chứa viên bi truyền lực + Trục bị động Có cấu tạo tương tự trục chủ động, lắp đối diện tạo thành một khớp chứa viên bi, một viên nằm tâm khớp có lỗ chốt định vị viên bi nằm xung quanh để truyền lực - Nguyên lý hoạt động: Nguyên lý hình thành đăng kiểu bi có thể xem xét sở một bộ truyền bánh côn ăn khớp có kích thước hình học giống hoàn toàn Khi hai đường tâm trục thay đổi, tức thay đổi góc nghiêng truyền mômen để có điều kiện đồng tốc (ω2 = ω1) thì phải đảm bảo: + Giữ nguyên khoảng cách từ điểm truyền lực tới điểm giao hai đường tâm trục + Điểm truyền lực luôn nằm mặt phẳng phân giác góc tạo nên giữa hai đường tâm trục, góc tạo nên giữa hai đường tâm trục 300 cho phép viên bi nằm mặt phẳng lệch với trạng thái trung gian 150 + Để đảm bảo điều kiện làm việc truyền mô men xoắn khớp bi, tránh tượng viên bi chạy khỏi rãnh tròn nạng thì góc quay lớn nhất bánh xe dẫn hướng khơng vượt 300 Hình 3.30 Sơ đồ cấu tạo truyền động đăng đồng tốc 82 Câu hỏi ôn tập Nêu định nghĩa cấu Truyền động Hãy kể tên một số cấu truyền động Nêu định nghiã khâu, khớp, lược đồ khâu, khớp Cho một vài ví dụ cụ thể Viết công thức tính tỷ số truyền một cặp bánh một hệ bánh thường Nêu ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng cấu truyền động xích Nêu ứng dụng cấu tay quay trượt cấu cam cần đẩy vào công nghệ ô tô 6- Hãy mô tả cấu tao trình bày nguyên lý làm việc cấu Các đăng đơn hình vẽ 83 NGÂN HÀNG CÂU HỎI KIỂM TRA KẾT THÚC MÔN HỌC Câu (3 điểm): Liên kết học? Trình bày tiên đề liên kết? Mơ tả liên kết giải phóng liên kết ngàm, liên kết lề trụ ngang, liên kết tựa di động? Cho ví dụ liên kết lề trụ ngang tơ? Câu (3 điểm): Trình bày cách tổng hợp hai lực đồng quy thành lực? Cách xác định điểm đặt, phương, chiều, trị số? Câu (3 điểm): Trình bày cách tổng hợp hai lực song song chiều thành lực? Cách xác định điểm đặt, phương, chiều, trị số? Câu (3 điểm): Trình bày cách tổng hợp hai lực song song ngược chiều thành lực? Cách xác định điểm đặt, phương, chiều, trị số? Câu (3 điểm): Trình bày mô men lực điểm? Chiều, trị số, đơn vị đo mô men? Biểu diễn mô men? Ứng dụng? Tính mơ men lớn lực 50N dùng cờ lê dài 30cm để vặn đai ốc? Câu (3 điểm): Trình bày mơ men ngẫu lực? Cho biết cách xác định chiều, trị số, đơn vị đo ngẫu lực? Biểu diễn ngẫu lực? Tính mơ men lớn ngẫu lực dùng tuýp chữ T có ngang dài 30cm, lực thành phần 50N để vặn đai ốc? Câu (3 điểm): Trình bày điều kiện cân hệ lực phẳng theo dạng phương trình thứ nhất? Áp dụng để tính phản lực ngang AB dài 2m nặng 100kg đầu gối cố định đầu gối di động? 84 Câu (3 điểm): Trình bày điều kiện cân hệ lực