Bài tập lớn kỹ thuật ma sát Đại học Bách Khoa Hà Nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
BỘ MÔN MÁY VÀ MA SÁT HỌC

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC: KỸ THUẬT MA SÁT

Sinh viên thực hiện: Lê Duy Hải
MSSV

: 20169644

Lớp

: KT Cơ khí (CN lên KS) K59

Giảng viên: TS. Nguyễn Thị Ngọc Huyền

Hà Nội – 2018


Đề số: 33

Câu 1: Cho cặp ma sát A - B trong điều kiện ma sát khô với áp lực danh nghĩa là Pa = 8
(kgf/cm2 ). Chi tiết A được làm bằng thép hợp kim, gia công tiện tròn ngoài đạt cấp độ nhám 5,
độ cứng 240 HB, tf =6. Chi tiết B được chế tạo bằng Composit có modun đàn hồi E = 5685
(kgf/cm2), HB = 160, σb = 5175 (kgf/cm2 ), thông số ma sát tương đương với Fluoroplastic, μ =
0,5
a/ Tính hệ số ma sát f của cặp ma sát AB, αf = 2,5 αh , tỷ số Hb/Rb = 0,007


Giải:
- Xác định điều kiện của tiếp xúc: Từ tỷ số Hb/Rb đã biết, chi tiết A là chi tiết có dạng trụ (tiện

tròn ngoài) và tải trọng Pa = 8kgf/cm2 << giới hạn bền của vật liệu σb = 5175 kgf/cm2 => đây là
đa tiếp xúc đàn hồi có sóng.

- Xác định giá trị của hệ số ma sát:
2,5.τ 0 .Θ

f =
∆

ν
2ν +1

1

H
.( b ) 2(2ν +1)
Rb

+β

- Xác định giá trị các hệ số trong công thức:

+/ Các thông số ma sát τ0 và β , tra cho vật liệu có độ cứng thấp hơn là Composit. Các thông số
này tương đương với Fluoroplastic. Tra bảng 2.2 trang 92, giáo trình Ma sát học [1], ta được τ0
= 0,341 kgf/mm2 = 34,1 kgf/cm2 , β = 0,017.

Θ=

+/

1 − µ 2 1 − 0,52
=
= 1,32.10−4
E
5685


+/ Các thông số đặc trưng cho đường cong phân bố Δ và υ, tra cho vật liệu có độ cứng lớn hơn
là thép hợp kim. Với phương pháp tiện tròn ngoài đạt cấp độ nhám 5, tra bảng 1.3 trang 22 [1],
ta có υ = 2,1 và Δ = 2,3.10-0 = 2,3

- Từ các hệ số đã tính toán và tra cứu như trên, ta tính được giá trị của hệ số ma sát f:
2,5.τ 0 .Θ

f =
∆

ν
2ν +1

1

H
.( b ) 2(2ν +1)
Rb

+β =

2,5.34,1.1,32.10 −4
2, 3

2,1
2.2,1+1

.0, 007

1
2(2.2,1+1)

+ 0, 017 = 0, 03

b/ Tính thông số bề mặt tối ưu để hệ số ma sát đạt cực trị
Giải:
- Với trường hợp là đa tiếp xúc - đàn hồi, giá trị thông số bề mặt tối ưu được xác định bằng:
15.τ 05/4 .(1 − µ 2 )3/4
∆=
Pc1/ 2 .E 3/4 .α H5/4

+/ Từ đề bài, Pc = 8 kgf/cm2

+/ αh là hệ số mất mát do trễ khi trượt kéo nén đúng tâm, αh = 2,5α = 2,5(0,08 ÷ 0,12), ta chọn
bằng 0,1 => αh = 2,5.0,1 = 0,25

+/ Các hệ số còn lại đã xác định như khi tính hệ số ma sát f


- Gía trị thông số bề mặt tối ưu:

∆=

15.τ 05/ 4 .(1 − µ 2 ) 3/4 15.34,15/4.(1 − 0,52 )3/4
= 1/2
= 3, 043
Pc1/2 .E 3/ 4 .α H5/4
8 .56853/4.0, 255/4

c/ Tính cường độ mòn Ih với K1 =0,2, k = 3, αtk = 0,5
Giải:
- Đây là tiếp xúc của bề mặt không chạy rà, có sóng, cường độ mòn xác định bằng:
1+

I h = K 3 .α .K tv .P

tf

2 t f (5ν + 2)

5(2ν +1)

5(2ν +1)

.E

−1

.∆

ν .t f
2ν +1

2t f

k. f t
H
.( b ) 5(2ν +1) .( p ) f
Rb
σb

- Xác định giá trị các hệ số trong công thức:
+/ Xác định giá trị K3
tf

K 3 = K 2 .0, 2 2ν +1 , K 2 = 0, 5

( t f −1−

1
)
2ν

1

.2 2ν .K1 = 0, 5

(6 −1−

1
)
2.2,1

1

6

.2 2.2,1.0, 2 = 8, 694.10 −3 => K 3 = 8, 694.10 −3.0, 2 2.2,1+1 = 1,357.10 −3

+/ Ktv là hệ số xác định bằng đồ thị, phụ thuộc υ và tf, với υ =2,1 và tf = 6, tra đồ thị 3.22 trang
144 [1], ta có Ktv = 4,5

+/ Hệ số ma sát phân tử fp =0,03 như đã tính toán


- Thay các hệ số đã biết và đã tính toán vào công thức, ta có:

−3

1+

I h = 1,357.10 .0,5.4,5.8

6
5(2.2,1+1)

.5685

2.6(5.2,1+ 2)
−1
5(2.2,1+1)

.2, 3

2,1.6
2.2,1+1

.0, 007

2.6
5(2.2,1+1)

.(

3.0, 03 6
) = 6, 720.10−13
5175

c/ Đánh giá ma sát, mòn và định hướng ứng dụng
Ta thấy cặp ma sát giữa 2 vật liệu thép - composite trên có hệ số ma sát và cường độ mòn thấp,
có thể ứng dụng trong các cơ cấu như ổ trượt (composite là lớp lót).


Câu 2: Tính bán kính cong tương đương của đỉnh nhấp nhô r khi biết số liệu của bảy lần đo.
Chiều dài theo phương ngang (d_ngi ) (mm) có giá trị lần lượt là 5; 6; 8; 9,5; 6,5; 9 và theo
phương dọc (d_dọci) (mm) có giá trị lần lượt là: 50; 60; 55; 90; 75; 65; 70; Rmax = 42 μm,
khoảng cách đo từ đỉnh là 0,06 Rmax = 2,5 μm, hệ số khuếch đại gamma của thiết bị theo
phương đứng là γd = 1000 và hệ số khuếch đại theo chiều ngang γng = 500


Giải:

Ta có bán kính cong tương đương

Với:

r = rn .rd

1 k
1 k


r
=
.
r
r
=
 n k ∑ ni  d k .∑ rdi
i =1
i =1


,

2 
2
r = γ d . d ni r = γ n . d di
 ni γ n2 8hi  di γ d2 8hi

Theo công thức:

-

1 1000(52 + 62 + 82 + 9,52 + 6,52 + 92 )
rn =
= 0, 0097
7
5002.8.2,5

rd =

-

1 500(502 + 602 + 552 + 902 + 752 + 652 + 70 2 )
= 0,1142
7
1000 2.8.2,5

=> Bán kính cong tương đương

r = rn .rd = 0, 0333




The End