Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY

Chia sẻ: Nguyễn Sỹ Tiến | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

0
580
lượt xem
235
download

Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nguyên lý máy là một môn học cơ sở kỹ thuật nghiên cứu nguyên lý cấu tạo, động học và động lực học ccấu và máy nhằm giải quyết hai bài toán cơ bản sau: + Phân tích động học và động lực học cơ cấu và máy. + Tổng hợp (hay thiết kế) các cơ cấu hay máy mới. 1. Đối tượng nghiên cứu của môn học này là máy và cơ cấu: Cơ cấu là tập hợp những vật thể chuyển động theo quy luật xác định có nhiệm vụ biến đổi hay truyền chuyển động. Máy là...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY

  1. Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Lêi nãi ®Çu Nguyªn lý m¸y lµ mét m«n häc c¬ së kü thuËt nghiªn cøu nguyªn lý cÊu t¹o, ®éng häc vµ ®éng lùc häc c¬ cÊu vµ m¸y nh»m gi¶i quyÕt hai bµi to¸n c¬ b¶n sau: + Ph©n tÝch ®éng häc vµ ®éng lùc häc c¬ cÊu vµ m¸y. + Tæng hîp (hay thiÕt kÕ) c¸c c¬ cÊu hay m¸y míi. 1. §èi t­îng nghiªn cøu cña m«n häc nµy lµ m¸y vµ c¬ cÊu: C¬ cÊu lµ tËp hîp nh÷ng vËt thÓ chuyÓn ®éng theo quy luËt x¸c ®Þnh cã nhiÖm vô biÕn ®æi hay truyÒn chuyÓn ®éng. M¸y lµ tËp hîp mét sè nh÷ng c¬ cÊu cã nhiÖm vô biÕn ®æi hoÆc sö dông c¬ n¨ng ®Ó lµm ra c«ng cã Ých. - §iÓm gièng nhau c¨n b¶n gi÷a m¸y vµ c¬ cÊu lµ chuyÓn ®éng cña c¬ cÊu vµ m¸y ®Òu cã quy luËt x¸c ®Þnh. - §iÓm kh¸c nhau c¨n b¶n lµ c¬ cÊu chØ biÕn ®æi hoÆc truyÒn chuyÓn ®éng, cßn m¸y biÕn ®æi hoÆc sö dông n¨ng l­îng. 2. Néi dung nghiªn cøu: - Nguyªn lý m¸y kh«ng nghiªn cøu tÊt c¶ c¸c lo¹i m¸y vµ tÊt c¶ c¸c vÊn ®Ò vÒ m¸y mµ chØ nghiªn cøu vÒ nguyªn lý cÊu t¹o, ®éng häc vµ ®éng lùc häc cña c¸c c¬ cÊu hîp thµnh m¸y vµ c¸c vÊn ®Ò ®éng lùc häc nãi chung cña m¸y. - Môc ®Ých cña m«n häc nµy lµ nghiªn cøu c¸c ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch m¸y vµ c¬ cÊu vÒ c¸c ph­¬ng diÖn trªn, vµ trªn c¬ së ®ã nghiªn cøu c¸c nguyªn t¾c vµ ph­¬ng ph¸p thiÕt kÕ ®éng häc vµ ®éng lùc häc c¸c m¸y vµ c¬ cÊu míi. - Ngoµi ra m«n häc nµy cßn nghiªn cøu c¶ ph­¬ng ph¸p lµm tèt ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña m¸y. 3. C¸c ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu: - Ph­¬ng ph¸p ®å thÞ: cã ­u ®iÓm lµ nhanh, gän, t­¬ng ®èi chÝnh x¸c th­êng lµm næi bËt ý nghÜa vËt lý vµ kü thuËt cña bµi to¸n. - Ph­¬ng ph¸p gi¶i tÝch: chÝnh x¸c h¬n, cho phÐp thÊy râ quan hÖ biÕn thiªn gi÷a c¸c ®¹i l­îng, th«ng sè nh­ng phøc t¹p h¬n vµ nhiÒu khi ý nghÜa vËt lý Ýt râ h¬n. HiÖn nay ng­êi ta th­êng sö dông c¶ hai ph­¬ng ph¸p trªn. - Ngoµi hai ph­¬ng ph¸p trªn do sù ph¸t triÓn cña kü thuËt nh÷ng dông cô ®o l­êng, ghi chÐp vµ thÝ nghiÖm ngµy cµng chÝnh x¸c do ®ã ng­êi ta cßn dïng c¶ ph­¬ng ph¸p thùc nghiÖm ®Ó nghiªn cøu nguyªn lý m¸y. 1 Ng« V¨n QuyÕt – Bé m«n Kü thuËt C¬ së- §µo t¹o theo hÖ thèng tÝn chØ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  2. Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY ch­¬ng 1 cÊu tróc vµ xÕp lo¹i c¬ cÊu 1.1. C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n 1.1.1. Chi tiÕt m¸y - M¸y vµ c¬ cÊu cã thÓ th¸o rêi thµnh nhiÒu bé phËn, nh÷ng bé phËn kh«ng thÓ th¸o rêi ®­îc n÷a th× ®­îc gäi lµ chi tiÕt m¸y (hay gäi t¾t lµ tiÕt m¸y). 1.1.2. Kh©u 1.1.2.1. §Þnh nghÜa - Kh©u lµ mét tiÕt m¸y ®éc lËp hay mét tËp hîp cøng c¸c tiÕt m¸y. - Trong m¸y vµ c¬ cÊu cã nh÷ng bé phËn chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi víi nhau ®­îc gäi lµ c¸c kh©u. Kh©u cã thÓ do mét hoÆc nhiÒu chi tiÕt m¸y ghÐp cøng víi nhau t¹o thµnh. VÝ dô b¸nh xe lµ mét kh©u ®­îc t¹o thµnh bëi c¸c chi tiÕt lèp, vµnh, l¨n hoa, may ¬... ghÐp víi nhau. - Mçi kh©u trong m¸y cã thÓ ®­îc xem nh­ lµ mét vËt r¾n tuyÖt ®èi nÕu bá qua tÝnh chÊt ®µn håi cña vËt liÖu. Ngoµi c¸c kh©u r¾n cßn cã nh÷ng kh©u ®µn håi nh­ lß xo, nhÝp, c¸c kh©u ®­îc lµm b»ng vËt liÖu dÎo nh­ cao su, c¸p, ®ai, xÝch vµ c¸c kh©u h¬i, thuû, khÝ... Kh©u lµ ®èi t­îng nghiªn cøu cña m«n häc nguyªn lý m¸y vµ ®­îc xem lµ thµnh phÇn c¬ b¶n cña c¬ cÊu. C¸c tÝnh chÊt ®éng häc vµ ®éng lùc häc cña c¬ cÊu vµ m¸y hoµn toµn phô thuéc vµo kÝch th­íc, khèi l­îng kh©u. 1.1.2.2. BËc tù do t­¬ng ®èi gi÷a hai kh©u XÐt hai kh©u A vµ B ®Ó rêi trong kh«ng gian, gi÷a hai kh©u nµy cã s¸u kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi. NÕu g¾n lªn kh©u A mét hÖ to¹ ®é Oxyz th× ®èi víi hÖ to¹ ®é nµy kh©u B cã c¸c chuyÓn ®éng sau: Tx, Ty, Tz, Qx, Qy, Qz. Trong ®ã Tx, Ty, Tz lµ c¸c chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn theo 3 trôc Ox, Oy, Oz vµ Qx, Qy, Qz lµ c¸c chuyÓn ®éng quay quanh c¸c trôc t­¬ng øng Ox, Oy, Oz. S¸u kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng Tx, Ty, Tz, Qx, Qy, Qz lµ hoµn toµn ®éc lËp víi nhau vµ ta gäi mçi kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng nµy lµ mét bËc tù do. Nh­ vËy kh©u B cã 6 bËc tù do t­¬ng ®èi ®èi víi kh©u A khi chän kh©u A lµm chuÈn, ng­îc l¹i ta còng cã thÓ nãi kh©u A cã 6 bËc tù do t­¬ng ®èi ®èi víi kh©u B khi chän kh©u B lµm chuÈn. VËy gi÷a hai kh©u ®Ó rêi trong kh«ng gian cã 6 bËc tù do t­¬ng ®èi. y Qy Ty B O x Tx Qz Qx A z Tz 2 Ng« V¨n QuyÕt – Bé m«n Kü thuËt C¬ së- §µo t¹o theo hÖ thèng tÝn chØ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  3. Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY H×nh 1.1 NÕu xÐt 2 kh©u ®Ó rêi trong cïng mét mÆt ph¼ng th× sè bËc tù do t­¬ng ®èi gi÷a 2 kh©u lµ 3. c¸c bËc tù do t­¬ng ®èi Ty, Qz, Qx bÞ mÊt ®i cßn l¹i c¸c bËc tù do t­¬ng ®èi lµ Tx , Tz , Q y . y Qy O x Tx A B z Tz H×nh 1.2 Ta hiÓu 2 kh©u ®Ó rêi trong cïng mét mÆt ph¼ng lµ 2 kh©u cã tÊt c¶ c¸c ®iÓm chuyÓn ®éng trªn cïng mét mÆt ph¼ng hay trªn nh÷ng mÆt ph¼ng song song. 1.1.3. Khíp ®éng 1.1.3.1. Nèi ®éng NÕu cho hai vËt r¾n (2kh©u) tiÕp xóc víi nhau theo mét quy c¸ch nµo ®ã th× ta nãi 2 vËt r¾n (2kh©u) bÞ liªn kÕt hay nèi ®éng. Môc ®Ých cña nèi ®éng lµ h¹n chÕ bít sè bËc tù do t­¬ng ®èi gi÷a 2 kh©u. Khi bÞ nèi ®éng bËc tù do t­¬ng ®èi gi÷a chóng sÏ < 6. B A H×nh 1.3 XÐt qu¶ cÇu B ®Æt trªn vËt ph¼ng A th× sè bËc tù do t­¬ng ®èi gi÷a chóng 5 ®ã lµ: Tx, Tz, Qx, Qy, Qz, cßn mét bËc tù do bÞ h¹n chÕ lµ Ty. Ta nãi gi÷a A vµ B cã mét rµng buéc. Sè bËc2 tù do bÞ h¹n chÕ cßn gäi lµ sè rµng buéc nhiÒu hay Ýt ®Òu do ®Æc ®iÓm cña rµng buéc c¸c thµnh phÇn tiÕp B hai kh©u quyÕt ®Þnh. trªn 3 rµng buéc B A 4 bËc tù do A 3 bËc tù do 3 Ng« V¨n QuyÕt – Bé m«n Kü thuËt C¬ së- §µo t¹o theo hÖ thèng tÝn chØ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  4. Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY 5 rµng buéc B B 4 rµng buéc H×nh 1.4 A A 1 bËc tù do 2 bËc tù do 1.1.3.2. Ph©n lo¹i khíp ®éng Cã 3 c¸ch ®Ó ph©n lo¹i khíp ®éng: a) Ph©n lo¹i khíp ®éng theo ®Æc ®iÓm tiÕp xóc: cã 2 lo¹i: - Khíp lo¹i thÊp: cã c¸c thµnh phÇn tiÕp xóc lµ c¸c mÆt. - Khíp lo¹i cao: cã thµnh phÇn tiÕp xóc lµ ®­êng hay ®iÓm. b) Ph©n lo¹i theo sè bËc tù do bÞ h¹n chÕ: theo c¸ch nay cã 5 lo¹i khíp ®éng: - Khíp lo¹i 1 h¹n chÕ 1 bËc tù do. - Khíp lo¹i 2 h¹n chÕ 2 bËc tù do. - Khíp lo¹i 3 h¹n chÕ 3 bËc tù do. - Khíp lo¹i 4 h¹n chÕ 4 bËc tù do. - Khíp lo¹i 5 h¹n chÕ 5 bËc tù do. c) Ph©n lo¹i theo tÝnh chÊt chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi, cã 2 lo¹i: - Khíp ®éng ph¼ng: hai kh©u ®Ó rêi nhau trong mÆt ph¼ng th× sè bËc tù do t­¬ng ®èi gi÷a chóng chØ cßn 3, nh­ vËy khi nèi ®éng gi÷a 2 kh©u ph¼ng th× sè bËc tù do bÞ h¹n chÕ tèi ®a lµ 2. - Khíp ®éng kh«ng gian: hai kh©u trong kh«ng gian sau khi ®­îc nèi ®éng b»ng mét khíp ®éng mµ chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi gi÷a chóng vÉn cßn lµ 1 chuyÓn ®éng trong kh«ng gian th× gäi lµ khíp ®éng kh«ng gian. 1.1.3.3. L­îc ®å khíp vµ l­îc ®å kh©u a) L­îc ®å khíp: ®Ó tiÖn cho viÖc nghiªn cøu, c¸c khíp ®éng ®­îc biÓu diÔn trªn h×nh vÏ b»ng c¸c l­îc ®å quy ­íc ®¬n gi¶n. - Khíp cÇu lo¹i 3: - Khíp cÇu lo¹i 4: - Khíp trô lo¹i 4 - Khíp ren vÝt: - Khíp b¶n lÒ (khíp quay): - Khíp tÞnh tiÕn: - Khíp cao: 4 Ng« V¨n QuyÕt – Bé m«n Kü thuËt C¬ së- §µo t¹o theo hÖ thèng tÝn chØ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  5. Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY b) L­îc ®å kh©u: C¸c kh©u trong c¬ cÊu còng ®­îc biÓu diÔn b»ng l­îc ®å. Trªn l­îc ®å kh©u ph¶i biÒu diÔn ®Çy ®ñ c¸c khíp ®éng vµ c¸c kÝch th­íc quyÕt ®Þnh tÝnh chÊt chuyÓn ®éng cña c¬ cÊu, nh÷ng kÝch th­íc nµy gäi lµ kÝch th­íc ®éng cña kh©u ®ã lµ nh÷ng kÝch th­íc x¸c ®Þnh vÞ trÝ t­¬ng ®èi cña c¸c khíp ®éng trªn kh©u. 1.1.4. Chuçi ®éng vµ ph©n lo¹i - Chuçi ®éng: nhiÒu kh©u ®­îc nèi ®éng víi nhau ®­îc gäi lµ mét chuçi ®éng. - Dùa vµo tÝnh chÊt chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi gi÷a c¸c kh©u ng­êi ta ph©n ra thµnh chuçi ®éng kh«ng gian vµ chuçi ®éng ph¼ng. Chuçi ®éng ph¼ng Chuçi ®éng kh«ng gian H×nh 1.5 Chuçi ®éng ph¼ng lµ chuçi ®éng cã c¸c ®iÓm trªn c¸c kh©u chuyÓn ®éng trªn cïng mét mÆt ph¼ng hoÆc trªn nh÷ng mÆt ph¼ng song song. Chuçi ®éng kh«ng gian lµ chuçi ®éng cã c¸c ®iÓm trªn c¸c kh©u chuyÓn ®éng trªn nh÷ng mÆt ph¼ng kh¸c nhau. - Dùa vµo cÊu t¹o ph©n ra lµm chuçi ®éng kÝn vµ chuçi ®éng hë. ( Chuçi ®éng kÝn lµ chuçi ®éng trong ®ã mçi kh©u tham gia Ýt nhÊt 2 khíp ®éng, cßn chuçi ®éng hë cã nh÷ng kh©u chØ tham gia mét khíp ®éng ). 