phẳng theo dạng phương trình thứ ba? Áp dụng để tính phản lực ngang dài 2m nặng 100kg đầu gối cố định đầu gối di động? Câu (3 điểm): Trình bày định nghĩa, yếu tố động học vật rắn chuyển động quay quanh trục cố định? Cho ví dụ vật rắn quay quanh trục cố định? Câu 10 (3 điểm): Trình bày định nghĩa, yếu tố động học điểm vật rắn chuyển động quay quanh trục cố định? Cho ví dụ thay đổi vị trí điểm vật rắn quay? Câu 11 (3 điểm): Vẽ xác định hợp lực hệ lực phẳng đồng quy điểm O phương pháp hình học gồm bốn lực có vị trí sau F1 90o, F2 45o, F3 -45o, F4 180o Trị số lực F1 = F2 = F3 =100N, F4 = 100√2 N 85 Câu 12 (3 điểm): Vẽ xác định hợp lực hệ lực phẳng đồng quy điểm O phương pháp giải tích gồm bốn lực có vị trí sau F1 90o, F2 45o, F3 -45o, F4 180o Trị số lực F1 = F2 = F3 = 100N, F4 = 100√2 N Câu 13 (3 điểm): Vẽ xác định hợp lực hệ lực song song phương pháp hình học? Biết hệ có ba lực F1 = 50 N, F2 = 75 N, F3 = 100 N đặt điểm A, B, C đường nằm ngang Chiều F2 lên, chiều F1 F3 xuống Chiều dài AB = 50 cm, BC = 100 cm ? Câu 14 (3 điểm): Trình bày khái niệm chịu kéo, nén tâm? Ngoại lực, nội lực, biểu đồ nội lực, dạng trục tọa độ? ứng suất chịu kéo, nén tâm? Cách tính ứng suất? Câu 15 (3 điểm): Mơ tả trình bày biến dạng chịu cắt? Định luật Húc trượt cắt? Điều kiện bền chịu lực cắt? Câu 16 (3 điểm): Trình bày ba tốn cho chịu cắt? Vẽ hình xác định đường kính bu lông lắp ghép hai thép chồng chịu kéo tâm với lực 10KN, biết ứng suất cắt cho phép thép bu lông 100MN/m2? 86 Câu 17 (3 điểm): Trình bày ứng suất phân bố ứng suất mặt cắt chịu xoắn? Cách tính ứng suất lớn nhất? Cách tính khả chống xoắn mặt cắt trục tròn đặc trịn rỗng? Câu 18 (3 điểm): Mơ tả biến dạng chịu xoắn? Các góc biến dạng chịu xoắn? Cách tính góc xoắn tương đối đơn vị chiều dài sau trước biến dạng? Định luật Húc trượt? Câu 19 (3 điểm): Trình bày nội lực, chiều nội lực, biểu đồ nội lực, ứng suất chịu uốn? Sự phân bố ứng suất? Cách tính ứng suất mặt cắt chịu uốn? Câu 20 (3 điểm): Trình bày điều kiện bền chịu uốn? Cách tính mơ đun chống uốn mặt cắt hình chữ nhật đứng, hình chữ nhật nằm, hình trịn, hình trịn rỗng? Ba tốn cho chịu uốn? Câu 21 (4 điểm): Trình bày cách tổng hợp lực phương pháp giải tích? Câu 22 (4 điểm): Mơ tả trình bày biến dạng chịu kéo, nén tâm? Hệ số biến dạng ngang Poát xông (Poisson)? Định Luật Húc (Hooke) kéo nén tâm? Mô đun đàn hồi vật liệu? Câu 23 (4 điểm): Xác định ngoại lực, phản lực, nội lực, kích thước mặt cắt ngang trục trịn rỗng? Biết tiết diện trục có tỷ lệ đường kính đường kính ngồi α = d/D = 0,8; vật liệu có ứng suất tiếp cho phép [τ] = 12KN/cm2 Trục