35
Chỉång 3
KẺP CHÀÛT V CÅ CÁÚU KẺP CHÀÛT

3-1.Khại niãûm.
Khi thiãút kãú âäư gạ, sau khi â chn âỉåüc phỉång ạn âënh vë tỉång âäúi håüp
lê, tiãúp theo ta chn phỉång ạn kẻp chàût phäi trong âäư gạ. Viãûc chn phỉång ạn
kẻp chàût cng phi tn th theo nhỉỵng ngun tàõc nháút âënh, trong nhiãưu trỉåìng
håüp gii quút váún âãư kẻp chàût cn khọ khàn hån váún âãư âënh vë vç kãút cáúu ca
âäư gạ khäng cho phẹp.
Kẻp chàût l tạc âäüng lãn hãû thäúng âäư gạ, củ thãø l vo chi tiãút gia cäng mäüt
lỉûc âãø lm máút kh nàng xã dëch hồûc rung âäüng do lỉûc càõt hay cạc lỉûc khạc
trong quạ trçnh càõt sinh ra nhỉ lỉûc li tám, trng lỉûåüng , rung âäüng...
Âãø thỉûc hiãûn viãûc âọ phi cọ
cå cáúu kẻp chàût, cå cáúu kẻp chàût trong âäư gạ
l mäüt hãû thäúng âi tỉì ngưn sinh lỉûc âãún váúu ca âäư kẻp tç lãn chi tiãút : Ngưn
sinh lỉûc (cå cáúu sinh lỉûc), cå cáúu truưn lỉûc (cå cáúu phọng âải lỉûc kẻp, cå cáúu
liãn âäüng phán bäú lỉûc kẻp)...
u cáưu âäúi våïi cå cáúu kẻp chàût. Khi thiãút kãú cạc cå cáúu kẻp chàût cáưn phi
âm bo cạc u cáưu sau :
+ Khi kẻp khäng âỉåüc phạ hng vë trê ca
chi tiãút â âỉåüc âënh vë chênh xạc .

Vê dủ, hçnh 3-1 l så âäư kẻp chàût khäng
håüp lê, khi quay bạnh lãûch tám âãø kẻp chàût chi
tiãút, cng âäưng thåìi gáy ra lỉûc T lm dëch
chuøn chi tiãút khi vë trê â âỉåüc âënh vë chênh

diãûn têch tiãúp xục låïn nháút, gim âỉåüc ạp sút do lỉûc kẻp gáy ra v do âọ êt biãún
dảng nháút. Chiãưu ca lỉûc kẻp nãn hỉåïng tỉì ngoi vo màût âënh vë, khäng nãn
ngỉåüc chiãưu våïi chiãưu lỉûc càõt v chiãưu trng lỉåüng bn thán chi tiãút gia cäng (kẻp
tỉì dỉåïi lãn), vç nhỉ thãú lỉûc kẻp phi ráú
t låïn, cå cáúu kẻp cäưng kãưnh, to v thao tạc
täún sỉïc. Lỉûc kẻp nãn cng chiãưu våïi chiãưu lỉûc càõt v trng lỉåüng bn thán váût gia
cäng, nhỉng âäi khi vç kãút cáúu khäng cho phẹp thç cọ thãø chn chụng thàóng gọc
våïi nhau.
Mäüt säú vê dủ hçnh 3-2 :
Tỉì hçnh 3-2, ta tháúy åí hçnh 3-2a phỉång v chiãưu lỉûc kẻp chàût l täút nháút
v hçnh 3-2g l xáúu nháút.
3-2-2. Âiãøm âàût ca lỉûc kẻp
Khi xạc âënh âiãøm âàût lỉûc kẻp
cáưn phi trạnh chi tiãút nháûn thãm ngoải
lỉûc v mä men quay. Âiãøm âàût lỉûc täút
nháút phi tạc dủng lãn vë trê ca chi
tiãút cọ âäü cỉïng vỉỵng låïn nháút v nãn åí
ngay trãn âiã
øm âåỵ hồûc trong phảm vi
diãûn têch âåỵ (hçnh 3-3): a- vë trê âiãøm
âàût lỉûc kẻp khäng âụng, b-vë trê âiãøm âàût lỉûc kẻp âụng.
3-2-3. Tênh lỉûc kẻp chàût cáưn thiãút W .
Hçnh 3-3: vë trê âiãøm âàût lỉûc
W

W

a) b)
Hçnh 3-2: Quan hãû giỉỵa phỉång v chiãưu ca lỉûc kẻp våïi
phỉång v chiãưu ca lỉûc càõt v trng lỉåüng chi tiãút.

