6nguyên lý máy ,chương 6 cơ cấu có khớp loại cao

Bài tập chương 2
Tính vận tốc điểm D trên khâu 3 của cơ cấu xy lanh quay tại vị trí các góc
∠BAC=∠BCD = 90o, nếu tay quay AB quay đều với vận tốc góc ω1 = 20rad/s
và kích thước các khâu là lAB = lCD = 0,1m, lAC = 0,173m.
Bài 1

VB

VD

B1 ≡ B2 . Khâu 1 nối với khâu 2 bằng khớp quay

VB1 = VB2

VC

VC2B2

p

VB1 = ω1.l AB = 20.0,1 = 2m / s

(1)

⊥ BC

//BC

Phương trình 1 tồn tại 2 ẩn số giá trị => Hoạ đồ vận tốc:
p

α

b1,b2

c2

ω2 =

VC2 B2
lBC

= VB2

α
b3

Chọn B2 làm cực ta viết được phương trình véc tơ tính vận tốc điểm C2.

VC2 = VB2 + VC2 B2

VD

cos α
0,1
=2 2
= 6,2rad / s
lBC
0,1 + 0,1732

Vận tốc điểm D được tính như sau:

VD3 = ω3.lCD = 6,2.0,1 = 0,62m / s

Chiều được xác định theo chiều ω 3

b1,b2



ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT
CƠ SỞ ĐÀO TẠO THÁI NGUYÊN

NGUYÊN LÝ MÁY
CHƯƠNG 6. CƠ CẤU CÓ KHỚP LOẠI CAO
NỘI DUNG
6.1. Đại cương về cơ cấu có khớp loại cao
6.2. Cơ cấu cam
6.3. Cơ cấu bánh răng

Ths. Vũ Thế Truyền


CHƯƠNG 6. CƠ CẤU CÓ KHỚP LOẠI CAO
6.1. Đại cương về cơ cấu có khớp loại cao
Khớp cao:
Hai thành phần khớp tiếp xúc nhau theo điểm hoặc đường


CHƯƠNG 6. CƠ CẤU CÓ KHỚP LOẠI CAO
6.2. Cơ cấu cam

6.2.1. Định nghĩa, phân loại, nội dung nghiên cứu
I. Định ngĩa
Cơ cấu cam là cơ cấu có khớp lọai cao, thực hiện chuyển động qua lại của khâu bị dẫn
nhờ vào đặc tính hình học của thành phần khớp cao trên khâu dẫn


CHƯƠNG 6. CƠ CẤU CÓ KHỚP LOẠI CAO
6.2. Cơ cấu cam
6.2.1. Định nghĩa, phân loại, nội dung nghiên cứu
II. Phân loại

- Cơ cấu cam phẳng: các khâu chuyển động của một mặt phẳng hay
trong các mặt phẳng song song nhau
+ Theo chuyển động của cam: cam quay, cam tịnh tiến ..
+ Theo chuyển động của cần: lắc, tịnh tiến, chuyển động song phẳng
+ Theo dạng đáy của cần: bằng, nhọn, con lăn, biên dạng bất kỳ


CHƯƠNG 6. CƠ CẤU CÓ KHỚP LOẠI CAO
6.2. Cơ cấu cam
6.2.1. Định nghĩa, phân loại, nội dung nghiên cứu
II. Phân loại
- Cơ cấu cam không gian: các khâu chuyển động trong các mặt phẳng không song song
nhau

III. Nội dung nghiên cứu

Chúng ta chỉ nghiên cứu cơ
cấu cam phẳng
- Hai bài tốn cơ bản về cơ cấu cam

+ Bài tóan phân tích: cho trước cơ cấu cam
 xác định quy luật chuyển động của cần
+ Bài toán tổng hợp: cho trước quy luật chuyển động của cần
 xác định hình dạng, kích thước … của cam


CHƯƠNG 6. CƠ CẤU CÓ KHỚP LOẠI CAO
6.2. Cơ cấu cam
6.2.2. Phân tích động học cơ cấu cam cần đẩy đáy nhọn
1. Đồ thị chuyển vị

