Cơ cấu phẳng

Chia sẻ: Danh Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:29

0
173
lượt xem
57
download

Cơ cấu phẳng

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

Khái niệm cơ bản về cơ cấu: Chi tiết máy (tiết máy) là phần tử cấu tạo hoàn chỉnh của máy được chế tạo ra không kèm theo một nguyên công lắp ráp nào. Trong máy và cơ cấu có những bộ phận chuyển động tương đối đối với nhau gọi là khâu. Khâu có thể gồm một hoặc nhiều tiết máy ghép cứng với nhau tạo thành

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Cơ cấu phẳng

  1. Ch−¬ng 1: C¬ cÊu ph¼ng 1. Kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ c¬ cÊu 1.1. BËc tù do cña kh©u - Chi tiÕt m¸y (tiÕt m¸y) lμ phÇn tö cÊu t¹o hoμn chØnh cña m¸y ®−îc chÕ t¹o ra kh«ng kÌm theo mét nguyªn c«ng l¾p r¸p nμo. - Trong m¸y vμ c¬ cÊu cã nh÷ng bé phËn chuyÓn ®éng t−¬ng ®èi ®èi víi nhau gäi lμ kh©u. Kh©u cã thÓ gåm mét hoÆc nhiÒu tiÕt m¸y ghÐp cøng víi nhau t¹o thμnh. - M« h×nh kh©u lμ m« h×nh vËt r¾n tuyÖt ®èi. - KÝch th−íc cña kh©u kh«ng cã giíi h¹n trong kh«ng gian. XÐt hai kh©u A vμ B ®Ó rêi nhau trong kh«ng gian. - Chän B lμm hÖ quy chiÕu vμ g¾n vμo B mét hÖ trôc to¹ ®é 0xyz th× A cã 6 kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng ®éc lËp so víi B (Tx, Ty, Tz, Qx, Qy, Qz). Ta nãi A cã 6 bËc tù do so víi B. - Chän A lμm hÖ quy chiÕu, B còng cã 6 kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng ®éc lËp so víi A.
  2. - S¬ ®å x¸c ®Þnh bËc tù do kh©u z Tz Qz Qx T x A x 0 Ty B Qy y - B cã 6 bËc tù do t−¬ng ®èi so víi A. - Hai kh©u ®Ó rêi trong mÆt ph¼ng tån t¹i 3 bËc tù do t−¬ng ®èi. 1.2. Khíp ®éng - C¸c kh©u ®Ó rêi trong kh«ng gian hoÆc mÆt ph¼ng sÏ cã kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng hoμn toμn ®éc lËp ®èi víi nhau ⇒ kh«ng thÓ t¹o thμnh c¬ cÊu m¸y. V× thÕ ng−êi ta ph¶i gi¶m bít sè bËc tù do t−¬ng ®èi gi÷a chóng b»ng c¸ch cho chóng tiÕp xóc víi nhau theo mét quy c¸ch nhÊt ®Þnh. Nèi ®éng gi÷a hai kh©u lμ gi÷ cho hai kh©u tiÕp xóc víi nhau theo mét quy
  3. Ph©n lo¹i khíp ®éng
