Giáo trình chi tiết cơ cấu chính xác phần 1

NGUYEN TRONG HUNG

3

NHÀ XUÂT BAN KHũA H0C VÀ KÝ THUẬT


CHI TIẾT
CƠ CẤU CHÍNH XÁC



LỜI NĨI ĐẦU

cơng

Hiện nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật và
nghệ tiên tiến đã sản xuất ra hàng loạt các thiết bị hiện đại

trong tất cả các lĩnh vực.
Những thiết bị tiên tiến này cũng xuất hiện ngày càng nhiều
ở Việt Nam

trong các ngành

công nghiệp khác nhau.

Các dụng cụ và thiết bị đo lường, nghe nhin, điện tử tin học,

y tế và văn hoá... trong các dây chuyển sản xuất hiện đại, trong,
tự động hóa rơ bốt và tay máy... đều có mặt các chỉ tiết và cơ cấu

chính xác.
Với chức năng đa dạng và phong phú của các chỉ tiết và cơ
cấu chính xác: biến đổi, truyền và khuếch đại chuyển động và chỉ

thị tín hiệu ổn định và điều chế thông tin, ghép nổi các phần tử để

cấu thảnh thiết bị và máy, giáo trình đã để cập tới các nội dung về
lính vực cơ khí chính xác của các phạm vi kỹ thuật kể trên. Đồng
thời cũng để cập tới nguyên lý làm việc, tính tốn hình học, động
học, động lực học và độ chính xác của một số chỉ tiết và cơ cấu
chính xác điển hình.
Tải liệu nây được dùng lâm giáo trình cho sinh viên ngành
Cơ khí chính xác và Quang học của trường Đại học Bách khoa Hà
nội, chuyên ngành Quang - Quang điện tử của Học viện kỹ thuật
quân sự. Cuốn sách này còn là tải liêu tham khảo bổ ích cho cán

bộ kỹ thuật trong cơng tác khai thác sử dụng, thiết kế chế tạo, sửa
chữa bảo dưỡng các dụng cụ và thiết bị cơ khí chính xác trong dây
chuyển san xuất cơng nghiệp.
Do

biên

soạn

lần

đầu,

cuốn

sách

vấn để chưa được hồn chỉnh. Chúng
những, ý kiến đóng góp của độc giả.

nảy
tơi

chắc
rất

chắn
mong

cịn
nhận

những
được


Những ý kiến đóng góp xin gửi về Nhà xuất bản Khoa học và
Kỹ thuật, 70 Trần Hưng Đạo Hà nội hoặc Bộ mơn Cơ khí chính xác
và Quang học, trường Đại học Bách khoa Hà nội.

Tác giả


CHƯƠNG MỞ ĐẦU

§1. MỞ ĐẦU
1. Khái niệm dụng cụ và thiết bị chính xác

lượng

Máy

là thiết bị thực hiện chuyển động có ích nhất định để biến đổi năng

Máy

gia cơng kim loại thực hiện các quá trình sản xuất khác nhau nhằm

hoặc

thực

hiện cơng có ích. Ví dụ, động

cơ điện

biến điện năng

thành

cơ

nang.

đối hình dạng và vị trí của chỉ tiết.

Dụng cụ là thiết bị thực hiện chức

năng đo lường, kiểm

thay

tra điều chỉnh, điều

khiển, tính tốn.

Dụng cụ đo lường: dùng để so sánh trực tiếp hay gián tiếp các đại lượng đo

với đơn vị đo. Ví dụ, nhiệt kế, áp kế, tốc kế.

Đụng cụ kiểm tra: dùng để xác định giá trị đại lượng được kiểm tra có nằm

trong giới hạn cho phép hay khơng.

trở.

-

Dụng

Ví dụ, dụng cụ kiểm tra kích thước, cân, điện

cụ điểu chính: dùng để duy

trì tự động

đã được định trước. Ví dụ, bộ điều chỉnh tốc độ.

giá trị của đại lượng điều chỉnh

Dụng cụ điều khiến theo chương trình chơ trước thực hiện sự thay đổi của đại

lượng nào đó.

