Đồ án nguyên lý chi tiết máy

Chia sẻ: ngovanchi01

Cơ cấu bốn khâu có một tay quay và một con trượt kề giá. Nếu đường tâm AB của thanh truyền chuyển động là phẳng, thì có CCTQCT phẳng, nếu không thì có CCTQCT không gian

Bạn đang xem 10 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Đồ án nguyên lý chi tiết máy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM




ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ CHI TIẾT MÁY



HỌ VÀ TÊN : NGUYỄN HOÀNG LONG
MSSV: 08158092
LỚP : DH08SK
GVHD : NGUYỄN VĂN HÙNG




TP.HCM , NGÀY 23 THÁNG 11 NĂM 2009 .
NỘI DUNG

CHƯƠNG 1 : KẾT QUẢ KIẾN TẬP
1. CƠ CẤU TAY QUAY CON TRƯỢT
2. CƠ CẤU CAM
3. CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
4. ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2 KÌ VÀ 4 KÌ
5. BỘ TRUYỀN ĐAI
6. CƠ CẤU BÁNH RĂNG HÀNH TINH
7. CƠ CẤU LÁI
CHƯƠNG 2 : MỘT SỐ ỨNG DỤNG
TỪ LÝ THUYẾT VÀO THỰC TẾ
1. MÁY GẶT LÚA
2. MÁY GẶT ĐẬP
3. MÁY SUỐT , ĐẬU , LẨY BẮP
4. MÁY HÁI CÀ PHÊ
CHƯƠNG 3 : BÀI TOÁN
CHƯƠNG 1: KẾT QUẢ KIẾN TẬP
1. Cơ cấu tay quay con trượt :
Cơ cấu bốn khâu có một tay quay và một con trượt kề giá. Nếu đường tâm AB của
thanh truyền chuyển động là phẳng, thì có CCTQCT phẳng (hình a), nếu không thì có
CCTQCT không gian (hình b).
Thông thường, khi nói CCTQCT ta hiểu đó là cơ cấu phẳng (hình a) vì loại cơ
cấu này rất phổ biến trong thực tế kĩ thuật. Khoảng cách từ tâm quay của tay
quay tới quỹ đạo của tâm khớp quay trên con trượt được gọi là tâm sai của cơ
cấu. Khi tâm sai e ≠ 0, ta có CCTQCT lệch tâm; khi e = 0 là CCTQCT chính
tâm.
CCTQCT thường được dùng để biến đổi chuyển động tịnh tiến thành chuyển
động quay hay ngược lại.




2. Cơ cấu cam
Cơ cấu đối tiếp có khâu bị dẫn chuyển động qua lại. Khâu dẫn được gọi là cam,
thường có chuyển động quay một chiều (trường hợp cam quay; hình a, b), đôi khi có
chuyển động tịnh tiến qua lại (trường hợp cam tịnh tiến; hình c). Khâu bị dẫn thường
được gọi là cần, có chuyển động quay qua lại (cần lắc; hình a, d) hoặc tịnh tiến qua
lại (cần tịnh tiến; hình b, c, e).
Trong CCC phẳng, biên dạng đối tiếp của cam được gọi là biên dạng cam, là những đường
cong rất đa dạng, kín (với cam quay; hình a, b) hoặc hở (với cam tịnh tiến; hình c) do luật
chuyển động muốn có của cần quyết định. Biên dạng đối tiếp của cần thường là một điểm
(trường hợp cần nhọn; hình a), đường thẳng (trường hợp cần đáy bằng; hình b) hoặc đường
tròn [trường hợp cần con lăn (hình c, d, e) hoặc cần đáy cong].
Trong CCC không gian, cam và cần có thể có chuyển động đơn giản không cùng song song
với một mặt phẳng, hoặc chuyển động không gian tuỳ ý. Trong thực tế, thường gặp các loại
cam trụ (hình d), cam nón (hình e)... quay quanh trục cố định, có mặt đối tiếp là mặt kẻ hoặc
mặt cong phức tạp; các loại cần lắc hoặc tịnh tiến, nhọn hoặc có con lăn, vv. CCC được dùng
nhiều trong các hệ điều khiển tự động để biến đổi chuyển động.




3 . Cơ cấu phân phối khí

3.1. Nhiệm vụ : Đóng , mở các cửa nạp , đúng lúc để thực hiện quá trình
nạp và thải khí trong xilanh .
3.2. Phân loại : 2 loại
- Dùng xupap : xupap đặt và xupap treo .
- Dùng van trượt .
XUPAP TREO




XUPAP ĐẶT
3.3. Nguyên lý làm việc : Khi động cơ làm việc, trục cam và các cam trên đó
được trục khuỷu dẫn động thông qua cặp bánh răng sẽ quay để dẫn động đóng, mở
các xupap nạp và thải.
4. Động cơ đốt trong 2 kì và 4 kì :
4.1. Định nghĩa : Động cơ đốt trong là loại máy có nhiêm vụ chuyển nhiệt
năng do nhiên liệu bốc cháy bên trong xi lanh tạo ra thành cơ nang làm quay máy
công tác: bánh ôtô bánh cảư đầu máy xe lửa, chân vịt tàu thuỷ máy phát điện

4.2 . Những khái niệm cơ bản

1/ Chu trình công tác : 1 chu trình công tác của động cơ có 4 giai đoạn
là HÚT – NÉN – NỔ - XẢ (còn gọi là chu trình làm việc của động cơ). Khi động
cơ hoạt động có nhiều chu trình diễn ra liên tục .