  4. A B B Khíp b¶n lÒ lo¹i 5 Khíp A tÞnh tiÕn lo¹i 5 B B A A K A B Khíp cao lo¹i 4 1.3. Chuçi ®éng vμ c¬ cÊu - NhiÒu kh©u nèi ®éng víi nhau t¹o thμnh mét chuçi ®éng. - Chuçi ®éng ⇒ ph¼ng vμ kh«ng gian. - Mét chuçi ®éng cã mét kh©u cè ®Þnh cßn c¸c kh©u kh¸c chuyÓn ®éng theo quy luËt x¸c ®Þnh gäi lμ c¬ cÊu. Th−êng c¬ cÊu lμ mét chuçi ®éng kÝn. - Kh©u cè ®Þnh trong c¬ cÊu gäi lμ gi¸.
  5. 1.4. BËc tù do c¬ cÊu ph¼ng - BËc tù do cña c¬ cÊu lμ sè th«ng sè ®éc lËp cÇn thiÕt ®Ó x¸c ®Þnh hoμn toμn vÞ trÝ cña c¬ cÊu. C - VÝ dô: - Cho tr−íc l−îc ®å c¬ cÊu, sè kh©u, B khíp, lo¹i khíp. ϕ1 TÝnh sè bËc tù do cña c¬ cÊu W. A D W = Wo - R Wo lμ tæng sè bËc tù do cña c¸c kh©u ®Ó rêi so víi gi¸. R lμ tæng sè rμng buéc g©y ra bëi c¸c khíp ®éng cã trong c¬ cÊu. Wo = 3n n lμ tæng sè kh©u ®éng R = 2p5 + P4 P5 vμ P4 lμ tæng sè khíp lo¹i 5 vμ 4 cã trong c¬ cÊu W = 3n (2P5 + P4) VÝ dô: - TÝnh sè bËc tù do cña c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ ph¼ng trªn h×nh. n = ?; P5 = ? P4 = ?
  6. 1.5. XÕp lo¹i c¬ cÊu - Mét c¬ cÊu gåm mét hay nhiÒu kh©u dÉn, nèi víi gi¸ vμ víi mét sè nhãm tÜnh ®Þnh (nhãm cã bËc tù do b»ng 0) - XÐt c¬ cÊu toμn khíp thÊp Nhãm tÜnh ®Þnh - Cã sè kh©u kh©u khíp tho¶ m·n: 3n 2P5 = 0 - Nhãm tèi gi¶n - Khi cè ®Þnh c¸c khíp chê cña nhãm ⇒ 1 dμn tÜnh ®Þnh XÕp lo¹i nhãm - TËp hîp c¸c nhãm kh«ng chøa mét chuçi ®éng kÝn nμo - Nhãm lo¹i 2 (2 kh©u 3 khíp) ABC - Nhãm lo¹i 3 (nhãm cã kh©u c¬ së kh©u cã 3 thμnh phÇn khíp ®éng) XÕp lo¹i c¬ cÊu - C¬ cÊu kh«ng chøa mét nhãm tÜnh ®Þnh nμo lμ c¬ cÊu lo¹i 1. - C¬ cÊu cã chøa tõ mét nhãm tÜnh ®Þnh trë lªn, lo¹i c¬ cÊu lμ lo¹i cña nhãm tÜnh ®Þnh cao nhÊt cã trong c¬ cÊu.
  7. - Nhãm Atxua lo¹i 2 vμ lo¹i 3 B A C - VÝ dô xÕp lo¹i c¬ cÊu ph¼ng A 1 2 D O B Nhãm lo¹i 2: 5 (4-5), (2-3) 3 4 Kh©u dÉn 1 C
  8. 2. C¬ cÊu bèn kh©u ph¼ng 2.1. Kh¸i niÖm - C¬ cÊu ph¼ng toμn khíp thÊp cã 4 kh©u gäi lμ c¬ cÊu 4 kh©u ph¼ng. NÕu c¸c khíp ®Òu lμ khíp b¶n lÒ lo¹i 5 th× c¬ cÊu gäi lμ c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ ph¼ng. - Trong c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ ph¼ng: kh©u ®èi diÖn víi gi¸ gäi lμ thanh truyÒn, hai kh©u nèi gi¸ cßn l¹i nÕu quay ®−îc toμn vßng gäi lμ tay quay, nÕu kh«ng gäi lμ thanh l¾c. - Tû sè truyÒn gi÷a hai kh©u ®éng trong c¬ cÊu j vμ k lμ: ijk= ωj/ωk. - Tû sè truyÒn cña c¬ cÊu lμ tû sè truyÒn gi÷a kh©u dÉn vμ kh©u bÞ dÉn nèi gi¸ cña c¬ cÊu ®ã (dÊu). 