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 4

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 là một hiện tượng ph biến trong tự nhiên và kỹ thuật
- Ma sát vừa có lợi vừa có hại
+ Hại: giảm hiệu suất máy, làm nóng máy, làm mòn chi tiết máy
+ Lợi: một số cơ cấu hoạt động dựa trên nguyên lý ma sát như phanh, đai…

 Nghiên cứu tác dụng của ma sát để tìm cách giảm mặt tác h i và tận
dụng mặt có ích của 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
1. 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
2. Nguyên nhân của hiện tượng ma sát

- Nguyên nhân cơ học

- Nguyên nhân vật lý. Do tác dụng của trường lực phân tử gây nên

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


I. ĐẠI CƯƠNG
3. Lực ma sát và 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
3. Lực ma sát và 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
4. Định luật Coloumb về ma sát trượt khô
- Lực ma sát cực đại và 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 giữa 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

I. ĐẠI CƯƠNG

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

- 11 -

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


II. MA SÁT TRÊN KHỚP TỊNH TIẾN
(ma sát tr ợt khô)

1. Ma sát trên mặt phẳng ngang



ur ur ur
- Tác dụng lên A một lực P P X , PY



- Lực phát động
Pđ = Px = P sin
- Lực cản
Pc = Fms = f N = f P cos
- Điều kiện chuyển động: lựcăphátăđ ngă>ălựcăcản
P sin  f P cos
Tan  f = tan



  Kháiăniệmănónămaăsát

Ngược lại:     Vật A không thể chuyển động  Hiệnăt
ợngătựăhưm
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 lên 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 bằng lực {
ur
ur
S

R

+ Tại vị trí cân bằng lực

P  Q tan    

 Để A chuyển động

P  Q tan    

+ Điều kiện tự hãm
 +  = /2
P  không thể thực 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 bằng lực {
ur
ur
S

+ Tại vị trí cân bằng lực
 Để A chuyển động

R

P  Q tan    
Q

P

tan    

+ Điều kiện tự hãm
 -  = /2
Q   không thể thực hiện được lực Q lớn như vậy
 -  > /2
tan(-) < 0
 Q nằm theo 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
 f 'Q
cos

Ma sát trên rãnh chữ V l n
Nghệ mặt
maCơ Khí
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


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
+ Để vít chuyển động  tác dụng một moment
M, có thể xem M là moment của một lực P
d
M  P tb  Prtb
2
+ Triển khai mặt ren theo mặt trụ ra mặt phẳng,
mặt ren trở thành mặt phẳng nghiêng một góc 

t
  arctan
 dtb
 Bài toán vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng

P  Q tan     

+ Môment do P gây ra phải thắng moment ma sát

M  M ms  Prtb  rtbQ 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 khớp ren vít

b) Ma sát trên ren tam giác

+ Ma sát trên khớp ren tam giác được xem gần
đúng như ma sát trên rãnh chữ V có thành rãnh
nghiêng một góc  và đặt nằm nghiêng một góc 
+ Tương tự như ma sát trên 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 năđ ng


M ms
 rtbQ tan       rtbQ tan     '  M ms

+ Môment cần thiết để tháo ra trên
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 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 ĐH Nông Lâm TPHCM


III. MA SÁT TRÊN KHỚP QUAY
(ma sát tr ợt khô)

1. Ma sát trên 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)

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 Nông Lâm TPHCM

III. MA SÁT TRÊN KHỚP QUAY
(ma sát tr ợt khô)

1. Ma sát 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