vì sao các gân trong vành xe lại đúc cong?

  • Thread starter visaomayman10
  • Ngày mở chủ đề
V

visaomayman10

Author

các anh chị chỉ giúp. em đang làm đồ án 1 chi tiết tương tự, có gân đúc cong. nhưng em không biết tại sao lại làm như vậy? bởi vì người ta có thể đúc thẳng vừa tiết kiệm vật liệu vừa dễ đúc. nhưng tại sao không? thật khó hiểu. xin được câu trả lời thuyết phục!
 

TYA

Well-Known Member
Tớ không có chuyên môn về đúc nhưng trả lời thử nhé, môn đúc cũng là môn của dân cơ khí mà. Hix.

1- Tính công nghệ. Nan hoa hướng tâm, thẳng đúng là tiết kiệm vl nhưng tính co ngót vật liệu + ứng suất nội bộ dễ dàng tự phá huỷ chính nó

Hãy hình dung 1 thanh thép có 2 lỗ và xỏ 2 bulong. Kéo nén hai bu lông để thanh chịu lực,> Khỏi nói cũng biết sự khác nhau khi kéo nén chính hướng( chỉ dãn/nén, bắt phải dãn/nén) và lệch hướng (có chỗ mà xoay, không muốn dãn/nén thì thanh có thể xoay)

Vậy nên các vật tựa như bánh xe và bánh xe phải có nan hoa lệch tâm ( không theo hướng bán kính) hoặc làm cong

2 - Tính mĩ thuật. Khỏi nói nan hoa cong trông đẹo thế nào
 

worm

Well-Known Member
Moderator
các anh chị chỉ giúp. em đang làm đồ án 1 chi tiết tương tự, có gân đúc cong. nhưng em không biết tại sao lại làm như vậy? bởi vì người ta có thể đúc thẳng vừa tiết kiệm vật liệu vừa dễ đúc. nhưng tại sao không? thật khó hiểu. xin được câu trả lời thuyết phục!
Tớ có mỗi 1 câu trả lời là: "Mời bạn học hoặc đọc lại về sức bền vật liệu"
 

TYA

Well-Known Member
- Số nan hoa nên LẺ -> không có lực trực đối
- Bố trí chéo ->Giảm ứng suất đúc
- Cong -> Giảm ứng suất đúc, tạo độ đàn hồi vành bánh xe (có thể là vách thẳng nếu là gân chịu lực)

Xem ví dụ và so sánh
 
Tớ có mỗi 1 câu trả lời là: "Mời bạn học hoặc đọc lại về sức bền vật liệu"
Câu trả lời của bác rất hay.
to visaomayman10: theo tôi nghĩ bác còn phải nghiên cứu thêm về tĩnh học nữa mới tìm được câu trả lời đầy đủ.
Cứ cho Design của một cái vành là phải như thế (mà thực ra là không nhất thiết phải vậy, bác xem 2 cái vành cùng một phía ở đằng sau của một xe tải khi trục đó có 4 bánh xem, 1 cái thì cong ra ngoài, cái phía trong thì lại cong vào trong... có phải ngẫu nhiên không?)
Lấy một điểm bất kì trong không gian vành xe, không kể lực Dynamic (chuyển động tiếp tuyến) mà chỉ để ý tới lực tĩnh học, có thể thấy 2 lực chủ yếu, một là trọc lượng xe, hai là lực vít bu lông, Vector lực kết quả sẽ có hướng từ tâm nơi bu lông chéo xuống mép sau của vành.
Khi bác đặt được hàm vi phân tính lực này cho toàn bộ các điểm của vành xe... tôi nghĩ bác sẽ có kết quả và định hướng cho Design của mình, ngoài ra bác cần thêm kiến thức về thẩm mỹ trên Photoshop và Solid chẳng hạn... hì hì...
Chúc bác thành công nhá...
Bác đã bao giờ nghĩ cái cầu Long Biên nhất định Design nó phải như vậy?
 
