Nguyên lý máy: Chương 3 Cơ cấu CAM Bài giảng Nguyên lý máy. Đại học Thủy Lợi Hà Nội

NGUYÊN
CƠ SỞ THIẾT
LÝ MÁY
KẾ MÁY

BỘ
BỘ MÔN
MÔN CÔNG
CÔNG NGHỆ
NGHỆ CƠ
CƠ KHÍ
KHÍ KHOA
KHOA CƠ
CƠ KHÍ
KHÍ

ĐHTL
ĐHTL


I. TỔNG QUAN VỀ CƠ CẤU CAM
II. PHÂN LOẠI CƠ CẤU CAM
III. ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM

IV.THIẾT KẾ CƠ CẤU CAM
NGUYÊN LÝ MÁY

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ

KHOA CƠ KHÍ

ĐHTL


I. TỔNG QUAN VỀ CƠ CẤU CAM
1. ĐỊNH NGHĨA
o Cơ cấu cam là cơ cấu có khớp loại cao, dùng để
tạo chuyển động qua lại của khâu bị dẫn nhờ vào
đặc tính hình học của thành phần khớp cao trên
khâu dẫn.
o Cơ cấu cam phổ biến
đƣợc tạo thành từ kim
loại dạng tấm (cam phẳng)

Khâu bị dẫn
(cần)

Khâu dẫn
(cam)


o Cam đƣợc gắn với giá bằng khớp bản lề, cần
đƣợc gắn với giá bằng khớp bản lề hoặc khớp
trƣợt.
o Khi cam quay, sẽ truyền chuyển động cho cần.

o Chuyển động của cần sẽ đƣợc truyền tới bộ phận
công tác.


2. ƢU, NHƢỢC ĐIỂM CỦA CƠ CẤU CAM

2.1. Ƣu điểm
o Cơ cấu cam đơn giản, dễ thiết kế.
o Chỉ cần thiết kế biên dạng cam thích hợp có thể
khiến khâu bị dẫn chuyển động theo bất cứ qui
luật cho trƣớc nào.

2.1. Nhƣợc điểm
o Do cam và cần tiếp xúc với nhau theo điểm
hoặc đƣờng nên dễ mòn, chỉ thích hợp khi
truyền lực không lớn.
o Gia công biên dạng cam khó
o Hành trình của khâu bị dẫn không thể quá lớn.


3. ỨNG DỤNG CỦA CƠ CẤU CAM
Trục cam động cơ


Cơ cấu cấp phôi


Cơ cấu cuốn sợi


4. CÁC THUẬT NGỮ CỦA CƠ CẤU CAM
Cần


4. CÁC THUẬT NGỮ CỦA CƠ CẤU CAM
Góc áp lực (ϕ) – Góc giữa pháp tuyến

của biên dạng cam tại điểm tiếp xúc và
phƣơng trƣợt của cần
Điểm đầu cần F - Ứng với điểm
tiếp xúc của cần đáy nhọn
Đƣờng chuyển động của cần

Biên dạng
cam thực

Biên dạng cam lý thuyết

• e = 0 : Cần đúng tâm
• e ≠ 0 : Cần lệch tâm


II. PHÂN LOẠI CƠ CẤU CAM
1. THEO TÍNH CHẤT CHUYỂN ĐỘNG CỦA CẦN.

o Cam cần lắc

o Cam cẩn đẩy


2. THEO TÍNH CHẤT CHUYỂN ĐỘNG CỦA CAM
o CAM TỊNH TIẾN


2. THEO TÍNH CHẤT CHUYỂN ĐỘNG CỦA CAM
o CAM ĐĨA

2. THEO TÍNH CHẤT CHUYỂN ĐỘNG CỦA CAM
o CAM TRỤ


3. THEO DẠNG ĐẦU CẦN TIẾP XÚC VỚI CAM

ĐÁY CON LĂN

ĐÁY NHỌN

ĐÁY BẰNG


4. CÁCH DUY TRÌ TIẾP XÚC GIỮA CAM VÀ CẦN
o Để truyền động của cơ cấu cam đƣợc chính xác,
cần duy trì tiếp xúc giữa cam và cần tại mọi thời
điểm và tốc độ.
Duy trì tiếp xúc giữa cam và cần bằng 2 cách:

o Sử dụng lực (lực lò xo hoặc trọng lƣợng của cần).
Dùng lực lò xo hoặc áp lực gây nên ma sát lớn,
tăng mài mòn tại các bề mặt làm việc.
o Dùng dạng hình học của cam và cần để duy trì
tiếp xúc cam – cần


o THEO PHƯƠNG PHÁP LỰC: Dùng lò xo hoặc trọng
lƣợng cần để duy trì tiếp xúc giữa cam và cần

Trọng lƣợng cần


o THEO PHƯƠNG PHÁP HÌNH HỌC: Dùng cam rãnh hoặc
kết cấu cần dƣới dạng khung


o Cam liên hợp


o Cam có chiều rộng không đổi


II. ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM

ĐỒ THỊ CHUYỂN VỊ

0

o θ1+θ2+θ3+θ4= 2π.

Đây là đồ thị
chuyển vị của cần trong một vòng quay
của cam
o Khi cam quay nhiều vòng, chuyển vị của
cần lặp lại đúng nhƣ mô tả trên đây.


o Chuyển vị của cần:

S = S(θ)

o Vận tốc của cần:

v = dS/dt

o Gia tốc của cần:

a = dv/dt

o Xung:

j = da/dt


XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CHUYỂN VỊ
ĐỒ THỊ CHUYỂN VỊ


III. THIẾT KẾ CƠ CẤU CAM
1. CÁC DẠNG CHUYỂN ĐỘNG CỦA CẦN
Một số định nghĩa
o s:

Chuyển vị của cần (mm hoặc in)

o h:

Tổng độ nâng của cần (mm hoặc in)

o α:

Góc quay của cam trong quá trình nâng

o θ:

vị trí của cam

o x = θ/α:

trong thời gian nâng


III. THIẾT KẾ CƠ CẤU CAM
1. CÁC DẠNG CHUYỂN ĐỘNG CỦA CẦN
o Chuyển động thẳng đều (vận tốc không đổi):
s = x·h

o Chuyển động parabol:

s = h·x2

o Chuyển động điều hòa: s = (h/2)(1-cosπx)
o Chuyển động xycloit: Kết hợp giữa chuyển
động thẳng đều và chuyển động dạng sin.