Máy tính và thiết bị tính thực
tính, bộ tích phân, thiết bị cộng.
Một
sau (hinh

cách tổng quát các dụng
1):

hiện

các

nguyên

cụ và thiết bị chính

cơng

tốn

học.

Ví dụ, máy

xác có sơ đổ cấu trúc như


Phương tiện phan
ánh tin tức

xi

Xo]
(Pp) ~

Phần tử
nhay

—__*

——>

7

i ẹ

Ca cấu
truyền

(s)

Hình 1. Sơ đồ cấu trúc của dụng cu va thiét bi chinh xac.

Các phần tử nhạy cảm
Là thiết bị biến tín hiệu đầu vào x¿ thành tín hiệu đầu ra x;. Tín Ếiệu đầu vào

và ra có thể là đại lượng điện và không điện. Trong nhiều phần tử nhạy cảm, tín

hiệu vào là các đại lượng vật lý (dịng điện, tần số, điện áp, lực, nhiệt độ, vận tốc,
áp suất...). Tín hiệu ra: địch chuyển thẳng hay góc.
Để làm các phần tử nhạy người ta thường dùng:
lị xo, ống burđơn, tấm lưỡng kim, tấm thạch anh...
Phương

tiện phản

ánh

màng

đàn

hỏi, ống xin-fơn,

tín tức

Là thiết bị thông tin cho con người (người thao tác) các số liệu về giá trị của
các thông số được đo và được kiểm tra đặc trưng cho trạng thái của đối tượng.
Để làm phương tiện phản ánh
ghi, bảng số, màn ảnh vô tuyến...

tin tức dùng

bảng

chia, các chỉ số, thiết bị tự

Cơ cấu truyền
Thực hiện liên kết động giữa các khâu động của phần tử nhạy cảm và thang

chía các chỉ số, thiết bị tự ghỉ hay thiết bị chấp hành của dụng cụ hay hệ thống tự
động.
Vi du:

Sơ đồ động của dụng cu khí áp kế đo độ
cao (hình 2).

Phần tử nhạy cảm - khí áp kế kiểu hộp,
biến đổi áp suất khí quyển p thành dịch chuyển
S của điểm A.

Cơ cấu truyền - biến đối dịch chuyển
thang nhỏ § của điểm A thành dịch chuyển góc
lớn @ của kim thiết bị đọc số.

Phương tiện phản ánh tín tức - bảng chỉa,

Hình 2. Sð đề động của dụng
cụ khí áp kế đo độ cao.

2. Nhiệm vụ và nội dung của môn học
Nhiệm vụ của mơn học là nghiên cứu phương pháp tính tốt và thiết kế các
chỉ tiết và cơ cấu của dụng cụ và thiết bị chính xác. Các bài tốn được nghiên cứu
ở đây là xác định các thơng số hình học, tính tốn độ chính xác, tính tốn động
học và động lực học cơ cấu của dụng cụ và thiết bị chính xác. Trong trường hợp
cần thiết là tính tốn độ bền của các chỉ tiết chịu lực.
Nội dung của môn

học:

Các chỉ tiết và cơ cấu của dụng cụ và thiết bị chính xác rãi phong phú và đa
dạng. Ở đây chỉ nghiên cứu các chỉ tiết và cơ cấu điển hình đùng
chính xác và quang học; chế tạo dụng cụ và cơ khí chế tạo máy.

trong

cơ khí

Một số chỉ tiết và cơ cấu điển hình là: |
- — Các yếu tố đàn hồi.

-ˆ_

Gối tựa và sống trượt.

-

Truyền động bánh răng chính xác.

-

Truyền động ren vít chính xác.

- — Cơ cấu đòn - Bản lễ.
- _ Cơ cấu truyền động ngắt quãng.
- _ Cơ cấu điều chỉnh tốc độ.

- - Cơ cầu làm giảm dao động.
-—

Cơ cấu và thiết bị đọc số.

