Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 163 1) Cu to Lợc đồ cấu tạo của cơ cấu các đăng cho trên hình 14.5. Hai trục (1) và (2) giao nhau tại O và hợp với nhau một góc . Mỗi đầu trục mang một chạc (a) và (b). Hai chạc này đợc nối với nhau thông qua khâu hình chữ thập (3) bằng các khớp quay A, A và B, B. AA vuông góc với trục (1). BB vuông góc với trục (2). AA vuông góc với BB. Khi khâu (1) quay tròn thì khâu (2) cũng quay tròn, còn khâu chữ thập (3) chuyển động phức tạp quanh điểm O. 2) Phõn tớch ng hc Gọi là góc hợp bởi trục (1) và trục (2) (hình 14.6). Trên hình 14.6, trục (1) và trục (2) tạo nên mặt phẳng thẳng đứng. Vị trí ban đầu của AA nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng chứa trục (1) và trục (2). Vị trí ban đầu của BB nằm trong mặt phẳng chứa trục (1) và trục (2). Khi trục (1) quay, A và A vạch nên vòng tròn (C A ) vuông góc với trục (1). Khi đó B và B vạch nên vòng tròn (C B ) vuông góc với trục (2). Khi điểm A di chuyển trên vòng tròn (C A ) đến vị trí mới là A 1 , thì trên vòng tròn (C B ), điểm B cũng có vị trí mới là B 1 . AA là giao tuyến của các mặt phẳng chứa vòng tròn (C A ) và (C B ). Góc quay của khâu (1) và khâu (2) lần lợt là ( ) 11 ,OA OA = J JJGJJJG và ( ) 21 ,OB OB = JJJG JJJG . Từ A 1 hạ A 1 H vuông góc với mặt phẳng của vòng tròn (C B ), từ H hạ HI vuông góc với AA. Theo định lý ba đờng vuông góc, ta suy ra : 1 'AI AA . H ình 14.5: Cơ cấu các đăng A A B B O Chạc (a) Chạc (b) 3 1 2 1 2 Trục (2) Trục (1) Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 164 Nh vậy, góc n 1 HIA chính là góc nhị diện hợp bởi các mặt phẳng chứa vòng tròn (C A ) và (C B ). Do trục (1) và trục (2) lần lợt vuông góc với mặt phẳng chứa vòng tròn (C A ) và (C B ), nên góc n 1 HIA cũng chính là góc giữa hai trục (1) và (2) : n 1 HIA = . Dựa vào tam giác A 1 HI vuông tại H, ta có : 1 cos I H I A = (14.7) Dựa vào tam giác OA 1 I vuông tại I, ta có : 1 1 I A tg OI = (14.8) Mặt khác, do 11 OB OA (vì chúng là vị trí mới của hai thanh OA và OB luôn luôn vuông góc với nhau) và 1 OB trực giao với 1 HA (vì 1 HA vuông góc với mặt phẳng (C B ) chứa 1 OB ), nên 1 OB vuông góc với mặt phẳng 1 OHA . Suy ra : 1 OB OH . Từ đó suy ra rằng : n n 12 AOH BOB == (góc có cạnh thẳng góc). Dựa vào tam giác OIH vuông tại I, ta có : n 2 I H tg tgIOH OI == (14.9) Từ (14.7), (14,8) và (14.9) suy ra : 12 .costg tg = (14.10) ` Đạo hàm hai vế của (14.10) theo t : () () 22 11 2 2 1 cos1.tg tg +=+ () 2 12 12 2 2 1 1 1cos tg i tg + == + () 22 