1 Câu1: Nêu và định nghĩa bậc tự do t-ơng đối giữa 2 khâu,khái niệm về nối động và ràng buộc? Trả lời: +) Nêu và định nghĩa bậc tự do t-ơng đối giữa hai khâu: Xét chuyển động của vật B so với vật A trong không gian thì giữa chúng sẽ có 6 khả năng chuyển động là:Tx,Qx,Ty,Qy,Tz,Qz gọi là 6 bậc tự do t-ơng đối. Còn nếu 2 vật Avà B cùng để trong mặt phẳng thì chúng có 3 khả năng chuyển động so với nhau là Tx,Ty,Qz và gọi là 3 bậc tự do t-ơng đối. Vậy bậc tự do t-ơng đối giữa 2 khâu là số khả năng chuyển động t-ơng đối giữa hai khâu với nhau. +) Nối động là việc hạn chế bớt số bậc tự do t-ơng đối giữa các khâu bằng cách bắt chúng phải tiếp xúc với nhau theo một quy cách nhất định. Ràng buộc hay số rạng buộc là số bậc tự do giữa các khâu bị hạn chế khi ta nối chúng bằng các khớp động. Câu 2: Thế nào là bậc tự do của cơ cấu phẳng? Lập công thức tính bậc tự do của cơ cấu phẳng(tr-ờng hợp đơn giản) ? Trả lời: +) Bậc tự do của cơ cấu phẳng là số thông số cần thiết để xác định vị trí cơ cấu . +) Lập công thức tính bậc tự do cơ cấu phẳng:Ta thấy rằng số bậc tự do cơ cấu phụ thuộc vào số khâu và số khớp.Do vậy nếu gọi số bậc tự do cơ cấu là W và số bậc tự do t-ơng đối tổng cộng của các khâu để rời đối với giá là Wo Gọi R là tổng số ràng buộc các khớp động thì: W = Wo - R (1) Gỉa sử cơ cấu có n khâu động: Wo = 3n. Nếu gọi số khớp loại 5 có trong cơ cấu là P5 thì số dàng buộc do khớp loại 5 gây ra là 2P5. 2 Nếu gọi số khớp loại 4 có trong cơ cấu là P4 thì số dàng buộc do khớp loại 4 gây ra là P4. Vậy: R = 2p 5 + p 4 thay Wo và R vào (1) ta có: W = 3n + ( 2p 5 + p 4 ) (2) Gọi p 5 là khớp thấp t và p 4 là khớp cao c: W =3n - ( 2t +c ) (2) (2) đ-ợc goi là công thức tính bậc tự do của cơ cấu Câu 3: Em hiểu thế nào là ràng buộc thừa,bậc tự do thừa? Trong tr-ờng hợp cơ cấu có ràng buộc thừa và bậc tự do thừa thì công thức tính bậc tự do thay đổi nh- thế nào? Trả lời: +)Ràng buộc thừa là ràng buộc ng-ời ta đ-a vào cơ cấu để làm tăng độ đứng vững mà không ảnh h-ởng tơí chuyển động cơ cấu. +) Bậc tự do thừa là bậc tự do trong cơ cấu nh-ng nó không có ý nghĩa đối với vị trí các khâu động trong cơ cấu hay nó không có ý nghĩa đối với cấu hình cơ cấu. +) Cơ cấu có ràng buộc thừa: nếu gọi số ràng buộc thừa trong cơ cấu là Rt thì công thức tổng quát để tính bậc tự do của cơ cấu là: W = 3n - ( 2p 5 + p 4 ) + Rt (ta thêm vào Rt để đảm bảo đúng số bậc tự do cơ cấu) +) Cơ cấu có bậc tự do thừa: nếu gọi số bậc t- do thừa trong cơ cấu là S thì công thức để tổng quát để tính bậc tự do cơ cấu là: W = 3n - ( 2p 5 + p 4 ) + Rt S Câu 4: Trình bày nguyên tắc xếp loại cơ cấu phẳng ( Xếp loại nhóm, cơ cấu): * Mục đích: Xếp hạng cơ cấu là để có thể nghiên cứu có hệ thống các vấn đề về động học và động lực học. Có thể tuỳ theo đặc điểm cấu tạo mà có thể xếp cơ cấu thành những hạng khác nhau: những cơ cấu trong cùng một hạng có cùng những đặc điểm cấu tạo. Vì các tính chất động học và động lực học phụ thuốc vào điều kiện cấu tạo, do đó với tất cả các cơ cấu trong mỗi hạng