Bài giảng nguyên lý máy chương 8 ths trương quang trường

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

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


Nguyên Lý Máy

C

Chư ng 8

CẤU CAM

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

-2-

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


I. ĐẠI CƯƠNG
1. Khái niệm
C c u cam lƠ c c u kh p lo i cao, có kh năng thực hiện được những
chuyển đ ng có chu kỳ phức t p của khơu bị dẫn v i đ chính xác cao.

Khâu dẫn của cơ cấu được gọi là cam, còn khâu bị dẫn được gọi là cần.
+ AB là kích thước động của khâu 1, AB thay đổi trong quá trình làm việc.
+ Khớp cao giữa khâu 1 và khâu 2 là B.

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

-3-

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


I. ĐẠI CƯƠNG
2. Phân lo i

C

C

C

2

2

2
B

- 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

B

1

B

1

1

A

A

b)

B

B

2

2
B

1

1

1

1

1

A

A

e)

1

f)

d)
2

C

C

B

B
g)
1

C

C

2

A

1

c)

C

2

Ths. Trương Quang Trường

1

A

a)

1

1

A

-4-

h)

A

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


I. ĐẠI CƯƠNG
2. Phân lo i
- Cơ cấu cam không gian: các
khâu chuyển động trong các
mặt phẳng không song song
nhau

2

2

1
2

1

a)
Ths. Trương Quang Trường

1

c)

b)

-5-

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


I. ĐẠI CƯƠNG
3. N i dung nghiên cứu
- Hai bài toán cơ bản về cơ cấu cam
+ Bài toán 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

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ

Ths. Trương Quang Trường

-6-

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


II. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CƠ CẤU CAM
1. Thông số hình học của cam

- Bán kính vectơ lớn nhất Rmax và bán kính vectơ nhỏ nhất Rmin.
- Các góc công nghệ: là góc được xác định trên biên dạng cam ứng với các cung
làm việc khác nhau của biên dạng này. Có 4 góc công nghệ:
+ Góc công nghệ đi xa đ: ứng với giai đoạn cần đi xa tâm cam.
+ Góc công nghệ đứng xa x: ứng với giai đoạn cần đứng yên ở vị trí xa
tâm cam nhất.
+ Góc công nghệ về gần v: ứng với giai đoạn cần về gần tâm cam.
+ Góc công nghệ đứng gần g: ứng với giai đoạn cần đứng yên ở vị trí gần
tâm cam nhất.
Để cần chuyển động qua lại, tối thiểu trên biên dạng cam phải có 2 góc đ, v.
C
Bm

d
d

1

2
B'm

Bm

Bo

1

d
B'm
d

1
A

H

A

C

Bo
1

2
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ

Ths. Trương Quang Trường

a)

-7-

b)

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


II. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CƠ CẤU CAM
2. Thông số đ ng học của cam

- Đối với cơ cấu cam cần tịnh tiến đầu nhọn :
+ Độ lệch tâm e = AH (Khi e = 0 tức là khi phương trượt BC đi qua tâm A,
ta có cơ cấu cam cần tịnh tiến chính tâm).
- Đối với cam cần lắc đầu nhọn:
+ Khoảng cách tâm cam – tâm cần lAC.
+ Chiều dài cần lBC.
- Các góc định kỳ là góc quay của cam ứng với các giai đoạn chuyển động khác
nhau của cần.
+ Góc định kỳ đi xa đ
C
+ Góc định kỳ đứng xa x
2
+ Góc định kỳ về gần v
d

d
Bm
B'm
+ Góc định kỳ đứng gần g
Bm

B'm
d

1

Bo

d

1

1
A

H

A

C

Bo
1

2

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trươnga)
Quang Trường

b)

-8-

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


II. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CƠ CẤU CAM
3. Thông số lực học của cam
Góc áp lực đầu cần: N = P.VB2.cos(+)
: Góc áp lực đầu cần
: Góc ma sát giữa cam và cần
C
VB2 

n

N


1

VB2

P
1

B
n

n

B
1

F

C

n

A
a)