§2. CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI CÁC CHI TIẾT VÀ CƠ CẤU CHÍNH XÁC
Các yên cầu đối với chỉ tiết và cơ cấu chính xác rất khác nhau

vào chức năng, cơng suất, vận tốc và độ chính

cơng nghệ chế tạo và hàng loạt các yếu tố khác. '

và phụ thuộc

xác yêu cầu, điểu kiện sử dụng,

Các yêu cầu chủ yếu đối với các chỉ tiết và cơ cấu chính xác:
Độ chính xác thực hiện chức năng yêu cầu, độ tin cậy và làm việc khơng
hỏng hóc, thuận tiện, đơn giản và sử dụng an toàn,
So đồ tối giản: số khâu, khớp là ít nhất, làm việc êm khơng ổn, chống rung
động, độ bền, tuổi thọ, tính chống

mài

mịn

và hiệu suất cao

v.v...

Tính kinh tế trong sử dụng và chế tạo, lắp ráp, sửa chữa đơn giản.
Chỉ phí vật liệu ít nhấu, khối lượng và kích thước nhỏ.


Sử dụng rộng rãi các cụm và các chỉ tiết tiêu chuẩn
thay thế được. Khối lượng và giá thành chế tạo ít nhất.
chính

hố. Các chỉ tiết có tính

Ngồi ra đối với các cơ cấu của dụng cụ cịn có các yêu cầu đặc biệt như: độ
xác và độ nhạy cao. khơng có qn tính, khơng bị ảnh hưởng của điều kiện

môi trường như nhiệt độ, áp suất, độ ẩm v.v...


Chuang I

CÁC YẾU TỐ ĐÀN HỒI
CỦA DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ CHÍNH XÁC
§1. KHAI NIEM CHUNG VA PHAN LOA!
1. Khái niệm chung
Trong dụng cụ và thiết bị chính xác để làm các yếu tố đàn hồi người

lồ xo va cdc yéu 16 nhạy đàn hồi có cấu trúc khác nhau:

ta dùng,

Lò xo, bao gồm:
- Lồ xo xoắn trụ chịu kéo và chịu nén (hình

1.1 a và b).

- Lồ xơ thẳng chịu uốn (hình 1.1 c}.
- Lồ xo xoắn acsimet chịu xoắn (hình 1.1 d).
Ống sóng hay xinphơn (hình
Mang dan hồi (hình

1.1 e),

1.1 8).

Lị xo ống hay ống burđơn (hình

1.1 h).

a) Đặc điểm của các yếu tế đân hồi
Lực và mô men do các yếu tố đàn hồi tạo nên tỷ lệ với biến dạng và khơng
phụ thuộc vào vị trí của chúng trong không gian.

Các yếu tố đàn hồi cho phép tích lũy cơ năng bằng cách biến dạng sơ bộ

chúng.

Nói chung, các yếu tố đàn hồi có kích thước nhỏ.
a)

-

b)

NY.

=|

Pfr

ns

Hình 1.1. Các yếu tế đàn hồi của dụng cụ và thiết bị chính xác.

b) Đặc tính của các yến tố đàn hồi
Là sự phụ thuộc giữa độ võng f của yếu tố đàn hồi và tải trọng P hay giữa
góc xốn @ và mơ men ngẫu lực M, gây ra sự biến dạng của yếu tố đàn hỏi.
f=f(P)
hay:

10

(1)


ọ = 0@(M)

tuyến

,

(1.2)

Dac tính của yếu tố đàn hồi có thể là tuyến tính (hình 1.2 đường a) hoặc phì
(hình

1.2 đường b, c).

f

P

Hinh 1.2. Đặc tính của các yếu tố đàn hồi.

Ẵ©) Độ cứng của các yếu tố đàn hồi
Là giới hạn của gia số tải trọng ÁP với gia số của độ võng AT, khi Af tiến tới
không:
K=

jin

Atal

SP |=
Af

» Ninn

df

(1.3)

hay:
K, = lim|

soak

——
Ap

iM

dp

> Nanitrad

(1.4)

Độ cứng có thể được xác định bằng đồ thị hoặc bảng tang của góc nghiêng v

của tiếp tuyến tại điểm khảo sát với đặc tính của yếu tố đàn hồi (hình 1.2):
dP

K =tgv = —

a

Nếu đặc tính đàn hồi là tuyến tính thì:
K= P = const
f
đ) Độ nhạy của yến tố đàn hồi
Là đại lượng ngược với độ cứng:
sett
IP

min

(1.5)

hay:
"1


S=

đ
“a ,rad/nun
dM

(1.6)