có thể định một ph-ơng pháp nghiên cứu thống nhất về động học và động lực học. * Nguyên tắc xếp loại cơ cấu phẳng: Việc xếp loại cơ cấu phẳng hoàn toàn dựa trên việc xếp loại nhóm: - Nếu cơ cấu chỉ có một nhóm tĩnh định, loại của cơ cấu là loại nhóm. - Nếu cơ cấu có nhiều nhóm tĩnh định thì loại của cơ cấu bằng loại nhóm cao nhất Cụ thể: Cơ cấu loại 1 là cơ cấu chỉ gồm khâu dẫn nối với giá. * Nguyên lý tạo thành cơ cấu nhóm Atxua: Mỗi cơ cấu gồm 1 hoặc nhiều khâu dẫn nối với giá và số nhóm có bậc tự do = 0 W = W + 0 + 0 + 0 + + 0 Ta xét sự khác nhau giữa các cơ cấu nghĩa là xét sự khác nhau của các nhóm có W = 0 (Những nhóm này đ-ợc gọi là nhóm Atxua) - Theo Atxua những nhóm này là tối giản, không đ-ợc tách thành nhữg nhóm đơn giản hơn. - Nhóm phải tĩnh định, khi cố định các khớp chờ nó trở thành một giàn tĩnh định. Câu 5: Nêu nguyên tắc thay thế khớp cao bằng khớp thấp? Cho ví dụ: * Nguyên tắc thay thế khớp cao bằng khớp thấp: 3 Trong cơ cấu phẳng nếu cơ cấu có khớp cao thì ta có thể thay thế khớp cao bằng khớp thấp và chuyển cơ cấu sang cơ cấu toàn khớp thấp để xếp loại. Việc thay thế phải đảm bảo quy luật chuyển động của khâu dẫn, khâu bị dẫn không đổi đồng thời bậc tự do không đổi. Các b-ớc thay thế: - Xác định tâm cong của 2 thành phần khớp cao - đặt hai chốt tại hai tâm cong - Nối hai khớp vào 1 khâu. * Ví dụ: Xét ví dụ hình bên. Đây là cơ cấu có khớp cao cấp gồm hai đĩa tròn mà trục quay không trùng với tâm. Khi cho đĩa 1 quay, đĩa 2 cũng quay theo với một quy luật nào đó. Có thể thấy rằng trong chuyển động trên, hai tâm A, B của hai đĩa tròn luôn cách nhau một khoảng cố định l = r1 + r2 và đ-ờng AB là pháp tuyến chung của hai thành phần khớp cao cấp tại chỗ tiếp xúc. Nh- vậy nếu tại A, B đặt hai chốt bản lề rồi dùng một thanh có 3 chiều dài bằng l = r1 + r2 lắp hai đầu vào hai chốt bản lề này thì cơ cấu vẫn chuyển động nh- cũ đ-ợc, không bị ràng buộc gì cả. Theo quan điểm đã nêu trong phần bậc tự do của cơ cấu thì khâu 3 và hai khớp A, B tạo nên một ràng buộc thừa, hoặc nếu ta xét cơ cấu 4 khâu bản lề gồm các khâu động 1, 2, 3 thì khớp cao cấp C ở giữa khâu 1, 2 cũng tạo nên một ràng buộc thừa. Vì là ràng buộc thừa nên ta có thế phá khớp cao cấp C đi mà chuyển động của khâu 2 vẫn không đoỏi khi giữ nguyên chuyển động của khâu 1. Nói cách khác chuyển động của khâu 2 trong cơ cấu bốn khâu bản lề O 1 ABO 2 hoàn toàn giống nhau nên khâu 1 của chúng có cùng một quy luật chuyển động. Nh- vậy cơ cấu bốn khâu bản lề toàn khớp sơ cấp O 1 ABO 2 có thể dùng để thay thế cho cơ cấu có khớp cao cấp gồm hai đĩa tròn O 1 CO 2 Ta có thể thấy: - Về bậc tự do của cơ cấu, ta đã thay khớp cao cấp vốn có một ràng buộc bằng nhóm gồm một khâu hai khớp sơ cấp có số bậc tự do bằng: W = 3n 2p 5 = 31 - 22 = -1 Tức là cũng có số ràng buộc bằng một (bậc tự do âm là ràng buộc). - Về quy luật chuyển động, ta đặt các khớp bản lề tại tâm các vòng tròn, tức là tâm cong của các thành phần khớp cao cấp, do đó đảm bảo vận tốc, gia tốc không đổi. Tóm