E

englsolid

Author
Tớ nghĩ câu trả lời của TYA là đúng đấy.. làm số lẻ để tránh lực trực đối tránh cho bánh xe bị méo khi chịu lực lớn (như khi đi vào chỗ gồ ghề dĩ nhiên phải tính cho chịu lực của chính bản thân xe). Nếu không làm như vậy thì phải làm lan đũa(nhưng như vậy thì cải tiến làm j)
Thêm nữa là làm cong ra ngoài, cái này thì xem lại vật lý lớp 10. xem tại sao làm cầu có vòm cong bạn nhé
 

TYA

Well-Known Member
@lifêonlin : Cái cầu Longbiên nhìn giống biểu đồ mômen lắm ! hehe
 
E

englsolid

Author
Thứ nhất làm số lẻ như bạn TYA viết
Thứ hai làm cong ra ngoài để chịu lực lớn hơn. Xem lại vật lý(cái này anh em mình được học rùi mà).
Thứ ba phải có tính thẩm mỹ. cái này cực kỳ quan trọng trong công tác PR. Bạn nào ra trường mà vừa là kỹ sư vừa là PR thì tôi nghĩ quá tuyệt vời
 
Last edited by a moderator:
@lifêonlin : Cái cầu Longbiên nhìn giống biểu đồ mômen lắm ! hehe
Hì... đúng rồi, bởi vậy các nhà thiết kế mới bắt được bác thợ cắt gọt TYA hì hục, toát mồ hôi phay tiện biết bao nhiêu Chamfer, Radius cho thật chính xác... nhưng cuối cùng cũng chỉ để thắng cái Moment xoắn ấy, cho nó khỏi bị bẻ gãy khi gặp một lực, mà đã có lực thì phải có hiệu ứng Moment rồi, dễ hiểu...
Chú thợ học nghề TYA thời còn đèn sách thế nào mà chả đóng một vài cái giá sách... thế có làm cái thanh đỡ tựa như cái Chamfer để chống lại cái Moment xoắn đó không? Mua nhiều sách quá để lên dễ gãy lắm đấy.
Tương tự như vậy, trong kỹ thuật nhiều khi không chỉ vì Design mà còn vì lý do độ bền dẻo, đàn hồi của vật liệu, hoặc tăng sức bền vật liệu thì những cung cong thường mang lại hiệu quả hơn những thanh ghép thẳng với nhau mà không cần phải những thanh đỡ chằng chịt.
Trên vành xe nếu tỉ mỉ thì có rất nhiều lực tác động nữa như lực sinh ra khi phanh, lực từ độ ghồ ghề của mặt đường...
Một cái vành được làm ra, bao nhiêu then, cong hay thẳng thì đều phải thắng được các lực đó... và đó cũng là bí quyết nhà nghề khi cho ra đời được những chiếc vành thật rộng, then hoa thật đẹp, và cho những loại xe chạy thật nhanh, thật hoành tráng...
Cứ mỗi năm tôi phải thay lốp xe 2 lần, một cho mùa đông, một cho mùa hạ, và mỗi lần lại phải cân vành lại... nên mới mất công tìm hiểu cái vụ này.
 
@lifêonlin : Cái cầu Longbiên nhìn giống biểu đồ mômen lắm ! hehe
Yêu cầu thành viên TYA đánh tên thành viên khác đúng lỗi chính tả.
Việc này thường xuyên bị lặp lại. Đề nghị các Admins lưu ý cho thành viên TYA vào sổ đen để tiện theo dõi... cám ơn...:4:
 
- Số nan hoa nên LẺ -> không có lực trực đối
- Bố trí chéo ->Giảm ứng suất đúc
- Cong -> Giảm ứng suất đúc, tạo độ đàn hồi vành bánh xe (có thể là vách thẳng nếu là gân chịu lực)