Trong các dụng cụ cơ khí chính xác và quang học, để thay đổi độ cứng (hay
độ nhạy) và để nhận được đặc tính cần thiết của cụm các yếu tố đàn hồi, người ta

sử dụng chuỗi nối tiếp, chuỗi song song bay chuỗi hỗn hợp các yếu tố đàn hỏi.
Dưới đây ta lần lượt xét các chuỗi đó:

+ Chuỗi nối tiếp các yếu tố đàn hồi
Trong chudi này mỗi một yếu tố dan hồi cùng chịu tác dụng của lực tác dung
P (hình 1.3 a).
Đặc tính của khối

m

ff

Hình 1.3 a. Chuỗi nối tiếp các yếu tố đản hồi.
Độ nhạy:

Do đó:

12


's.-¥S,

(1.7)

Vậy: Khi nối tiếp, các yếu đàn hồi độ nhạy của khối bằng tổng các độ nhạy
của các yếu tố đàn hồi riêng biệt.
Độ cứng:

K,= a

Ss

vst

(1.8)

Đặc tính tổng cộng của khối có thể tìm bằng cách cộng đồ thị biến dạng của
các yếu tố đần hồi riêng biệt f,, f;,..., f„ khi chịu tải trọng P:

f= dé

(1.9)

it

+ Chuỗi song song các yếu tố đèn

hồi:

Trong chuỗi này biến dạng của các yếu tố đàn hồi riêng biệt là như nhau và
bang biến dạng chung của khối (hình 1.3 b):
Đặc tính của khối

Suy ra:

f

P=.

P,
t

=

f.

=,

$2

P=

f

=
n


Do đó: Lực tác dung

lên mỗi

yếu tố đàn

nghịch với độ nhạy của chúng:

P=

hồi trong chuỗi

song song

YP, =

tý lệ

(1.10)

(1.11)

Vậy khi nối song song các yêu tố đàn hồi, độ nhạy tổng cộng bị giảm đi, còn

độ cứng tổng cộng của khối bằng tổng độ cứng của chúng:

EL

a1

`

ẻ

(1.12)

+ Chuối hẳn hợp các yếu tố dàn hồi:
Khi nối hỗn hợp các yếu tổ đàn hồi. độ cứng và độ nhạy của chúng được xác
định riêng đối với cụm song song, sau đó khảo sát khối đó như chuỗi nối tiếp.

2. Phân loại các yếu tố đàn hổi
Các yếu tố đàn hồi có thể được phân loại theo các đặc điểm khác nhau.
2.1. Phản loại theo công dụng

Các yếu tố dan hồi được chia thành ba nhóm.

Là xở lực: (Tích luỹ năng lượng)
Năng

lượng

được

tích luỹy trong

lúc biến

dạng

sơ bộ các

lò xo này, chúng

được dùng để dẫn hệ thống động của cơ cấu quay về vị trí ban đầu.
L6 xo đo lường: (Các yếu tố nhạy đàn hồi)

Các lò xe này được dùng trong các dụng cụ đo để tạo thành lực và mô men
phan tac dụng. Theo trị số biến dạng (độ võng f hay góc xoán @) đánh giá về trị
số của lực hay mê men tác đụng lên lò xo.

Các yếu tổ Hiên kết đàn hồi:
Chúng

được dùng để cách ly rung động của cơ cấu và làm giảm

và đập bằng

cách thay thể liên kết cứng giữa các chỉ tiết của dụng cụ bằng liên kết đàn hồi.

Vi du: dém dan hồi, bộ giảm chấn lồ xo và cao su, khớp bản lễ đàn hồi, các

phần tử của khớp nối lờ xo và đàn hồi
14


2.2. Phán loại theo biến dạng của vật liệu
Theo biến dạng của vật liệu được chia thành ba loại:
- Lồ xo chịu uốn

- Là xo chịu xoắn
- Lồ xo biển dạng phức tạp.