lại, nguyên tắc thay thế là dùng một khâu hai khớp bản lề đặt các bản lề tại các tâm cong của các thành phần khớp cao cấp. Câu 6: Định nghĩa cơ cấu toàn khớp thấp, nêu -u nh-ợc điểm của chúng so với cơ cấu có khớp cao? * Định nghĩa: Những cơ cấu phẳng trong đó các khớp động nối các khâu là khớp thấp, gọi là cơ cấu phẳng toàn khớp thấp (cơ cấu phẳng th-ờng dùng là cơ cấu loại 2) * -u nh-ợc điểm so với cơ cấu có khớp cao 4 - Vì các khớp động nối các khâu là khớp thấp nên có khả năng truyền lực lớn (diện tích tiếp xúc bề mặt lớn, lâu mòn). Chính vì vậy cơ cấu toàn khớp thấp th-ờng đ-ợc dùng làm cơ cấu truyền lực - Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo nên giá thành hạ - Có thể thực hiện đ-ợc quy luật chuyển động bất kỳ của khâu bị dẫn nh-ng phải dùng nhiều khâu. Do vậy sai số tích luỹ do chế tạo, lắp ráp lớn. Câu 7: Xác định tỷ số truyền của cơ cấu 4 khâu bản lề phẳng (Định lý Kennơdy Và Vilit) * Tỷ số truyền là tỷlệ giữa các vận tốc góc của các khâu - Xét cơ cấu 4 khâu bản lề (hình vẽ).Giả sử khâu dẫn 1 (AB)quay với vận tốc góc 1 khâu bị dẫn 3(CD) quay với vận tốc góc 3 .Ta có tỷ số giữa khâu 1 và khâu 3 là : i 13 = 1/3 - Để tìm tỷ số truyền i13 dùng ph-ơng pháp hoạ đồ véc tơ cũng có thể tìm đ-ợc song mỗi bài toán chỉ cho giá trị tỷ số truyền ở một vị trí, không tổng quát, tốn thời gian. Ng-ời ta đã dùng ph-ơng pháp tâm quay tức thời để tìm nhanh giá trị của tỷ số truyền. * Định lý Kennơđy - Giả sử ng-ời khảo sát đứng trên khâu 1 để xét chuyển động t-ơng đối của khâu 3 thì cả khâu 1 và khâu 3 đều quay t-ơng đối quanh tâm vận tốc tức thời P13 - Trong cơ cấu 4 khâu bản lề tâm quay tức thời của hai khâu quay là giao của khâu 2 và khâu nối giá, tâm quay tức thời của 2 khâu nối giá là 2 khâu còn lại. * Định lý Vilit. -Do tính chấtcủa tâm quay tức thời ta có: Vp1 =Vp3 Vp 1 = 1 .PO Vp 3 = 3 .PD Suy ra : 1 .PO = 3 .PD i13 = 1 / 3 = PD/PO Trong đó O và D cố định, P thay đổi phụ thuộc vào vị trí khâu 2. Trong cơ cấu 4 khâu bản lề,đ-ờng thanh truyền chia đ-ờng giá thành 2 đoạn tỷ lệ nghịch với vận tốc góc của 2 khâu còn lại: i13 = 1 / 3 =PD/PO Câu 8: Trình bày đặc điểm của cơ cấu tay quay con tr-ợt. Đặc điêm động học của cơ cấu tay quay con tr-ợt gồm các đặc điểm sau: 1. Đặc điểm truyền động a- Đ/N : Là cơ cấu dùng để biến chuyển động quay liên tục của khâu dẫn thành chuyển đông tịnh tiến của khâu bị dẫn b- Tỷ số truyền. Xác định tâm quay tức thời của khâu 1,3 P(1,3) có Vp 1 = Vp 3 1 .PO =Vp 3 i13 = 1/Vp 3 = 1/PO Mặc dù khâu 1 quay đều với 1=const, nh-ng khâu 3 tịnh tiến không đều bởi vì o 5 khi khâu 1 quay đều với 1 = const thì sẽ có những vị trí khâu 1 và khâu 2 cùng giữ thẳng hoặc khâu 1 và khâu 2 chập nhau P O do đó 3 = 0 ,khâu 3 lúc đó sẽ ở vị trí tận cùng bên phải hay tận cùng bên trái (vì tới đây nó dừng lại ) c- Đặc điểm của chuyển động: Trong 1 vòng quay ứng với hai vị trí đặc biệt của con tr-ợt : -Thanh truyền và tay quay giữ thẳng OA1B1 và OA2B2, B1B2 = H gọi là hành trình con tr-ợt -Hệ số àm việc: K = lv/ck =180 /180 hệ số vẽ nhanh cơ cấu 1. Điều kiện quay toàn vòng Có: A1 quĩ tích (0,l1) A2 mặt phẳng (x1x1,x2x2) Muốn A1 quay toàn vòng thì phải nằm gọn trong . Vậy điêu kiện quay toàn vòng là : l1 < l2 - e khi e = 0 thì l1 < l2 Câu 9: Trình bày đặc điểm của cơ cấu Culít Trả lời: 1. Đặc điểm truyền động a. Đ/N: Là cơ cấu dùng để biến chuyển động quay liên tục của khâu bị dẫn thành chuyển động quay , lắc hoặc quay đều của thanh Culít b. Tỷ số truyền: Xác định tâm vận tốc tức thời P(1,3) tâm quay tức thời Vp 1 = Vp 2 1 .PO 1 = 3. PB i 13 = 1 / 3 =PB/PO 1 Khi l 1 < l 0 i 13 = 1 / 3 = PB/PO 1 cont mà 1 = con t ,nên 3 cont 1 > 3 Khi l 1 = l 0 i 13 = 1 / 3 =PB/PO 1 =2 1 = 2 3 =u l 1 > l 0 i 13 = 1 / 3 =PB/PO 1 const Tức là cả khâu 1,3 đều quay toàn vòng 2. Điều kiện quay toàn vòng Nh- trên ta thấy: l 1 < l 0 thì khâu 1 quay toàn vòng, khâu 3 quay lắc l 1 = l 0 thì cả 2khâu đều quay toàn vòng l 1 > l 0 thì cả 2khâu đều quay toàn vòng 3. Hệ số năng suất : K = lv / ck = 180 0 + /180 0 - Câu 10: Em hiểu thế nào là điều kiện quay toàn vòng động học của khâu nối giá? Nêu một ví dụ cho cơ cấu bốn khâu bản lề phẳng ? Trả lời: +) Điều kiện quay toàn vòng động học của khâu nối giá: một khâu ối giá đợc coi là quay toàn vòng khi nó cóthể quay quanh giá một số vòng quay tuỳ ý theo một chiều quay tuỳ chọn. +)Cho cơ cấu bốn khâu bản lề OABC có OA = l 1 ,AB = l 2 ,BC = l 3 .Hãy xét quỹ đạo quay toàn vòng động học của khâu OA. (h.3) Tháo khớp A:khi đó quỹ đạo điểm A 1 là đờng tròn tâm O bán kính OA =l 1 . Quỹ đạo điểm A 2 là hình vành khăn với: R ngoài = l 2 + l 3 R trong = / l 2 l 3 / Vì A 1 luôn nối với A 2 do đó để A 1 quay toàn vòng thì .Nghĩa là quỹ tích A 1 phải nằm gọn trong miền với của thanh truyền kề nó. 6 Vậy : l 1 + l 2 < l 0 + l 3 (1) / l 1 l 0 / > /l 3 l 2 / . Đây chính là điềukiện quay toàn vọng động học của khâu dẫn OA.Tức là với điều liện này thì khâu dẫn OA sẽ có thể quay quanh giá một số vòng tuỳ ý và theo một chiều quay tuỳ chọn. (nh-ng ở đây là ch-a kể đến ảnh hởng hay tác dụng của các lực nh- lực ma sát,lực quán tính, Câu 11: Định nghĩa và phân loại cơ cấu cam ?Nêu các thông số hình học và động học của cơ cấu cam ? Trả lời: +)Cơ cấu cam là cơ cấu có khớp cao ,dùng để tạo nên chuyển động qua lại theo quy luật cho khâu dẫn của cơ cấu này gọi là cần,còn khâu dẫn gọi là cam. Cơ cấu cam phẳng là cơ cấu cam trong đó cam và cần chuyển động trong cùng môt mặt phẳng hay trong ngững mặt phẳng song song với nhau. (Trong cơ cấu cam ,cam và cần đợc nối với giá bằng khớp thấp và đợc nối với nhau bằng khớp cao.Khớp nối giá của cam là khớp quay.Tâm của khớp quay này gọi là tâm cam.Cũng có trờng hợp cam đợc nối với giá bằng khớp trợt.Khi cần đợc nối với giá bằng khớp trợt ta có cơ cấu cam cần đẩy,cồn khi nối với giá bằng khớp quay ta có cơ cấu cam cần lắc) +)Phân loại:cơ cấu cam đợc chia thành 2 loại là cơ cấu cam phẳng và cơ cấu cam không gian. a)Cơ cấu cam phẳng: (h.4) -)Dựa vào loại cam: - Cam chuyển động quay a b d f 7 - Cam chuyển động tịnh tiến -)Dựa vào dạng của cần: - Cần bằng - Cần lồi - Cần nhọn - Cần đáy con lăn -)Dựa vào dạng chuyển động: - tịnh tiến - quay lắc b)Cơ cấu cam không gian:là cơ cấu mà cam và cần chuyển động không cùng trong mặt phẳng.Gồm:- Cam trụ - Cam nón - Cam thùng +)Các thông số hình học và động học của cơ cấu cam bao gồm: - Các góc công nghệ:góc công nghệ đi xa ,góc công nghệ đứng ở xa ,góc công nghệ về gần , góc công nghệ đứng ở gần và lần lợt ký hiệu là:r đi ,r xa ,r về ,r gần . - Các góc quay của cam ứng với các giai đoạn chuyển động khác nhau của cần đợc gọi là các góc định kỳ.Có bốn góc định kỳ là :góc định kỳ đi xa ,góc định kỳ đứng ở xa ,góc định kỳ về gần ,góc định kỳ đứng ở gần .Các góc định kỳ này lần lợt đợc ký hiệu là: f a1 , f a2 , f a3 , f a4 . Các góc định kỳ đứng ở xa và đứng ở gần cũng nh các góc công nghệ đứng ở xa và đứng ở gần có thể có giá trị bằng không nhng các góc định kỳ đi xa ,về gần và các góc công nghệ đi xa ,về gần nhất thiết phải khác không: f a1 0, f a3 0, r đi 0, r về 0 Góc định kỳ và góc công nghệ là hai khái niệm khác nhau :Góc công nghệ là một thông số hình học của cam còn góc định kỳ là một thông số động học của cơ cấu cam.Ta luôn có : f a2 = r xa ; f a4 = r gần nhng nói chung : f a1 r đi ; f a3 r về - Khoảng cách giữa tâm cam và cần và phơng của cần đẩy đợc gọi là tâm sai .Khi tâm sai bằng không ( = 0) ta có cơ cấu cam cần đẩy chính tâm ,còn khi tâm sai khác không ( 0) ta có cơ cấu cam cần đẩy lệch tâm. - Góc áp lực là góc hợp bởi phơng áp lực từ cam chuyển sang cần và vận tốc của điểm theo cần. Câu 12: Nêu nguyên tắc xác định đờng cong biên dạng cam theo phơng pháp đổi giá?Biên dạng cam phụ thuộc các thông số nào? Trả lời: Nguyên tắc xác định đ-ờng cong biên dạng cam theo phơng pháp đổi giá: Câu 13: Định nghĩa góc áp lực của cơ cấu CAM và ảnh h-ởng của góc áp lực tới truyền động và kích th-ớc của cơ cấu? * Định nghĩa góc áp lực: 8 Giả sử ta có cơ cấu CAM cần lắc đáy nhọn đang làm việc ở giai đoạn đi xa Tại B xác định áp lực từ CAM truyền sang cần là N , vẽ vận tốc 2B V ),( 2B VN gọi là góc áp lực ĐN: Góc áp lực là góc hợp bởi ph-ơng của áp lực truyền sang cần và vận tốc của điểm theo cần. * ảnh h-ởng của góc áp lực tới truyền động của cơ cấu CAM: Ta có W= P.V B2 (Công suất) W = p.V B2 Cos( + ) : Góc ma sát ( = const). => Khi càng nhỏ thì áp lực nhỏ => W tăng. Khi lớn ( + = 90 o ) => W = 0 Giả sử trên cần 2 chịu tác dụng của tải trọng là mômen cản M C , chiều dài cần là l C , bỏ qua ma sát ở khớp C. Xét cân bằng cần 2: (P, M C , R C ) 0 Z mc (F k ) = P.l C .Cos( + ) - M C = 0 => P = M C /(l C .cos(+)) M C = const; l C = const; = const => P phụ thuộc vào . Nếu giảm dẫn đến P giảm, lực đẩy từ CAM sang cần ngày càng nhỏ nên cơ cấu dễ truyền động. Do vậy về mặt thiết kế ng-ời ta mong muốn ngày càng nhỏ càng tốt * ảnh h-ởng của góc áp lực đến kích th-ớc của cơ cấu CAM: Vẽ hoạ đồ vận tốc của cơ cấu CAM. V B2 = V B1 + V B2/B1 P = M C /(l C .cos( + )) (1) Từ B kẻ BN vuông góc với V B2/B1 kéo dài Xét sự phụ thuộc của R vào : Tam giác vuông AHB Tam giác vuông BNV B1 => AH/AB = BN/BV B1 (R.cos)/R = (V B2 .cos)/V B1 = (l C. (d/d).cos)/( 1 .R) R = (l C .