11 12 2 2 1 1.cos 1cos tg i tg + == + Khi 1 0 = và 1 = thì : 2min 1 cos = . Khi 1 2 = và 1 3 2 = thì : H ình 14.7 2 1 1 cos 1 cos 2 0 3 2 2 n 1 HIA = n 11 A OA = n n 21 B OB AOH == B O (2) (1) H ình 14.6 2 1 B A A A 1 B 1 2 1 I (C B ) Chc (a) ( C A ) H Chc (b) Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 165 1 2max cos = . Đồ thị biểu diễn 2 theo góc quay 1 của trục (1) cho trên hình 14.7. Khi góc hợp nhau giữa hai trục 0 = thì tỷ số truyền 12 1i = . Khi góc 0 thì tỷ số truyền 12 i hằng số. Khi càng lớn thì biên độ dao động của 2 càng lớn, gây ra dao động xoắn lớn trong các bộ phận bị dẫn (hình 14.8). 3) C cu cỏc ng kộp Để trục dẫn (1) và trục bị dẫn (3) có cùng vận tốc góc phải dùng cơ cấu các đăng kép. Trục (1) đợc nối với trục (3) thông qua trục (2) và hai khớp các đăng. Ta có : () 22 221 21 2 1 21 1.cos 1cos tg i tg + == + Với 2 góc quay của chạc (b) tính từ mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng chứa trục (2) và (1). () 2, 2 222 23 2, 3 22 1.cos 1cos tg i tg + == + Với , 2 góc quay của chạc (b) tính từ vuông góc với mặt phẳng chứa trục (2) và (1). Do đó: () () 2 2, 2 21 122 13 22 2, 321 22 1cos 1.cos . 1.cos 1cos tg tg i tg tg + + == + + Để i 13 bằng hằng số, phải có hai điều kiện : + 12 = + , 22 = (hai góc quay của hai đầu chạc nằm trên trục (2) phải bằng nhau). 0 50 100 150 200 250 300 350 94 96 98 100 102 104 106 Hình 14.8 Đồ thị biểu diễn sự biến thiên của vận tốc góc 2 theo góc quay 1 của khâu dẫn ứng với các giá trị khác nhau của góc giữa hai trục quay ( 1 =100 Rad/s) =10 0 =18 0 =5 0 2 [/] R ad s 1 1 2 H ình 14.10 2 3 b 1 b 1 2 Hình 14.9 b 1 2 b 3 Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 166 Nh vậy, trong trờng hợp trục (1) và trục (3) nằm trong cùng một mặt phẳng (trục (1) và (3) song song nh trên hình 14.9 hay cắt nhau nh trên hình 14.10) thì hai chạc (b) và (b) của trục (2) phải nằm trên cùng một mặt phẳng. Đ3. C cu Man Cơ cấu Man đợc dùng để truyền chuyển động quay liên tục của khâu dẫn thành chuyển động quay gián đoạn lúc quay lúc dừng có chu kỳ của khâu bị dẫn. Cơ cấu Man đợc dùng trong cơ cấu thay dao của máy tự động, cơ cấu cấp phôi tự động, cơ cấu đa phim của máy chiếu phim 1) Cu to ắ Cơ cấu Man ngoại tiếp gồm một đĩa tròn (1) có lắp chốt A, và đĩa hình sao (2) có nhiều rãnh hớng tâm đối xứng qua tâm O 2 . Khi đĩa (1) quay, có lúc chốt A lọt vào một rãnh của đĩa (2), khi đó đĩa (2) quay quanh O 2 . Khi chốt A ra khỏi rãnh này, đĩa (2) dừng lại. Khi chốt A tiếp tục đi vào rãnh kế tiếp