Giáo trình Nguyên lý chi tiết máy Nghề: Cắt gọt kim loại (Cao đẳng) CĐ Kỹ Thuật Công Nghệ Bà Rịa Vũng Tàu

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ

GIÁO TRÌNH
MÔN HỌC : NGUYÊN LÝ – CHI TIẾT MÁY
NGHỀ : CẮT GỌT KIM LOẠI
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
Ban hành kèm theo Quyết định số:

/QĐ-CĐN… ngày 05 tháng 10 năm

2015 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề tỉnh BR - VT

Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2015


TUYÊNBỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham
khảo.
Giáo trình này được viết dựa trên các nguồn tại liệu đã trình bày trong
phần tài liệu tham khảo, không nhằm mục đích cá nhân hay kinh tế, tôi xin cam
đoan tài liệu này lấy từ nguồn nào là có trích dẫn cụ thể.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.


LỜI NÓI ĐẦU
Môn Nguyên lý – Chi tiết máy là môn học cơ sở ngành đầu tiên đối với
sinh viên các trường Trung học, Cao đẳng và Đại học các ngành kỹ thuật không
chuyên về cơ khí hay xây dựng. Giáo trình Cơ kỹ thuật gồm kiến thức của hai

môn học Cơ học lý thuyết và Sức bền vật liệu như một số trường Đại học và
Cao đẳng khác đang sử dụng. Giáo trình được chia làm 2 chương:
chương 1: Cơ học máy trình bày những kiến thức về cơ cấu máy.
Chương 2: Chi tiết máy. Trong chương này Học sinh – Sinh viên được
trang bị những kiến thức cơ bản về tính toán các kết cấu (chủ yếu là thanh) về
độ bền, độ cứng cũng như những cơ cấu truyền động trong máy.
Giáo trình này được dùng để giảng dạy cho sinh viên Cao đẳng và Trung
cấp Nghề của trường CDN BR - VT, đồng thời cũng có thể sử dụng làm tài liệu
tham khảo cho các cán bộ kỹ thuật.
Khi biên soạn quyển giáo trình này chúng tôi đã cố gắng cập nhật những
kiến thức mới về ngành cơ học. Tuy nhiên, do trình độ và thời gian có hạn,
chắc chắn sẽ không thiếu những sai sót. Rất mong đồng nghiệp và sinh viên
góp ý kiến cho lần tái bản sau.
Mọi ý kiến đóng góp xin được gửi về theo địa chỉ:
Khoa Cơ Khí, Trường Cao đẳng Nghề Bà Rịa – Vũng Tàu
Tác giả

Th.s :Nguyễn Hữu Tuấn


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: ĐỘNG HỌC CƠ CẤU................................................................1
1.1.Một số khái niệm............................................................................................1
1.2. Giới thiệu chung các cơ cấu thông dụng.....................................................11
CHƯƠNG 2: CHI TIẾT MÁY........................................................................17
2.1. Mối ghép đinh tán.......................................................................................17
2.2.Mối ghép hàn................................................................................................24
2.3. Mối ghép then..............................................................................................31
2.4.Mối ghép ren................................................................................................37
2.5.Truyền động đai............................................................................................47

2.6. Truyền động bánh răng................................................................................55
2.7.Truyền động trục vít.....................................................................................62
2.8. Truyền động xích.........................................................................................67
2.9.Trục- then.....................................................................................................74
2.10.Ổ lăn...........................................................................................................78
2.11.Ổ trươt........................................................................................................83
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................89


CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC
NGUYÊN LÝ - CHI TIẾT MÁY
Mã số của môn học: MH 18
Thời gian của môn học: 80 giờ.