(d/d).cos)/cos (2) Vậy khi giảm dẫn đến R tăng nên kích th-ớc CAM lớn, về mặt thiết kế thì R phải nhỏ Từ (1) và (2) tính đ-ợc góc áp lực cho phép dễ truyền động, kích th-ớc nhỏ Câu 14: Tại sao phải bảo toàn khớp cao? Nêu các biện pháp bảo toàn khớp cao? * Tại sao phải bảo toàn khớp cao? 9 - Khi muốn thực hiện một chuyển động phức tạp nào đó của khâu bị dẫn, nếu dùng cơ cấu toàn khớp thấp thì phải dùng nhiều khâu nên sai số lớn. Do vậy để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật ng-ời ta phải bảo toàn khớp cao. - Cơ cấu có khớp cao có thể biến chuyển động quay liên tục của khâu dẫn thành chuyển động theo một quy luật bất kỳ nào đó của khâu bị dẫn nếu nh- biên dạng CAM đ-ợc chọn một cách thích hợp. - Có năng suất cao nếu quy luật chuyển động của cần đ-ợc chọn một cách thích hợp. * Các biện pháp bảo toàn khớp cao: Trong cơ cấu cam khi khối l-ợng của cần không đủ lớn để ép cần luôn tiếp xúc với mặt cam ng-ời ta phải dùng một lò xo có độ cứng vừa đủ để sinh ra lực đàn hồi ép cần luôn tiếp xúc với mặt cam. Ph-ơng pháp đó gọi là biện pháp bảo toàn khớp cao. Câu 15: Phát biểu và chứng minh định lý ăn khớp? * Phát biểu: (Wilis 1837): Muốn tỷ truyền không đổi , pháp tuyến chung của cặp biên dạng đối tiếp phải cắt đ-ờng nối tâm tại một điểm cố định. * Chứng minh: Xét một điểm trên đ-ờng tiếp xúc giữa hai cặp bánh răng ăn khớp (hình vẽ) Xét cặp biên dạng (b 1 , b 2 ) đang ăn khớp tại k - Gọi nn là pháp tuyến chung - Gọi k là điểm tiếp xúc của 2 thanh ( K 1 K 2 K). Bánh 1 tỳ liên tục lên bánh 2 - Để b 1 đẩy b 2 liên tục trên đ-ờng pháp tuyến chung nn nghĩa là k 1 k 2 = 0 Nghĩa là vận tốc của chúng theo ph-ơng pháp tuyến chung là nh- nhau V k1 n = v k2 n (1) V k1 cos 1 = V k2 cos 2 1 .O 1 K.cos 1 = 2 .O 2 Kcos 2 1 .O 1 N 1 = 2 .O 2 N 2 1 / 2 = O 2 N 2 /O 1 N 1 => i 12 = 1 / 2 = O 2 N 2 /O 1 N 1 = O 2 P/O 1 P (2) Vì O 1 O 2 cố định => muốn i 12 = 1 / 2 = const => P là điểm cố định (đpcm). Câu 16: Định nghĩa, viết ph-ơng trình đ-ờng thân khai của vòng tròn ? Chứng minh biên dạng răng thân khai thoả mãn định lý ăn khớp. Trả lời: a. Định nghĩa: Khi cho 1 đ-ờng thẳng lăn không tr-ợt trên đ-ờng tròn , quỹ đạo của điểm K nào đó trên đ-ờng thẳng gọi là đ-ờng thân khai của nó. b. Yính chất: Từ sự hình thành đ-ờng thân khai ta suy ra: -Đ-ờng thân khai không có điểm nào nằm trong vòng co sở . -Pháp tuyến của đ-ờng thân khai là tiếp tyến của vòng cơ sở và ng-ợc lại. nn(thân khai) tt( r 0 ) P O K K K O 2 1 1 2 V V K1 K2 b b 2 1 10 Tâm cong N tại điểm K của đ-ờng thân khai nằm trên vòng tròn cơ sở và bán kính cong NK = NM -Các đ-ờng thân khai cùng 1 vòng tròn cách đều nhau có thể chồng khít nhau -Khoảng cách giữa chúng bằng độ dài cung giữa gốc của chúng c. Ph-ơng trình đ-ờng thân khai Để biểu diễn ph-ơng trình đ-ờng thân khai, ng-ời ta th-ờng dùng một hệ ph-ơng trình tham số trong hệ tọa độ cực . Giả