Xem ví dụ và so sánh
Thực ra chủ đề này nên được Post tiếp trong mục Chế tạo máy, nhưng vì sẵn có ở đây rồi nên tôi cứ "phang" tiếp vào đây.
Nhìn cái hình vẽ của bác TYA trông giống bác vẽ mấy cái bánh xe cải tiến... thấy nước mình xe máy xe đạp nhiều nữa nên tôi chợt nghĩ không biết các thiết kế then hoa trên bánh xe ô tô có cùng nguyên lý với nan hoa xe đạp, xe máy không các bác?
Lâu nay cứ CAD/CAM nhiều, nói chuyện cao siêu quá nhiều khi choáng váng. Nên tôi thử giải trí vụ đơn giản thôi.
Cái bánh xe hình tròn chắc ai cũng biết...:) Đây cũng có là chi tiết máy đầu tiên mà loài người tìm ra (4000 năm trước công nguyên). Đầu tiên nó chỉ là một miếng "ván" hình tròn có khoan một lỗ ở giữa. Cho tới thời kì đồ đồng người ta mới nghĩ ra cái mà ngày nay gọi là Moay ơ, nan hoa (then hoa), và vòng tròn phía ngoài gọi là vành... Như vậy khi đi xem các bảo tàng kỹ thuật ta xẽ thấy cái bánh xe có 3 chi tiết chủ yếu. Cho tới nay người ta vẫn dùng nó để tạo nên những phương tiện vận chuyển... Vậy 3 chi tiết đó được gắn với nhau theo nguyên tắc gì?
Các bác cùng cho VD về các cách đan nan hoa xem nhá, có hình càng tốt và giải thích, chú thích vì sao người ta đan như vậy thì càng tuyệt vời.
Cứ xem VD của bác TYA ở trên là VD đầu tiên... Cái bên trái rất giống bánh xe cút kít, cấu tạo đơn giản và gia công cũng đơn giản. Cái bên phải bắt đầu hiện đại hơn, tuy nhiên nếu nghe theo bác mà gia công cái bánh xe này tôi nghĩ chỉ đặt lên trên 20 hòn gạch thì cái bánh xe của bác cũng... khụy...:), và sản phẩm đúc không dùng trên xe đạp và xe cải tiến nên tôi cho là không thuyết phục, trên bánh xe đạp ta thấy nan hoa luôn chạy tiếp tuyến (tangential) với đường tròn moay ơ... liệu có thể đan nan hoa hướng vào tâm (radial) moay ơ không? Đã có bác nào thử chưa?
Có phải then hoa trên vành xe ô tô cũng tuân theo nguyên tắc này?
Còn xe máy thì sao? vành sau của nó và moay ơ không có cùng trục đối xứng, nan hoa 2 bên ngắn dài khác nhau, phanh đĩa thì nằm một bên, xích cũng vậy, lúc phanh lúc ga... lệch lạc là thế... nguyên tắc cân bằng của nó là gì?
Ngày nào cũng đi xe mà không rõ câu trả lời thế nào cho chính xác...:)
Các bác cùng đóng góp nhá.
 
Last edited:

DCL

<b>Hội đồng Cố vấn</b>
... Vậy 3 chi tiết đó được gắn với nhau theo nguyên tắc gì?
Các bác cùng cho VD về các cách đan nan hoa xem nhá, có hình càng tốt và giải thích, chú thích vì sao người ta đan như vậy thì càng tuyệt vời... trên bánh xe đạp ta thấy nan hoa luôn chạy tiếp tuyến (tangential) với đường tròn moay ơ... liệu có thể đan nan hoa hướng vào tâm (radial) moay ơ không? Đã có bác nào thử chưa?
Có phải then hoa trên vành xe ô tô cũng tuân theo nguyên tắc này?
Còn xe máy thì sao? vành sau của nó và moay ơ không có cùng trục đối xứng, nan hoa 2 bên ngắn dài khác nhau, phanh đĩa thì nằm một bên, xích cũng vậy, lúc phanh lúc ga... lệch lạc là thế... nguyên tắc cân bằng của nó là gì?
Ngày nào cũng đi xe mà không rõ câu trả lời thế nào cho chính xác...:)
Các bác cùng đóng góp nhá.
Câu hỏi khá hay!

Ta có thể suy diễn thế này: Thoạt đầu, khi con người phát minh ra bánh xe thì nó là bánh đặc, chắc là bằng gỗ. Nhưng như vậy thì tốn vật liệu và xe lại nặng quá, nên các cụ mới tính đến việc làm thành các chi tiết riêng biệt: vành, may-ơ và các thanh nan để ghép lại. Các thanh nan gỗ khá to và vững chắc, chúng được lắp theo phương hướng tâm (như minh họa bên trái của TYA) và dĩ nhiên chúng chịu lực nén mỗi khi đến chu kỳ chịu tải theo vòng quay của bánh xe.

Sau này, khi đã phát minh ra kim loại thì bánh xe được chế tạo với may-ơ và các thanh nan làm bằng thép, còn vành vẫn bằng gỗ nhưng đánh đai thép. Vấn đề là thép chịu lực tốt hơn gỗ, nên chỉ cần các thanh nan nhỏ mà ta gọi là nan hoa. Nhưng nếu nan hoa nhỏ quá và bắt chúng chịu lực nén thì chúng hay bị cong do mất ổn định. Vậy nên 1 cải tiến tiếp theo là bố trí sao cho chúng chịu kéo.