(LT: 35giờ; BT: 45 giờ)

I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT MÔN HỌC
- Vị trí:
+ Môn học Nguyên Lý-Chi Tiết Máy được bố trí sau khi sinh viên đã học
xong tất cả các môn học, mô-đun: vẽ kỹ thuật, vật liệu cơ khí, cơ lý thuyết, sức
bền vật liệu, Autocad, dung sai–đo lường kỹ thuật.
+ Môn học bắt buộc trước khi sinh viên học các môn học chuyên môn.
- Tính chất:
+ Là môn học kỹ thuật cơ sở bắt buộc, vừa mang tính chất lý thuyết và
thực nghiệm.
+ Là môn học giúp cho sinh viên có khả năng tính toán, thiết kế, kiểm
nghiệm các chi tiết máy hoặc bộ phận máy thông dụng đơn giản.
II. MỤC TIÊU MÔN HỌC:
- Nêu lên được tính chất, công dụng một số cơ cấu và bộ truyền cơ bản
trong các bộ phận máy thường gặp.

- Phân biệt được cấu tạo, phạm vi sử dụng, ưu khuyết điểm của các chi
tiết máy thông dụng để lựa chọn và sử dụng hợp lý.
- Phân tích động học các cơ cấu và bộ truyền cơ khí thông dụng.


- Xác định được các yếu tố gây ra các dạng hỏng đề ra phương pháp tính
toán, thiết kế hoặc thay thế, có biện pháp sử lý khi lựa chọn kết cấu, vật liệu để
tăng độ bền cho các chi tiết máy.
- Vận dụng những kiến thức của môn học tính toán, thiết kế, kiểm
nghiệm các chi tiết máy hoặc bộ phận máy thông dụng đơn giản.
- Có ý thức trách nhiệm, chủ động học tập.
III. NỘI DUNG MÔN HỌC:
1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian:

Số
TT

Tên chương mục

Tổng

Lý

Thực hành

số

thuyết

Bài tập

I

Nguyên lý máy

45

16

29

1

Cấu tạo cơ cấu

2

2

0

2

Động học cơ cấu

2

2

0

3

2

1

3

Phân tích lực trên cơ cấu
phẳng

4

Động lực học máy

2

1

1

5

Cơ cấu khớp loại thấp

2.5

2

0.5

6

Cơ cấu khớp loại cao

3.5

2

1.5

II

Chi tiết máy

35

19

16

1

Mối ghép đinh tán

2.5

1

1.5

2

Mối ghép hàn

3

1

2


3

Mối ghép then và trục then

2.5

1

1.5

4

Mối ghép ren

3

1

2

5

Bộ truyền động đai

7.5

3

4.5

6

Truyền động bánh răng

14

6

8

8

3

5

7

Truyền động trục vít – bánh
vít

8

Truyền động xích

7.5

3

4.5

9

Trục

5.5

2.5

3

10

Ổ trục

6.5

2.5

3.5

Tổng cộng

80

35

45


CHƯƠNG I
ĐỘNG HỌC CƠ CẤU
Ở phần này, ta tập trung nghiên cứu chuyển động của cơ cấu cũng như phân
tích được đặc tính của cơ cấu.
Mục tiêu:
-

Hiểu được các cơ cấu thông dụng.
Giải được các bài toán cơ cấu chứa các khớp loại 5.
Xác định được đối tượng nghiên cứu của môn học.
Nắm được phương pháp nghiên cứu.
Xác định được bậc tự do của cơ cấu.
Phân tích được và xếp loại cơ cấu phẳng.

1.1.MỘT SỐ KHÁI NIỆM
Khi chuyển từ việc nghiên cứu một hệ cơ chung chung, khái quát sang việc
khảo sát một cơ hệ cụ thể trong kỹ thuật thì người ta đưa ra một số tên gọi, khái

niệm cho phù hợp với quy trình chế tạo, lắp ráp, sử dụng. Sau đây ta làm quen
với những khái niệm đó.
1.1.1.Chi tiết máy:
Đó là tên gọi cho một sản phẩm, một vật thể, được chế tạo không có công
đoạn lắp ráp. Đó là các vật được chế tạo bằng các biện pháp như đúc, dập,
cắt gọt chẳng hạn.
1.1.2. Khâu:
Đó là một vật thể, có thể rắn tuyết đối,
rắn biến dạng, bằng khí, chất lỏng. Khâu
có thể do một hoặc nhiều chi tiết ghép
chặt với nhau. Biện pháp tạo khâu từ chi
tiết máy rất đa dạng: dán, hàn, may, cột
dây, gắn bằng đinh, gắn bằng bulông,….
1.1.3. Khớp nối:
8