4 3 1 4 2 3 1 2 Chuçi ®éng kÝn Chuçi ®éng hë H×nh 1.6 1.1.5. C¬ cÊu vµ ph©n lo¹i c¬ cÊu - Mét chuçi ®éng cã mét kh©u cè ®Þnh vµ c¸c kh©u kh¸c chuyÓn ®éng theo quy luËt x¸c ®Þnh th× ®­îc gäi lµ mét c¬ cÊu, kh©u cè ®Þnh cña c¬ cÊu gäi lµ gi¸. - Ph©n lo¹i: gåm c¬ cÊu kh«ng gian vµ c¬ cÊu ph¼ng. 5 Ng« V¨n QuyÕt – Bé m«n Kü thuËt C¬ së- §µo t¹o theo hÖ thèng tÝn chØ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  6. Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY 2 3 2 1 1 3 H×nh 1.7 4 1.1.6. M¸y M¸y nãi chung cÊu tËp hîp mét sè c¸cC¬ cÊu kh«ng gian C¬ lµ ph¼ng c¬ cÊu cã nhiÖm vô biÕn ®æi hoÆc sö n¨ng l­îng ®Ó lµm ra c«ng cã Ých. 1.2. BËc tù do cña c¬ cÊu 1.2.1. §Þnh nghÜa XÐt c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ ph¼ng ABCD, gäi α lµ gãc gi÷a gi¸ AD vµ kh©u AB. Khi cho α mét trÞ sè nhÊt ®Þnh (nãi mét c¸ch kh¸c lµ cho AB 1 vÞ trÝ nhÊt ®Þnh) th× vÞ trÝ cña c¬ cÊu (tøc vÞ trÝ cña toµn bé c¸c kh©u kh¸c cßn l¹i trong c¬ cÊu) hoµn toµn x¸c ®Þnh b»ng phÐp dùng h×nh ®¬n gi¶n. Ta nãi c¬ cÊu nµy cã 1 bËc tù do. Nh­ vËy bËc tù do cña c¬ cÊu lµ sè th«ng sè ®éc lËp cÇn thiÕt ®Ó cã thÓ x¸c ®Þnh hoµn toµn vÞ trÝ cña c¬ cÊu. 1.2.2. LËp c«ng thøc tÝnh bËc tù do cña c¬ cÊu ph¼ng C B 2 Cho c¬ cÊu ph¼ng cã n kh©u ®éng. Gäi p4 lµ sè khíp lo¹i 4 cã trong c¬ cÊu. 1 3 Gäi p5 lµ sè khíp lo¹i 5 cã trong c¬ cÊu. α A 4 D H×nh 1.8 NÕu 1 kh©u ®Æt trong mÆt ph¼ng th× cã 3 bËc tù do t­¬ng ®èi so víi gi¸. → cã n kh©u ®éng ®Æt trong mÆt ph¼ng th× cã 3n bËc tù do so víi gi¸. Mét khíp lo¹i 4 t¹o ra 1 rµng buéc gi÷a hai kh©u trong mÆt ph¼ng, → cã p4 khíp lo¹i 4 th× sÏ t¹o ra p4 rµng buéc gi÷a 2 kh©u trong mÆt ph¼ng. Mét khíp lo¹i 5 t¹o ra 2 rµng buéc gi÷a hai kh©u trong mÆt ph¼ng, → cã p5 khíp lo¹i 5 th× sÏ t¹o ra 2p5 rµng buéc gi÷a 2 kh©u trong mÆt ph¼ng. Nh­ vËy bËc tù do cña c¬ cÊu ph¼ng ®­îc tÝnh: W = W0 - R = 3n - (2p5 + p4) = 3n - (2t + c) Trong ®ã: W lµ bËc tù do cña c¬ cÊu W0 lµ tæng sè bËc tù do cña c¸c kh©u ®éng R lµ tæng sè rµng buéc do c¸c khíp ®éng t¹o ra t = p5 sè khíp thÊp cã trong c¬ cÊu (lo¹i 5) c = p4 sè khíp cao cã trong c¬ cÊu (lo¹i 4) VD. TÝnh bËc tù do c¬ cÊu bèn kh©u b¶n lÒ ph¼ng: Ta cã n = 3, p5 = 4, p4 = 0, → W = 3.3 - (2.4 - 0) = 1 * Rµng buéc trïng XÐt c¬ cÊu chªm ph¼ng nh­ h×nh vÏ, cã n =2, p5 =3 →W = 3.2 - 2.3 = 0. 6 Ng« V¨n QuyÕt – Bé m«n Kü thuËt C¬ së- §µo t¹o theo hÖ thèng tÝn chØ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  7. Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY y C B A O x z H×nh 1.8 Thùc tÕ bËc tù do cña c¬ cÊu b»ng 1, cã hiÖn t­îng gi¶m bËc tù do lµ do b¶n th©n 2 khíp ®éng A vµ C ®· h¹n chÕ chuyÓn ®éng quay t­¬ng ®èi quanh trôc Oz gi÷a hai kh©u, h¬n n÷a khíp ®éng B còng h¹n chÕ chuyÓn ®éng quay t­¬ng ®èi nµy nªn ®· g©y nªn mét rµng buéc trïng (Rtr) nªn khi ¸p dông ta ph¶i lo¹i bá 1 trong 2 rµng buéc trªn. W = 3n - (2p5 + p4 - Rtr.) * Rµng buéc thõa: XÐt vÝ dô: tÝnh bËc tù do cho c¬ cÊu elÝp nh­ h×nh vÏ, cã AB = BC = BD Theo c¸ch tÝnh nh­ trªn ta cã: n = 4, p5 = 6, p4 = 0, Rtr = 0 W = 3n - (2p5 + p4 - Rtr) = 3.4 - (2.6 + 0 - 0) = 0 cã nghÜa lµ c¬ cÊu kh«ng chuyÓn ®éng ®­îc. Thùc tÕ bËc tù do cña c¬ cÊu b»ng 1, nguyªn nh©n lµ do trong c¬ cÊu cã mét rµng buéc thõa. NÕu ta bá qua kh©u 1 vµ 2 khíp A, B th× quü ®¹o cña ®iÓm B lµ vßng trßn (c) t©m A b¸n kÝnh AB = BD = CB, cßn khi ta nèi thªm kh©u 1 vµ 2 khíp ®éng A vµ B th× quü ®¹o cña ®iÓm B vÉn lµ vßng trßn (c). Nh­ vËy rµng buéc bëi kh©u AB râ rµng lµ rµng buéc thõa. C 3 B 1 2 D A 4 (c) H×nh 1.9 Mçi rµng buéc thõa trong c¬ cÊu sÏ lµm mÊt ®i mét bËc tù do, v× thÕ nÕu cã Rth rµng buéc thõa trong c¬ cÊu th× khi tÝnh ta ph¶i céng vµo Rth bËc tù do. W = 3n - (2p5 + p4 - Rtr) + Rth * BËc tù do thõa: XÐt vÝ dô : tÝnh bËc tù do cho c¬ cÊu cam cÇn l¾c ®¸y con l¨n nh­ h×nh vÏ Cã n = 3, p5 = 3, p4 = 1, Rtr = 0, Rth = 0 → W = 3n - (2p5 + p4 -Rtr) + Rth = 3.3 - (2.3 + 1) + 0 = 2 7 Ng« V¨n QuyÕt – Bé m«n Kü thuËt C¬ së- §µo t¹o theo hÖ thèng tÝn chØ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  8. Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY 2 B y I 3 1 ϕ C A x H×nh 1.10 Nh­ vËy ®Ó x¸c ®Þnh hoµn toµn vÞ trÝ cña c¬ cÊu th× cÇn cã 2 th«ng sè ®éc lËp. Thùc tÕ ta chØ cÇn 1 th«ng sè ϕ lµ cã thÓ x¸c ®Þnh hoµn toµn vÞ trÝ cña c¬ cÊu. NghÜa lµ bËc tù do cña c¬ cÊu lµ 1. Së dÜ nh­ vËy lµ do trong c¬ cÊu cã mét bËc tù do thõa, ®ã lµ chuyÓn ®éng cña con l¨n 2 quanh trôc cña nã, chuyÓn ®éng nµy kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn quy luËt cña cÇn mµ chØ cã t¸c dông lµm gi¶m ma s¸t gi÷a cam vµ cÇn. Nh­ vËy bËc tù do cña c¬ cÊu ph¼ng ®­îc viÕt ®Çy ®ñ lµ: W = 3n - (2p5 + p4 - Rtr) + Rth - Wth Wth lµ sè bËc tù do thõa. 1.2.3. BËc tù do cña c¬ cÊu kh«ng gian 5 W = 6n − (∑ jPj − Rtr − Rth) − Wth j =1 Trong ®ã: n: sè kh©u ®éng Pj: sè khíp lo¹i j Rtr: sè rÇng buéc trïng Rth: sè rµng buéc thõa Wth: sè bËc tù do thõa 1.2.4. ý nghÜa bËc tù do cña c¬ cÊu - kh©u dÉn XÐt c¬ cÊu 4 kh©u bÈn lÒ, bËc tù do cña c¬ cÊu lµ W = 1. Nãi mét c¸ch kh¸c lµ chØ cÇn 1 th«ng sè ®Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña c¬ cÊu. ThËt vËy, khi cho tr­íc gãc α, nghÜa lµ x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña kh©u 1, vÞ trÝ ®iÓm B → kho¶ng c¸c BD x¸c ®Þnh, tam gi¸c BCD cã 3 c¹nh cho tr­íc còng cã vÞ trÝ hoµn toµn x¸c ®Þnh. NÕu cho kh©u 1 chuyÓn ®éng víi 1 quy luËt cho tr­íc th× tõng t¹i thêi ®iÓm cã thÓ x¸c ®Þnh gãc α vµ do ®ã cã thÓ x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña tÊt c¶ c¸c kh©u trong c¬ cÊu t¹i tõng thêi ®iÓm, hay nãi c¸ch kh¸c lµ x¸c ®Þnh ®­îc quy luËt chuyÓn ®éng cña c¸c kh©u nµy. (Quy luËt chuyÓn ®éng cña kh©u 1 chÝnh lµ quy luËt biÕn thiªn cña α theo thêi gian). - Kh©u cã quy luËt chuyÓn ®éng cho tr­íc gäi lµ kh©u dÉn, c¸c kh©u cßn l¹i trong c¬ cÊu gäi lµ kh©u bÞ dÉn. - Sè kh©u dÉn cña c¬ cÊu ph¶i b»ng sè bËc tù do cña nã. - Kh©u dÉn ®­îc nèi víi gi¸ cè ®Þnh, ta quy ­íc ®¸nh dÊu kh©u dÉn b»ng mòi tªn chØ chiÒu quay (hoÆc chiÒu chuyÓn ®éng). 1.3. XÕp lo¹i c¬ cÊu ph¼ng 1.3.1. Nguyªn lý t¹o thµnh c¬ cÊu cña Axua Theo Axua, mçi c¬ cÊu gåm 1 hay nhiÒu kh©u dÉn nèi víi gi¸ vµ víi mét sè nhãm cã bËc tù do b»ng 0. Nhãm cã bËc tù do b»ng 0 gäi lµ nhãm tÜnh ®Þnh. W = W + 0 + 0 + ... + 0 Sè bËc tù do Sè kh©u dÉn C¸c nhãm tÜnh ®Þnh cña c¬ cÊu 8 Ng« V¨n QuyÕt – Bé m«n Kü thuËt C¬ së- §µo t¹o theo hÖ thèng tÝn chØ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  9. Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Nh­ vËy, cø nèi thªm vµo 1 c¬ cÊu vµ gi¸ nh÷ng nhãm cã bËc tù do b»ng 0 sÏ ®­îc nh÷ng c¬ cÊu míi phøc t¹p h¬n vµ ng­îc l¹i nÕu t¸ch khái c¬ cÊu nh÷ng nhãm cã bËc tù do b»ng 0 th× sÏ ®­îc nh÷ng c¬ cÊu ®¬n gi¶n h¬n, khi lµm nh­ vËy bËc tù do cña c¬ cÊu kh«ng ®æi. VD: c¬ cÊu bèn kh©u b¶n lÒ gåm 1 kh©u dÉn (1) vµ nhãm tÜnh ®Þnh gåm 2 kh©u (2) , (3) vµ 3 khíp lo¹i 5 lµ B, C, D. Nhãm nµy lµ nhãm cã bËc tù do b»ng 0. ThËt v©y: W = 3n - 2p5 = 3.2 - 2.3 = 0 C B 2 1 3 A D H×nh 1.11 1.3.2. XÕp lo¹i nhãm axua - nhãm tÜnh ®Þnh * Nguyªn t¾c t¹o thµnh nhãm axua: nhãm axua (nhãm tÜnh ®Þnh) lµ 1 chuçi ®éng tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau: + 3n - 2p5 = 0: tøc lµ nhãm chØ cã c¸c khíp lo¹i 5 (toµn khíp thÊp) → p5 = 3n/2 , nghÜa lµ sè kh©u n ph¶i lµ sè ch½n, v× sè khíp p5 lµ mét sè nguyªn. n 2 4 6 p5 3 6 9 + Nhãm axua ph¶i lµ nhãm tèi gi¶n, tøc lµ tõ nhãm axua nµy kh«ng thÓ t¸ch ra thµnh 2 hay nhiÒu nhãm kh¸c. Nhãm axua tèi gi¶n nhÊt lµ nhãm gåm 2 kh©u vµ 3 khíp ®éng. Kh«ng ph¶i lµ nhãm tÜnh ®Þnh v× ch­a ph¶i lµ nhãm tèi gi¶n H×nh 1.12 + Khi cè ®Þnh c¸c khíp chê cña nhãm th× ta ®­îc 1 giµn tÜnh ®Þnh. (khíp chê lµ nh÷ng khíp trªn ®ã chØ cã 1 thµnh phÇn khíp ®éng). H×nh 1.13 * XÕp lo¹i (h¹ng) nhãm axua 9 Ng« V¨n QuyÕt – Bé m«n Kü thuËt C¬ së- §µo t¹o theo hÖ thèng tÝn chØ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  10. Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Ta chia c¸c nhãm tÜnh ®Þnh thµnh hai tËp hîp: tËp hîp nh÷ng nhãm kh«ng chøa mét chuçi ®éng kÝn nµo vµ tËp hîp nh÷ng nhãm cã chøa Ýt nhÊt mét chuçi ®éng kÝn. a) TËp hîp nh÷ng nhãm kh«ng chøa mét chuçi ®éng kÝn nµo ®­îc xÕp thµnh 2 lo¹i: - Nhãm lo¹i 3 lµ nhãm gåm 2 kh©u, 3 khíp. C¸c nhãm lo¹i 2 : n = 2, p5 = 3 H×nh 1.14 - Nhãm axua lo¹i 3 gåm c¸c nhãm trong ®ã cã nh÷ng kh©u gäi lµ kh©u c¬ së ®­îc nèi víi c¸c kh©u kh¸c cña nhãm b»ng 3 khíp ®éng. nhãm lo¹i 3 : n = 4, p5 = 6 nhãm lo¹i 3 : n = 6, p5 = 9 H×nh 1.15 b) Nh÷ng nhãm cã chøa Ýt nhÊt mét chuçi ®éng kÝn ®­îc xÕp lo¹i theo sè c¹nh cña chuçi ®éng kÝn ®¬n nhiÒu c¹nh nhÊt cña nhãm. Nh÷ng nhãm nµy ®Òu thuéc lo¹i cao h¬n lo¹i 3. nhãm lo¹i 4 : n = 4, p5 = 6 nhãm lo¹i 4 : n = 6, p5 = 9 H×nh 1.16 1.3.3. XÕp lo¹i c¬ cÊu ph¼ng. Trong c¬ cÊu cã thÓ cã 1 hoÆc 1 sè nhãm axua, lo¹i cña c¬ cÊu lµ lo¹i cao nhÊt cña nhãm axua chøa trong c¬ cÊu ®ã. Riªng víi c¬ cÊu gåm 1 kh©u, 1 khíp lo¹i 5 gäi lµ c¬ cÊu h¹ng 1, ®©y lµ nh÷ng c¬ cÊu nh­ m¸y ®iÖn, tua bin, ®éng c¬ ®iÖn ... 