trên đĩa (2), đĩa (2) lại quay quanh O 2 . Để tránh chuyển động quay ngẫu nhiên của đĩa (2) do tác động của các momen ngẫu nhiên trong khoảng thời gian từ khi chốt A ra khỏi một rãnh của đĩa (2) đến khi chốt A đi vào rãnh kế tiếp trên đĩa (2), thì trong khoảng thời gian nói trên, ta phải khóa cứng đĩa (2) lại nhờ cung tròn của đĩa (1) cài vào cung tròn EDC trên đĩa (2) (hình 14.11). Số chốt trên đĩa (1) có thể bằng 1 hay lớn hơn 1. Số rãnh trên đĩa (2) thờng là 4, 6, 8. ắ Ghi chú Các chốt và các rãnh trên cơ cấu Man có thể phân bố bất kỳ (khoảng cách từ tâm các chốt đến tâm O 2 có thể không bằng nhau nh trên hình 14.12, các rãnh của đĩa (2) có thể không hớng tâm nh trên hình 14.11), miễn là chúng phối hợp đợc với nhau. O 1 C 2 O 2 (2) D E 1 (1) 2 2 1 2 ấ A H ình 14.11 Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 167 2) Phõn tớch ng hc a) S rónh ti thiu - S cht ti a Trên hình 14.11, ta có: 2 2 2 z = với z số rãnh của đĩa. Để chốt A không bị va đập khi đi vào trong rãnh : n 21 OAO z = Suy ra : 12 2 22(1) z = = Gọi t C là thời gian chuyển động của đĩa (2); t D là thời gian dừng của đĩa (2): 1 11 22 1 C t z == 1 11 22 2 1 D t z ==+ với : 1 là vận tốc góc của đĩa (1) : 1 = hằng số Tỷ số C D t k t = gọi là hệ số thời gian chuyển động của cơ cấu: 2 1 2 2 2 1 C D t z z k tz z == = + + Vì k > 0 và z nguyên nên 3z hay số rãnh tối thiểu trong cơ cấu Man : 3z = Để tăng số lần chuyển động của đĩa (2), ứng với một vòng quay của đĩa (1), có thể tăng số chốt trên đĩa (1). Gọi m là số chốt, góc ở tâm nhỏ nhất tạo giữa hai chốt phải bảo đảm : 1 2 2 m (tức khi chốt A ra khỏi rãnh của đĩa (2) thì chốt kế tiếp trên đĩa (1) mới đợc vào khớp với đĩa (2)) . Hay : 1 222 2 22 1 z m z z = = Số chốt tối đa: 2 2 z m z = b) T s truyn Để xác định vận tốc và gia tốc của đĩa (2) ta xét một vị trí bất kỳ của cơ cấu, khi đó tay quay O 1 A và rãnh O 2 A của đĩa tạo với đờng trục O 1 O 2 các góc lần lợt là 1 và 2 (hình 14.14) Trong tam giác O 1 AO 2 , ta có : ()() 22 21 21 sin sin sin sin r l == = + Trong đó : 12 1 , OO OA ll rl== 1 O H ình 14.12 H ình 14.13 O 1 2 O 2 1 2 1 Hỡnh 14.14 A l r Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 168 Suy ra: 1 2 1 sin 1cos tg = Hay : 1 2 1 sin 1cos arctg = (14.10) Đạo hàm biểu thức (14.10) theo 1 ta đợc : () 1 2 2 11 cos 12cos d d = + (14.11) Vận tốc của đĩa 2: 221 2 21 11 ddd d dt d dt d == = ( ) 1 21 2 1 cos 12cos = + (14.12) Gia tốc của đĩa 2 là : 2 212 21 21 2 1 1 ddd dd dt dt d dt d == + 2 2 22 21 1 2 11 dd dd =+ Nếu đĩa 1 quay đều ( 1 =hằng số) thì : ( ) () 2 2 1 22 2 21 1 2 2 2 1 1 sin . . 