Đó là nơi tiếp xúc giữa hai vật thể. Nếu khớp nối khiến hai vật được nối
không thể chuyển động tương đối với nhau, thì

khớp nối này được gọi là

khớp cứng. Khi một trong hai vật nối bởi khớp cứng được cho là cố định thị
khớp cứng được gọi là ngàm. Nếu khớp nối vẫn cho phép hai vật chuyển động
tương đối đối với nhau thì khớp được gọi là khớp động. Các vật thể được nối
bởi khớp động được gọi là các khâu, khái niệm vừa được nêu ở trên.
1.1.4.

Cơ cấu:

Là tập hợp các khâu được nối động sao cho chuyển đông giữa chúng liên
quan nhau. Khái niệm cơ cấu là khái niêm cơ bản khi ta nghiên cứu sự chuyển
động của các bộ phận máy hay một thiết bị. Cơ cấu có tất cả các khâu chuyển
động song phẳng với cùng một mặt phẳng quy chiếu thì được gọi là cơ cấu
phẳng.
1.1.5.

Máy :

Là công cụ do con người chế tạo ra có nhiệm vụ biến đổi năng lượng từ
dạng này sang dạng khác, hoặc biến đổi các thông số chuyển động, nhằm thay

9


thế lao động chân tay, nâng cao hiệu suất lao động. Máy được tạo bởi các cơ

cấu.
Hình 1.2- : Cơ cấu máy
1.1.6. Phân loại khớp động:

Các khớp động được phân loại theo số bậc tự do bị hạn chế gây ra bởi khớp
trong chuyển động tương đối giữa hai khâu. Khi khảo sát chuyển đông tương đối
giưa hai vật ta phải cho một vật làm vật quy chiếu. Trong trường hợp tổng quát,
chuyển động của vật thể trong một hệ quy chiếu nào đó có bậc tự do là 6 [3]. Do
vậy khớp động gồm 5 loại. Nếu khớp động hạn chế một bậc tự do thì gọi là khớp
động loại 1, nếu hạn chế hai bậc tự do –khớp động loại 2. Khớp động có số thứ tự
loại cao nhất là khớp động loại 5, nó hạn chế 5 bâc tự do. Hai khâu được nối với
nhau bằng khớp động loại 5 chỉ có thể chuyển động tương đối với nhau bằng là
quay quanh trục cố định, hay tịnh tiến theo một quỹ đạo đã biết hoặc vừa quay vừa

tịnh tiến được, nhưng giữa chuyển động quay và tịnh tiến bị ràng buộc nhau. Như
vậy khớp loại 5 có ba loại.

10


1.1.7. Lược đồ khớp:

Là hình vẽ quy định cách biểu thị khớp và loại khớp. Sau đây là lược đồ của một
số khớp thông dụng.
1.1.8. Khớp loại 5:

Khớp bản lề

1.1.8.1.

Khớp bản lề là khớp loại 5 cho phép hai khâu được nối chỉ chuyển động quay
đối với nhau quanh một trục có vị trí cố định đối với mỗi khâu. Lược đồ khớp bản
lề như trên hình 12.1. Trên hình 12.1a,b thì khớp được biểu thị bởi vòng tròn rỗng,
tức không tô đậm phần giới hạn bên trong đường tròn. Trên hình 12.1a thì khớp
chuyển động, còn hình 12.1b,c thi khớp và vật 1 cố định.

a

b
c
Hình 1.3 -: Lược đồ khớp quay loại 5

1.1.8.2. Khớp tịnh tiến hay khớp trượt:
Khớp động loại 5 cho phép hai khâu nối có chuyển động tương đối với nhau

là tịnh tiến theo một quỹ đạo cho trước thì gọi là khớp tịnh tiến loại 5, hay vắn tắt
la khớp trượt. Lược đồ khớp trượt như hình 1.4. Một trong hai khâu được nối bởi
khớp được biểu thị bởi hình chữ nhật. Khâu còn lại được biểu thị bằng một đường
thẳng (H.1.4,b,d) hay hai đường thẳng (H.1.4c,e). Nếu một trong hai khâu được
cho là đứng yên, thì ta biểu thị khâu đó có sọc nghiêng (H.1.4b,d,e).