2/ Điểm chết của pít tông :
+ Điểm chết trên (ĐCT) : Là vị trí cao nhất của pít tông trong xi lanh .
+ Điểm chết dưới (ĐCD) : Là vị trí thấp nhất của pít tông trong xi lanh .
3/ Hành trình của pít tông : còn gọi là khoảng chạy của pít tông , là
khoảng cách giữa 2 điểm chết .
C = 2R (R: bán kính tay quay)


4/ Dung tích xi lanh : Là dung tích được giới hạn giữa 2 điểm chết
Thể tích của xi lanh là 1 tính năng kỹ thuật của động cơ .
Thí dụ : Dream 100 (thể tích của xi lanh là 100 cm3) còn gọi là phân khối
của xe .
5/ Dung tích buồng cháy : là khoảng không gian nhỏ nhất khi pít tông ở
điểm chết trên
π D2 D:đk xylanh
V=----- C
4 C:khoảng chạy

6/ Dung tích toàn phần : Dung tích xi lanh + Dung tích buồng cháy
VTP = VBC +VCT


7/ Thì (kỳ) : là 1 phần của chu trình công tác với điều kiện pít tông phải di
chuyển trọn 1 hành trình .

8/ Số thì : là số hành trình của pít tông trong 1 chu trình công tác
Thí dụ : động cơ 4 thì , động cơ 2 thì
9/ Tỉ số nén (ε ): (ép xi lon) là tỉ số giữa thể tích toàn phần và thể tích
buồng cháy .
Vtp V + v
ξ = ­­­­  =  ­­­­­­­
v v



4.3. Nguyên lý hoạt động động cơ đốt trong 2 kì
và 4 kì :
4.3.1 Động cơ 4 kì :
- Nạp: Piston chuyển động theo chiều xuống dưới xy lanh trong khi xupáp hút mở cho
phép hỗn hợp nhiên liệu và gió vào buồng đốt.




- Nén: Xu páp hút đóng lại và piston chuyển động ngược lại chiều xi lanh do vậy nén
hỗn hợp nhiên liệu.
- Đốt: Buzi đánh lửa hỗn hợp nhiên liệu gây ra sự đốt cháy, do đó đẩy piston xuống.




- Xả: Piston chuyển động lên chiều xi lanh trong khí xupáp xả mở, cho phép piston
dọn sạch buồng đốt để thực hiện lại quy trình.
Mõi lần piston chuyển động tịnh tiến, nó tạo ra lực truyền lên trục cơ do đó làm quay
bánh xe. Đó là nguyên lý của nhiên liệu được chuyển hoá thành lực đẩy.
Các nguyên lý trên chỉ ra rằng buzi chỉ đánh lửa một lần mỗi chu kỳ. Cũng như vậy,
một cơ cấu kỹ thuật phức tạp hoạt động đồng bộ đã tạo ra động cơ 4 kỳ. Một trục
cam phải luân phiên đẩy trục cò mổ được nối liền nhau để đóng mở xupáp hút và xả.
Trục cò mổ sẽ trở lại vị trí đóng của nó do 1 lò xo. Xu páp phải được lắp đúng và kín
khít trên mặt máy để tránh áp xuất hơi bị rò rỉ .

4.3.2 . Động cơ 2 kì :
Trong động cơ 2 kỳ, bốn chuyển động đó
hợp lại tại một kỳ xuống và một kỳ lên ( Hai
kỳ ). Hút và xả đều kết hợp với nhau để nén
và đẩy piston, bỏ qua sự cần thiết của
xupáp. Nó được hoàn thành bởi chính các
cửa hút xả trên thành buồng đốt. Khi piston
chuyển động xuống sau khi hỗn hợp khí
được đốt cháy, khe xả sẽ mở và cho một
lượng nhiên liệu đốt vừa đủ thoát vào buồng
đốt. Khi piston chuyển động lên, nó chặn
van và cửa hút, nén nhiên liệu tại đỉnh buồng
đốt, buzi đánh lửa đốt là lặp lại quy trình.
Thật là có giá trị khi động cơ đốt cháy tại
mọi chu kỳ, tạo cho động cơ 2 kỳ ưu điểm
của riêng nó.
Tuy nhiên, tại điểm chết dưới của hành trình piston, khi buồng đốt được nạp
đầy hỗn hợp khí-nhiên liệu, cửa xả mở sẽ có một số nhiên liệu/khí lọt ra ngoài
buồng đốt, Điều này thật dễ nhận ra ở xuồng máy, khi các vết nhiên liệu loang
ra xung quanh động cơ, nhưng chỉ thấy tại động cơ 2 kỳ. Đó – cùng với sự đốt
cháy dầu… – tạo ra sự ô nhiễm đặc biệt do nhiên liệu.
Vì những lý do đó, động cơ 2 kỳ đi ngược lại với mục đích sử dụng thông
thường mà ở đó tỷ lệ trọng lượng đối với công suất hoặc xu hướng sử dụng
thì quan trọng hơn là khoảng cách chặng đường. . Trong khi đó, các nhà sản
xuất đang hướng đến sự gia tăng sự tiện lợi cho động cơ 4 kỳ, làm cho nó nhỏ
hơn, nhẹ hơn và mạnh hơn .
4.4. Ưu điểm và nhược điểm của động cơ 2 kì :
- Ưu điểm :
• Mạnh mẽ hơn bởi vì động cơ đốt cháy nhiên liệu tại mỗi chu kỳ, tạo ra gấp
đôi công năng so với 4 kỳ, khi mà 4 kỳ chỉ tạo ra công năng sau chu kỳ kế tiếp.
• Chịu đựng được tỷ lệ trọng lượng đối với công suất cao hơn, bởi vì nó nhẹ
hơn.
• Rẻ tiền hơn vì thiết kế đơn giản hơn vì không có xu páp và các bộ phận khác
của cơ cấu phối khí như trục cam, cò mổ…
• Nhẹ hơn nếu cùng một công xuất do không có cơ cấu đóng mở xu páp và các
cơ cấu phụ thuộc.
• Có thể hoạt động trong bất cứ hướng nào, bởi vì nó không có bình dầu như ở 4
kỳ. Đơn giản hơn trong sửa chữa và hiệu chỉnh.
Đặc điểm trên đã tạo cho động cơ 2 kỳ sự thông dụng trong xe gắn máy, xe trượt
tuyết, xuồng máy, máy cắt cỏ trong vườn, máy cắt tỉa hoa, cưa máy và máy cắt
tỉa…
- Nhược điểm :
• Tuổi thọ ngắn hơn 4 kỳ, do thiếu hệ thống bôi trơn.
• Yêu cầu phải có ngăn tiền trộn nhiên liệu trong mọi bình nhiên liệu, thêm phụ
gia hoặc giảm tối đa cặn bẩn.
• Ô nhiễm nặng nề, vì thiết kế đơn giản hơn, ống xả thải ra khói bụi từ hỗn
hợp nhiên liệu, và cũng tạo ra mùi khó chịu.
• Không kinh tế khi dùng nhiên liệu do thiết kế đơn giản, do vậy không chạy xa
hơn xe 4 kỳ.
• Tiếng ồn to hơn sự cho phép tại một số nơi, tuỳ thuộc vào từng sản phẩm và
luật pháp tại nơi đó.
• Thực tế hiệu suất động cơ hai kỳ thấp hơn. Về lý thuyết, công suất của động
cơ phải gấp hai lần động cơ bốn kỳ có cùng dung tích, nhưng trên thực tế thì
chỉ gấp rưỡi vì các lý do sau:
- Sự cần thiết phải mở cửa xả sớm làm cho quá trình giãn nở khí cháy không
trọn vẹn.
- Một phần hoà khí bị thoát ra ngoài cùng khí thải.
- Dùng chính đáy piston để ép hoà khí dưới đáy hộp trục khuỷu làm giảm hiệu
suất động của động cơ.
Xét về sử dụng hiệu quả và kinh tế, động cơ 4 kỳ đều đáp ứng được các điều kiện
yêu cầu. Chính vì vậy động cơ 4 kỳ đã được sử dụng rộng rãi ngay từ khi nó xuất
hiện. Động cơ 4 kỳ có mặt trong hầu hết các lĩnh vực, đặc biệt là trong ngành ôtô.