§2. LO XO LA PHANG
1. Khái niệm

Lị xo lá phẳng chịu uốn, chịu được tải nhỏ, có độ võng khơng Jớn, thường có
tiết điện hình chữ nhật và hình trịn. Lồ xo lá phẳng được dùng trong các thiết bị
tiếp xúc điện, để làm gối tựa đàn hồi, sống trượt đàn hồi, cơ cấu truyền khuếch
đại, để treo các dụng cụ chính xác.
Ví dụ:
Lị xo lá phẳng được dùng trong thiết bị tiếp xúc điện (hình
Lị xo lá phẳng trong gối
đàn hồi (hình 1.4 c).

tựa đàn

hồi (hình

1.4 a).

1.4 b) và trong

sống

trượt

Để chế tạo lò xo lá phẳng, dùng băng thép được gia cơng nhiệt, có chiểu dày
0,08

+

1,5 mm

chiéu

rong

1,6 + 8 nm.

Vi du

bang

thép 65T,

đối với lò xo quan trọng hơn dùng băng thép 60C2A

a)

Hinh 1.4. Lo xo la phang.

va 70C2A.

Y8A

va YIOA,

con


bỳ

€)
Hình 1.4 (tiếp theo).

2. Tính tốn lỏ xo lá phẳng

Lị xo lá phẳng có sơ đồ tính tốn có thể coi như đầm tiết điện không đổi,

được ngàm một đầu và đầu kia chịu tải bởi tải trọng tập trung P.

Khi tính tốn lị xo cần xác định ứng suất ở tiết điện nguy hiểm hoặc độ võng

của lò xo ở các điểm khảo sát
Bài toán Hgược:

Xác dịnh trị số tải trọng P, cần sao cho lò xo võng theo trị số cho trước.

2.1. Lơ xo phẳng cơng xơn có tiết điện hình chữ nhật
Xét lồ xo có chiều rộng b, chiều đày h và chiều dài l (hình 1.5).
Ứng suất cực đại:
max

tronp đó:
16

Mu... - mơ men

uốn cực dai;


W - mơ men chống uốn-của tiết điện lị xo.

Om ages
PI
6

(1.13)

Ou. ee6PI Slo,
ey

¿

=
⁄⁄

==

4

oT

h

f
`.

3

ye

La

1
7Uy
Y

Hình 1.5.

Lị xo lả phẳng cơng xơn tiết diện hình chữ nhật.

Tải trọng cho phép lớn nhất:

Sh folse
=>

[l=

|PJ=—

(1.14)

fol

Io],

Độ võng đầu lị xo:
\

3,

a

ap Oh.

3

Ỷ

12
Thay gid tri [P| vao cơng thức trên tạ có;

[f]=

Pe

él

bhỶ.E

(}= 2 2." "ol,
eh
3

Eh

(1.16)


trong đó: E - mơ đun đàn hồi của vật liệu lồ xo.
Bùi toán ngược
Khi biết tiết điện và chiểu dài lị xơ tìm
đảm bảo độ võng u cầu:

lực cần thiết phải đặt vào lò xo để

fEbh*

P=——

.41

2.2. Là xo phẳng cơng xơn có tiết điện hình trịn
Lồ xo phẳng có tiết điện hình trịn có thể uốn cong được ở các hướng khác

nhau và có độ cứng lớn hơn so với lị xo lá riết điện hình chữ nhật (hình

⁄

ZA a
{ =

WY

=

-¬x

⁄4

|
7

Soy

1.6).

P

-

tt

Hình 1.6. Lị xo lá phẳng cơng xơn tiết điện tròn.

Ứng suất cực đại:

Thay giá trị P„„, vào ta có:

tl-==k†
2.3. Ứng suất nốn cho phép
Ứng suất uốn cho phép được xác định theo công thức sau:

(1.17)


(1.18)
trong đó:
n - hệ số an tồn độ bên;
y - hệ số chức năng của lị xo.
Hệ số an tồn bền được lấy phụ thuộc vào đặc tính của tải trọng:

Khi tải trọng không thay đổi: n = 2.
Khi tải trọng thay đổi chậm và điều hoà: n = 3.
Khi tải trọng thay đổi nhanh: n = 4.
Đối với các lò xo, được đùng để làm các yếu tố nhay của dụng cụ đo, cần lấy
hệ số an toàn bến pấp mười lần, để đảm bảo tác dụng đàn hồi của lò xo hơn
Hệ số chức năng của lò xo được lấy phụ thuộc vào mức độ quan trọng của lò
xo trong dụng cụ hay cơ cấu:
Khi mức độ quan trọng cao: y = 0,75.
Khi mức độ quan trọng tương đối cao: y = 0,9.
Khi mức độ quan trọng bình thường: y = |.