+ Số liệu cho trước : Lược đồ động của cơ cấu cam.
+ Yêu cầu : Xác định quy luật chuyển vị của cần theo góc quay


CHƯƠNG 6. CƠ CẤU CÓ KHỚP LOẠI CAO
6.2. Cơ cấu cam
6.2.2. Phân tích động học cơ cấu cam cần đẩy đáy nhọn

2. Vận tốc

 s = s ( ϕ )
ds dϕ ds
ds
⇒
v
=
=
=
ω


1
dt
dt
d
ϕ
dϕ
ϕ
=
ϕ
t
( )

3. Gia tốc
2
dv
d
s
2
a=
= ω1
dt
dϕ 2


CHƯƠNG 6. CƠ CẤU CÓ KHỚP LOẠI CAO
6.2. Cơ cấu cam
6.2.3. Phân tích lực cơ cấu cam cần đẩy đáy nhọn
+ Tải trọng Q theo phương chuyển vị của cần
+ Phản lực P từ cam tác dụng lên cần

ur uu
r ur
P=N+F

+ Phản lực R từ giá tác dụng lên cần

ur uur' uur
R=N +F'
- Điều kiện cân bằng lực

ur ur ur
Q+R+P =0

Từ
tam
gi
ác lực

ϕ : góc ma sát giữa cam và cần
ϕ ' : góc ma sát giữa giá và cần


CHƯƠNG 6. CƠ CẤU CÓ KHỚP LOẠI CAO
6.2. Cơ cấu bánh răng
6.2.1. Đại cương về cơ cấu bánh răng
I. Định nghĩa và phân lọai
* Định nghĩa:
Là cơ cấu có khớp cao dùng truyền chuyển động quay giũa hai trục với một tỉ số
truyền xác định nhờ sự ăn khớp trực tiếp giữa hai khâu có răng

* Phân lọai:

+Vị trí giữa hai trục:cơ cấu bánh răng phẳng,cơ cấu bánh răng không gian
+Sự ăn khớp: cơ cấu bánh răng ăn khớp ngòai, ăn khớp trong
+Hình dạng bánh răng: bánh răng trụ, bánh răng cơn
+Cách bố trí răng trên bánh răng:bánh răng thẳng,b/răng nghiêng,chữ V


CHƯƠNG 6. CƠ CẤU CÓ KHỚP LOẠI CAO
6.2. Cơ cấu bánh răng
6.2.1. Đại cương về cơ cấu bánh răng
II. Định lý cơ bản về ăn khớp

Tỉ số truyền

i12 ≡

+ P là tâm ăn khớp

ω1 O2 P
=
⇒ const?
ω2 O1P

vP1 = ω1.O1 P = ω2 .O2 P = vP2

+ Hai vòng tròn (O1,O1P) và (O2,O2P) lăn khơng trượt
lên nhau, gọi là vịng lăn
+ Cặp bánh răng nội (ngọai) tiếp khi hai vòng lăn

nội (ngọai) tiếp nhau
Định lý cơ bản về ăn khớp
Để tỉ số truyền cố định, đường pháp tuyến chung của
một cặp biên dạng phải luôn cắt đường nối tâm tại một
điểm cố định.


CHƯƠNG 6. CƠ CẤU CÓ KHỚP LOẠI CAO
6.2. Cơ cấu bánh răng
6.2.1. Đại cương về cơ cấu bánh răng

III. Đường thân khai và các tính chất
a. Đường thân khai
Cho đường thẳng ∆ lăn khơng
trượt trên vịng trịn (O,r0)
Bất kỳ điểm K nào thuộc ∆ sẽ
vạch nên một đường cong gọi
là đường thân khai.
Vòng tròn (O, r0) gọi là vòng cơ sở


CHƯƠNG 6. CƠ CẤU CÓ KHỚP LOẠI CAO
6.2. Cơ cấu bánh răng
6.2.1. Đại cương về cơ cấu bánh răng

