Bài giảng Cơ học lý thuyết - Tĩnh học: Chương 6 - ĐH Công nghiệp TP.HCM

Bài giảng Cơ học lý thuyết - Tĩnh học - Chương 6: Ma sát cung cấp cho người học các kiến thức: Lợi ích của ma sát, định nghĩa, phân loại ma sát, ma sát khô – bản chất, ma sát tĩnh, quá trình ma sát thực tế,... Mời các bạn cùng tham khảo.

Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh

Khoa Công nghệ Cơ khí

CHƯƠNG VI:

Ma sát

Thời lượng: 3 tiết

2Lợi ích của ma sát

3

1 Định nghĩa

mặt vật chất, chống lại xu hướng thay đổi vị trí tương đối giữa hai bề mặt.

bề mặt.

Lực ma sát luôn có phương

tiếp tuyến với các bề mặt.

4

2 Phân loại ma sát

6

2 Phân loại ma sát

3 Ma sát khô – bản chất

ΔNn, N – áp lực, tổng áp lực

ΔFn, F – lực ma sát, tổng lực ma sát

8

3 Ma sát khô – bản chất

N – áp lực (tổng áp

lực) [N]

ϕ s – góc ma sátnghỉ [rad]

μ s – hệ số ma sátnghỉ giữa các cặp

bề mặt  Được đobằng thực nghiệm[–]

4 Ma sát nghỉ (tĩnh)

Da trên kim loại 0.3 ÷ 0.6

Kim loại trên kim loại 0.15 ÷ 0.6 Kim loại trên gỗ 0.2 ÷ 0.6 Kim loại trên đá 0.3 ÷ 0.7

Cao su trên bê tông 0.6 ÷ 0.9

6 Quá trình ma sát thực tế

• Khi lực đẩy P nẩy sinh từ giá trị 0 và tăng dần nhưng nhỏ hơn giới hạn ma sát tĩnh (P < F s)

thì xuất hiện lực ma sát F cũng nhỏ hơn giới hạn ma sát tĩnh (F < F s) và có giá trị bằng với

lực đẩy P thì vật vẫn ở trạng thái cân bằng (F = P)

• Khi lực đẩy P bằng với giá trị giới hạn ma sát tĩnh (P = F s) thì lực ma sát F cũng đạt giá trị

lớn nhất để có thể duy trì cân bằng của vật (F = P = F s)

• Khi lực đẩy vượt qua giá trị giới hạn ma sát tĩnh nhưng nhỏ hơn 1 giá trị P1 (F s < P < P1)

thì lực ma sát F giảm dần giá trị từ giới hạn ma sát tĩnh về giới hạn ma sát động (F k < F <

F s), vật bắt đầu chuyển động

• Khi lực đẩy P tăng dần từ giá trị P1 đến 1 giá trị P2 (P1< P < P2) thì lực ma sát F duy trì ở

giới hạn ma sát động (F = F k), vật duy trì chuyển động.

• Khi lực đẩy P lớn hơn giá trị P2(vật bắt đầu chuyển động nhanh) thì lực ma sát F giảm

dần (F < F k)

P1 P2

15

7 Định luật Coulumb trong mặt phẳng

16

8 Định luật Coulumb trong không gian

19

10 Ma sát trượt – ví dụ 1

Xác định hướng và độ lớn lực ma sát tác dụng vàovật nặng 100 kg đặt trên mặt nghiêng như hình vẽ

trong hai trường hợp: Khi P = 500 N và khi P = 100

N Hệ số ma sát tĩnh và động giữa bề mặt vật và mặt

phẳng nghiêng lần lượt là μ s = 0.2; μ k = 0.17

Bai 1.jpg

10 Ma sát trượt – ví dụ 4

Hai đon kê A, B khối lượng lần lượt 3 kg, 9 kg được

liên kết với các thanh nhẹ và gắn với nhau qua bản

lề C Xác định lực tác dụng P tối đa sao cho các vật

vẫn chưa chuyển động, hệ số ma sát nghỉ giữa các

bề mặt và đon kê là μ s = 0.3

Bai 4.jpg

10 Ma sát trượt – ví dụ 5

Trọng lượng 2 khối đá B, C lần lượt là 8 và 5 kN.

Hệ số ma sát tĩnh của các khối đá và mặt đất là 0.5Xác định khối lượng tối đa cho phép cẩu của thùng

hàng D sao cho cần cẩu không bị dịch chuyển.

Bai 5.jpg

10 Ma sát trượt – ví dụ 6

Cho hệ cơ như hình vẽ Khung AC liên kết bản lề với khung

CB A là bản lề cố định Con trượt B có thể trượt trên mặt

ngang với hệ số ma sát tĩnh 0.2 Cho M = 10 kN.m, Q = 10

kN, α = 60°, β = 30°, xác định giới hạn thay đổi của giá trị

10 Ma sát trượt – ví dụ 7

Hệ số ma sát tĩnh tối thiểu giữa đầu A tấm ván và

mặt đất phải là bao nhiêu thì tấm ván sẽ không bịtrượt Liệu có thể nào tấm ván trượt theo chiềungược lại được không? Hãy chứng minh

10 Ma sát trượt – ví dụ 7

12 Nêm

Nêm là dụng cụ cơ khí đơn giản có tác dụng như một đòn bẩy, dùng để nâng, dịch chuyển 1 số vật nặng sử dụng lực ma sát.