§3. LỒ XO XOẮN ACSIMET
1. Khái niệm
Lồ xo xoắn acsimet là băng kim loại được cuốn theo đường xoắn acsimet, tạo

thành mô men quay tắc dụng trong mặt phẳng vng góc với trục lị xo.

Nó được dùng để tạo thành mô men phản tác dụng trong các dụng cụ đo.

Các yêu câu đối với lò xo xoắn:
Lồ xo xoắn hay cịn gọi là lị xo mơ men là một trong những chỉ tiết quan
trọng nhất xác định chất lượng và độ chính xác của dụng cu, vì thế cấn phải thoả
mãn các yêu cầu sau:
- Mô men M và góc xoắn @ cần phải tỷ lệ theo bậc nhất với nhau
- Tính chất đàn hỏi khơng thay đổi theo thời gian.

- Hệ số đãn nở nhiệt của vật liệu nhỏ,
- Biến dạng dư thô nhất.

19


- Khơng

có từ tính.

- Tính chống

ăn mịn

cao.

- Điện trở suất nhỏ.
Be ché tau 1d xo xoan

ding

bang

thép y8A,

ylOA

va 70 C2XA,

bang

déng

thanh Bpod 6.5-1.5: Bpoy 4-3, &p6 2 vi hyp kim Eliva (hop kim sét-crém-niken)
2. Tinh toan
2.1. Xée dinh m6 men phan tác dụng của lị xo
Đại bài tốn:

u cầu xác định mỏ men phản tác đụng của lò xo xoắn chiều dày h, chiều
rộng b và chiêu đài L (hình 1.7 a). Trạc lồ xo chịu tải bởi mỏ men xoắn ngoại lực
M(Á. đầu ngồi của lị xo được kẹp. xuất hiện lực cân bằng P. Nếu chiều dây lò xo
nhỏ,

số vòng

phương

ngàng.

xoắn

đủ

Đồng

lớn, thì có thể sai số khơng

lớn

giả sử lực

thời giả thiết rằng khi bị xoắn các vịng

khơng tiếp xúc với nhau,

Van dé dat ca la tim sự phụ
trục lò xo

thuộc giữa mơ

mến

xoắn

M,

P hướng

xoắn cạnh

và góc quay

theo

nhau

ọ của

Xét đoạn phần tử lị xo chiều đài dL (hình 1.7 b), được giới hạn bởi các mặt
cất ab và ä'b`, Dưới tác dụng của mó men ngoại lực M, mặt cắt ah xoay tường đối
sơ với mặt cắt ä'bĩ một góc Ad@ xung quanh giao điểm của đường trung hòa với

mật cất đã cho (giả sử đúng với thuyết mặt cất pháng).

Hình

1.7.

Xác định đặc tính của lị xo xoắn acsimet.

Xét xơi nn' chiếu đãi Í, nằm trên khoảng cách Z tính từ lớp trung hịa, độ biển
đang

20

tường

đơi:

_Al_

ZAdg

(s+z]de

Tương ứng với định luật Húc ta có ứng suất pháp:
đ=£EE
ơ --E.Z.Ado

(p+ Zo

Từ điều kiện cân bằng giữa ngoại lực và nội lực la có:

M, x = fo-Z.dF
T

—
M.=
x
¿

h

:Ả

>

TU

TAY

2 dF

đọ

ptZ

ˆ

Ae

tg

ˆ

Vì chiều đày h của lò xo nhỏ hơn so với bán kính

^

p (thường

f

poh

h

“

nên có

thể coi p + h x p. Khi đó:

M, = 299 Íz? qp
pd@

EJ,
M, Nàng
= P22

¿

Ký hiệu: N - số các phần tử lị xo có chiều đài dL. Ta có:

L=dLN

và

@=Adg.N

Góc xoay tồn phần @ của mặt cắt bất kỹ của lờ xo có chiều dài L:
M,
Do

E1,

=—~.

