ĐỀ THI MÔN NGUYÊN LÝ MÁY OLYMPIC CƠ HỌC TOÀN QUỐC LẦN THỨ XXIII NĂM 2011 pdf

OLYMPIC CƠ HỌC TOÀN QUỐC LẦN THỨ XXIII NĂM 2011

ĐỀ THI MÔN NGUYÊN LÝ MÁY
Bài I (30 điểm /40)
Hình 1 là cơ cấu phẳng Onđam
truyền chuyển động quay giữa hai
con trượt 1,3. Hai con trượt này
nối với giá 4 bằng hai khớp quay
A(1,4), B(4,3) có khoảng cách AB
= d biến đổi trong khoảng 3cm ≤ d
≤ 4cm, đồng thời nối với thanh
truyền 2 (khâu chữ thập) bằng hai
khớp trượt A(1,2) và B(2,3) có
phương vuông góc tại C.
1. Với ω
1
= const, hãy xác định:
a. chuyển động của khâu 2;
b. quĩ đạo, vận tốc và gia tốc của điểm E trên khâu 2 (là điểm đối xứng
với A qua C khi φ = 0) bằng phương pháp họa đồ và phương pháp giải
tích, theo ω
1
, φ và d.
2. Giả thử gắn cứng với khâu chữ thập 2 một
đĩa tròn (hình 2) có tâm C và bán kính r
2
=
4cm, để tạo thành một cơ cấu cam phẳng
với cần đáy bằng 5, tịnh tiến theo khớp
trượt K(4,5) vuông góc với AB tại A. Khi
d biến đổi từ 4cm tới 3cm, hãy xác định

bằng phương pháp họa đồ và phương pháp
giải tích, theo ω
1
, φ, d và r
2
:
a. Hành trình h
5
, vận tốc
5
v

và gia tốc
5
a

của cần 5.
b. Biên dạng đối tiếp thực của cơ cấu cam,
đường ăn khớp (là quĩ đạo trong mặt
phẳng cố định 4 của tiếp điểm T – hay
điểm ăn khớp – giữa cam và đáy cần)
và vận tốc trượt tương đối tại tiếp điểm
T.
1
A
B
C
E
φ
2

3
1
4
d
Hình 1
A
B
C
E
φ
2
3
1
d
T
4
5
K
a
Q

Hình 2
c. Giả thử do tác dụng của momen động M
1
trên khâu 1, các mômen cản
M
2
, M
3
trên các khâu 2, 3, và lực ép không đổi Q dọc cần đẩy, áp lực

liên kết tại mỗi khớp trượt là một ngẫu lực có cánh tay đòn bằng chiều
dài a của mỗi con trượt. Chỉ tính ma sát trượt với hệ số ma sát f tại các
khớp động, hãy xác định mômen động M
1
theo Q, M
2
, M
3
, f, a, d, và φ.
3. Giả thử gắn với khâu chữ thập 2 của cơ cấu Onđam (hình 1) một bánh
răng trụ tròn (hình 3) có tâm C và
bán kính vòng lăn r
2
= 4cm, để cùng
với bánh răng 6 tạo thành một hệ bánh
răng phẳng nội tiếp.
a. Nếu bánh răng r
2
gắn cứng với khâu chữ
thập 2, hãy xác định tâm quay, bán
kính vòng lăn r
6
, và vận tốc góc ω
6
của
bánh răng 6 theo ω
1
.
b. Nếu bánh răng r
2

của hệ bánh răng (3a)
trên đây không gắn cứng với khâu chữ
thập 2 mà quay tương đối với khâu 2
quanh trục C, đồng thời bánh răng 6
không đổi chiều quay, hãy xác định ω
6
và ω
2
sao cho cơ cấu Onđam dừng rồi
đảo chiều.
Bài II (10 điểm /40)
Từ cơ cấu Onđam đã cho trên hình 1, nếu khâu 1 là giá cố định, khâu 4 là
khâu dẫn, với góc định vị θ cùng chiều với φ, tính từ trục Ax vuông góc với
AC.
a. Hãy xác định luật chuyển động của cơ cấu vừa có;
b. Xác định các cơ cấu ba khâu phẳng, nếu có, như : cơ cấu ma sát, cơ
cấu đối tiếp (cam, bánh răng,…) thực hiện cùng một luật chuyển động
của khâu bị dẫn như cơ cấu trên.
2
A
B
C
E
φ
2
31
d
4
6
P

Hình 3