1 H×nh 1.17 * Nguyªn t¾c vµ tr×nh tù xÕp lo¹i c¬ cÊu: O - TÝnh bËc tù do cña c¬ cÊu - Chän kh©u dÉn, sè kh©u dÉn ®­îc chän ph¶i b»ng sè bËc tù do cña c¬ cÊu vµ kh©u dÉn ®­îc chän th­êng lµ nh÷ng kh©u nèi víi gi¸ cè ®Þnh b»ng nh÷ng khíp quay. 10 Ng« V¨n QuyÕt – Bé m«n Kü thuËt C¬ së- §µo t¹o theo hÖ thèng tÝn chØ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  11. Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY - T¸ch ra khái c¬ cÊu nh÷ng nhãm axua sao cho sau khi t¸ch ra khái c¬ cÊu 1 nhãm axua th× phÇn cßn l¹i cña c¬ cÊu ph¶i lµ 1 c¬ cÊu hoµn chØnh vµ cã bËc tù do b»ng bËc tù do cña c¬ cÊu ban ®Çu. - T×m lo¹i cao nhÊt cña nh÷ng nhãm axua ®· t¸ch, khi ®ã lo¹i c¬ cÊu chÝnh lµ lo¹i cña nhãm axua cao nhÊt. 3 D + VÝ dô1: 4 C E XÕp lo¹i cho c¬ cÊu sau: 2 B 1 F 5 G A - TÝnh bËc tù do: W = 3.5 - 7.2 = 1 - Chän kh©u dÉn: H×nh 1.18 + Tr­êng hîp chän kh©u 1 lµm kh©u dÉn: ta t¸ch ®­îc 1 nhãm axua lo¹i 3 gåm 4 kh©u 6 khíp. → C¬ cÊu lµ c¬ cÊu lo¹i 3 3 D C 4 E 2 1 B A F 5 G H×nh 1.19 + Tr­êng hîp chän kh©u 4 (hoÆc kh©u 5) lµm kh©u dÉn: ta t¸ch rao ®­îc 2 nhãm axua h¹ng 2 lµ nhãm gåm c¸c kh©u1, 2 vµ 3 khíp A, B, C vµ nhãm gåm c¸c kh©u 3, 5 (hoÆc4) vµ 3 khíp D, F, G (hoÆc E). → C¬ cÊu lµ c¬ cÊu lo¹i 2 khi chän kh©u dÉn lµ kh©u 4 hoÆc kh©u 5. C 3 D 2 4 B E 1 F 5 A G H×nh 1.20 C 3 G 2 B + VÝ dô 2: XÕp h¹ng cho c¬ cÊu sau: 5 1 4 D F E A H×nh 1.21 - TÝnh bËc tù do cña c¬ cÊu : 11 Ng« V¨n QuyÕt – Bé m«n Kü thuËt C¬ së- §µo t¹o theo hÖ thèng tÝn chØ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  12. Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY W = 3.5 - 2.7 = 1 - Chän kh©u dÉn: Khi chän kh©u 1 lµm kh©u dÉn ta ®­îc c¬ cÊu lo¹i 4. Khi chän kh©u 5 lµm kh©u dÉn ta ®­îc c¬ cÊu lo¹i 3. C 3 C 3 G G 2 2 B 1 B 5 5 1 4 4 D F A D F E E A H×nh 1.22 1.3.4. XÕp lo¹i c¬ cÊu cã khíp cao. Tr­êng hîp c¬ cÊu cã khíp cao ta ph¶i thay thÕ khíp cao thµnh khíp thÊp. XÐt vÝ dô: Cho c¬ cÊu nh­ h×nh vÏ. §©y lµ c¬ cÊu cã khíp cao gåm 2 ®Üa trßn mµ trôc quay kh«ng trïng víi t©m. Trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng 2 t©m A vµ B cña 2 ®Üa trßn lu«n c¸ch nhau mét kho¶ng cè ®Þnh L = R1 + R2 vµ ®­êng AB lµ ph¸p tuyÕn chung cña thµnh phÇn khíp cao t¹i chç tiÕp xóc E. B R1 R2 C 1 3 2 A D H×nh 1.23 NÕu ®Æt vµo A mét khíp b¶n lÒ lo¹i 5, ®ång thêi còng ®Æt vµo B mét khíp b¶n lÒ lo¹i 5 vµ nèi AB b»ng thanh 3 cã chiÒu dµi L = R1 + R2 l¾p vµo 2 chèt b¶n lÒ nµy th× c¬ cÊu vÉn chuyÓn ®éng nh­ cò. Nh­ vËy, khi ta ®­a vµo c¬ cÊu 1 kh©u vµ 2 khíp lo¹i 5 tøc lµ ®· ®­a vµo c¬ cÊu 1 rµng buéc thõa, v× lµ rµng buéc thõa nªn ta ph¶i ph¸ bá 1 rµng buéc ®i, ®ã chÝnh lµ rµng buéc t¹i khíp cao E. Ta t­ëng t­îng ®Ëp vì t¹i E khi ®ã c¬ cÊu trë thµnh c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ ph¼ng toµn khíp thÊp. * Chó ý: ViÖc thay thÕ cã thÓ cã tÝnh chÊt tøc thêi (®èi víi mÆt cong bÊt kú) trªn nguyªn t¾c sau: - Qua ®iÓm tiÕp xóc dùng ph¸p tuyÕn chung - LÊy t©m cong cña thµnh khíp cao thø nhÊt vµ t©m cong cña thµnh phÇn khíp cao thø 2. - Nèi 2 t©m cong b»ng 1 kh©u vµ 2 khíp b¶n lÒ lo¹i 5. - Lo¹i bá rµng buéc thõa t¹i ®iÓm tiÕp xóc b»ng c¸ch t­ëng t­îng ®Ëp bá khíp cao → ®­îc c¬ cÊu ph¼ng toµn khíp thÊp. 12 Ng« V¨n QuyÕt – Bé m«n Kü thuËt C¬ së- §µo t¹o theo hÖ thèng tÝn chØ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  13. Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY B B B’ E B’ A C A C B C B’ A H×nh 1.24 C©u hái «n tËp vµ thi 1. Ph¸t biÓu ®Þnh nghÜa: Kh©u, khíp, nèi ®éng, chuçi ®éng, l­îc ®å ®éng; bËc tù do cña kh©u, bËc tù do cña c¬ cÊu; 2. §Þnh nghÜa nhãm tÜnh ®Þnh, nhãm Atxua. Ph©n lo¹i nhãm Atxua? 3. P¸t biÓu nguyªn lý h×nh thµnh c¬ cÊu . Cho vÝ dô? 4. Tr×nh bµy c«ng thøc tÝnh bËc tù do cña c¬ cÊu ph¼ng vµ c¬ cÊu kh«ng gian? 5. Tr×nh bµy nguyªn t¾c xÕp lo¹i c¬ cÊu? Ý nghÜa cña viÖc xÕp lo¹i c¬ cÊu> 13 Ng« V¨n QuyÕt – Bé m«n Kü thuËt C¬ së- §µo t¹o theo hÖ thèng tÝn chØ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  14. Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Ch­¬ng II Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu ph¼ng 2.1. Môc ®Ých vµ néi dung cña viÖc ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu. 2.1.1. Môc ®Ých. Môc ®Ých cña viÖc ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu lµ nghiªn cøu chuyÓn ®éng cña c¬ cÊu khi ®· cho tr­íc l­îc ®å c¬ cÊu vµ quy luËt chuyÓn ®éng cña kh©u dÉn. 2.1.2. Néi dung. a. X¸c ®Þnh vÞ trÝ cña c¸c kh©u trong c¬ cÊu vµ quü ®¹o do c¸c ®iÓm trªn kh©u vÏ ra trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng. - øng víi nhiÒu vÞ trÝ cña kh©u dÉn ta x¸c ®Þnh ®­îc vÞ trÝ t­¬ng øng cña c¸c kh©u kh¸c trong c¬ cÊu. TËp hîp c¸c h×nh vÏ ®ã gäi lµ ho¹ ®å chuyÓn vÞ hay ho¹ ®å vÞ trÝ cña c¬ cÊu. - Ho¹ ®å chuyÓn vÞ lµ c¬ së ®Ó: + Gi¶i bµi to¸n vËn tèc. + X¸c ®Þnh kh«ng gian cÇn thiÕt cho m¸y. + X¸c ®Þnh quü ®¹o cña ®iÓm bÊt kú trªn kh©u bÊt kú. b. X¸c ®Þnh vËn tèc cña tõng ®iÓm trªn kh©u vµ vËn tèc gãc cña c¸c kh©u trong c¬ cÊu. - Cho phÐp ph©n tÝch chÊt l­îng lµm viÖc cñ m¸y v× chÊt l­îng ®ã phô thuéc vµo sù biÕn thiªn cña bé phËn c«ng t¸c. - Lµ c¬ së ®Ó gi¶i bµi to¸n gia tèc vµ gi¶i quyÕt mét sè vÊn ®Ò ®éng lùc häc cña m¸y sau nµy. c. X¸c ®Þnh gia tèc cña tõng ®iÓm trªn kh©u vµ gia tèc gãc cña kh©u. Nh»m môc ®Ých t×m lùc qu¸n tÝnh vµ m« men cña lùc qu¸n tÝnh ph¸t sinh trong qóa tr×nh chuyÓn ®éng cña c¬ cÊu ®Ó gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò thuéc ph¹m vi ph©n tÝch vµ tæng hîp ®éng lùc häc c¬ cÊu vµ m¸y. 2.2. Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu ph¼ng lo¹i hai. 2.2.1. Bµi to¸n chuyÓn vÞ – häa ®å vÞ trÝ. Khi kh©u dÉn chuyÓn ®éng vÞ trÝ cña c¸c kh©u lu«n lu«n thay ®æi nh­ng t¹i tõng thêi ®iÓm vÞ trÝ cu¶ c¬ cÊu hoµn toµn x¸c ®Þnh. H×nh vÏ 2-1 biÓu thÞ vÞ trÝ t­¬ng ®èi cña c¸c kh©u øng víi nh÷ng vÞ trÝ x¸c ®Þnh cña kh©u dÉn gäi lµ ho¹ ®å chuyÓn vÞ cña c¬ cÊu. Trong ho¹ ®å chuyÓn vÞ, mçi l­îc ®å c¬ cÊu øng víi mét vÞ trÝ cña kh©u dÉn ®­îc gäi lµ mét ho¹ ®å c¬ cÊu. ViÖc gi¶i mét bµi to¸n chuyÓn vÞ thùc chÊt lµ viÖc dùng ho¹ ®å vÞ trÝ c¬ cÊu víi nh÷ng vÞ trÝ cña kh©u dÉn kh¸c nhau. MÆt kh¸c, ta biÕt r»ng c¬ cÊu ®­îc t¹o thµnh bëi c¸c kh©u dÉn nèi víi gi¸ mét hoÆc mét sè nhãm Axua. V× vËy, nghiªn cøu bµi to¸n chuyÓn vÞ hay bµi to¸n dùng ho¹ ®å c¬ cÊu, thùc chÊt lµ dùng vÞ trÝ cña c¸c nhãm Axua. Nh÷ng ®iÒu cÇn biÕt khi nghiªn cøu bµi to¸n chuyÓn vÞ lµ: - KÝch th­íc ®éng häc cña tÊt c¶ c¸c kh©u. - VÞ trÝ cña kh©u lµm gi¸ vµ vÞ trÝ c¸c khíp ®éng ®­îc nèi víi gi¸. - Kh©u dÉn vµ c¸c vÞ trÝ cña nã. - CÊu tróc cña c¸c nhãm Axua t¹o thµnh c¬ cÊu. Sau khi biÕt c¸c gi¶ thiÕt trªn ta ®­a bµi to¸n chuyÓn vÞ vÒ bµi to¸n x¸c ®Þnh vÞ trÝ c¸c nhãm Axua. 14 Ng« V¨n QuyÕt – Bé m«n Kü thuËt C¬ së- §µo t¹o theo hÖ thèng tÝn chØ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  15. Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY * Tr­êng hîp 1: X¸c ®Þnh vÞ trÝ cña nhãm Axua h¹ng 2 bËc 2. Nhãm gåm cã 2 kh©u vµ 3 khíp quay xem h×nh (2-1). Víi gi¶ thiÕt ban ®Çu biÕt vÞ trÝ cña 2 khíp chê B vµ D vµ c¸c ®é dµi biÓu diÔn kÝch th­íc ®éng häc BC; DC. §Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña nhãm ta chØ cÇn t×m vÞ trÝ cña khíp quay C. Muèn vËy ta lµm nh­ sau: Tõ B vµ D c¸c vÞ trÝ ®· biÕt lµm t©m vÏ c¸c vßng trßn cã b¸n kÝnh: r2 = BC vµ r2 = CD Giao cña hai ®­êng trßn cho ta c¸c vÞ trÝ C. Th«ng th­êng bµi to¸n cã hai nghiÖm, nh­ng chän 1 dùa theo tÝnh chÊt liªn tôc cña bµi to¸n chuyÓn vÞ. C B A D H×nh 2-1 * Tr­êng hîp 2: H D D H×nh 2-2 X¸c ®Þnh vÞ trÝ cña nhãm A- xua h¹ng 2 bËc 2 trong ®ã khíp C ®­îc thay b»ng mét khíp tÞnh tiÕn nh­ trªn h×nh vÏ (2-2). * §Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña nhãm ta lµm nh­ sau: LÊy B lµm t©m, vÏ mét ®­êng trßn cã BHB lµ kho¶ng c¸ch tõ B h¹ vu«ng gãc tíi ph­¬ng tÞnh tiÕn cña khíp C. Tõ D kÎ mét tiÕp tuyÕn víi ®­êng trßn t©m B b¸n kÝnh r = BHB sau ®ã tõ B dùng mét gãc HBBC b»ng gãc α cho tr­íc. Giao ®iÓm cña tia BC víi DHB cho ta vÞ trÝ cña C. Bµi to¸n th­êng cã hai nghiÖm nh­ng ta chän 1 dùa theo ®iÒu kiÖn liªn tôc cña bµi to¸n. *Tr­êng hîp 3: X¸c ®Þnh vÞ trÝ cña nhãm A-xua h¹n 2 bËc 2 trong ®ã khíp B hoÆc D ®­îc thay b»ng mét khíp tÞnh tiÕn nh­ trªn h×nh vÏ (2-3). c d C H B D c d 15 Ng« V¨n QuyÕt – Bé m«n Kü thuËt C¬ së- §µo t¹o theo hÖ thèng tÝn chØ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  16. Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY H×nh 2-3 Trong tr­êng hîp nµy vÞ trÝ khíp B ph­¬ng tÞnh tiÕn d-d vµ c¸c kÝch th­íc ®éng häc ®· biÕt. §Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña nhãm ta lµm nh­ sau: Tõ B lµm t©m vÏ ®­êng trßn cã b¸n kÝnh r=BC, t×m DHC b»ng c¸ch tÝnh CHC = DC.sinϕ. Sau ®ã kÎ ®­êng th¼ng c-c song song víi d-d vµ c¸ch d-d mét ®o¹n CHC vÒ c¶ hai phÝa. Giao cña ®­êng th¼ng víi ®­êng trßn kÎ trªn cho ta vÞ trÝ cña C. Bµi to¸n th­êng cã 4 nghiÖm, ta chän mét trong sè ®ã tuú theo ®iÒu kiÖn liªn tôc cña bµi to¸n chuyÓn vÞ. * Tr­êng hîp 4: X¸c ®Þnh vÞ trÝ cña nhãm A-xua h¹ng 2 bËc 2 ë d¹ng thø 4 nghÜa lµ khíp C lµ khíp tÞnh tiÕn cßn khíp B lµ hai khíp quay. Gi¶ thiÕt xem nh­ biÕt vÞ trÝ hai khíp B vµ C còng nh­ c¸c kho¶ng c¸ch BHB; DHD trªn h×nh 6-2. §Ó dùng ®­îc vÞ trÝ cña nhãm ta lµm nh­ sau: Tõ B vµ D lµm t©m vÏ c¸c ®­êng trßn cã b¸n kÝnh: R1 = BHB; r2 = DHD Sau ®ã kÎ tiÕp tuyÕn chung víi hai ®­êng trßn trªn vµ l¹i tõ B lµm t©m vÏ ®­êng trßn cã b¸n kÝnh BC. C A B H×nh 2-4 Giao cña hai ®­êng trßn víi c¸c tiÕp tuyÕn nãi trªn cho ta vÞ trÝ cña C. Bµi to¸n th­êng cã 4 nghiÖm nh­ng ta chän 1 dùa theo tÝnh liªn tôc cña bµi to¸n chuyÓn vÞ. * Tr­êng hîp 5 C HC HD B D H×nh 2-5 X¸c ®Þnh vÞ trÝ cña nhãm Axua h¹ng 2 bËc 2 ë d¹ng thø 5 khi 2 khíp B vµ D lµ c¸c khíp tÞnh tiÕn. Gi¶ thiÕt biÕt hai ph­¬ng tÞnh tiÕn cña hai khíp B vµ D lµ b-b, d-d cã kho¶ng c¸ch CHB, CHD. 16 Ng« V¨n QuyÕt – Bé m«n Kü thuËt C¬ së- §µo t¹o theo hÖ thèng tÝn chØ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  17. Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY §Ó dùng vÞ trÝ cña nhãm ta lµm nh­ sau: Ta kÎ nh÷ng ®­êng th¼ng song song víi b-b, d-d lµ b’-b’ vµ d’-d’ c¸ch C mét ®o¹n CHB vµ CHD. giao cña b’-b’ vµ d’-d’ cho ta vÞ trÝ cña C. Bµi to¸n th­êng cã 4 nghiÖm, sau ta chän 1 dùa theo ®iÒu kiÖn liªn tôc cña bµi to¸n chuyÓn vÞ. Sau khi cã C lµm t©m ta vÏ nh÷ng vßng trßn cã t©m C nèi víi b¸n kÝnh r1 = CHB vµ r2 = CHD. Giao ®iÓm cña chóng víi c¸c ph­¬ng b-b vµ d-d cho ta vÞ trÝ cña ®iÓm B vµ D. 2.2.2. Bµi to¸n vÒ vËn tèc. Tr­íc khi gi¶i bµi to¸n vËn tèc h·y «n l¹i mét sè kiÕn thøc ®· häc trong ®¹i sè vÐct¬ vµ c¬ häc lý thuyÕt. a) Gi¶i ph­¬ng tr×nh ®¹i sè vÐct¬. m3 m2 mn m1 M m1 ' mn ' m2 m3 ' H×nh 2-6 Gi¶ thiÕt ta cã mét vÐct¬ M ®­îc biÓu diÔn d­íi d¹ng tæng 2 vÐc t¬, trong ®ã c¸c vÐc t¬ mi vµ mi' ®­îc gäi lµ c¸c vÐc t¬ thµnh phÇn. Râ rµng nÕu trong ph­¬ng tr×nh 2-1 chØ cßn chøa 2 Èn sè cña hai vÐct¬ thµnh phÇn th× ta dÔ dµng x¸c ®Þnh ®­îc b»ng ph­¬ng ph¸p ho¹ ®å vÐct¬. m1 + m2 + m3 + ....+ mn NÕu mét vÐct¬ M = (2-1) m1 ' + m2 ' + m3 ' + ....+ mn ' r r r NhËn xÐt: - C¸c vÐc t¬ M ; m1 ; m'1 cã chung mét gèc. r r - C¸c vÐc t¬ mn−1 ; m' n−1 ; ; M cã chung mét ®iÓm mót. r r r r r r - C¸c vÐc t¬ m1 ; m2 ...mn vµ m'1 ; m' 2 ...m' n nèi tiÕp nhau. b) Mèi quan hÖ vËn tèc trong chuyÓn ®éng song ph¼ng. * VËn tèc cña hai ®iÓm trªn cïng mét kh©u r¾n Gi¶ sö cã mét kh©u r¾n M. Trªn ®ã cã hai ®iÓm A vµ B th× bao giê ta còng cã thÓ viÕt ®­îc. r r r VB = V A + VBA (2-2) r r Trong ®ã V A lµ vËn tèc cña c¸c ®iÓm vµ A cßn VBA lµ thµnh phÇn vËn tèc t­¬ng ®èi cña ®iÓm B quanh ®iÓm A, cã ph­¬ng vu«ng gãc víi AB, cã chiÒu phô thuéc chiÒu ωM vµ gi¸ trÞ. VBA = ω M L AB (2-3) NhËn xÐt: 17 Ng« V¨n QuyÕt – Bé m«n Kü thuËt C¬ së- §µo t¹o theo hÖ thèng tÝn chØ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  18. Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY - NÕu trªn kh©u M biÕt vËn tèc cña hai ®iÓm A vµ B lµ VA vµ VB th× ta dÔ dµng t×m vËn tèc cña mét ®iÓm thø 3 tuú ý. ThËt vËy ta lËp ph­¬ng tr×nh vËn tèc cña ®iÓm C theo vËn tèc cña ®iÓm A vµ B, ta cã: r r r VC = VB + VCB r r r VC = V A + VBA (2-4) Ph­¬ng tr×nh (2-4) cã thÓ viÕt nh­ sau: r r r r V A + VBA = VB + VCB (2-5) VA Trong ph­¬ng tr×nh (2-5) chØ chøa hai Èn sè B lµ VBA vµ VCB ch­a biÕt gi¸ trÞ cßn ph­¬ng ®· biÕt: VA r VB VCA cã ph­¬ng vu«ng gãc víi CA A r VCB cã ph­¬ng vu«ng gãc víi CB H×nh 2-7 Theo c¸ch gi¶i ph­¬ng tr×nh ®¹i sè vÐc t¬ nh­ ®· tr×nh bµy ë trªn ta dÔ dµng t×m ®­îc vËn tèc cña ®iÓm C. Nh­ trªn h×nh vÏ (2-8a). MÆt kh¸c tõ h×nh (2-8b) ta l¹i thÊy: - Nh÷ng vÐc t¬ xuÊt ph¸t (gèc ) t¹i P vµ mót t¹i c¸c ®iÓm a,b,c t­¬ng øng víi c¸c ®iÓm A, B, C biÓu hÞ cña c¸c vÐc t¬ vËn tèc tuyÖt ®èi. VC b C c A VB VA p a B (a) (b) H×nh 2-8 r r r - Nh÷ng vÐc t¬ ab, ac vµ bc biÓu thÞ c¸c thµnh phÇn vËn tèc t­¬ng ®èi V AB ,VBC ,V AC . Hai tam gi¸c abc vµ ABC ®ång d¹ng thuËn víi nhau v×: AB⊥ ab, BC ⊥ bc, AC⊥ ac §ång thêi nÕu ta tuÇn tù ®i theo thø tù ABC (ng­îc chiÌu kim ®ång hå) vµ abc ta còng thÊy cïng chiÒu kim ®ång hå. Tõ ®ã ®­a tíi ph¸t biÓu nguyªn lý ®ång d¹ng thuËn cña ho¹ ®å vËn tèc nh­ sau: Ph¸t biÓu: “H×nh nèi c¸c ®iÓm thuéc cïng mét kh©u ®ång d¹ng thuËn víi h×nh nèi c¸c ®Çu mót vÐc t¬ vËn tèc tuyÖt ®èi cña c¸c ®iÓm tu¬ng øng trªn ho¹ ®å vËn tèc”. 