G

G
W
W W
W
W

W
37

Trở sọỳ lổỷc keỷp W phuỷ thuọỹc vaỡo phổồng, chióửu, õióứm õỷt, trở sọỳ cuớa lổỷc cừt,
troỹng lổồỹng baớn thỏn vỏỷt gia cọng vaỡ caùc lổỷc khaùc, caùc kờch thổồùc lión quan... óứ
tờnh toaùn lổỷc keỷp ta phaới bióỳt phổồng, chióửu, õióứm õỷt vaỡ trở sọỳ cuớa caùc lổỷc khaùc
taùc duỷng lón chi tióỳt vaỡ sồ õọử õởnh vở chi tióỳt cỏửn gia cọng.
Thổỷc chỏỳt tờnh toaùn lổỷc keỷp laỡ giaới baỡi toaùn tộnh hoỹc vóử cỏn bũng vỏỷt rừn
dổồùi taùc duỷng cuớa caùc lổỷc vaỡ mọ men lón chi tióỳt. Trỗnh tổỷ tờnh toaùn lổỷc keỷp nhổ
sau :
- Xaùc õởnh phổồng, chióửu, õióứm õỷt lổỷc keỷp.
- Xaùc õởnh trở sọỳ cuớa lổỷc cừt vaỡ mọ men cuớa lổỷc cừt taùc duỷng lón chi tióỳt gia
cọng, khi cỏửn phaớ
i xaùc õởnh lổỷc quaùn tờnh vaỡ lổỷc li tỏm phaùt sinh trong quaù trỗnh
gia cọng.
- Giaới baỡi toaùn tộnh hoỹc vóử cỏn bũng vỏỷt rừn dổồùi taùc duỷng cuớa tỏỳt caớ caùc lổỷc
lón chi tióỳt, tờnh lổỷc keỷp tờnh toaùn W
tt
.

1
-hóỷ sọỳ kóứ õóỳn lổồỹng dổ khọng õóửu, khi gia cọng thọ k
1
= 1,2; khi gia cọng
tinh k
1
= 1,0.
k
2
-hóỷ sọỳ xeùt õóỳn dao cuỡn laỡm lổỷc cừt tng, k
2
=1,0
ữ
1,9.
k
3
-hóỷ sọỳ xeùt õóỳn vỗ cừt khọng lión tuỷc laỡm lổỷc cừt tng, k
3
=1,2
k
4
-hóỷ sọỳ xeùt õóỳn nguọửn sinh lổỷc khọng ọứn õởnh, khi keỷp bũng tay k
4
=1,3;
khi keỷp chỷt bũng khờ neùn hay thuớy lổỷc k
4
=1,0.
k
5
- hóỷ sọỳ kóứ õóỳn vở trờ tay quay cuớa cồ cỏỳu keỷp thuỏỷn tióỷn hay khọng thuỏỷn


+
=38

Trong õoù: K- hóỷ sọỳ an toaỡn chung; f
1
-hóỷ sọỳ ma saùt giổợa mỷt chuỏứn õởnh vở
cuớa chi tióỳt vaỡ chi tióỳt õởnh vở (mỷt thọ f
1
=0,2
ữ
0,3; mỷt tinh f
1
=0,1
ữ
0,15); f
2
-hóỷ
sọỳ ma saùt giổợa moớ keỷp vaỡ chi tióỳt; N -lổỷc trổồỹt.
- Theo sồ õọử h3-4b :
Lổỷc keỷp W vuọng goùc vồùi lổỷc cừt P vaỡ mỷt chuỏứn chờnh:
21
ff
PK
W
+


ióửu kióỷn cỏn bũng :
- Phổồng trinh cỏn bũng
mọ men:

cz
c
RPKRfW
MKRfW





Do õoù
Rf
RPK
W
cz


=


Lổỷc keỷp trón mọựi chỏỳu :

z
W
W

=

P

N G
Hỗnh 3-5: sồ õọử tờnh lổỷc keỷp khi tióỷn
Wf
Wf
Wf Wf
R
R
c
W

W

P
x

S

P
z39

zf
PK
W
x


vồùi lổỷc P
0
, thỗ thổỷc tóỳ lổỷc keỷp P
0
khọng cỏửn lồùn lừm (hỗnh 3-6a). Tuy nhión õóứ gia
cọng õổồỹc, lổỷc keỷp phaới thừng õổồỹc mọ men cừt M
c
.
ióửu kióỷn cỏn bũng :
Lf
MK
WMKfLW
c
c




Nóỳu kóứ troỹng lổồỹng chi tióỳt thỗ lổỷc keỷp tọứng cọỹng W

:
GPWW
0
++=


Khi P
0
+G>
td

c

W

b

W W
F
1

F
1

F
2

F
2

F
2

N

N

M
c

d


Phỉång trçnh cán bàòng âãø âm bo khäng bë xoay:

H
d
MK2
RfW
2
sin
W
f2
c
12
⋅
⋅⋅
≥
⎟
⎟
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎜
⎜
⎝
⎛
⋅+⋅⋅
α

α

Trong âọ: f
1
- hãû säú ma sạt giỉỵa chi tiãút v m kẻp (f
1
=0,1÷0,15); f
2
- hãû säú
ma sạt giỉỵa chi tiãút v khäúi V, (f
2
=0,2÷0,3 âäúi våïi màût thä, f
2
=0,1÷0,15 âäúi våïi
màût tinh) ; R- bạn kênh ca chi tiãút (mm); d- âỉåìng kênh ca mi khoan (mm); H-
kêch thỉåïc tỉì tám chi tiãút âãún vë trê läù gia cäng; α- gọc khäúi V.
(4) Tênh lỉûc kẻp khi phay.
Cọ nhiãưu phỉång phạp phay, åí mäùi
phỉång phạp lỉûc càõt cọ giạ trë v hỉåïng
khạc nhau lm cho lỉûc kẻp khạc nhau.
Ty theo så âäư củ thãø m phán têch, xem
xẹt âãø tênh lỉûc kẻp âm bo kẻp chàût
vỉỵng vng.
- Khi phay màût phàóng bàòng dao
phay màût âáưu v chøn l màût âạy (hçnh
3-7).Theo hçnh v, ta tháúy lỉûc P
y
cọ tạc
dủng häø tråü cho lỉûc kẻp W (vç cng chiãưu
våïi lỉûc kẻp); P

1

2
4 3
P
z

P
y

P
x

l

b

a

S

W

W41

Do âọ :
⎟

H
nhàòm khäng cho chi
tiãút xã dëch dc.
Khi kẻp bàòng hai m kẻp, lỉûc kẻp do hai m kẻp sinh ra l : W
1
= W
2
= W
Lỉûc ma sạt giỉỵa hai m kẻp v chi tiãút l : F
1
v F
2
.
Lỉûc ma sạt giỉỵa màût âënh vë ca chi tiãút v màût âënh vë ca âäư gạ F
3
v F
4
.
Gi thiãút hãû säú ma sạt f
1
=f
2
=f
3
=f
4
=f, thç F
ms1
=F
ms2

F
1
F
2
P
H
P
r
P

s

F
3
F
4
Hçnh 3-9
L
2
L
1
L

O
P
v
P
r
R


⋅⋅≥⋅⋅+⋅⋅

( gèa thiãút hãû säú ma sạt f
A
=f
B
=f v lỉûc ma sạt F
A
=F
B
=
2
W
f ⋅
)
Váûy:
()
LRKLLf
2
W
21
⋅⋅≥+⋅⋅

Suy ra :
()
21
LLf
LRK2
W
+

hoạ. Cå khê hoạ: khê nẹn, dáưu ẹp, kẻp bàòng chán khäng, bàòng âiãûn tỉì, hồûc nhỉỵng
thỉï âọ kãút håüp våïi nhau.Tỉû âäüng hoạ: khäng cáưn ngỉåìi thao tạc m nhåì nhỉỵng cå
cáúu chuøn âäüng ca mạy thao tạc tỉû âäüng.
-Phán theo phỉång phạp kẻp cọ: kẻp mäüt chi tiãút hồûc kẻp nhiãưu chi tiãút;
kẻp mäüt láưn hồûc nhiãưu láưn tạch råìi.
(2) Cạc tênh cháút cå bn ca cå cáú
u kẻp chàût âån gin v täø håüp. Cạc tênh
cháút cå bn l: tè säú truưn lỉûc, tè säú dëch chuøn, hiãûu sút .
a- Âäúi våïi cạc cå cáúu kẻp chàût âån gin: Tè säú truưn ca lỉûc v tè säú
truưn ca dëch chuøn cọ thãø âỉåüc xạc âënh nhỉ sau :

43

-Tè säú truưn lỉûc :
QiW
Q
W
i ⋅=⇒=

Trong âọ:W-l lỉûc sinh ra trãn kháu bë dáùn (lỉûc kẻp).
Q-l lỉûc phạt âäüng sinh ra trãn kháu dáùn.
Trỉåìng håüp lê tỉåíng nãúu coi cå cáúu lm viãûc khäng cọ ma sạt:
ltlt
lt
lt
iQW
Q
W
i ⋅=⇒=


d
lt
i
1
i =

- Hiãûu sút ca cå cáúu s l (trỉåìng håüp chung khi kãø âãún ma sạt).
d
ltlt
ii
i
i
W
W
⋅===η

b- Âäúi våïi cạc cå cáúu täø håüp (bao gäưm mäüt säú cå cáúu âån gin näúi tiãúp våïi
nhau): tè säú truưn ca lỉûc, tè säú dëch chuøn v hiãûu sút ca cå cáúu âỉåüc xạc
âënh theo cạc cäng thỉïc sau :
k21
dk2d1dd
k21
iiii
iiii
η⋅⋅⋅⋅⋅η⋅η=η
⋅⋅⋅⋅⋅⋅=
⋅⋅⋅⋅⋅⋅=

Trong âọ:i
1

i
2
=3
i
3
=3
W=450Q
Hçnh 3-10: Så âäư tạc dủng ca cå cáúu kẻp täø håüp

44

Hçnh 3-10: Lỉûc phạt âäüng Q trãn tay gảt qua cå cáúu thỉï nháút âỉåüc tàng 75
láưn (i
1
=75), sau âọ tiãúp tủc qua cå cáúu thỉï 2 âỉåüc tàng 3 láưn (i
2
=3) v qua cå cáúu
thỉï 3 âỉåüc tàng 2 láưn (i
3
=2), ta cọ :
W=(75
×
3
×
2)Q=450Q
Dëch chuøn ca kháu bë dáùn cúi cng (m kẻp) trong cå cáúu täø håüp âỉåüc
xạc âënh theo cäng thỉïc :
S
W
=S

viãûc trong âọ phi cọ mäüt kháu tỉû hm.
Sau âáy ta xẹt cạc cå cáúu kẻp chàût âån gin.
3-3. Kẻp chàût bàòng chãm
3-3-1. Khại niãûm
Chãm l chi tiãút kẻp cọ hai bãư màût lm viãûc khäng song song våïi nhau. Khi
âọng chãm vo thç trãn bãư màût ca chãm tảo ra lỉûc kẻp. Trong quạ trçnh lm viãûc,
nhåì lỉûc ma sạt giỉỵa hai bãư màût lm viãûc m chãm khäng tủt ra âỉåüc v âỉåüc gi
l tỉû hm. Tênh cháút tỉû hm ca chãm cọ mäüt
nghéa ráút quan trng trong kẻp
chàût.
Âa säú cạc cå cáúu kẻp chàût âãưu dỉûa trãn ngun lê chãm .
Cå cáúu kẻp bàòng chãm, tạc dủng trỉûc tiãúp bàòng lỉûc do tay cäng nhán êt
dng trong thỉûc tãú vç kãút cáúu cäưng kãưnh, thao tạc khọ, lỉûc kẻp cọ hản. Ngỉåìi ta
kãút håüp våïi cạc cå cáúu khạc hồûc dng lm ngưn sinh lỉûc khê nẹn hay thy lỉûc
âãø tạc dủng vo nọ lải âỉåüc dng nhiãưu.
Ngỉåìi ta sỉí dủng chãm theo cạc phỉång ạn sau :
- Chãm phàóng chè cọ mäüt màût nghiãng (hçnh 3-11).

Hçnh 3- 11: Cå cáúu kẻp bàòng chãm phàóng chè cọ
mäüt màût nghiãng; 1- chãm, 2-con làn, 3- ân
α
3 2
1
D

45 - Chóm coù hai mỷt nghióng (hỗnh 3-12a), hay coù daỷng cọn (hỗnh 3-12b).



a)

b)

W
Q
e

e

Hỗnh 3-12 : Cồ cỏỳu chóm coù hai mỷt nghióng
1-Chóm; 2-caùc con trổồỹt; 3-õoỡn.

a)

b)


