Bài giảng nguyên lý máy chương 1 ths trương quang trường

NGUYÊN LÝ MÁY
GV: ThS. TRƯƠNG QUANG TRƯỜNG
KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM


CH

NG M

Đ U

GIỚI THIỆU MÔN HỌC
1. Vị trí môn học
2. Đối tượng nghiên cứu
3. Nội dung của môn học
4. Phương pháp nghiên cứu
5. Giới thiệu tài liệu

Khoa C Khí – Công Nghệ
Ths. Tr

ng Quang Tr

ng

-2-

Tr

ng ĐH Nông Lâm TPHCM

1. VỊ TRÍ MÔN HỌC




Nguyên lý máy là môn họƠ thuộƠ nhóm kỹ thuật
Ơ s , là một mắƠ xích quan trọng liên kết giữa các
môn khoa họƠ Ơ bản và kỹ thuật chuyên ngành.
Môn họƠ này cung Ơ p những kiến thứƠ Ơ bản về
máy, từ đó có thể vận ơụng để nghiên Ơứu các
môn họƠ khác nh : chi tiết máy, máy Ơắt kim loại,
máy nông nghiệp, máy Ơhế biến,...
Nguyên lý máy đóng vai trò r t quan trọng khi
thiết kế các s đồ động Ơủa máy khi thiết kế một
Ơ Ơ u hay một máy mới (s đồ Ơ u tạo, động họƠ,
động lựƠ họƠ).
Khoa C Khí – Công Nghệ

Ths. Tr

ng Quang Tr

ng

-3-

Tr

ng ĐH Nông Lâm TPHCM


2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU




Máy
C Ơ u

Nguồn
động lực

Bộ truyền và
biến đổi trung
gian

Bộ chấp
hành

Đối tượng
gia công

Bộ điều khiển

S đồ Ơ u tạo máy

Khoa C Khí – Công Nghệ
Ths. Tr

ng Quang Tr

ng

-4-

Tr

ng ĐH Nông Lâm TPHCM


2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Các loại cơ cấu chủ yếu dùng trong ngành cơ khí:
+ Cơ cấu nhiều thanh.
+ Cơ cấu cam.
+ Cơ cấu bánh răng (truyền động bánh răng).
+ Cơ cấu bánh ma sát.
+ Cơ cấu dẻo: truyền động đai, truyền động xích…
+ Và một số cơ cấu chuyên dùng khác như: cơ cấu Malte,
cơ cấu Các-đăng, cơ cấu bánh cóc,…
O3

C

C Ơ u Ơắt kẹo tự động

E
O2
A

B

O1

D

Khoa C Khí – Công Nghệ
Ths. Tr

ng Quang Tr

ng

-5-

Tr

ng ĐH Nông Lâm TPHCM


3. NỘI DUNG CỦA MÔN HỌC
Nội dung của môn học này là nghiên cứu nguyên lý cấu tạo, động học và
động lực học của cơ cấu và máy, nhằm giải quyết hai bài toán :
- Phân tích nguyên lý cấu tạo, động học và động lực học của cơ cấu và
máy đã cho trước.
- Tổng hợp (hay thiết kế) cơ cấu thỏa mãn những điều kiện động học,
động lực học đã cho.
Nghiên cứu về cấu tạo, động học cơ cấu là nghiên cứu về nguyên lý cấu tạo
của các cơ cấu, nghiên cứu chuyển động của các phần tử của cơ cấu xét

về mặt hình học (không chú ý đến các lực gây ra chuyển động), nghiên
cứu đến các phương pháp thiết kế các cơ cấu theo các thông số động học
đã cho.
Nghiên cứu về động lực học cơ cấu và máy là nghiên cứu các phương pháp
xác định chuyển động của các khâu, cơ cấu dưới tác dụng của các lực
bên ngoài.
Khoa C Khí – Công Nghệ
Ths. Tr

ng Quang Tr

ng

-6-

Tr

ng ĐH Nông Lâm TPHCM


4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU




Ph ng pháp giải tíƠh
Ph ng pháp vẽ:
- Ph ng pháp họa đồ véƠt
- Ph ng pháp đồ thị

Khoa C Khí – Công Nghệ
Ths. Tr

ng Quang Tr

ng

-7-

Tr

ng ĐH Nông Lâm TPHCM


5. GIỚI THIỆU TÀI LIỆU
Giáo trình
1. Giáo trình Nguyên lý máy. Vương Thành Tiên, Trương
Quang Trường
(Bản photo hoặc bản ebook tại website:
)
2. Bài tập Nguyên lý máy. Tạ Ngọc Hải
Tài liệu tham khảo:

Ths. Tr

1. Giáo trình Nguyên lý máy – Đặng Thế Huy, Nguyễn Khắc Thường –
NXB Nông nghiệp – 1982.
2. Nguyên lý máy – Đinh Gia Tường, Nguyễn Xuân Lạc, Trần Doãn Tiến
– NXB ĐH & THCN – 1970.
3. Introduction to Mechanisms – Yi Zhang, Susan Finger, Stephannie

Behrens – Carnegie Mellon University Press – 2006. Khoa C Khí – Công Nghệ
ng Quang Tr ng
Tr ng ĐH Nông Lâm TPHCM
-84. …


NGUYÊN LÝ MÁY
GV: ThS. TR
NG QUANG TR
NG
KHOA C KHÍ – CÔNG NGH
TR
NG Đ I H C NÔNG LÂM TP.HCM


Nguyên Lý Máy

Chư ng 1

C U T O VÀ PHÂN LO I C

C U

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

-2-

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

I. Những khái niệm c b n
1. Tiết máy
Tiết máy: máy hay c c u có thể tháo rời ra thƠnh nhiều bộ phận khác nhau,
bộ phận không thể tháo rời ra được nữa gọi lƠ tiết máy.