11


a

b

c

d

e

Hình 1.4- Lược đồ khớp tịnh tiến
1.1.8.3.

Khớp ren:

Được tạo thành bởi đường ren lồi trên mặt trụ ngoài của một khâu và đường
ren lõm trên mặt trụ trong cua khâu còn lại. Lược đồ của khâu còn lại như trên
hình 12.3. Khi hai đầu quay đối với nhau được một vòng thì chúng dich chuyển
dọc theo trục quay đối với nhau một quảng đường có độ dài xác định, gọi là bước
ren

Hình 1.5 Lược đồ khớp ren

1.1.8.4.

Khớp bản lề con lăn:

Khớp nối cho phép hai khâu chuyển động tương đối với nhau là tịnh tiến
theo một quỹ đạo cho trước,và quay quanh trục có vị trí cố định đối với một khâu

12


thì được gọi là khớp bản lề con lăn. Trên hình 1.5 là lược đồ khớp bản lề con lăn
mà một trong hai khâu(khâu 1) được cho là cố định

Hình 1.5-

1.1.9.
1.1.9.1.

Lược đồ khớp khớp bản lề con lăn

Khớp loại 4: hạn chế 4 bậc tự do.
Khớp cầu có chốt :

Khi khớp nối cho phép hai khâu có chuyển động đối với nhau là chuyển
động quay quanh các trục giao nhau tại một điểm cố định. Có chốt hạn chế quay
quanh một trục nào đó. Lược đồ khớp cầu cho trên hình 1.6.

Hình 1.6-

1.1.9.2.

Khớp có chốt

Khớp trụ :

Cho phép tịnh tiến và quay quanh một trục nào đó.

13


Hình 1.5- Khớp trụ
1.1.9.3.

Khớp cứng :

Khi hai khớp nối không cho phép hai khâu có chuyển động đối với nhau, thì
khớp này gọi là khớp cứng, hay ngàm, như đã nêu ở phần định nghĩa về khớp.
Trên hình 12.7 là lược đồ khớp cứng,hình 12.7a biểu thị khớp cứng khi cả hai khâu
cùng với khớp chuyển động đối với vật quy chiếu, hình 12.7b là khi một trong hai
khâu được cho là đứng yên, tức khớp được gọi là ngàm.

1.1.9.4.

Lược đồ cơ cấu :
Là hình vẽ được quy ước, cho biết số lượng khâu, số lượng cũng như

loại của khớp nối các khâu với nhau và trình tự nối giữa chúng. Trên hình 1.8a
la lược đồ cơ cấu phẳng bốn khâu với bốn khớp thuộc loại khớp bản lề,trong đó

khâu 4 được chọn làm hệ quy chiếu. Các khớp bản lề có vị trí tại A,B,C,D. Các
14


khâu được quy ước thể hiện bằng các đoạn thẳng. Trên hình 1.8b là lược đồ cơ
cấu phẳng ba khâu, có hai khớp bản lề tại O và O 1. khớp giữa khâu 2 và khâu 3
là khớp tựa loại 4.

Khi xét chuyển động của cơ cấu thì người ta phải chọn một trong các
khâu của nó làm hệ quy chiếu, khâu đó được gọi là giá hay giá đỡ. Các khâu
còn lại gọi chung là khâu động. Cơ cấu trên hình 1.8a có các khâu 1,2,3 là các
khâu động. Khâu nối với giá gọi là khâu nối giá, trên hình 1.8b có ba khâu,
khâu 1 là giá, khâu 2 và 3 là các khâu động,đồng thời cũng là các khâu nối giá.
Bậc tự do của cơ cấu là bậc tự do trong chuyển động đối với giá của tập hợp
các khâu động với các khâu liên kết của cơ cấu. nguyên tắc chung để tính bậc
tự do của cơ cấu là thực hiện theo công thức sau :
BTD = T-R

(1.1)

Trong đó :
T-tổng số bậc tự do của các khâu động khi để rời
R-tổng số bậc tự do bị hạn chế (còn gọi là các ràng buộc) do
tất cả các khớp gây ra.