sử có một điểm K trên đ-ờng thân khai MiOKx OKrx Ta có: r x = r 0 /cos x NOM 1 - x x rNMi / 0 - x x NK/r 0 - x = tg x - x . Suy ra ph-ơng trình của đ-ờng thân khai là: invexxtgx rorx cos/ (Hàm thân khai) r 0 : bán kính vòng cơ sở a. Chứng minh biên dạng răng thân khai thoả mãn định lý ăn khớp. Lấy 2 bánh răng có cạnh răng là đ-ờng thân khai và cho 2 cạnh răng tiếp xúc với nhau tại 1 điểm bất kỳ M. Qua điểm tiếp xúc , có thể kẻ đ-ờng pháp tuyến chung cho 2 cạnh răng. Do tính chất của đ-ờng thân khai pháp tuến chung vừa vẽ cũng là tiếp tuyến chung của vòng cơ sở 1 và vòng cơ sở 2, vì các vòng cơ sở có tâm, bán kính cố định, nên tiếp tuyến chung của chúng có 1 vị trí cố định, và cắt đ-ờng nối hai tâm ở điểm P cố định: b 1 , b 2 đang ăn khớp trong N 1 N 2 ta chứng minh nn cắt O 1 O 2 tại P Nh- vậy đ-ờng pháp tuyến chung cho 2 cạnh răngthân khai, tại bất kỳ vị trí tiếp xúc nào đều chạy qua một điểm cố định trên đ-ờng nối hai tâm. Biên dạng răng thân khai do đó phù hợp với định lý cơ bản về ăn khớp Câu 17: Thế nào là điều kiện ăn khớp đều? Nêu và chứng minh điều kiện ăn khớp đúng và trùng? Trả lời: 1. Điều kiện ăn khớp đều là: ăn khớp liên tục với một tỷ số truyền cố định và phải thoả mãn ba điều kiện: - Ăn khớp đúng - Ăn khớp trùng - Ăn khớp khít 2. Nêu và chứng minh điều kiện ăn khớp đúng và trùng + Điều kiện ăn khớp đúng nghĩa là đảm bảo sao cho trên đ-ờng ăn khớp các cặp biên dạng đối tiếp cùng phía lần l-ợt đôi một vào tiếp xúc với đ-ờng ăn khớp. + Điều kiện ăn khớp trùng nghĩa là đảm bảo trên đ-ờng ăn khớp thực lúc nào ít nhất cũng có một đôi răng đang ăn khớp. Chứng minh: [...]... thức để tính số răng tối thiểu Còn khi đã cho trớc số răng tối thiểu zmin thì hệ số dịch dao phải lớn hơn hay bằng một giá trị tối thiểu bằng : min = (17 z)/17 Câu 21: Thành lập phơng trình ăn khớp của cặp bánh răng thân khai? Trả lời: Phơng trình ăn khớp thực ra là phơng trình thể hiện mối tơng quan giữa một bên là thông số ăn khớp và một bên là thông số chế tạo cơ bản (m ,z , ,) Cơ sở để thiết lập... Đây cũng là số răng tối thiểu của bánh răng nón Vì cos1,2 < 1 cho nên so với bánh răng tròn răng thẳng số răng của bánh răng nón có thể ít hơn nhiều 3 Các thông số chế tạo cơ bản Câu 28: Hãy phân biệt hệ bánh răng th-ờng và hệ bánh răng vi sai?Nêu một ví dụ về ứng dụng của hệ bánh răng vi sai? +)Hệ bánh răng th-ờng là hệ bánh răng trong đó các bánh răng đều có đ-ờng trục cố định trong một hệ quy chiếu... gọi là bánh răng thay thế Môđun trên bánh răng này là: mn = mS.cos Do đó số răng của nó bằng: z tt 2r 1 d z 2 3 cos 3 mn cos m5 cos 16 Với z là số răng thật trên bánh răng Số răng tối thiểu của một bánh răng đảm bảo không có hiện t-ợng cắt chân răng là zmin=17 Số răng tối thiểu của bánh răng thay thế cũng bằng 17 Nh- vậy số răng tối thiểu của bánh răng nghiêng chỉ còn bằng: zmin = 17.cos3 Khái... hai bánh răng này sẽ có số răng là: z1' = 2r1'/t ; z2' = 2r2'/t Do đó : z1' =z1/cos1, z2' =z2/cos2 Hai bánh răng có các vòng chia r1', r2' và số răng