Với nan hoa mảnh mà lắp hướng tâm thì khi chịu lực, hầu như chỉ có vài nan hoa thẳng hướng với trọng lực là chịu kéo, tất nhiên là ta hoàn toàn có thể làm nan hoa đủ lớn để nó vẫn chịu được, nhưng do đặc tính đàn hồi của vật liệu nên sẽ sinh ra chuyển động quay tương đối giữa may-ơ và vành. Bởi vậy mới sinh ra kiểu đan nan hoa như minh họa sau để vừa chia lực cho nhiều nan hoa, lại vừa ổn định bánh xe (tớ mô phỏng vành xe Dream):




Với cách đan như thế này thì khi chịu lực từ trên xuống, chỉ có các nan hoa phần trên là chịu kéo, mà tớ đánh dấu màu xanh như minh họa dưới:



[LEFT]Cái hay của phương pháp này là ở chỗ: khi lắp nan hoa và cân vành thì tất cả các nan hoa đều chịu một dự ứng lực kéo căng hợp lý, nhờ thiết bị đo lực căng nan hoa. Điều này đảm bảo cho vành tròn đều và đồng tâm với may-ơ, không lắc đảo. Hơn nữa, đến khi làm việc, phần nan hoa phía dưới lẽ ra chịu nén thì bây giờ chúng lại được giảm ứng lực căng, tức là ít căng hơn lúc bình thường. Tóm lại, các nan hoa theo chu kỳ quay của bánh xe thì sẽ luân phiên bị tăng giảm lực căng chứ không lúc nào bị nén cả, nhờ vậy mà nan hoa dù rất mảnh mai nhưng bánh xe vẫn rất ổn định.

Việc một số xe đạp có nhiều tầng líp khiến may-ơ buộc phải đặt lệch so với tâm khung xe là đương nhiên. Khi đó, nan hoa mỗi bên sẽ có lực căng khác nhau để đảm bảo tâm bánh xe vẫn trùng với tâm khung xe, dù cho may-ơ bị lắp lệch. Bên lắp líp thì nan hoa gần như nằm trong mặt phẳng, chúng bị căng khá mạnh; còn bên kia thì nan hoa nằm trên mặt côn, chúng ít bị căng hơn. Tất nhiên là lực căng nan hoa trong từng bên thì phải đồng đều.
[/LEFT]
 
Cháu hoàn toàn đồng ý với bác DCL, ngoài ra, cháu xin bổ sung một ý: lực đặt vào may-ơ còn có mô ment xoắn (khá lớn đây) nếu cố tình làm nan hoa hướng tâm thì trước sau gì nó cũng bị uốn (vành đúc, vành xe ô tô); chi bằng ta cho nó xoắn ngay từ đầu, lúc đó lực uốn --> lực căng !
 

TYA

Well-Known Member
Hay nhất trong bài viết của bác DCL là từ "ổn định bánh xe" .

Ngoài việc chịu lực do tải trọng, lực khi đâm xe lên vỉa hè ... ; )

thì còn có momen xoắn khi ta phanh xe (xe máy, chứ xe đạp thì không), nếu nan hoa bố trí hướng tâm thì không có chiếc nao hỗ trợ momen xoắn cả ! Xe sẽ "dùng dằng"

Nhưng nan hoa và vành đúc là hai loại khác hẳn nhau cả quy trình gia công và chức năng (nan hoa chịu kéo, vành đúc chịu cả kéo nén)


@iamtd : hoặc nan hoa thẳng nhưng chéo
 
Cám ơn bác DCL, phần giải thích bác thật hay và đúng với nguyên tắc hiện hành.
Đó là nan hoa xe đạp, xe máy thì chịu lực kéo.
Then hoa ô tô thì chịu lực nén.
Trong việc "chịu lực" và "chia lực" thì lại có cùng nguyên tắc.
Như ở xe đạp, xe máy cứ 1 cặp nan hoa ôm Moay ơ cạnh nhau (2 tangential theo góc nhọn) thì tạo nên một hiệu ứng lực hướng tâm, và số cặp nan hoa bao giờ cũng lẻ để phản lực này được chia sang 2 bên (tránh hiệu ứng nén, gây cong), như vậy chịu lực có thể hướng tâm, và chia lực thì không thể...
Vành ô tô cũng vậy, số then hoa bao giờ cũng lẻ để đáp ứng vụ "ăn chia" này...
Không biết tôi nghĩ vậy có đúng không?
Các bác bày thêm nhá. Thanks.
 