1 12cos d d == + (14.13) Các công thức (14.12), (14.13) chứng tỏ khi đĩa 1 quay đều ( 1 const = ) thì đĩa 2 quay không đều. Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 169 TI LIU THAM KHO [1] Nguyên lý máy . Đinh Gia Tờng, Nguyễn Xuân Lạc, Trần Doãn Tiến. Nxb Đại học và THCN, Hà nội 1969. [2] Hớng dẫn thiết kế đồ án môn học Nguyên lý máy . Đại học Bách khoa Đà nẵng xuất bản 1978 (bản in roneo). [3] Nguyên lý máy Tập I . Đinh Gia Tờng, Tạ Khánh Lâm. Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà nội 1995. [4] Nguyên lý máy Tập II. Đinh Gia Tờng, Phan Văn Đồng, Tạ Khánh Lâm. NXb Giáo dục, Hà nội 1998. [5] ứng dụng tin học trong thiết kế nguyên lý máy. Đinh Gia Tờng, Tạ Khánh Lâm. Nhà xuất bản Giáo dục, Hà nội 1994. [6] Bài tập Nguyên lý máy. Phan Văn Đồng, Tạ Ngọc Hải. Nxb Khoa học và Kĩ thuật 2002. [7] Nguyên lý máy. Phan Văn Đồng, Tạ Ngọc Hải, Tập I và Tập II, Đại học Bách khoa Hà nội xuất bản 1982, bản in roneo dành cho sinh viên Tại chức. [8] Nguyên lý máy, Bùi Thanh Liêm, Nxb Giao thông Vận tải, Hà nội 1981. [9] Cơ sở kỹ thuật cơ khí . Đỗ Xuân Định, Bùi Lê Gôn, Phạm Đình Sùng. Nhà xuất bản Xây dựng, Hà nội 2001. [10] Chi tiết cơ cấu chính xác, Nguyễn Trọng Hùng, Nxb. Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 2002 [11] Théorie des mécanisms et des machines - Artobolebski - Mir Publisher Moscou 1980. [12] Liaisons et mécanismes . Pierre Agati, Marc Rossetto. Dunod Paris 1994. [13] Theory of Machines and Mechanisms . Joseph Edward Shigley, John Joseph Uicker JR. McGraw-Hill Inc., USA 1980. [14] Design of Machinery, An introduction to the synthesis and analysis of mechanisms and machines . Robert L. Norton. McGraw-Hill Inc., Singapore 1992. [15] Systèmes mécaniques : Théorie et dimensionnement. Michel Aublin et autres. Dunod Paris 1998. Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 170 MC LC CHNG M U 2 Đ1. Khỏi nim v mỏy v c cu 2 1. Mỏy 2 2. C cu 2 Đ2. Ni dung v phng phỏp nghiờn cu ca mụn hc Nguyờn lý mỏy 3 Chng I 4 CU TRC C CU 4 Đ1. Khỏi nim v nh ngha 4 1) Khõu v chi tit mỏy 4 2) Ni ng, thnh phn khp ng v khp ng 5 3) Cỏc loi khp ng v lc khp 5 4) Kớch thc ng ca khõu v lc khõu 8 5) Chui ng v c cu 8 Đ2. Bc t do ca c cu 9 1) Khỏi nim bc t do ca c cu 9 2) Cụng thc tớnh bc t do ca c cu 10 3) Cụng thc tớnh bc t do ca c cu phng 10 4) Khõu dn - Khõu b dn - Khõu phỏt ng 12 Đ3. Xp hng c cu phng 13 1) Nhúm Atxua Hng ca nhúm 13 2) Hng ca c cu 14 Chng II 