2.2. Quan hÖ ®éng häc gi÷a c¸c kh©u trong c¬ cÊu 2.2.1. Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu ph¼ng sö dông pp vÏ 2.2.1.1. Néi dung bμi to¸n - Bμi to¸n chuyÓn vÞ - Bμi to¸n vËn tèc - Bμi to¸n gia tèc
  9. Ho¹ ®å chuyÓn vÞ cña c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ ph¼ng
  10. Ho¹ ®å gia tèc E Π 2 C B 3 1 nc3 ω1 c’2≡c’3 ϕ1 ne2c2 A D e’2 b’1≡b’2 nc2b2 b1≡b2 ne2b2 Ho¹ ®å vËn tèc e2 P ⊥EB ⊥EC c3≡c2 ⊥EB ⊥BC ⊥EC ⊥BC
  11. 2.2.2. X¸c ®Þnh tû sè truyÒn gi÷a c¸c kh©u trong c¬ cÊu sö dông ph−¬ng ph¸p t©m quay tøc thêi 2.2.2.2. §Þnh lý Kennedy - Trong chuçi ®éng 4 kh©u b¶n lÒ ph¼ng, t©m vËn tèc tøc thêi gi÷a hai kh©u kh«ng kÒ nhau lμ giao ®iÓm gi÷a ®−êng t©m cña hai kh©u cßn l¹i. Chøng minh: - KS chuyÓn ®éng t−¬ng ®èi gi÷a kh©u 2rvμ 4. r VB1 = VB 2 ⊥ AB r r VC 3 = VC 2 ⊥ CD P24 lμ t©m vËn tèc tøc thêi… §æi kh©u 3 lμm gi¸ t−¬ng tù P13 lμ t©m vËn tèc tøc thêi… 2.2.2.3. §Þnh lý Williss - Trong c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ ph¼ng, ®−êng t©m thanh truyÒn chia ®−êng t©m gi¸ lμm hai ®o¹n th¼ng tû lÖ nghÞch víi vËn tèc gãc cña hai kh©u n«i gi¸.
  12. C¸c ®Æc ®iÓm truyÒn ®éng - i13 lμ ®¹i l−îng biÕn thiªn phô thuéc vÞ trÝ kh©u dÉn; - i13 > 0 nÕu P chia ngoμi ®o¹n AD vμ ng−îc l¹i; - Gãc l¾c ψ hay hμnh tr×nh cña thanh l¾c; - HÖ sè vÒ nhanh cña c¬ cÊu: ϕ d 180o + θ K= = ≥1 - ë c¬ cÊu h×nh b×nh hμnh K = 1. ϕ v 180 − θ o
  13. 2.3. Mét sè d¹ng biÕn thÓ cña c¬ cÊu 4 kh©u ph¼ng 2.3.1. C¬ cÊu tay quay con tr−ît
  14. 2.3.2. C¬ cÊu Cu lit ω1 PD - T©m vËn tèc tøc thêi P13. i12 = = - Tû sè truyÒn ω2 PA - HÖ sè vÒ nhanh: k = ϕ d = 180° + ψ ϕv 180° −ψ - §iÒu kiÖn quay toμn vßng: Kh©u 1 lu«n quay toμn vßng, kh©u 3 quay toμn vßng khi lAB ≥ lAD
  15. 3. C¬ cÊu b¸nh r¨ng 3.1. C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n