z1', z2' gọi là bánh răng thay thế, rất có ý nghĩa trong việc tính toán hình học và sức bền của răng 2 Tính số răng tối thiểu của bánh răng nón Đẻ tránh hiện t-ợng cắt chân răng , số răng của bánh răng nón không đ-ợc ít hơn một trị số tối thiểu Vì sự ăn... cắt bằng cùng một con dao Để tiện cho việc sử dụng khi chế tạo ccác con dao mô đun đ-ợc tiêu chuẩn hoá và xếp theo nhóm 3 Hệ số dịch dao - Dịch dao 0 hay dịch dao tiêu chuẩn: 0; 0 ; là khoảng dịch dao : hệ số dịch dao - Dịch dao d-ơng: dao lùi so với phôi một khoảng m 0( 0) - Dịch dao âm: m 0 0 Câu 19: Thế nào là bánh răng tiêu chuẩn và dịch chỉnh?Nêu ảnh hởng của hệ số dịch dao đến... trong một hệ quy chiếu gắn liền với giá.Các hệ bánh răng th-ờng đều có một bậc tự do.Tỉ số truyền các cặp bánh răng phụ thuộc số răng của từng bánh răng còn tỉ số truyền của hệ th-ờng bằng tích các tỉ số truyền các cặp bánh răng trong hệ: i1N = I12.I23.I34 I(N-1)N +)Hệ bánh răng vi sai là hệ bánh răng mà mỗi cặp bánh răng có ít nhất một bánh răng có đ-ờng trục di động đối với giá.Các bánh răng có đ-ờng... - Trên một biên dạng răng, phần chân răng bao giờ cũng tr-ợt nhiều hơn phần đỉnh răng Mchân > Mđỉnh => các bánh răng sau thời gian làm việc thì chân răng mòn nhiều hơn đỉnh răng Do vậy để ìm đ-ợc quy trình thay thế, sửa chữa hợp lý ta phải phối hợp lự chọn vật liệu giữa hai bánh để đến thời kỳ thay thế chúng đều mòn nh- nhau - Khi thiết kế cố gắng chọn hệ số tr-ợt của 2 bánh là xấp xỉ nhau Câu 23:... (18) câu 20 Thông thờng theo tiêu chuẩn góc áp lực của thanh răng O đợc lấy bằng 200 ,do đó: sin2O = sin2(200) 2/17 Thay giá trị này vào công thức (18) ta đợc: (18.a) l - z/17 Nh vậy để không xảy ra hiện tợng cắt chân răng thì nếu nh đã cho trớc hệ số dịch dao ,thì số răng của bánh răng phải lớn hơn một giá trị tối thiểu là : (18.b) zmin =17(1- ) Công thức (18.b) chính là công thức để tính số răng... ngang và số răng của 2 bánh do điều kiện ăn khớp chính xác: b-ớc pháp tuyến tn cũng tức là mô đun pháp mn của 2 bánh răng phải bằng nhau Vì vậy ta có: i12 = ms2z2co2/ms1.z1co1 = mn z2/mn z1 = z2/z1 Từ đó ta có công thức của tỷ số truyền là : i12 = 1/2 = r2co2/r1co1 = z2/z1 Câu 27: Em hiểu thế nào là bánh răng thay thế của bánh răng nón? Tính số răng tối thiểu của bánh răng nón? Nêu các thông số chế... vọng chia của bánh răng dịch chỉnh là khác nhau +)ảnh hởng của hệ số dịch dao đến biên dạng răng:Nh ta biết thì hệ số dịch dao có ảnh hởng rất lớn tới biên dạng răng thân khai - Nếu ta dịch dao không (dịch dao tiêu chuẩn) tức là hệ số dịch dao = 0 thì ta đợc biên dạng dao chuẩn - Khi ta dịch dao dơng quá nhiều (dao lùi xa tâm phôi một khoảng khá lớn) =m khá lớn thì mặc dù biên dạng răng vẫn là đờng . Do vậy sai số tích luỹ do chế tạo, lắp ráp lớn. Câu 7: Xác định tỷ số truyền của cơ cấu 4 khâu bản lề phẳng (Định lý Kennơdy Và Vilit) * Tỷ số truyền là. phẳng là số thông số cần thiết để xác định vị trí cơ cấu . +) Lập công thức tính bậc tự do cơ cấu phẳng:Ta thấy rằng số bậc tự do cơ cấu phụ thuộc vào số khâu