4.5 . So sánh động cơ 2 kì và động cơ 4 kì :
• Động cơ 2 thì có mật độ năng lượng lớn hơn vì tạo ra công trong mỗi một vòng
quay của trục khuỷu.
• Các động cơ 2 thì có thể được chế tạo đơn giản và rẻ tiền hơn vì ngược với
động cơ 4 thì, loại động cơ này không cần có bộ phận điều khiển van.
• Dùng động cơ 2 thì tốn nhiên liệu nhiều hơn và khí thải có trị xấu hơn vì bị
mất đi một phần hỗn hợp không khí và nhiên liệu không được đốt trong lúc
đẩy khí thải thoát ra ngoài. Điều này được có thể được khắc phục nhờ bộ
phận phun nhiên liệu trực tiếp (thí dụ như ở động cơ diesel).
• Các động cơ 2 thì không có được công suất như động cơ 4 thì ngày nay vì khác
với động cơ 4 thì chúng đã không được tiếp tục cải tiến nữa và đã bị động cơ 4
thì đẩy lùi do tốn nhiên liệu hơn và vì có khí thải xấu hơn.

5. Bộ truyền đai trong xe tay ga :
5.1. . Cấu tạo và sơ đồ truyền lực:
Cấu tạo cơ bản của hệ thống truyền động trên xe tay ga:
1.Trục khuỷu
2. Má puli sơ cấp di động
3. Con lăn ly tâm
4. Má puli sơ cấp cố định
5. Má puli thứ cấp di động
6. Trục sơ cấp của hộp giảm tốc(hộp cầu)
7. Nồi li hợp
8. má li hợp (bố ba càng)
9. Dây đai V
10. Má puli thứ cấp cố định
5.2. . Hoat đông cua bộ truyên đông:
̣ ̣ ̉ ̀ ̣




1. Động cơ đang ở chế độ garanty:
Động cơ đang ở chế độ garanty
Lúc này tốc độ động cơ còn thấp, lực kéo và chuyển động của động cơ được truyền
từ trục khuỷu qua puli sơ cấp, dây đai V, puli thứ cấp và tới cụm má ma sát (bố ba
càng). Tuy nhiên do lực li tâm của cụm ma sát nhỏ chưa thắng được lực lòxò của các
má ma sát nên má ma sát không tiếp xúc với vỏ nồi li hợp. Vì vậy , lực kéo và chuyển
động không được truyền tới bánh xe sau, xe không chuyển động.
2. Bắt đầu khởi hành và chạy ở tốc độ thấp:




Chạy ở tốc độ thấp
Khi tăng tốc độ động cơ lên khoảng 2700 ~ 3000 v/ph; Lúc này lự li tâm của cụm ma
sát đủ lớn và thắng được lực lò xo kéo nên các má ma sát văng ra và tiêp xúc với nồi li
́
hợp. Nhờ lực ma sát giữa các má ma sát và nồi ly hợp, nên lực kéo và chuyển động
được truyền qua bộ bánh răng giảm tốc tới bánh xe sau và xe bắt đầu chuyển động.
Tại thời điểm này, dây đai V có vị trí nằm trong cùng ở puli sơ cấp và vị trí ngoài cùng
của Puli thứ cấp. Tỉ số truyền của bộ truyền lúc này là lớn nhất nên lực kéo ở bánh xe
sau đủ lớn để xe khởi hành từ trạng thái dừng và tăng tốc lên.
3. Khi chạy ở tốc độ trung bình:




Khi chạy ở tốc độ trung bình
Tiếp tục tăng tốc dộ động cơ lên, do lực li tâm lớn làm cac con lăn ở puli sơ cấp văng
ra xa hơn ép má puli sơ cấp di động tiến về phía puli sơ cấp cố định và chèn dây đai V
ra xa tâm hơn. Vì độ dài dây đai không đổi nên phía puli thứ cấp, dây đai sẽ di chuyển
vào gần tâm cho đến khi nó cân bằng với lực ép của lò xo nén lớn ở puli thứ cấp. Như
vậy, tỉ số truyền động của bộ truyền sẽ giảm dần và tốc độ của puli thứ cấp sẽ tăng
dần lên làm tăng tốc độ của xe.
4. Khi chạy ở tốc độ cao:




Khi chạy ở tốc độ cao
Tiếp tục tăng tốc độ động cơ lên cao, dưới tác động của lực li tâm lớn, các con lăm sẽ
văng ra xa tâm nhất và ép má puli sơ cấp di động lại gần nhất với má puli sơ cấp cố
định.Đường kính tiếp xúc của dây đai V với puli sơ cấp lúc này là lớn nhất và ngược
lại, phía puli thứ cấp dây đai V có đường kính nhỏ nhất. Tỉ số truyền động của bộ
truyền sẽ đạt giá trị nhỏ nhất và tốc độ puli thứ cấp sẽ cao nhất. Lúc này xe sẽ có tốc
độ cao nhất.
5. Khi leo dốc hoặc tăng tải đột ngột:




Khi leo dốc hoặc tăng tải đột ngột
Khi xe leo dốc hoặc tăng tốc đột ngột, tải tác động lên bánh xe sau lớn, puli thứ cấp cố
định sẽ theo tốc độ (chậm lại) của bánh xe sau. Lúc này nếu người lái xe tiếp tục tăng
ga thì momen tác động lên má puli thứ cấp di động sẽ tăng lên và dưới tác động của lò
xo nén, puli thứ cấp di động sẽ trượt theo rãnh dẫn hướng (hình trên) di chuyển lại
gần phía má puli thứ cấp cố định chèn dây đai V ra xa tâm (đồng thời phía puli sơ cấp,
dây đai V sẽ vào gần tâm) làm tăng tỷ số truyền động giúp xe leo dốc dễ dàng.
6. Hộp giảm tốc cuối (hộp cầu sau):
Để tạo ra lực kéo và tốc độ xe thích ứng với công suất động cơ cũng như kích thước
của bánh xe, còn có bộ truyền bánh răng giảm tốc. Bộ giảm tốc này thường được thiết
kế với hai cấp giảm tốc. Do tốc độ của cao nhất của các bánh răng trong bộ giảm tốc
lớn hơn rất nhiều so với tốc độ của trục khuỷu động cơ nên để đảm bảo độ bền sử
dụng và giảm độ ồn lúc ăn khớp của các bánh răng, thường bộ giảm tốc dùng bánh
răng có dạng răng nghiêng.
Kết cấu hộp giảm tốc xe tay ga:
1. Trục bánh răng dẫn động sơ cấp
2. Trục trung gian
3. Trục dẫn động thứ cấp (trục bánh xe sau)
4. Bánh răng dẫn động trục thứ cấp
6. Cơ cấu bánh răng hành tinh :
Nguyên lý làm việc của bộ truyền bánh răng hành tinh
Khi nhìn vào bên trong một hộp số tự động, bạn thấy có sự sắp đặt thành từng
phần riêng rẽ ở từng không gian hợp lý. Trong số những thứ đó, bạn thấy:
- Một bộ truyền bánh răng hành tinh.
- Một bộ phanh đai dùng để khoá các phần của bộ truyền bánh răng hành tinh.
- Một bộ gồm ba mảnh ly hợp ướt làm việc trong dầu dùng để khoá các phần
của bộ truyền.
- Một hệ thống thuỷ lực để điều khiển các ly hợp và phanh đai
- Một bộ bơm bánh răng lớn để luân chuyển dầu truyền động trong hộp số.
Quan trọng nhất trong hệ thống là bộ truyền bánh răng hành tinh. Việc đầu tiên
là chế tạo ra chúng có các tỷ số ăn khớp khác nhau và sau đó là giúp cho chúng
hoạt động như thế nào. Một hộp số tự động bao gồm các bộ truyền bánh răng
hành tinh cơ sở nhưng được kết hợp thành một khối trong hộp số.
Bất cứ bộ truyền bánh răng hành tinh cơ sở nào cũng có
ba phần chính:
- Bánh răng mặt trời (S)
- Các bánh răng hành tinh và giá bánh răng hành tinh (C)
- Vành răng ngoài (R)
Khi khoá hai trong ba thành phần lại với nhau sẽ khoá toàn bộ cơ cấu thành một
khối (tỷ số truyền là 1:1). Chú ý rằng danh sách tỷ số đầu tiên ở trên (A) là số
truyền giảm – tốc độ trục thứ cấp (đầu ra) nhỏ hơn tốc độ trục sơ cấp (đầu
vào). Thứ hai (B) là số truyền tăng – tốc độ trục thứ cấp lớn hơn tốc độ trục sơ
cấp. Cuối cùng cũng là số truyền giảm, nhưng chiều chuyển động của trục sơ
cấp ngược với trục thứ cấp, tức là số lùi. Bạn có thể kiểm tra chúng theo sơ đồ
mô phỏng sau:
Một bộ truyền bánh răng cơ sở này có thể thực hiện các tỷ số truyền khác nhau
mà không cần gài ăn khớp hay nhả khớp với bất cứ bánh răng khác. Với hai bộ
truyền bánh răng cơ sở ghép liền, chúng ta có thể nhận được 4 tốc độ tiến và
một tốc độ lùi. Chúng ta sẽ bàn về hai bộ truyền bánh răng cơ sở ghép liền ở
phần sau.




Hộp số tự động ghép liền này cũng là một bộ truyền bánh răng hành tinh, gọi là
bộ truyền hành tinh kép, cấu trúc giống như bộ bánh răng hành tinh đơn nhưng
cấu trúc là hai bộ bánh răng hành tinh kết hợp lại. Nó có một vành răng ngoài
luôn gắn với trục thứ cấp của hộp số, nhưng nó có hai bánh răng mặt trời và hai
bộ bánh răng hành tinh.
Hãy xem hình sau:




Một số cơ cấu bánh răng hành tinh :
7. Cơ cấu lái :
Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái
Khi bạn xoay vành tay lái đi, đương nhiên chiếc xe của bạn sẽ chuyển hướng theo
phía mà bạn muốn. Thế nhưng quan hệ “nhân quả” của chúng như thế nào? Chắc
chắn sẽ có nhiều điều thú vị khi bạn tìm hiểu về nguyên lý làm việc của hệ thống lái
trên xe ô tô.
Hinh 1: Sơ đô bô tri hê thông lai trên xe hơi
̀ ̀ ́ ́ ̣ ́ ́
Đầu tiên, bạn sẽ rất ngạc nhiên vì khi chuyển hướng, các bánh xe trước không đi theo
cùng một hướng. Tại sao vậy? Để chiếc xe chuyển hướng êm dịu, mỗi bánh xe cần
phải đi theo một đường tròn khác nhau. Bởi vì bánh xe bên trong chuyển động theo
một vòng tròn có bán kính nhỏ hơn, việc quay vòng khó khăn hơn so với bánh xe phía
ngoài. Nếu bạn vẽ một đường thẳng vuông góc với từng bánh xe, các đường thẳng đó
sẽ giao nhau tại tâm quay vòng. Sơ đồ hình học dưới đây cho biết bánh xe bên trong sẽ
phải quay nhiều hơn bánh xe ngoài.




Hinh 2: Sơ đô mô phong ban kinh quay vong
̀ ̀ ̉ ́ ́ ̀
Từ trước đến nay tồn tại một cặp cơ cấu lái khác nhau. Có thể tóm tắt chung nhất là
cơ cấu bánh răng – thanh răng (Rack-and-pinion) và trục vít – bánh vít (recirculating
ball).
7.1. Cơ cấu lái bánh răng – thanh răng
Cơ cấu lái bánh răng – thanh răng xuất hiện và rất nhanh được sử dụng phổ
biến trên các xe ô tô du lịch và xe tải nhỏ, xe SUV. Nó là một cơ cấu cơ
khí khá đơn giản. Một bánh răng được nối với một ống kim loại, một
thanh răng được gắn trên một ống kim loại. Một thanh nối (tie rod) nối
với hai đầu mút của thanh răng.

Bánh răng tròn được nối với trục tay lái. Khi bạn xoay vành tay lái, bánh
răng quay làm chuyển động thanh răng. Thanh nối ở hai đầu thanh răng
được gắn với một cánh tay đòn trên một trục xoay (hình 4).




Hinh 4: Hệ thông lai với banh dân hướng trong hệ thông treo đôc
̀ ́ ́ ́ ̃ ́ ̣
̣
lâp
Cặp bánh răng – thanh răng làm hai nhiệm vụ:
- Chuyển đổi chuyển động xoay của vành tay lái thành chuyển động thẳng cần thiết
để làm đổi hướng bánh xe.
- Nó cung cấp một sự giảm tốc, tăng lực để làm đổi hướng các bánh xe dễ dàng và
chính xác hơn.
Trên đa số xe hơi hiện nay người ta thường phải xoay vành tay lái ba đến bốn vòng để
chuyển hướng bánh xe từ cuối cùng bên trái sang tận cùng bên phải và ngược lại. Tỉ
số truyền của hộp tay lái là tỉ số biểu thị mối quan hệ của góc quay vành tay lái với
góc mà bánh xe đổi hướng. Ví dụ, nếu vành tay lái quay đượcmột vòng (360 độ) mà
chiếc xe đổi hướng 20 độ, thì khi đó tỉ số lái là 360 chia 20 bằng 18: 1. Một tỉ số cao
nghĩa là bạn cần phải quay vành tay lái nhiều hơn để bánh xe đổi hướng theo một
khoảng cách cho trước. Tuy nhiên, một tỉ số truyền cao sẽ không hiệu quả bằng tỉ số
truyền thấp. Nhìn chung, những chiếc ô tô hạng nhẹ và thể thao có tỉ số này thấp hơn
so với các xe lớn hơn và các xe tải hạng nặng. Tỉ số thấp hơn sẽ tạo cho tay lái phản
ứng nhanh hơn, bạn không cần xoay nhiều vành tay lái khi vào cua gấp, và đây chính là
một đặc điểm có lợi cho các xe đua. Các ô tô loại nhỏ này khá nhẹ nên chỉ cần loại tay
lái có tỷ số thấp, các loại xe lớn thường phải dùng loại hộp tay lái có tỷ số cao hơn
đển giảm lực tác động của người lái khi điều khiển xe vào cua.
Một số chiếc xe có hộp số với tỷ số thay đổi được, vẫn sử dụng bộ bánh răng thanh
răng nhưng có bước răng ở phần giữa và phần bên ngoài khác nhau (bước răng là số
răng trên một đơn vị độ dài). Điều này làm cho chiếc xe có phản ứng nhanh hơn khi
bác tài bắt đầu đánh lái nhưng lại giảm được lực khi các bánh xe gần ở vị trí hạn chế.
Hệ thống lái bánh răng-thanh răng có trợ lực




Hinh 5: Sơ đồ hệ thông lai có trợ lực
̀ ́ ́
Ở hệ thống lái này, thanh răng được thiết kế hơi khác so với loại thường một chút.
Một phần của thanh răng có chứa một xi lanh và một piston luôn ở vị trí giữa. Piston
được nối với thanh răng. Có hai đường ống dẫn chất lỏng ở hai bên của piston. Một
dòng chất lỏng (thường là dầu thuỷ lực) có áp suất cao sẽ được bơm vào một đầu
đường ống để đẩy piston dịch chuyển, hỗ trợ thanh răng chuyển dịch. Như vậy, khi
bạn đánh lái sang bên nào thì cũng có sự hỗ trợ của hệ thống thuỷ lực sang bên đó.
7.2. Cơ cấu lái trục vít-êcu-bi-cung răng
Cơ cấu này hiện đang được sử dụng trên hầu hết các xe tải và SUV. Sự liên kết của
các chi tiết trong cơ cấu hơi khác với cơ cấu lái kiểu bánh răng – thanh răng.
Hinh 6: Sơ đồ bố trí cac chi tiêt trong hệ thông lai
̀ ́ ́ ́ ́

Bạn có thể tưởng tượng rằng cơ cấu có hai phần. Phần thứ nhất là một khối kim loại
có một đường ren rỗng trong đó. Bên ngoài khối kim loại này có một vài răng ăn khớp
với một vành răng (có thể dịch chuyển một cánh tay đòn). Vành tay lái được nối với
một trục có ren (giống như một cái êcu lớn) và ăn khớp với các rãnh ren trên khối kim
loại nhờ các viên bi tròn (xem hình 7). Khi xoay vành tay lái, êcu quay theo. Đáng lẽ khi
vặn chiếc êcu này, nó phải đi sâu vào trong khối kim loại đúng theo nguyên tắc ren
nhưng nó đã bị giữ lại nên khối kim loại phải di chuyển ngược lại. Điều này đã làm
cho bánh răng ăn khớp với khối kim loại này quay và dẫn đến di chuyển các cánh tay
đòn làm các bánh xe chuyển hướng.
Hinh 7: Cơ cấu lái trục vít-êcu-bi-cung răng
̀

Như trên hình vẽ đã thể hiện, chiếc êcu ăn khớp với khối kim loại nhờ các viên bi
tròn. Các bi này có hai tác dụng: một là nó giảm ma sát giữa các chi tiết. Thứ hai, nó
làm giảm độ rơ của cơ cấu. Độ rơ xuất hiện khi đổi chiều tay lái, nếu không có các
viên bi, các răng sẽ rời nhau ra trong chốc lát gây nên độ dơ của tay lái.

Hệ thống trợ lực của cơ cấu lái này cũng tương tự như của cơ cấu lái bánh răng –
thanh răng. Việc hỗ trợ cũng được thực hiện bằng cách đưa dòng chất lỏng áp suất
cao vào một phía của khối kim loại.
7.3. Bơm thuỷ lực
Hinh 8: Vị trí bơm trợ lực trong hệ thông lai
̀ ́ ́
Để cung cấp cho hệ thống thuỷ lực hoạt động hỗ trợ cho hệ thống lái, người ta sử
dụng một bơm thuỷ lực kiểu cánh gạt (hình 8). Bơm này được dẫn động bằng mô
men của động cơ nhờ truyền động puli – đai. Nó bao gồm rất nhiều cánh gạt (van)
vừa có thể di chuyển hướng kính trong các rãnh của một rô to. Khi rô to quay, dưới tác
dụng của lực ly tâm các cánh gạt này bị văng ra và tì sát vào một không gian kín hình ô
van. Dầu thuỷ lực bị kéo từ đường ống có áp suất thấp (return line) và bị nén tới một
đầu ra có áp suất cao. Lượng dầu được cung cấp phụ thuộc vào tốc độ của động cơ.
Bơm luôn được thiết kế để cung cấp đủ lượng dầu ngay khi động cơ chạy không tải,
và do vậy nó sẽ cung cấp quá nhiều dầu khi động cơ hoạt động ở tốc độ cao. Để
tránh quá tải cho hệ thống ở áp suất cao, người ta phải lắp đặt cho hệ thống một van
giảm áp (xem hinh 9).
̀
Hinh 9: Kêt câu bơm trợ lực kiêu canh gat
̀ ́ ́ ̉ ́ ̣
Hệ thống trợ lực lái sẽ hỗ trợ người lái khi anh ta tác dụng một lực trên vành tay lái
(khi muốn chuyển hướng xe). Khi người lái không tác động một lực nào (khi xe
chuyển động thẳng), hệ thống không cung cấp bất cứ một sự hỗ trợ nào. Thiết bị
dùng để cảm nhận được lực tác động lên vành tay lái được gọi là van quay.