chịu tác dụng mô men xoắn tập trung M = 12KNm Câu 24 (4 điểm): Kiểm tra độ bền trục có bậc hình vẽ? Vật liệu làm trục có ứng suất tiếp cho phép [τ] = 14KN/cm2, đường kính d1 = 80mm, d2 = 40mm, trục chịu tác dụng mô men xoắn tập trung M1 = 10KNm, M2 = 2KNm 87 Câu 25 (4 điểm): Xác định trị số tối đa lực P dầm cơng xon hình vẽ? Dầm liên kết ngàm đầu A, đầu B tự do, kích thước AB = BC = 1m, B có lực tập trung thẳng đứng từ xuống có trị số lực 1,5P, C có lực tập trung thẳng đứng từ xuống trị số P; dầm làm vật liệu có ứng suất cho phép [] = 18KN/cm2, kích thước mặt cắt ngang dầm b = 40mm, h = 120mm Câu 26 (4 điểm): Trình bày khái niệm, vẽ sơ đồ động, mô tả cấu tạo, vật liệu, phân loại, nguyên lý hoạt động, tỷ số truyền ứng dụng cấu truyền động đai? Câu 27 (4 điểm): Trình bày khái niệm, mô tả cấu tạo, vẽ sơ đồ động, phân loại, trình bày nguyên lý hoạt động ứng dụng cấu truyền động khớp ma sát? 88 Câu 28 (4 điểm): Trình bày khái niệm, mơ tả cấu tạo, vẽ sơ đồ động, phân loại, trình bày nguyên lý hoạt động, tỷ số truyền ứng dụng cấu truyền động đĩa xích? Câu 29 (4 điểm): Có hệ bánh hình vẽ Số bánh sau: Z1 = 50, Z2 = 25, Z2’ = 40, Z3 = 20, Z3’ = 10, Z4 = 30 Vận tốc vòng trục I nI = 600 vịng/phút Tính tỷ số truyền iI-IV? Tính vận tốc quay trục IV theo Vg/ph, rad/ph, rad/s, độ/ph, độ/s? Câu 30 (4 điểm): Cơ cấu truyền động đai có đường kính bánh dẫn 50mm, đường kính bánh bị dẫn 200mm, bánh dẫn quay 1400 vòng/phút (bỏ qua trượt đai) Tính vận tốc vịng quay (v/ph), vận tốc góc (rad/ph, rad/s), vận tốc góc (o/ph, o/s) bánh bị dẫn? Ứng dụng truyền đai ô tô? 89 Tài liệu tham khảo 1- Đỗ Sanh, Nguyễn Văn Đình, Nguyễn văn Khang (2009) - Giáo trình Cơ họcTập1 (Tĩnh học động học) - NXB Giáo dục 2- Đỗ Sanh, Nguyễn Văn Vượng, Phan Hữu Phúc (2009) - Giáo trình Cơ kỹ thuật - NXB Giáo dục 3- Nguyễn Khắc Đam (1992) - Giáo trình Cơ kỹ thuật - NXB Giáo dục 4- Nguyễn Quang Tuyến, Nguyễn Thị Thạch (2005) - Giáo trình Cơ kỹ thuật Sở giáo dục đào tạo Hà Nội - NXB Hà Nội 90 ... ? ?ô ̣ng đăng 79 Câu hỏi ôn tập 83 Tài liệu tham khảo 90 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: CƠ ỨNG DỤNG Mã môn học: MH 08 Thời gian thực môn học: 45 giờ; (Lý thuyết: 42... trí, tính chất mơn học: Vị trí: Mơn học bố trí giảng dạy song song với môn học/ mô đun sau: MH 07, MĐ 09, MĐ 10, MĐ 11 Tính chất: Là môn học kỹ thuật sở bắt buộc II Mục tiêu môn học: Về kiến thức:... cho thích hợp khơng trái với quy định chương trình khung đào tạo nghề Với mong muốn giáo trình biên soạn, nội dung giáo trình bao gồm: Chương 1: Cơ học lý thuyết Chương 2: Sức bền vật liệu Chương