17 PHN TCH NG HC C C U PHNG 17 Đ1. Bi toỏn v trớ (chuyn v) v qu o 17 Đ2. Bi toỏn vn tc 18 Đ3. Bi toỏn gia tc 21 Chng III 30 PHN TCH LC TRấN C CU PHNG 30 Đ1. Lc tỏc ng trờn c cu 30 1) Ngoi lc 30 2) Lc quỏn tớnh 30 3) Phn lc khp ng 30 Đ2. S liu cho trc, gi thit v ni dung ca bi toỏn phõn tớch lc c cu 31 Đ3. Nguyờn tc v trỡnh t gii bi toỏn phõn tớch lc c cu 31 1) Nguyờn lý al mbe 31 2) iu kin tnh nh ca bi toỏn phõn tớch ỏp lc khp ng 31 3) Trỡnh t v vớ d gii bi toỏn phõn tớch ỏp lc khp ng 33 4) Phng phỏp di chuyn kh d tớnh cb M hay cb P 35 Chng IV 37 MA ST TRONG KHP NG 37 Đ1. i cng 37 1) Khỏi nim 37 2) Ma sỏt trt khụ - nh lut Coulomb 37 3) Ma sỏt ln 40 Đ2. Ma sỏt trt khụ trong khp trt 42 1) Ma sỏt trong rónh hỡnh tam giỏc 42 2) Ma sỏt trờn mt phng nghiờng 43 3) Ma sỏt trờn rónh nghiờng hỡnh tam giỏc 45 4) Ma sỏt trong khp ren vớt 45 Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 171 Đ3. Ma sỏt trt trong khp quay 47 1) Momen ma sỏt trong khp quay 47 2) Tng ỏp lc N v tng lc ma sỏt F 49 3) Vũng trũn ma sỏt v hin tng t hóm trong khp quay 51 4) Cỏc trng hp c th ca khp quay 52 Đ4. Ma sỏt trong khp quay chn 54 1) Khp quay chn cũn mi ( chn) 54 2) Khp quay chn ó chy mũn 55 Chng V 56 CN BNG MY 56 Đ1. Ni dung ca cõn bng mỏy 56 1) Tỏc hi ca lc quỏn tớnh 56 2) Ni dung ca cõn bng mỏy 56 Đ2. Cõn bng vt quay 56 1) Cõn bng vt quay mng 56 2) Cõn bng vt quay dy 58 Đ3. Cõn bng c cu nhi u khõu 62 Chng VI 65 CHUYN NG THC CA MY 65 Đ1. t vn 65 Đ2. Phng trỡnh chuyn ng 65 1) Cỏc i lng thay th 65 2) Phng trỡnh chuyn ng ca mỏy 66 3) Khõu thay th 67 Đ2. Vn tc gúc thc ca khõu dn 67 1) Cỏc ch chuyn ng ca mỏy 67 2) Xỏc nh vn tc gúc thc ca khõu dn 68 Đ4. Lm u chuyn ng mỏy 70 1) i cng v lm u chuyn ng mỏy 70 2) Xỏc nh momen quỏn tớnh ca bỏnh 73 Chng VII 76 HIU SUT 76 Đ1. Khỏi nim v hiu sut 76 Đ2. Hiu sut ca mt chui khp ng (hay chui c cu) 76 1) Trng hp chui khp ng ni tip 76 2) Trng hp chui khp ng song song 77 3) Trng hp chui khp ng hn hp 77 Chng VIII 79 IU CHNH T NG CHUYN NG CA MY 79 Đ1. t vn 79 Đ2. B iu chnh vn tc ly tõm trc tip 79 1) Cu to 79 2) Nguyờn lý lm vic 79 3) Mt s khỏi nim c bn 80 4) u nhc im ca b iu chnh vn tc ly tõm trc tip 80 Đ3. Cỏc b iu chnh vn tc ly tõm giỏn tip 81 1) B iu ch nh vn tc ly tõm giỏn tip phi tnh 81 2) B iu chnh vn tc ly tõm giỏn tip cú liờn h ngc cng 82 3) B iu chnh vn tc ly tõm giỏn tip cú liờn h ngc mm 83 Đ3. Nhn xột v cu trỳc ca mt h iu chnh t ng 83 Chng IX 85 C CU CAM 85 Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 172 Đ1. i cng 85 1) Khỏi