18 Ng« V¨n QuyÕt – Bé m«n Kü thuËt C¬ së- §µo t¹o theo hÖ thèng tÝn chØ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  19. Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Trªn c¬ së nhËn xÐt trªn ta rót ra: - Trªn mét kh©u r¾n nÕu biÕt vËn tèc cña hai ®iÓm th× ta dÔ dµng t×m ®­îc vËn tèc cña mäi ®iÓm tuú ý dùa theo ®Þnh lý ®ång d¹ng thuËn. * Mèi quan hÖ vËn tèc gi÷a hai ®iÓm trªn hai kh©u r¾n kh¸c nhau, trïng nhau ®ang cã chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi víi nhau: Gi¶ sö ta cã hai kh©u 1 vµ 2 ®­îc nèi víi nhau b»ng mét khíp tÞnh tiÕn B. XÐt mèi quan hÖ vËn tèc gi÷a hai ®iÓm A1 thuéc kh©u 1 vµ A2 thuéc kh©u 2. Râ rµng A1 vµ A2 lµ hai ®iÓm thuéc hai kh©u kh¸c nhau, t¹i thêi ®iÓm ®ang xÐt trïng nhau vµ cã chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi víi nhau theo ph­¬ng t-t. Trong tr­êng hîp ®ã bao giê ta còng viÕt ®­îc: r r r VA 2 = VA1 + VA 2 / A1 (2-6) r r r V A1 , V A2 lµ vËn tèc cña ®iÓm A2 vµ A1 cßn V A 2 / A1 lµ vËn tèc tr­ît t­¬ng ®èi gi÷a ®iÓm A thuéc kh©u 2 ®èi víi ®iÓm A thuéc kh©u 1. Ph­¬ng cña vËn tèc tr­ît t­¬ng ®èi song song víi ph­¬ng t-t. Cßn vËn tèc gãc ω2 cña kh©u 2 lu«n lu«n b»ng vËn tèc gãc cña kh©u 1 hay ω1 = ω2. V× hai kh©u ®­îc nèi víi nhau b»ng mét khíp tÞnh tiÕn. Trong tr­êng hîp kh©u 1 vµ kh©u 2 ®­îc nèi víi nhau b»ng mét khíp lo¹i cao nh­ trªn h×nh vÏ (2-10) th× vËn tèc cña ®iÓm A2 cã quan hÖ víi vËn tèc cña ®iÓm A1 nh­ sau: r r r V A 2 = V A1 + V A 2 / A1 (2-7) r VA2/A1 Trong ®ã V A2 / A1 lµ thµnh phÇn n 2 VA2 vËn tèc tr­ît t­¬ng ®èi cña kh©u 2 ®èi β −β víi kh©u 1, ph­¬ng cña nã theo VA1 t ph­¬ng tiÕp tuyÕn chung cña 2 biªn d¹ng t-t t¹i ®iÓm tiÕp xóc A. α −α t 1 n H×nh 2-9 c) Nh÷ng tr­êng hîp cô thÓ: * Tr­êng hîp 1: C d VD c B VB b p D H×nh 2-10 19 Ng« V¨n QuyÕt – Bé m«n Kü thuËt C¬ së- §µo t¹o theo hÖ thèng tÝn chØ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
  20. Bài giảng : CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Dùng ho¹ ®å vËn tèc ®èi víi nhãm A xua h¹ng 2 bËc 2 ë d¹ng thø nhÊt còng nh­ r r r trong bµi to¸n vÞ trÝ - biÕt vËn tèc VB ,V D . Yªu cÇu t×m VC . Ph­¬ng tr×nh vÐc t¬ biÓu thÞ vËn tèc cña ®iÓm C th«ng qua c¸c ®iÓm B vµ D nh­ sau: r r r VC = VB + VCB   r r r  (2-8) VC = VD + VCD   r r Trong ph­¬ng tr×nh (2-8) chØ cßn chøa hai Èn sè vÒ gi¸ trÞ cña VCB ,VCD cßn ph­¬ng ®· biÕt: r VCB cã ph­¬ng vu«ng gãc víi CB r VCB cã ph­¬ng vu«ng gãc víi CD r Do ®ã ta dÔ dµng x¸c ®Þnh VC b»ng c¸ch chän mét tû lÖ xÝch µv,.LÊy mét ®iÓm P lµm r cùc, ®Æt vÐc t¬ Pb biÓu thÞ vËn tèc cña B, tõ b kÎ mét ®­êng vu«ng gãc víi BC biÓu thÞ r r ph­¬ng VCB . Sau ®ã l¹i tõ P ta ®Æt ∆’ vu«ng gãc víi CD biÓu thÞ ph­¬ng VCD . Giao ®iÓm r PC.µv. BiÕt Vc ta dÔ dµng t×m: r r VCB µV .bc ω BC = = chiÒu thuËn kim ®ång hå. lBC µ l .BC r VCD µV .dc ω CD = = ChiÒu ng­îc chiÒu kim ®ång hå. lCD µ l .DC r r VËy vËn tèc cña ®iÓm C lµ: VC = µV .PC * Chó ý: §Ó x¸c ®Þnh chiÒu cña vËn tèc gãc cña kh©u BC còng nh­ kh©u CD, ta ®Æt vÐc t¬ r r vËn tèc t­¬ng ®èi VCB vµ VCD t¹i C. Tõ ®ã ta míi x¸c ®Þnh chiÒu vËn tèc gãc cña chóng. Sau khi ta t×m ®ù¬c chiÒu cña vËn tèc ®iÓm C th× râ rµng mét kh©u (BC hoÆc CD) ta ®Òu biÕt vËn tèc cña 2 ®iÓm, do vËy viÖc t×m vËn tèc cña mäi ®iÓm tuú ý trªn hai kh©u thuéc nhãm ta sÏ ¸p dông nguyªn lý ®ång d¹ng thuËn. *Tr­êng hîp 2: VD2 x VD1 2 1 D B x VB1 VB1 H×nh 2-11 Dùng ho¹ ®å vËn tècrnhãm A-xua h¹ng 2 bËc 2 ë d¹ng thø 2 còng nh­ trong bµi to¸n r vÞ trÝ biÕt vËn tèc VB vµ VD . Khi bµi to¸n vËn tèc cÇn ph¶i x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña nhãm. Gi¶ sö nh­ trªn h×nh vÏ (2-12) §Ó tiÖn cho viÖc gi¶i bµi to¸n trªn, h·y ký hiÖu 2 kh©u trong nhãm theo thø tù 1 vµ 2, ®ång thêi ®Ó chän ®­îc ®iÓm viÕt ph­¬ng tr×nh vËn tèc sao cho trong ph­¬ng tr×nh chØ 20 Ng« V¨n QuyÕt – Bé m«n Kü thuËt C¬ së- §µo t¹o theo hÖ thèng tÝn chØ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản