Đang tải... (xem toàn văn)
Cơ sở thiết kế máy được biên soạn theo đề cương môn học chi tiết máy cho sinh viên khoa cơ khí và môn thiết kế máy cho sinh viên khoa kỹ thuật giao thông trường đại học bách khoa - đại học quốc gia
Chương 15 LO xO Các k$ hiệu Ký hiệu Đơn vị Hệ số - đại lượng (1) (2) Y độ Góc nâng vịng lị xo t MPa Ứng suất xoắn w a (3) Hệ số Poisson vật liệu lò xo mm Chuyển vị đàn hồi dọc trục lị xo Biến dạng góc lị xo xoắn Ta MPa Biên độ ứng suất tr MPa Ứng suất cắt Tm MPa Ứng suất trung bình Il °‘MPa c Ứng suất xoắn cho phép Chỉ số lò xo bị mm Đường kính dây lị xo D mm Đường kính trung bình lị xơ E MPa Médun đàn hồi vật liệu lò xo t9 mm Chiều cao chiều dây lò xo đĩa Fmes, FPmo N fn Chữ ky/s F, N G MPa Médun dan hồi trượt He mm Chiều cao ban đầu lò xo nén H mm Chiều cao sít lị xo nén k Ninn Ka Kw Tải trọng lớn nhỏ tác dụng lên lò xo Tần số dao động riêng Lực kéo (nén) ban đầu lò xo kéo (nén) Độ cứng lò xo Hệ số xét đến ảnh hưởng lực cắt Hiệ số Wahi Số vòng làm việc lò xo + 510 Chương (1) 2) 1ã (3) Ne Số vịng đầu dây lị xo nén Ng Số vịng tồn lò xo nén P mm Bước lò xo é mm Chiều dày lò xo đĩa Sen Hệ số an toàn theo giới hạn chảy Ss Hệ số an toàn theo độ bền T Nmm Wo mn? x mm Mômen xoắn _| Mômen cản xoắn Chuyển vị làm việc 15.1 GIỚI THIỆU Lò xo tiết máy có độ đàn cao, khối lượng kích thước nhỏ gọn Trong thiết bị dụng cụ, lò xo sử dụng để: - Tạo lực ép (trong truyền bánh ma sát, khớp nối, phanh, thiết bị an tồn ) - Tích lũy làm việc động (dây cót đồng hồ, đô chơi trẻ em ) - Giảm chấn dao động (lị xo máy vận chuyển, ơtơ, tàu hỏa ) - Thực chuyển vị vị trí cũ (lị xo van, cam, ly hợp ) - Do luc (trong lực kế khí cụ đo, cân) Lị xo có nhiều hình dạng phân loại khác Theo trạng thái ứng suất sinh dây lị xo phân suất xốn (H.15.1a,b,c,d,e,f.ø), ứng suất uốn (H.15.1h,i,J,k), ra: ứng ứng suất kéo - nén (H.15.],m) Theo dạng kết cấu, phân ra: lò xo xoắn ốc trụ (H.15.1a,b,c,h), lị xo xoắn ốc (H.15.d,e), lị xo xoắn ốc phẳng (H.15.10, lò xo (H.15.1k), lò xo đĩa (H.15.1j), lò xo (H.15.10, lò xo ống (H.15.1g), lò xo block cầu (H.15.1m) Lò xo xoắn ốc bao gồm lò xo xoắn ốc nén (H.15.2a,d,e), xoắn ốc kéo (H.15.2b), xoắn ốc xoắn (H.15.2c,Ð Chúng chế tạo dây lị xo tiết điện trịn, để giảm kích thước, dùng nhiều lị xo lễng vào (H.15.2d) Đơi lị xo chế tạo từ băng kim loại có tiết diện chữ nhật vuông để truyền tải trọng lớn (H.15.1c,e) 511 Là xo J w nga yoo ' 0A † ® J cc | r ||@twu)wI[| f i! ' 8uyud ¬c iJ + | _j P ‡ ox Ợ† 1Ðo† 00Ud{ T'9T tHLH upox t AN LOUN l YP || du #4 t | ugn jyns Bun niyo 81 || op upox| jop upox || $ _L | ugu RA opy apne Bun niyo ! OX OT e aeye.pya | Ỉ P Ls a ued ll eyu oye, J t J < q 12 USN fll ag ugox I x + e + J oem L_1z_ ven J |luạp igis| dep spa|[t#tP 9u, | sạpaa Lo tuo2 39 UpOX upox jpns Bun niyo J §12 ' Chương 1ð Lị xo đĩa (H.15.1j) sử dụng tải trọng (lực nén) lớn, chuyển vị đàn hồi nhỏ yêu cầu kích