nim v c cu cam 85 2) Cỏc thụng s c bn ca c cu cam 86 Đ2. Phõn tớch ng hc c cu cam 88 1) Bi toỏn chuyn v 88 2) Bi toỏn vn tc v gia tc 92 Đ3. Phõn tớch lc trờn c cu cam 93 1) Lc tỏc dng trờn c cu cam - Gúc ỏp lc ti hn v gúc ỏp lc cc i cho phộp 93 2) Quan h gia gúc ỏp lc, v trớ tõm cam v quy lut chuyn ng ca cn 94 - Xỏc nh gúc ỏp lc v phỏp tuy n ca biờn dng cam 94 Đ4. Tng hp c cu cam 97 1) Tng hp c cu cam cn ỏy nhn 97 2) Tng hp c cu cam cn ỏy ln 102 3) Tng hp c cu cam cn y ỏy bng 103 Đ5. Bin phỏp bo ton khp cao 107 Chng X 109 C CU BNH RNG THN KHAI PHNG 109 Đ1. i cng 109 1) Khỏi nim 109 2) nh lý c bn v n khp bỏnh rng 111 3) Biờn dng rng thõn khai 112 Đ2. iu kin t s truyn ca mt cp bỏnh rng thõn khai bng hng s 114 1) iu kin n khp ỳng v n khp trựng ca cp bỏnh rng thõn khai 116 2) iu kin n khp khớt ca cp bỏnh rng thõn khai 117 Đ3. Cỏc thụng s ch to c bn ca bỏnh rng thõn khai 118 1) Phng phỏp bao hỡnh to hỡnh biờn d ng thõn khai 118 2) Thanh rng sinh v thụng s ca thanh rng sinh 119 3) Cỏc thụng s ch to c bn ca bỏnh rng thõn khai 120 4) Hin tng ct chõn rng S rng v h s dch dao ti thiu 122 Đ4. Cỏc thụng s n khp ca cp bỏnh rng thõn khai 124 1) Phng trỡnh n khp khớt 124 2) Cỏc ch n khp ca cp bỏnh rng thõn khai 126 3) Cỏc thụng s n khp v c im ca chỳng trong tng ch n khp 126 4) Mt vi c im ca vic dch dao v dch chnh n khp 127 Đ5. Hin tng trt biờn dng rng 127 Đ6. Bỏnh rng tr trũn rng thng v rng nghiờng 128 1) Bỏnh rng tr trũn rng thng 128 2) Bỏnh rng tr trũn rng nghiờng 130 Chng XI 136 C CU BNH RNG KHễNG GIAN 136 Đ1. C cu bỏnh rng nún rng thng 136 1) Mt ln v t s truy n 136 2) Mt rng v c im tip xỳc 136 3) Cỏc thụng s ca bỏnh rng nún 137 4) Bỏnh rng thay th ca bỏnh rng nún 138 Đ2. C cu bỏnh rng tr chộo 139 1) Mt ln v t s truyn 139 2) Mt rng v c im tip xỳc 141 Đ3. C cu trc vớt - bỏnh vớt tr trũn 141 Chng XII 143 H BNH RNG 143 Đ1. i cng 143 [...]... .163 3) C cu cỏc ng kộp 165 Đ3 C cu Man 166 1) Cu to 166 2) Phõn tớch ng hc .167 TI LIU THAM KHO 169 MC LC 170 Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 173 . dục, Hà nội 1994. [6] Bài tập Nguyên lý máy. Phan Văn Đồng, Tạ Ngọc Hải. Nxb Khoa học và Kĩ thuật 2002. [7] Nguyên lý máy. Phan Văn Đồng, Tạ Ngọc Hải, Tập I và Tập II, Đại học Bách khoa. thì đĩa 2 quay không đều. Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 169 TI LIU THAM KHO [1] Nguyên lý máy . Đinh Gia Tờng, Nguyễn Xuân. 14 .11) , miễn là chúng phối hợp đợc với nhau. O 1 C 2 O 2 (2) D E 1 (1) 2 2 1 2 ấ A H ình 14 .11 Bài giảng Nguyên lý máy,