15


Cơ cấu trên hình 1.8a có ba khâu động , nếu chúng không liên kết với nhau,
chúng có thể chuyển động trong mặt phẳng nên bậc tự do của mỗi khâu động là

3
vậy :

T=3x3=9

Mỗi khớp bản lề khi nối hai khâu lại đã hạn chế trong ba bậc tự do của chuyển
động song phẳng,do vậy đã gây ra hai ràng buộc,vậy với số lượng 4 khớp bản
lề.
Ta có :

R = 4 x 2 =8

Vậy bậc tự do của cơ cấu, tính theo công thức (1.1)
bằng :

BTD = 9 – 8 = 1

Trong cơ cấu trên hình 12.8b thì :

T=2x3=6

Mỗi khớp tại O và O1 gây ra hai ràng buộc.Khớp nối giữa khâu 2 và khâu
3 chỉ hạn chế một trong ba chuyển động trong chuyển động song phẳng là
chuyển động theo phương pháp tuyến chung của khâu 3 và khâu 2,tức chỉ gây
ra một ràng buộc. Vậy trong cơ cấu trên hình 12.8b thì : R = 2 x 2 + 1 = 5
Vậy bậc tự do của cơ cấu này bằng : BTD = 6 -5 = 1
Trong thực tế kỹ thuật thường sử dụng cơ cấu 1 bậc tự do. Tuy nhiên các máy
có khả năng thực hiện các chức năng phức tạp thì số bậc tự do thường cao hơn
1.ví dụ,máy phay có bậc tự do tối thiểu là 3,máy tiện là 2, các tay máy có bậc tự
do 3,4 hoặc 5 được sử dụng phổ biến. Như ta biết, theo định nghĩa về bâc tự do

của cơ hệ đưa ra trong môn học cơ học, cơ hệ có bậc tự do bao nhiêu thì cần
từng ấy tọa độ suy rộng để biểu thị chuyển động của mọi điểm thuộc hệ. Hiểu
điều này trong kỹ thuật là : cơ cấu có bao nhiêu bậc tự do thì có từng đó khâu 1
bậc tự do, mà chuyển động của nó được chủ động quy định trước. Các khâu có
16


1 bật tự do, từ cơ học ta đã biết, chỉ có thể là khâu thực hiện hoặc chuyển động
quay quanh trục cố định, hoặc chuyển đông tịnh tiến có quỹ đạo đã biết.
Những khâu ma chuyển động đã được quy định trước được gọi là khâu
dẫn.vậy khâu dẫn trong kỹ thuật thường hoặc chuyển động quay, hoặc chuyển
động tịnh tiến đối với giá,phổ biến hơn cả là khâu có chuyển động quay.Các
chuyển động quay cho trước thường được thực hiện bởi động cơ. Ngày nay, với
kỹ thuật số người ta có thể tạo ra các chuyển quy luật chuyển động quay phức
tạp cho động cơ theo sự mong muốn,nói một cách khác là có thể điều khiển
chuyển động quay của động cơ.Các khâu động có chuyển động không được quy
đinh trước thì được gọi là các khâu bị dẫn.Trên hình 12.8a nếu ta chọn khâu 1
làm khâu dẫn thì các khâu 2,3 là các khâu bị dẫn.Trên hình 12.8b nếu chọn
khâu 2 làm khâu dẫn thì khâu 3 là khâu bị dẫn.
Ví dụ 1: Tính bậc tự do của cơ cấu

Gợi ý:
- Số khâu: 3 khâu động.
- Số bậc tự do của mỗi khâu động: 3 => T=3x3=9
- Số bản lề: 4.
- Mỗi bản lề hạn chế: 2

=> R=4x2=8

17

Kết luận: bậc tự do của cơ cấu BTD=T-R=9-8=1
1.2.