TYA

Well-Known Member
Vụ nan hoa cong hay thẳng này tôi nhớ một giáo trình về Đúc của dân chế tạo máy nói đến. Không nhiều về ảnh hưởng các quá trình cơ học, chịu tải ... mà chỉ đơn thuần về đúc, cơ tính vật đúc , ứng suất trong vật đúc các chi tiết dạng này. Tôi cho rằng nó là mấu chốt nhất


- Tránh, giảm ứng suất vật đúc. >> nan hoa số lẻ, cong, chéo.

Ứng suất đúc sẽ phá hỏng hoặc làm cong vênh vành, biến dạng vành do lực kéo ở các nan hoa khi trực đối, khi làm thẳng , khi làm hướng tâm

(hi, nhưng vẫn là recommend thôi, có thể vẫn đúc ra được các chi tiết không tuân thủ)

Và, cái gì tránh được thì ta tránh, quá lắm mới chấp nhận. Đó là lý do ta HAY GẶP các vành có đặc điểm như đã thảo luận, chứ không phải nhất nhất như vậy.



Hình trái, nếu ứng xuất là T thì nó tác động nguyên vẹn là T.
Hình phải, nếu ứng suất T thì nó tác động là T x sin (góc) và nhỏ hơn T. Nhưng quan trọng nhất là chuyển vị, hình trái cho phép nhỏ hơn hình phải, tức là hình phải "chấp nhận" được chuyển vị lớn hơn, nó khó bị phá hơn sau khi đúc
 
@TYA:
Trên mạng có nhiều thông tin bác nên tham khảo.
Tôi có một số tài liệu khá thuyết phục, nhưng có lẽ không được phép đưa ra đây.
Dưới đây là đề cương thực hành cho luận án của một học sinh trường cao đẳng kỹ thuật Bonn (không phải UNI), rất tiếc bẳng tiếc Đức, nhưng tôi nghĩ bác cũng sẽ hiểu được. Tất nhiên bác có thể tham khảo và không cần công nhận.

http://fb05.h-bonn-rhein-sieg.de/da...nit-Elemente[/MEDIA]-Methode/Vortrag Kuhn.pdf

Chúc ngày chủ nhật vui vẻ.
 
M

musungus77

Author
Ðề: vì sao các gân trong vành xe lại đúc cong?

cái mâm đúc ấy làm bằng hợp kim gì và công nghệ đúc ra nó như thế nào vậy các bác ? bác nào biết thì bảo em với ah? cảm ơn các bro nhiều :D
 
Ðề: vì sao các gân trong vành xe lại đúc cong?


các anh chị chỉ giúp. em đang làm đồ án 1 chi tiết tương tự, có gân đúc cong. nhưng em không biết tại sao lại làm như vậy? bởi vì người ta có thể đúc thẳng vừa tiết kiệm vật liệu vừa dễ đúc. nhưng tại sao không? thật khó hiểu. xin được câu trả lời thuyết phục!

theo quan điểm của đúc thì khi mà bạn đúc thanh thẳng thì đúng rất tiết kiệm vật liệu,nhưng bạn quên rằng sự co rút của hk đúc chi tiêt này,khi một hk chuyển từ trạng thái lỏng sang rắn nó đã co (chưa tính co ở ở trạng thái lỏng,khi nguội) vì chi tiết khó mà nguội đồng đều do vậy phần ngoài ( tiếp xúc với không khí sẽ nguội trước).bên trong nguội sau.do bên trong nguội sau do vậy xảy ra hiện tượng cản co tự do bên trong do vậy dễ hình thành ứng kéo nén và dẫn đển cong vênh vật đúc, tạo ứng suât dư (nếu khi đặt tải trọng nhỏ thì vật đúc cũng dễ bị phá hủy vì ứng suất ngoài cộng với ứng suất trong lớn hơn giới hạn bền của hk), hoặc thậm chí nứt nếu giá trị của ứng suất co lớn hơn độ bền của hk.do vậy ta phải thiết kế cong lúc này ứng suất kéo nén ko có cơ hội phát triển mà khi đó ứng suất kéo nén chuyên thành ứng suất uốn,xoắn. tuy ứng suất loại này cũng nguy hiểm nhưng ko bằng ứng suất kéo nén.



 
Last edited:
Top