W W
Q

1

2

3

1


Do õoù, trong trổồỡng hồỹp lờ tổồớng khi = 0 thỗ lổỷc keỷp W .
Goỹi: i
W
-tố sọỳ truyóửn lổỷc Q cuớa khỏu ban õỏửu.
i
d
-tố sọỳ dởch chuyóứn cuớa khỏu bở dỏựn .
Tổỡ hỗnh 3-15 a, ta coù :

tg
S
S
i
Q
W
d
==
;

tgSS
QW
=

Hióỷu suỏỳt cuớa cồ cỏỳu õổồỹc xaùc õởnh theo cọng thổùc :
dW
ii =

- Cồ cỏỳu keỷp chóm thổỷc tóỳ (sồ õọử hỗnh 3-15b):
Ta duỡng mọỹt ngoaỷi lổỷc Q õóứ õoùng chóm vaỡo, trón mỷt phúng nghióng sinh
ra lổỷc ma saùt F, trón mỷt phúng nũm ngang sinh ra lổỷc ma saùt F

N





S
Q
a)
W
W
1
F
1

1
F

P

N










Trỉåìng håüp chè cọ mäüt màût nghiãng cọ ma sạt thç
0
1
=
ϕ
tg
, lục âọ :
()
ϕ+α
=
tg
Q
W

3-3-3. Tênh toạn âiãưu kiãûn tỉû hm ca chãm.
Sau khi âọng chãm vo, trong quạ trçnh lm viãûc do lỉûc càõt, rung
âäüng...chãm cọ xu hỉåïng bë âáøy ra, nhỉng vç nọ
cọ tênh tỉû hm nãn khäng tủt ra m váùn âỉïng
ngun åí vë trê kẻp chàût våïi lỉûc kẻp â tảo ra ban
âáưu, lục ny lỉûc kẻp låïn hån lỉûc kẻp lục âọng
vo ban âáưu mäüt êt. Lục âọ lỉûc Q máút âi, do máút
Q nãn chãm cọ xu hỉåïng âi ra, nãn lỉûc ma sạt cọ
hỉåïng ngỉåüc lai (hçnh 3-16). Phn lỉûc phạp
tuún N phán thnh hai phán lỉûc W v P. Lỉûc
ma sạt F åí màût nghiãng phán thnh hai phán lỉûc
F
′
v F⋅sinα.
Váûy mún tỉû hm âỉåüc cáưn cọ âiãưu kiãûn
sau :

sinFWW
1
⋅+=()
αϕα
α
ϕ
tgtg1Wsin
cos
tg
1W +⋅=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⋅+⋅=( )
1111
tgtgtg1WtgWF
ϕαϕϕ
⋅+⋅=⋅=
(c)
-P:
α

'
1
W
F
’

F
1

F

P

N
Fsinα

α
α

48

Trong õoù: - goùc nhoỹn cuớa chóm; - goùc ma saùt giổợa mỷt nghióng cuớa
chóm vaỡ chi tióỳt trón;

1
- goùc ma saùt giổợa mỷt ngang cuớa chóm vaỡ chi tióỳt dổồùi.
Thổồỡng =
1
, nón õióửu kióỷn tổỷ haợm laỡ 2.
Khi f=tg

(khi f=0,1)
<8
0
30

(khi f=0,15).

3-3-4. Tờnh lổỷc cỏửn thióỳt õóứ õoùng chóm ra.
Hỗnh 3-17 laỡ sồ õọử lổỷc taùc duỷng lón chóm khi õoùng chóm ra. Dổồùi taùc duỷng
cuớa lổỷc Q
r
, trón mỷt nghióng xuỏỳt hióỷn lổỷc F vaỡ N. R laỡ tọứng hồỹp lổỷc cuớa F vaỡ N;
phỏn R thaỡnh
F

vaỡ
W

.
Tổỡ hờnh ta coù :
1
WW

=

;
1r
FFQ +

=

]
Trong õoù:
W

-tọứng phaớn lổỷc thúng õổùng ồớ mỷt nghióng khi chóm chổa bở
õoùng ra:

sinFWW +=


3-3-5. Tờnh chóm phọỳi hồỹp vồùi con ln.
Cọng thổùc tờnh lổỷc keỷp cuớa chóm coù hai con ln cuợng giọỳng nhổ tờnh lổỷc
keỷp chóm mỷt phúng chố cỏửn õọứi hóỷ sọỳ ma saùt trổồỹt tg

vaỡ tg

1
thaỡnh hóỷ sọỳ ma saùt
ln tg
l
vaỡ tg
1l
. Tổỡ cọng thổùc (1) ta coù :

()
l1l
tgtg
Q
W
++


F

F
N




R
Q
r

R
1



W