GIỚI THIỆU CHUNG CÁC CƠ CẤU THÔNG DỤNG
Nhờ các cơ cấu mà chuyển động từ khâu dẫn được truyền sang các khâu

bị dẫn, tức đến các bộ phận máy mong muốn. Tùy theo cách liên kết, tức loại
khớp sử dụng, mà các khâu bị dẫn có chuyển động có thể cùng dạng hay khac
dạng với chuyển động của khâu dẫn. Ví dụ trên hình 1.8a, nếu chọn khâu 1 làm
khâu dẫn, thì khâu bị dẫn 3 có dạng chuyển động giống dạng chuyển động khâu
dẫn 1, còn khâu 2 chuyển động song phẳng, khác dạng với dạng chuyển động
của khaau1. Một số dạng cơ cấu thực hiện được dùng rất phổ biến trong kỹ
thuật đó là : cơ cấu chỉ chứa các khớp loại 5, cơ cấu cam,cơ cấu ma sát,cơ cấu
ma sát,cơ cấu bánh răng, bộ truyền đai, bộ truyền xích,cơ cấu mal-tơ, cơ cấu
bánh cóc. Cơ cấu được dùng phổ biến nhất là cơ cấu có một bâc tự do, vì vậy
trong tài liệu này chúng ta chủ yếu chỉ đề cập đến cơ cấu 1 bậc tự do.
Về mặt chế tạo thì cơ cấu đơn giản nhất là cơ cấu mà các khớp của nó
hoàn toàn thuộc loại 5.Cơ cấu chứa hoàn toàn khớp loại 5, có 1 bậc tự do, có số
khâu ít nhất là cơ cấu có 4 khâu,ví dụ cơ cấu có lược đồ trên hình 1.8a. Cơ cấu
1 bậc tự do có số khâu là 3, tức chỉ có 2 khâu động không thể chứa cả ba khớp
loại 5 mà phải có một khớp thuộc loại 4. Chuyển từ cơ cấu bốn khâu sang cơ
cấu ba khâu đã giảm bớt một khâu, tuy nhiên về mặt chế tạo thì khớp loại 4 yêu
cầu chế tạo phức tạp hơn rất nhiều. Đặc biệt trong khớp loại 4, lực truyền từ
khâu này sang khâu khác tiếp xúc với nó chỉ tại mot điểm hay một đường cho
nên vật liệu dẽ bị mòn, vì vậy cơ cấu ba khâu chứa khớp loại 4 thường được
chế tạo từ loại vật liệu tốt,chịu lực cao,điều này ngược lại khiến cho qua trình
gia công khó khăn,chi phí cao. Bù lại nhược điểm này thì cơ cấu ba khâu có ưu
điểm hơn hẳn cơ cấu chứa chỉ khớp loại 5 la đảm bảo được yêu cầu mong muốn

về quy luật chuyển động của khâu bị dẫn.
18


Các cơ cấu loại ba khâu khác nhau mà ta sẽ quan sát thỏa được các yêu cầu đặc
biệt về mặt động học như: cơ cấu cam cho phép tạo quy luật chuyển động khâu
bị dẫn hoàn toàn theo mong muốn ,cơ cấu ma sát,cơ cấu bánh răng-tỷ số vận
tốc giữa khâu dẫn và khâu bị dẫn không đổi, cơ cấu mal-tơ và cơ cấu bánh cóctạo chuyển động ngắt quảng theo yêu cầu. Khi truyền chuyển động quay giữa
các trục xa nhau thì bộ truyền xích có ưu thế so với cơ cấu bánh răng.Cơ sở lý
thuyết để tính toán động học cũng như là động lực học cơ cấu đã đề cập trong
môn cơ học. Trong tài liệu này tập trung phân tích các đặc trưng động học của
cơ cấu trên quang điểm kỹ thuật để làm rõ hơn các ưu điểm của từng loại cơ
cấu giúp chúng ta có cơ sở chọn lựa loại cơ cấu với mục đích thỏa mãn các
nhiệm vụ cụ thể cho trước về truyền chuyển động.Chúng ta sẽ tìm hiểu các đặc
điểm động học của chúng lần lượt trong các mục III đến VIII.
1.2.1.Cơ cấu chứa các khớp loại 5
1.2.1.1.