thước theo phương dọc trục nhỏ Lò xo xoắn ốc phẳng (H.15.1đ) chịu mơmen xoắn nhỏ kích " thước theo phương đọc trục nhỏ ch Hình 15.2 Lị xo xoắn ốc ø) Lò xo nén; b) Lò xo kéo; c) Lò xo xoắn; d) Lò xo nén hai ống; e) Lị xo xoắn ốc cơn;ƒ) Lị xo xoắn ốc phẳng Lị xo (hoặc lị xo nhíp H.15.1k) làm việc với ứng suất uốn để giám chấn động va đập máy vận chuyển trường hợp kích thước theo phương tác dụng lực hẹp cịn theo phương kía tương đối rộng Độ bên độ cứng hai tiêu quan trọng tính tốn thiết kế lò xo Phần lớn lò xo giới thiệu hình 15.1, hình 15.2 có độ cứng không đổi (khi ứng suất nhỏ giới hạn đàn hồi, tải trọng chuyển vị có quan hệ tuyến tính) Riêng lị xo xoắn ốc (H.15.2e) có độ cứng thay đổi: lực nén # tăng vòng lị xo có độ mềm cao (các vịng có đường kính lớn) tỳ sát vào làm giảm tổng chiều dài vòng lò xo bị biến dạng, làm tăng độ cứng lị xo Ngồi lị xo nén ta cần kiểm tra độ ổn định để tránh xảy tượng uốn đọc (mất ổn định) Là xo 813 15.2 VẬT LIỆU CHẾ TẠO LÒ XO Do yêu cầu khối lượng kích thước lị xo nhỏ gọn nên vật liệu chế tạo lị xo phải có độ bên cao Đơng thời vật liệu làm lị xo phải có tính đàn hôi cao không thay đổi thời gian dài Đối với loại vật liệu tiêu đánh giá độ bên khác nhau: giới hạn chảy kim loại polyme, độ chống nén vỡ với ceramic, độ bên chống kéo đứt với vật liệu đàn hồi, độ bên kéo vật liệu composite gỗ Để ước lượng độ bền, người ta sử dụng tỷ số 8/E với Š độ bến E mơđưn đàn hồi Đối với polyme tỷ số khoảng 0,01+0,1, kim loại S/E nằm khoảng 0,001+0,01 Hình 15.3 Đường cong ứng suất biến dạng chu ky Ngoài ra, người ta cịn sử dụng thơng số thứ hai hệ số mát A, để định việc chọn vật liệu lị xo Hệ số tính theo cơng thức: AU 4, = Sr (15.1) đó: AU - thay đổi lượng chu kỳ U - lượng cần bảo tổn (H.15.3) Vật liệu làm lị xo cần phải có hệ số mát thấp Vật liệu đàn hổi có hệ số tổn thất cao, vật liệu gốm có hệ số tốn thất thấp Tuy nhiên, vật liệu gốm sử dụng để chế tạo lị xo chúng sidn, dé gãy, vỡ Thép có thành phần cacbon cao có hệ số tổn thất cao han vat liéu ceramic chút thích hợp để chế tạo lò xo 514 Chuong 15 Trong thực tế, vật liệu để chế tạo lò xo cần có độ bên cao hệ số tổn thất thấp bao gồm: thép có thành phần cacbon cao, thép khơng gỉ cán nguội, hóa cứng; hợp kim màu vài vật liệu không kim loại lớp sợi thủy tỉnh Lị xo có đường kính dây d nhỏ 8+10mm chế tạo phương pháp quấn nguội, trước quấn nhiệt luyện sau khí quấn ta ram Lị xo có đường kính lớn quấn nóng, sau tơi Dây lị xo có đường kính nhỏ 8mm có ba cấp độ bên: độ bên thường III, độ bền nâng cao II độ bền cao I (báng 15.1) Bang 15.1 Cơ tính uật liệu lị xo thép cacbon phụ thuộc đường hính d, mm 4, (mm) Độ bền kéo, (MP4) m H 1,5 4, Độ kéo, (MP4) I (ma) {2700+3100/ | 1300+ 1650} 1650 + 2100 | 2080 + 2500 | 2500+ 2850} |1150 + 1500] 11450 + 1850 | 1850 + 2200 | 2200 + 2500] | 1400 + 1800 | 1800 + 2100 | 2000 +2300) 0,3 | 1750 + 2250 | 2250 + 2700 (d