—n.

đó:

bh`.E
M=z,

hr?

(1.19)

Nếu nụ là số vòng xoắn mà lờ xo xoắn từ trạng thái tự do tới nó thì:
=2nn,
Suy Ta:
M,=———-

(1.20)

“


Biểu thức trên được gọi là phương trình đặc tính của lị xo xoắn acsimel.

2.2, Xác định các kích thước của lị xo
Từ điều kiện bên của lờ xo:

M=Wløil,
trong đó:
W - mơ men chống uốn của tiết điện lị xo;
[a], - ing suất uốn cho phép.

Suy ra:

M= om

fol

Từ điều kiện cân bằng giữa mô men ngoại lực và mô men nội lực ta có:

bh?
ese
97g 1E bh

bh”.E

12L

Suy ra:

¬ = alc].
1
Eo

Chiéu dai | cia 1d xo:
L=

n(D?

-D3)
4C

trong đó:
D, và D; - đường kính ngồi và đường kính trong của lị xo,
€ - bước của lò xo, C = kị.h;
k; - hệ số tránh sự tiếp xúc giữa các vòng xoắn, thường: k, = 10 đến
đối với các lị xo có mư
mơ men lớn.

men

nhỏ;

k, = 7 đến

8, đối

với các

Chiểu dài của lồ xo:

L- XDỶ -D?)

(1.21)

4k,.h

Suy ra:

họ

mD?TDj}]

4k,.h
Chiểu dày h của lò xo xoắn acsimet:
2

_2b|,
Bọ

13,

lò xo có


h=

Ji =;]e}_

(1.22)

2k,.Eo

Chiều rộng b của lị xo xoắn acsimet:

be Pel

(1.23)

§4. MANG DAN HỒI
1. Khái niệm chung
Mang

là yếu tố đàn hồi có dang tấm trịn mềm,

độ vỡng đàn hồi tương đối lớn (hình 1.8).

dưới tác dụng

của áp lực có

ee

te ttltt
td
Hinh 1.8, Màng đến hồi.

Màng được dùng để làm yếu tố nhạy cảm của dụng cụ đo áp suất có độ chính

xác cao, phạm vi đo từ một vài milimet cột nước đến hàng trăm átmốtphe.

Vật liệu để chế tạo màng gồm có:
- Thép khơng rỉ.
- Hop kim 36 HXT

10, 34702.

- Déng thanh Bpo(Đ 1.5-0,4; Bpotb 2,5; BEpBHT 1,1.
- Nêzinbe
Ngoài

HMILI 6,5-20.

ra người ta còn dùng vật liệu phi kim loại, cao su, lựa tấm cao su, da

để chế tạo màng.

Phan loai mang:

Mang phẳng có độ nhạy thấp (đó cứng lớn), vì độ uốn của nó bị hạn chế bởi

biến dạng kéo đàn hồi nhỏ (hình

1.9 4).

23


(hình

Màng uốn sóng: có buồng chứa ấp lực dạng sóng đồng tâm - tấm uốn sóng
1.9 b). Màng loại này có độ nhạy lớn đáng kể (độ cứng nhỏ hơn) so với

màng phẳng, vì nó để biển đạng uốn. Dùng màng sóng có thể đo áp lực thay đổi
từ vài milimet cột nước đến hàng chuc atmotphe
Để tăng độ nhạy

của yếu

tạo bằng cách hàn hai màng lại.
Trên

hình

tố đàn

1.9 e là hộp măng

(KG/em*).

hồi của dụng

cụ, dùng

hộp màng

được

chế

của áp kế: khi đó áp lực do là áp lực dư trong

khoang bên trong hộp màng (p - pa).

rf

a)

Ef
b)

©)

=

_

=

ISS

=P

Hinh 1.9. Phan loại màng.

2. Tinh todn mang

2.1. Tinh todn mang phang trong vang dich chuyén nho
Đặt bùi toán:
Xét màng phảng trong vùng dịch chuyển
Xác định độ võng và ứng suất trong tim
ngam theo biên và chịu áp lực P (hình 1.10).
24

nhỏ theo lý thuyết uốn tấm trịn.
trịn bán kính

R, chiểu đầy h được