A

1

2

b)
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ

Ths. Trương Quang Trường

-9-

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

III. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM
1. Cam cần đầu nhọn

a) Cam cần tịnh tiến đầu nhọn

Lập đồ thị chuyển vị

s

Phương pháp trực tiếp 2

s2
B2

B'2
B1
B'1



s1
s1

Bo
d

1
Ths. Trương Quang Trường




d

H1
O

0

x

v

g

Ho

1

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ

- 10 -

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


III. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM
1. Cam cần đầu nhọn
a) Cam cần tịnh tiến đầu nhọn

Lập đồ thị chuyển vị

Phương pháp đổi chuyển động (đổi giá)

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

- 11 -

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


III. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM
1. Cam cần đầu nhọn

S

a) Cam cần tịnh tiến đầu nhọn

a)

Phương pháp đồ thị phân tích
động học cơ cấu cam cần tịnh
tiến
ds ds d 
v( t )  
 v(  ).1
dt d  dt

t
0

2

4

x

v()

6

6

d

8

10

v

12

0

g



b)
t
H
0

d
d 2 s dv( t ) dv(  )
(
a( t )  2 
.1  v(  ). 1 )
dt
dt
dt
dt



H1
a()
c)

1  const
dv(  ) d 
 a( t )  1 .
 a(  ).12
d  dt

t
H'

0



Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

- 12 -

H2

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


III. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM
Lập đồ thị chuyển vị:
1. Cam cần đầu nhọn
b) Cam cần quay đầu nhọn

B1



C1

2
B2

+ Phương pháp trực tiếp

+ Phương pháp đổi chuyển động

B'2

1
B'1

C
2

Bo
1

1

O

max
1
0

 1 2
O





b)

a)
m

O2

3

O2

m
Bm

1



2

O2

B3


B2
B1
Bo




O1

1

O2

O2

Phân tích động học:
d
và 2 (t )  2 ( ).1
 2 ( ) 
d
2
d 2 ( )

(
t
)


(

).

và
 2 ( ) 
2
2
1

d
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ

a)
Ths. Trương
Quang 
Trường
1

- 13 -

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


III. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM
2. Cam cần đầu bằng

Lập đồ thị chuyển vị:
+ Phương pháp trực tiếp
+ Phương pháp đổi chuyển động
Phân tích động học (tương tự cam cần đầu nhọn)
x0=x8
x1

I1

x2

I2

I0 I7
B0

B1


B7

I6

O

x6

I3

1

2

3

4

5

6

7

8

I5
B5

B3
B 4 I4

Ths. Trương Quang Trường

0

B6

B2

x3

s

x7

x4

1

x5
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ

- 14 -

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


III. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM
3. Cam cần đầu con lăn

Thực hiện tương tự cam cần đầu nhọn
 Biên dạng lý thuyết
Vẽ các vòng tròn = đường kính con lăn
 Biên dạng thực

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

- 15 -

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


IV. PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU CAM
Mục đích xác định khả năng làm việc của cơ cấu cam dưới tác dụng của tải trọng
n

VB2

t

N
P



h





'

M

- Lực tác dụng lên cần cam:
+ Lực đẩy của cam t/d lên cần: P
+ Momen cản t/d lên cần: MC
+ Phản lực từ giá t/d lên cần: R
c

B
F
A

1

Mc

R
C

- Điều kiện cân bằng lực:

t

P.h – R. c – Mc = 0

n

Với h = lBC.cos( + )
và R = P
Ths. Trương Quang Trường

- 16 -

Mc
P
[cos(   )  sin( ' )].l BC
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


V. TRÌNH TỰ THIẾT KẾ
1. Lập đồ thị chuyển vị, đồ thị vận tốc và đồ thị gia tốc của cần cam
2. Xác định tâm quay của cam (tổng hợp động lực học)
3. Xác định biên dạng cam (tổng hợp động lực học)
Nếu là cam cần đáy con lăn
- Vẽ biên dạng cam lý thuyết
- Xác định bán kính con lăn
- Xác định biên dạng cam thực tế

TỔNG HỢP CƠ CẤU CAM
(Xem trong giáo trình)

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

- 17 -

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


VI. TỔNG HỢP CƠ CẤU CAM

(Xem trong giáo trình)

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

- 18 -

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM


VII. B O TOÀN KH P CAO TRONG C

C U CAM

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường

- 19 -

Trường ĐH Nông Lâm TPHCM