Cơ cấu bốn khâu bản lề

Hình 1.9 Lược đồ cơ cấu bốn khâu bản lề

19


Cơ cấu điển hình của loại cơ cấu 1 bậc tự do chỉ chứa các khớp loại 5, là cơ cấu
phẳng bốn khâu chỉ chứa các khớp bản lề (H.1.9), nên có tên gọi là cơ cấu bốn
khâu bản lề.
Khi cho khâu 1 quay thì khâu 3 sẽ thực hiện được chuyển động quay, khâu
2 có chuyển động song phẳng. Nhờ khâu 2 mà chuyển động của khâu 1 đã gây

ra chuyển động của khâu 3, nên khâu 2 được gọi là thanh truyền. Công dụng
chủ yếu của cơ cấu là để truyền chuyển động quay từ vật thể này sang vật thể
khác. Do có sự liên kết giữa các khâu mà khâu 1 và khâu 3 tuy nối với giá bằng
khớp bản lề song có thể không quay được quanh trục 360 0 (trong kỹ thuật gọi là
quay toàn vòng), tức lam được nhiệm vụ tay quay. Điều kiện này gọi là điều
kiện quay toàn vòng. Có 3 đặc điểm động học sau đây được quan tâm trong kỹ
thuật:
-Điều kiện quay toàn vòng
Ký hiệu chiều dài khoảng cách O 1A =
l1, AB = l2, BO2 = l3, O1O2 = l4 .
Khâu 1 sẽ quay toàn vòng nếu thỏa
mãn

bất

đẳng

( l1 + l4 ) < ( l2 + l3 )
 

( l4 - l1 ) > l2 + l3  

thức

sau:

(1.2)

Nếu kèm với (1.2) mà l1 là ngắn nhất
thì chỉ có khâu 1 quay được toàn vòng,

còn khâu 3 không quay được toàn
vòng. Khi này ta gọi cơ cấu là cơ cấu
tay quay thanh lắc.
20


Nếu kèm với bất kỳ đẳng thức (1.2) mà l4 là ngắn nhất thì cả hai khâu nối giá
(khâu 1,3) đều là tay quay.
-Tỷ số truyền
Ký hiệu vận tốc góc của khâu 1 là w 1, của khâu 3 là w3. Tỷ số truyền giữa
chúng ký hiệu là i13, hay vắn tắt là i, là tỷ số sau:
Giả sử khâu 1 là khâu dẫn, quy luật chuyển động quay đã được cho trước,
tức cho biết hàm Ψ1(t). Với các kích thước li (i=1÷4) cho trước thì tại bất kỳ vị
trí nào của cơ cấu ta cũng xác định được tỷ số truyền bằng phương pháp giải
tích đã trình bày trong môn cơ học. môt phương phap đồ thị được sử dụng trong
kỹ thuật như sau: Để ý 2 khâu không kề nhau (khâu 2 và khâu 4, hoặc khâu 1
và khâu 3) có chuyển đông tương đối đối với nhau là chuyển động song phẳng,
ta tiến hành tim vận tốc tức thời trong chuyển động tương đối giữa khâu 1 và
khâu 3 (H.1.10), tức hai khâu nối giá, ký hiệu P13. Rõ ràng P13 là giao của đường
AB và đường O1O2 kéo dài.

Hình 1.10 Xác định tâm vận tốc tức thời giữa hai khâu nối giá
Tại P13 thì điểm thuộc khâu 1 có vận tốc bằng điểm thuộc khâu 3, tức:
W1P13O1 = w3P13O2 , hay = i13 =
Trong đó :
21


P13O1 -khoảng cách từ điểm P13 đến O1
P13O2 -khoảng cách từ điểm P13 đến O2

Để ý rằng vị trí điểm P 13 thay đổi trên đường O1O2 tùy thuộc giá trị góc Ψ1
cho nên từ (1.4) ta thấy tỷ số truyền i13 là hàm của góc Ψ1, tức của vị trí cơ cấu :
i13=i13(Ψ1)
Điều này có ý nghĩa, nếu dù khâu 1 chuyển động quay đều thì khâu 3 vẫn
chuyển động quay với vận tốc không đều. Trong kỹ thuật thường hay yêu cầu
chuyển động quay có được phải có vận tốc không đổi. chính đặc điểm tỷ số
truyền biến thiên là nhược điểm chung của cơ cấu có các khớp tất cả thuộc loai
5.