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

-3-

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


I. Những khái niệm c b n
2. Khâu

Khâu : trong c c u vƠ máy, toƠn bộ những bộ phận có chuyển
động tư ng đối so với bộ phận khác gọi lƠ khơu.

Tên gọi:
1. Khâu dẫn,
2. Khâu bị dẫn
3. Giá (khâu cố
định)

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

-4-

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


I. Những kháỌ nỌ m Ơ bản
3. Kh p động

+ MốỌ nốỌ động gỌữa haỌ khâu lỌền nhau để h n Ơhế một phần
ƠhuỜển động t ng đốỌ gỌữa Ơhúng  kh p động
+ Toàn bộ Ơhỗ tỌếp ớúƠ gỌữa haỌ khâu g Ọ là một thành phần kh p
động.

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

-5-

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


I. Những kháỌ nỌ m Ơ bản
Phơn lo i khớp động

- Bậc tự do của khâu
+ Một khả năng chuyển động độc lập đối với một hệ qui chiếu 1 BTD
+ Giữa hai khâu trong mặt phẳng  3 BTD: Tx, Ty, Qz
+ Giữa hai khâu trong không gian  6 BTD: Tx, Ty, Tz, Qx, Qy, Qz

a) Theo số BTD bị hạn chế:
Khớp động loại k->hạn chế k BTD hay có k ràng buộc

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

-6-

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


I. Những kháỌ nỌ m Ơ bản
Phơn lo i khớp động
a) ThƯo số BTD bị h n Ơhế

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

-7-

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


I. Những kháỌ nỌ m Ơ bản
Phơn lo i khớp động
a) ThƯo số BTD bị h n Ơhế

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

-8-

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

I. Những kháỌ nỌ m Ơ bản
b) ThƯo đặƠ đỌểm tỌếp ớúƠ
+ Khớp cao: thành phần khớp động là đường hay điểm

+ Khớp thấp: thành phần khớp động là mặt

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

-9-

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


I. Những kháỌ nỌ m Ơ bản
c) Theo tính ch t của chuyển động tư ng đối giữa các khơu

Kh p tịnh tỌến – Kh p quaỜ
Kh p phẳng – Kh p không gỌan

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

- 10 -

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

I. Những kháỌ nỌ m Ơ bản
4. L ợƠ đồ động

- Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, các khớp được biễu diễn trên
những hình vẽ bằng những lược đồ qui ước.

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

- 11 -

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


I. Những kháỌ nỌ m Ơ bản
- Các khâu cũng được thể hiện qua các lược đồ đơn giản gọi là lược đồ khâu

- Trên lược đồ khâu phải thể hiện đầy đủ các khớp chuyển động,
các
kích
Khoa Cơ Khí
– Công
Nghệ
Ths.
Trươngcó
Quang
Trường
thước
ảnh
hưởng đến chuyển động- 12

của
độngĐHcủa
cấu.
Nông cơ
Lâm TPHCM
- khâu và chuyển Trường


I. Những kháỌ nỌ m Ơ bản
5 Chuổi động

Nhiều khâu nối với nhau bằng các khớp động trong một hệ thống tạo
thành một chuỗi động
- Phân lọai chuỗi động:
+ Chuỗi động kín
+ Chuỗi động hở
+ Chuỗi động phẳng
+ Chuỗi động không gian

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

- 13 -

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


I. Những kháỌ nỌ m Ơ bản

Chuỗi động phẳng

Chuỗi động không gian

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

- 14 -

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


I. Những khái niệm c b n
6. C c u

Đònh nghóa

là những thành phần cơ bản của máy có chuyển động xác đònh.
Đó là những hệ thống cơ học dùng để biến đổi chuyển động của 1 hay
một số vật thể thành chuyển động cần thiết của các vật thể khác.

Nhiệm vụ

Thực hiện các quá trình kỹ thuật nhờ chuyển động của các phần tử cùa
nó

Phần tử

Khâu & Khớp động
Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ

Ths. Trương Quang Trường

- 15 -

Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM


I. Những khái niệm c b n
6. C c u

Cơ cấu là một chuỗi động có một khâu cố định và chuyển động theo
qui luật xác định. Khâu cố định được gọi là giá.

- Phân loại cơ cấu: cơ cấu phẳng – cơ cấu không gian

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

- 16 -

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


II. BậƠ tự ơo Ơ Ơấu

1. Định nghĩa
- Bậc tự do (BTD) của cơ cấu là thông số độc lập cần thiết để xác định vị trí của
cơ cấu, nó cũng là số khả năng chuyển động tương đối độc lập của cơ cấu đó.
2. Tính b c t do của cơ cấu không gian (trường hợp tổng quát): W
W = W0 ậ R.

Trong đó:
W0 – BTD tổng cộng của các khâu động nếu để rời
R – số ràng buộc của tất cả khớp động trong cơ cấu
1. Số bậc tự do trong cơ cấu
1 khâu để rời trong không gian có 6 BTD  BTD tổng cộng của n khâu động là
W0 = 6n
2. Số ràng buộc chứa trong cơ cấu
Khớp lọai k hạn chế k bậc tự do. Nếu gọi pk là số khớp lọai k chứa trong cơ cấu
 tổng các ràng buộc do pk khớp lọai k gây nên là pk.k
5

R   pk k  5 p5  4 p4  3 p3  2 p2  1 p1
k 1

Ths. Trương Quang Trường

- 17 -

Trong thực tế số ràng buộc
thường nhỏ hơn giá trị trên
vì trongKhoacơCơ cấu
tồn tại các
Khí – Công Nghệ
ràng buộc
Trườngtrùng.
ĐH Nông Lâm TPHCM