29

12 Nêm

của bề mặt bê tông với sàn là 0.6 Xác định lực P tối

thiểu để có thể dịch dời khối bê tông.

12 Nêm – ví dụ 2

Lực P tối thiểu phải là bao nhiêu để có thể nâng được cột nhà lên trên Nếu sau đó bỏ đi lực P cùng bệ chặn bên trái, toàn bộ hệ thống có còn đứng yên nữa hay không?

12 Nêm – ví dụ 2

l – lead of screw – bước ren [mm]

r – mean radius of thread – bán kính chính của ren [mm]

θ – lead angle – góc bước ren [rad]

35

13 Đinh vít – van ốc – khớp trục ren

36

13 Đinh vít – van ốc – khớp trục ren

11/04/2020 39

13 Đinh vít – van ốc – khớp trục ren

s

  

40

13 Đinh vít – van ốc – khớp trục ren

Máy ép kiểu vít được dùng để đóng sách Vít có bán kính 10

mm, bước ren 5 mm Hệ số

ma sát tĩnh của ren 0.18 Nếu lực ép lên sách là 1000 N, hãy xác định:

1 Mômen xoắn cần giữ ở tay quay.

2 Mômen cần nới lỏng vít.

41

14 Ma sát dây đai

14 Ma sát dây đai thẳng

Đơn vị góc β – rad

16 Ma sát dây đai - ví dụ

1) Xác định khoảng giá trị của W

để sao cho hệ cân bằng Hệ số ma

16 Ma sát dây đai - ví dụ 3

Sợi dây cáp chịu được lực căng tối đa 500N.

Ròng rọc A không ma sát có thể quay tự do Hệ

số ma sát giữa dây cáp và các trống cố định B,

C là 0.25 Xác định khối lượng tối đa của vật

nặng có thể treo.

46

17 Ma sát ổ chặn và đĩa

47

17 Ma sát ổ chặn và đĩa

1) Liên kết và dỡ liênkết của 2 trục quay

2) Trục có thể tạo mômen ngẫu lực quaydựa vào ma sát

3) Xác định đượcngẫu lực dựa vào hệ

số ma sát bằngphương trình tínhtoán

4817.1 Ma sát ổ chặn vòng

 2 2 

2 1

P p

4917.2 Khớp ly hợp phân bố trụ đều

5017.3 Khớp ly hợp phân bố trụ côn

5117.3 Khớp ly hợp phân bố trụ côn

5217.4 Ổ chặn côn

53

18 Vòng bi cổ trục

55

18 Vòng bi cổ trục – ví dụ

Ròng rọc đường kính 50 mm lắp vào ổ trục bán kính 5 mm

có hệ số ma sát tĩnh 0.4 Hãy xác định:

a Lực T tối thiểu tác dụng vào

đai để kéo khối vật 100 kg đi lên.

b Lực T tối đa tác dụng vào

đai để có thể hạ khối vật 100

kg đi xuống.

Cho rằng đai không bị trượt trên ròng rọc và bỏ qua khối lượng ròng rọc.

19 Ma sát lăn

Nếu đĩa tiếp xúc với bề mặt tại 1 điểm thì đĩa

sẽ luôn lăn dù P rất nhỏ (P <<<)

19 Ma sát lăn

Đĩa biến dạng do tải nặng Bề mặt nhấp nhô

Đĩa có bán kính lớn

19 Ma sát lăn

s rs

k rk

R R

Thông thường, hệ số ma sát lăn nhỏ hơn nhiều so với hệ

số ma sát trượt nên trong kỹ thuật luôn có xu thế thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn

19 Ma sát lăn – biện luận

 Đĩa đứng yên trên bề mặt với 2 ma sát trượt và lăn

n y

ix i

65

19 Ma sát lăn – biện luận

 Đĩa vừa trượt vừa lăn Có ma sát lăn động và ma sát trượt động.

0 6)

19 Ma sát lăn – ví dụ 1

Con lăn nén cỏ khối lượng 80 kg Thanh tay cầm hợp 1 góc 30° theo phương ngang Hệ số ma sát lăn 25 mm Bỏ

qua ma sát tại ổ trục con lăn, tính giá trị lực đẩy P dọc

thanh BA sao cho con lăn lăn với vận tốc không đổi.

Bai slide 57.jpg

Thùng 2 có ma sát lăn δ = 2 mm Tác dụng vào trục thùng trụ 2 lực F = 10 N có hướng như hình vẽ Momen ngẫu lực

M phải nằm trong giới hạn nào để hệ cân bằng?

Bai 1.06.06.pdf

68Bánh xe ôtô

Phanh và

trượt

Phanh và không trượt

Đứng yên, không chạy lái

và không phanh

Chạy lái, lăn mà

69Bánh xe ôtô

70

Người thầy tầm thường tường thuật Người thầy tốt giải thích Người thầy giỏi thể hiện Người thầy vĩ đại truyền cảm hứng.

William Arthur Ward

Lời bàn: Trong thực tế, các thầy cô trong 1 giờ giảng đều cố gắng làm hết các thang bậc trên Nếu các em luôn làm cho các thầy cô trở thành những người thầy “vĩ đại” (các em say mê học, hào hứng phát biểu), thì thầy cô sẽ vui vẻ làm những người thầy

“tầm thường nhất” (giảng kỹ, giải đáp thắc mắc, v.v…)