Hình 1.11

Cơ cấu hình bình hành

Dạng đặc biệt của cơ cấu 4 khâu bản lề,có tên là cơ cấu hình bình hành
(H.1.11) là trường hợp khi : l1 = l3 ,l2 = l4
Trong cơ cấu này góc quay của khâu 1 và khâu 3 luôn bằng nhau, vậy tỷ số
truyền của cơ cấu luôn bằng 1. Đường AB chuyển động luôn song song với
đường O1O2, có nghĩa có phương không thay đổi, vậy khâu 2 thực hiện chuyển
động tịnh tiến.công dụng chủ yếu của cơ cấu hinh bình hành là tạo ra chuyển
động tịnh tiến.
22


Câu hỏi ôn tập:
Câu 1: Hãy nêu được các cơ cấu thông dụng?
Câu 2:Tính tỉ số truyền trong cơ cấu chứa các khớp loại 5?

23

CHƯƠNG 2
CHI TIẾT MÁY
Ở chương này, chúng ta tiến hành tìm hiểu về các mối ghép ứng dụng
trong thực tế, cũng như tính toán các mối ghép.
Mục tiêu:
+ Trình bày được ưu khuyết điểm, cấu tạo, phạm vi sử dụng của mối ghép đinh
tán.
+ Phân tích được điều kiện làm việc, phương pháp lựa chọn sử dụng hợp lý mối
ghép chắc.
+ Xây dựng được các công thức tính toán, kiểm tra hoặc thiết kế mối ghép.
+ Vận dụng được để tính toán các bài tập.

2.1.MỐI GHÉP ĐINH TÁN
2.1.1.Định nghĩa, cấu tạo.
Mối ghép bằng đinh tán là loại mối ghép cố định và không thể tháo được.
Các chi tiết được ghép chặt với nhau nhờ đinh tán (rivê), (Hình 2.1)
Đinh tán là một thanh hình trụ tròn có mũ; một mũ được chế tạo sẵn gọi là mũ
sẵn, một mũ được tạo nên khi tán đinh vào mối ghép gọi là mũ tán.

24


Hình 2.1-: Mối ghép bằng đinh tán
2.1.2. Phân loại
- Theo phương pháp gia công lỗ tán đinh: Lỗ trên tấm ghép có thể được gia
công bằng khoan hay đột, dập. Lỗ trên tấm ghép có đường kính bằng hoặc lớn
hơn đường kính thân đinh tán d.
- Theo phương pháp tán:
+

Tán nguội, quá trình tán đinh có thể tiến hành ở nhiệt độ môi trường. Tán

nguội dễ dàng thực hiện, giá rẻ; nhưng cần lực lớn, dễ làm nứt đầu đinh. Tán
nguội chỉ dùng với đinh tán kim loại màu và đinh tán thép có đường kính d nhỏ
hơn 10 mm.
+

Tán nóng, đốt nóng đầu đinh lên nhiệt độ khoảng (1000÷1100) 0C rồi tiến

hành tán. Tán nóng không làm nứt đầu đinh; nhưng cần thiết bị đốt nóng, các
tấm ghép biến dạng nhiệt, dễ bị cong vênh.
- Theo hình dáng mũ đinh:

Hình 2.2: Các dạng mũ của đinh tán

Mũ cầu, mũ tròn, mũ côn, mũ chìm, mũ nửa chìm, . . .
- Theo kết cấu mối ghép:
Tùy theo công dụng và kết cấu của mối ghép, mối ghép đinh tán được chia ra:
+ Mối ghép chắc: Mối ghép chỉ dùng để chịu lực không cần đảm bảo kín khít.
25