III. Đường thân khai và các tính chất
b. Tính chất của đường thân khai
1. Đường thân khai khơng có điểm nào
nằm trong vòng cơ sở.
2. Pháp tuyến của đường thân khai là

tiếp tuyến của vòng cơ sở và ngược
lại
3. Tâm cong của đường thân khai tại một
điểm bất kỳ M là điểm N nằm trên vòng cơ
sở và NM = NMo


CHƯƠNG 6. CƠ CẤU CÓ KHỚP LOẠI CAO
6.2. Cơ cấu bánh răng
6.2.1. Đại cương về cơ cấu bánh răng
IV. Một vài thơng số của bánh răng

- Vịng đỉnh re

- Vịng chân ri

- Vòng cơ sở ro

- Bước răng tx

tx = Wx + Sx
- Trên vịng bán kính rx:
ri ≤ rx ≤ re
- Chiều dày bánh răng Wx
V. Điều kiện ăn khớp đều
Để đảm bảo ăn khớp liên tục với tỉ số truyền cố định, các cặp biên dạng đối tiếp
của hai bánh răng phải liên tục kế tiếp nhau vào tiếp xúc trên đường ăn khớp 
phải thõa mãn các điều kiện:
+ ăn khớp đúng; + ăn khớp trùng; + ăn khớp khít

CHƯƠNG 6. CƠ CẤU CÓ KHỚP LOẠI CAO
6.2. Cơ cấu bánh răng

1

3

6.2.1. Đại cương về cơ cấu bánh răng

2’

VI. Hệ bánh răng
Sự ăn khớp của các cặp bánh
răng
1. Phân loại

2
Cặp brăng

Cặp brăng ăn

ăn khớp

khớp trong

ngoài

 Hệ bánh răng
thường

3

3’

2’

Định nghĩa
Tất cả các bánh răng thuộc hệ có
đường tâm khơng thay đổi

1

4
2

5


CHƯƠNG 6. CƠ CẤU CÓ KHỚP LOẠI CAO
6.2. Cơ cấu bánh răng
6.2.1. Đại cương về cơ cấu bánh răng

VI. Hệ bánh răng
1. Phân loại
 Hệ bánh răng ĐN: Có ít nhất 1 bánh răng thuộc hệ có đường tâm
ngoại luân
thay đổi
bánh
răng

vi tinh, vi Hệ
Hệ bánh răng hành PL: HệHệ
bánh
răng:
hành
sai,bánh
vi sai răng
kín vi
sai kín
sai
tinh2
2’
2’
2
2’
2
C

C
1

1

3

Hệ BR ngoại ln có ít nhất 1
brăng trung tâm cố định

3
Hệ BR ngoại luân có các bánh

răng trung tâm đều quay

1x3: Brăng trung tâm;

Hệ BR vi sai có nắp thêm cặp br

2x2’: Brăng hành tinh; C: cần

ăn khớp với br đầu vào và đầu ra

C

3’
1

3


CHƯƠNG 6. CƠ CẤU CÓ KHỚP LOẠI CAO
6.2. Cơ cấu bánh răng
6.2.1. Đại cương về cơ cấu bánh răng

V. Hệ bánh răng
1. Phân loại
 Hệ bánh răng hỗn
hợp

5

2

H

5

2

H

4

1

4

1

3

6

3

6


V. Hệ bánh răng
2. Tính tốn động
học
Z1

Z2
Z1

 Một cặp bánh răng

“-” Ăn khớp ngoài, quay ngược chiều
nhau
“+”
Ăn khớp
cùng chiều
 Hệ
bánhtrong,
răng quay
thường

Z2

nhau

Z1
Z3

Z3’

Z2’
Z4
Z2

K: Số cặp BR ăn khớp ngoà

Z5


V. Hệ bánh răng
2. Tính tốn động
học
2

 Hệ bánh răng ngoại
luân

2’
C

1
 Ví dụ
Z2
C

Z1 = 25
Z3 = 125

Z1

n1 =
600v/p

Z3

nc =

3

unC = 1 – un1C

(hệ hành tinh)



Bài tập 2