Bài giảng Chi tiết máy: Chương 3E - TS. Nguyễn Xuân Hạ (Phần 3)

Phần III
Các chi tiết đỡ và nối

Lò xo

1. Khái niệm chung


Chương 3.E

1. Khái niệm chung (2)

Công dụng và phân loại
Lò xo là chi tiết có tính đàn hồi cao, có công dụng:
Tạo lực ép: bánh ma sát, khớp nối, phanh…
Giảm chấn: ô tô, xe máy, thang máy…
Thực hiện các dịch chuyển hồi vị: cam, van…
Đo lực: lực kế, thiết bị đo…
Tích lũy năng lượng: dây cót…

Phân loại:
Theo dạng tải trọng tác dụng: kéo, nén, uốn, xoắn
Theo hình dạng: xoắn ốc trụ, côn, đĩa,…



Phân loại

2. Cơ sở tính toán lò xo

2. Cơ sở tính toán lò xo

(2)
(xoắn ốc trụ)

(xoắn ốc trụ)

2.1 Thông số chính: đường kính lò xo, đ.kính dây, số vòng…

2.2 Tải trọng tác dụng
lên lò xo
Lò xo xoắn ốc trụ chịu
kéo/nén => ngoại lực F
dọc trục
Dây lò xo chịu xoắn (T),
uốn (Mu) kéo/nén (N) và
cắt (Q)
T = FDcos()/2
Mu = FDsin()/2
N = Fsin(); Q = Fcos()

2. Cơ sở tính toán lò xo

2. Cơ sở tính toán lò xo

(3)
(xoắn ốc trụ)

2.3 Ứng suất trong dây lò xo

2.4 Chuyển vị (dọc trục của lò xo)

 (xoắn, cắt) và σ (uốn, kéo nén)

 = 1nF

Đối với lò xo xoắn ốc trụ chịu kéo nén, thành phần đáng kể nhất là
ứng suất xoắn.
Do dây cong => Ứng suất xoắn lớn nhất tại thớ biên bên trong:

 = kT/Wo = 8kFD/(πd3) = 8kFc/(πd2)  []
T – mô men xoắn dây = F.D.cos()/2  F.D/2
k – hệ số tính đến độ cong của dây;

(4)
(xoắn ốc trụ)

k = (4c+2)/(4c-3)

c = D/d – tỉ số giữa đường kính trung bình của lò xo và đường kínhdây

1 = 8D3/(Gd4) = 8c3/(Gd)



là chuyển vị của 1 vòng lò xo (mm) dưới tác dụng của tải 1 Newton.
c = D/d
d, D (mm) – đường kính dây và đường kính trung bình của lò xo
G – mô đun đàn hồi trượt của vật liệu lò xo (MPa)

3. Tính toán lò xo

4. Tìm hiểu thêm và ôn tập

(xoắn ốc trụ)

3.1 Đường kính dây
Tính theo độ bền xoắn

d

8kFmax c

  

 1,6

kFmax c

 

3.2 Số vòng làm việc

xGd
8c 3 ( Fmax  Fmin )

lấy tròn về số nguyên hoặc 0,5

Fmax: lực lớn nhất và Fmin: lực nhỏ nhất (để giữ lò xo)
x – hành trình yêu cầu đối với lò xo.
Chiều dài tự do H0 của lò xo: chọn tùy bước t, số vòng n và phần đầu để gá
lắp (lò xo kéo bước = d; lò xo nén bước > d và tùy theo max.



Lò xo xoắn ốc trụ chịu xoắn



Các loại lò xo khác



(c phụ thuộc vào đk d
=> chọn trước c , tính d, sau đó kiểm tra xem có phù hợp không)

n

Tìm hiểu thêm

Vật liệu và ứng suất cho phép

Ôn tập



Công dụng và phân loại lò xo
Lò xo xoắn ốc trụ chịu kéo/nén: tải trọng và ứng suất trong dây lò
xo; chuyển vị của lò xo; tính toán lò xo.