  16. §Þnh nghÜa - C¬ cÊu b¸nh r¨ng lμ mét c¬ cÊu cã khíp cao dïng ®Ó truyÒn chuyÓn ®éng quay gi÷a hai trôc víi tû sè truyÒn x¸c ®Þnh. Ph©n lo¹i - C¬ cÊu b¸nh r¨ng ®−îc ph©n lμm hai lo¹i: - Ph¼ng: Dïng truyÒn chuyÓn ®éng quay gi÷a hai trôc song song; - Kh«ng gian: Dïng ®Ó truyÒn chuyÓn ®éng quay gi÷a hai trôc c¾t hoÆc chÐo nhau. -Ngoμi ra c¬ cÊu b¸nh r¨ng cßn ®−îc ph©n lo¹i theo ®−êng cong lμm biªn d¹ng r¨ng, ®Æc ®iÓm ¨n khíp trong, ngoμi vv... C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña b¸nh r¨ng th©n khai - B¸nh r¨ng cã biªn d¹ng r¨ng lμ ®−êng th©n khai vßng trßn. - Cho mét ®−êng th¼ng l¨n kh«ng tr−ît trªn mét ®−êng trßn, quü tÝch cña mét ®iÓm K trªn ®−êng th¼ng sÏ v¹ch nªn ®−êng th©n khai cña vßng trßn. Vßng trßn nμy gäi lμ vßng trßn c¬ së cña ®−êng th©n khai. C¸c tÝnh chÊt: - §−êng th©n khai kh«ng cã ®iÓm nμo n»m trong vßng c¬ së.
  17. - Ph¸p tuyÕn cña ®−êng th©n khai lμ tiÕp tuyÕn cña vßng trßn c¬ së vμ ng−îc l¹i. - C¸c ®−êng th©n khai cña cïng mét vßng trßn c¬ së lμ nh÷ng ®−êng cong c¸ch ®Òu vμ KKi = cung MMi; - T©m cong cña ®−êng th©n khai t¹i K n»m trªn vßng trßn c¬ së vμ ρK = NK.
  18. C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña b¸nh r¨ng - Sè r¨ng; m« ®un m, gãc ¸p lùc trªn vßng trßn chia. - B¸n kÝnh vßng trßn chia R, vßng trßn ®Ønh r¨ng Re, ch©n r¨ng Ri. - B−íc r¨ng trªn vßng trßn b¸n kÝnh Rx; vßng trßn chia R. - ChiÒu dμy r¨ng Sx, chiÒu réng r·nh r¨ng SW. - ChiÒu cao r¨ng h = (f’’+ f’)m.
  19. 3.2. §Þnh lý ¨n khíp §Ó tû sè truyÒn cña cÆp b¸nh r¨ng kh«ng ®æi, ph¸p tuyÕn chung cña cÆp biªn d¹ng ®èi tiÕp ph¶i c¾t ®−êng nèi t©m t¹i mét ®iÓm cè ®Þnh. O 1 β1 ω1 n b1 VK1 b2 N1 t P αL t VK2 K N2 n VnK β2 ω2 O2 P gäi lμ t©m ¨n khíp; αL gäi lμ gãc ¨n khíp; vßng trßn b¸n kÝnh O1P vμ O2P lμ c¸c vßng trßn l¨n.
  20. 3.3. CÆp b¸nh r¨ng th©n khai ph¼ng Khi b1 vμ b2 lμ c¸c biªn d¹ng th©n khai. Theo tÝnh chÊt cña ®−êng th©n khai, ph¸p tuyÕn nn t¹i K sÏ tiÕp tuyÕn víi 2 vßng trßn c¬ së b¸n kÝnh R01 = O1N1 vμ R02 = O2N2. DÔ dμng thÊy ph¸p tuyÕn nn t¹i K sÏ c¾t O1O2 t¹i ®iÓm P cè ®Þnh. O1 n b1 N1 t b2 t K P αL N2 O2 n - §−êng ¨n khíp cña cÆp b¸nh r¨ng th©n khai lμ ®−êng th¼ng tiÕp tuyÕn chung víi hai vßng trßn c¬ së. - Gãc ¨n khíp cña cÆp b¸nh r¨ng th©n khai αL lμ h»ng sè.
Đồng bộ tài khoản