Hinh 10: Sơ đồ kêt câu van quay
̀ ́ ́
Chi tiết chính của van quay là một thanh xoắn. Thanh xoắn là một thanh kim loại
mỏng có thể xoắn được khi có một mô men tác dụng vào nó. Đầu trên của thanh xoắn
nối với vành tay lái còn đầu dưới nối với bánh răng hoặc trục vít, vì vậy toàn bộ mô
men xoắn của thanh xoắn cân bằng với tổng mô men người lái sử dụng để làm đổi
hướng bánh xe. Mô men mà người lái tác động càng lớn thì mức độ xoắn của thanh
càng nhiều.
7.4 . Hệ thống trợ lực lái trong tương lai
Vì bơm trợ lực lái làm việc liên tục nên rất lãng phí năng lượng của động cơ. Bạn sẽ
thấy một vài hệ thống mới để có thể cải thiện tính kinh tế nhiên liệu của ô tô. Một
trong những ý tưởng mới mẻ đang nằm trên bàn giấy là hệ thống “steer-by-wire” hay
“drive-by-wire”, tạm hiểu là lái bằng dây. Những hệ thống này đã loại bỏ hoàn toàn
việc liên kết cơ khí giữa vành tay lái và hộp tay lái, thay thế chúng là hệ thống điều
khiển điện tử hoàn toàn. Về cơ bản, vành tay lái có thể làm việc giống như bàn phím
của bộ chơi game điện tử. Nó có thể bao gồm các cảm biến để “nói” cho chiếc xe của
bạn biết bạn đang làm gì với bánh xe, và có vài mô tơ điện để cung cấp cho người lái
những phản hồi mà chiếc xe sẽ làm. Đầu ra của các cảm biến này sẽ được sử dụng
để điều khiển một hệ thống lái được cơ giới hoá. Điều này sẽ làm rộng rãi thêm
khoang chứa động cơ bởi vì không cần trục tay lái đồng thời tiếng ồn trong cabin xe
cũng được giảm đáng kể.




̃ ̉
Mâu concept Hy-wire cua General Motor

Hãng General Motor đã từng giới thiệu một chiếc concept, đó là chiếc Hy-wire, đây là
tên xe mang đặc điểm của hệ thống lái. Một trong những điều thú vị nhất của hệ
thống drive-by-wire được sử dụng trên chiếc GM Hy-wire là bạn có thể điều khiển
chiếc xe cực kỳ chính xác mà không cần tác động lên bất cứ thành phần cơ khí nào
trên xe. Tất cả những gì bạn là để điều chỉnh tay lái giống như một số phần mềm máy
tính mới. Trong các xe hơi drive-by-wire tương lai, vành tay lái hình tròn có thể sẽ
không tồn tại nữa. Tất cả những gì để bạn dùng để chuyển hướng bánh xe chỉ là
những núm, nút giống như dùng để điều chỉnh vị trí ghế ngồi hiện nay. Như vậy, hệ
thống lái của xe có thể được điều khiển bằng nhiều loại núm nút riêng biệt, phù hợp
với sở thích của từng người trong một gia đình.
CHƯƠNG 2 : MỘT SỐ ỨNG DỤNG
TỪ LÝ THUYẾT VÀO THỰC TẾ
1. Máy gặt lúa :




Anh Sang gặt lúa thuê bằng máy gặt xếp dãy

Anh Nguyễn Thanh Sang ở Kinh 5 xã Thạnh Phú, huyện Vĩnh Thạnh, TP. Cần Thơ
cho biết: Cái máy gặt xếp dãy này mua 15 triệu đồng, chỉ cần chạy một vụ đông xuân
là đủ lấy vốn. Mỗi ngày máy gặt được 36 công tầm lớn, giá mỗi công cắt từ 80 - 100
ngàn đồng tùy theo nền lúa. Vụ này anh dự tính gặt được 600 công đất. “Theo tôi, thu
hoạch lúa bằng máy vừa nhanh chóng vừa rẻ hơn thuê công cắt, lại ít bị hao hụt thất
thoát”, anh nói.
Mỗi năm, Vĩnh Hòa xuất xưởng 100 chiếc máy gặt lúa, trong đó 40% bán sang
Campuchia. Vĩnh Hòa đang “chạy” hết công suất để đáp ứng đơn hàng xuất khẩu
sang Indonesia.

Ít ai ngờ rằng, ở thị trấn Thủ Thừa, tỉnh Long An lại có một xưởng chế tạo máy gặt
lúa, được nông dân tin dùng. Chẳng những thế, nó còn khẳng định được ưu thế khi
xuất khẩu sang các nước trong khu vực.

2. Máy gặt đập lúa :
Đồng Tháp: khuyến khích nông dân dùng
máy gặt đập

- Từ tình hình khan hiếm nhân công gặt lúa, ngành
nông nghiệp Đồng Tháp đã hỗ trợ nông dân tìm
kiếm, sản xuất các loại máy gặt xếp dãy, máy gặt
xếp dãy phối hợp với máy gom lúa, máy gặt đập liên Biểu diễn máy gặt đập liên
hợp. hợp cho nông dân Đồng
Tháp
Đồng Tháp đã tổ chức nhiều cuộc tham quan, thao
diễn máy gặt lúa xếp dãy, máy gặt đập liên hợp cho nông dân.

Hiện nay, theo thống kê chưa đầy đủ, toàn tỉnh có 45 máy gặt đập liên hợp và 485 máy
gặt xếp dãy. Lượng máy gặt lúa trên phần nào hỗ trợ nông dân giảm bớt khó khăn
trong khâu thu hoạch hiện nay, nhất là khi áp dụng biện pháp xuống giống tập trung,
đồng loạt để né rầy nâu, hạn chế bệnh vàng lùn, lùn xoắn lá lúa.

3. Máy suốt lúa , đậu , lẩy bắp ….
Một lần đang chạy máy suốt lúa, Phong thấy nông dân phơi trái đậu đen chờ
giòn vỏ để đập lấy hạt, anh chợt nghĩ tại sao không
cải tiến máy suốt lúa thêm bộ phận suốt đậu để bà
con đỡ vất vả.


Về nhà, Phong mày mò nghiên cứu hình dáng trái đậu,
kích cỡ hạt đậu và từ nguyên tắc chế tạo bộ phận suốt
lúa, anh gắn thêm hàng dao dày hơn để đánh trái đậu, Anh Nguyễn Xuân Phong
máng lưới có lỗ nhặt và nhỏ hơn để hạt đậu không bên máy suotó lsua có cải
tiến bộ phận suốt đậu.
văng ra ngoài…


Thành công, Phong chế tạo bộ phận suốt đậu riêng, khi cần dùng chỉ việc tháo bộ
phận suốt lúa ra để lắp bộ phận suốt đậu vào bằng mấy đinh vít. Giá thành bộ phận
suốt đậu chỉ từ 1 đến 1,2 triệu đồng, rất tiện dụng nên nhiều nông dân đến gặp anh
Phong đặt hàng, sau khi tận thấy các máy vừa suốt lúa vừa suốt đậu do xưởng cơ khí
Đại Phong sản xuất.


Theo các nông dân đã suốt đậu bằng máy, một bao đậu (đen, đỏ) nặng 9-10kg sau khi
phơi giòn vỏ, nếu đập tay phải mất 2 giờ; còn suốt máy chỉ cần 2 phút là lấy được hạt
đậu.


Ngoài giá suốt máy rẻ hơn công lao động: suốt máy 2.000 đồng/bao, còn đập tay 8.000
đồng/bao; tỷ lệ đậu hao hụt, vỡ vụn khi suốt máy cũng thấp hơn: 0,5% so với 1% nếu
đập tay.


Anh Nguyễn Xuân Phong 35 tuổi, quê Cai Lậy, Tiền Giang, do hoàn cảnh gia đình
phải nghỉ học từ năm lớp 9 để theo nghề cơ khí. Trước khi đến xã Hàm Đức, huyện
Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận lập nghiệp; Phong từng làm thuê nhiều nơi.


Là thợ cơ khí tay nghề cao, trước đó Phong còn cải tiến thành công bộ phận lẩy hạt
bắp trên máy suốt lúa. Hiện nay, nhiều người chủ máy ở Bình Thuận vào ngày mùa đã
đáp ứng được 3 nhu cầu của nông dân:
Suốt lúa, suốt đậu và lẩy bắp từ các máy sản xuất bởi xưởng Đại Phong của người
thợ giàu sáng kiến Nguyễn Xuân Phong.




4. Máy hái cà phê :
Đó là một loại máy hỗ trợ hái cà phê
đầu tiên ờ việt Nam, thay thế lao động
thủ công trong thu hoạch, đồng thời
giúp tránh rơi rớt, tăng cao năng suất.
Từ thực tế khó khăn

Theo anh Võ Thành Phong (Khoa Cơ Khí
tự động và Robot Trường Đại học Kỹ
thuật công nghệ TP.HCM), tác giả của sản
phẩm này, cà phê là một trong những mặt
hàng nông sản xuất khẩu chủ lực của Việt
Nam. Hiện cả nước có trên 390.000ha cà
phê, đạt sản lượng gần 700.000 tấn/ năm.
Tuy nhiên cho tới nay vẫn chưa có một loại máy móc nào hỗ trợ cho việc
hái cà phê. Việc thu hoạch cà phê tươi ở trên cây hoàn toàn nhờ trực tiếp
vào bàn tay con người; quá trình hái mất thời gian do phải di chuyển vị trí
nhiều, khó khăn khi hái ở những cành ở cao và xa, ảnh hưởng đến năng
suất và hiệu quả thu hoạch.

Khi cà phê đến mùa chính rộ, người hái cà phê thường sử dụng phương
pháp thu hoạch thủ công là đeo bao tay, một tay cầm thân cành, một tay vừa
chuốt vừa xoay các chùm cà phê để cho tất cả trái cà phê tách ra khỏi cành
và rơi xuống bạt được trải sẵn dưới đất, cứ thế kéo bạt từ góc này sang
góc khác theo từng hàng... Chưa kể đến việc khi trèo cây hái ở các cành trên
cao và xa có thể gây gãy cành hoặc chồi, không an toàn cho người hái.
Ngoài ra, đa phần công nhân thu hái cà phê là nữ, nên việc bảo vệ đôi tay
cũng là một vấn đề đáng lưu tâm.

Võ Thành Phong, khoa Cơ khí Tự động và Robot trường ĐH Kỹ thuật Công
nghệ TP.HCM đã thiết kế thành công máy hỗ trợ hái cà phê. Sản phẩm ra đời
đã giải quyết được bài toán thay thế lao động thủ công trong thu hoạch, đồng
thời giúp tăng cao năng suất.
Nhẹ và đơn giản
Võ Thành Phong cho biết, cho tới nay, Việt Nam vẫn chưa có một loại máy móc nào
hỗ trợ việc hái cà phê.
Việc thu hoạch cà phê tươi trên cây cà phê hoàn toàn là nhờ trực tiếp vào bàn tay con
người. Cách này cho năng suất thấp và đôi khi gây nguy hiểm cho người hái ở những
cành cao và xa. Từ thực tế đó, Võ Thành Phong đã nảy ra ý tưởng chế tạo một loại
máy hỗ trợ việc hái cà phê.
Ngoài ra còn rất nhiều những ứng dụng khác nữa như : máy cày đất , trục đất ,
máy hái bắp …phục vụ cho hoạt động nông nghiệp , trong đời sống của mọi người
( xe may, xe hơi…).

CHƯƠNG 3 : BÀI TOÁN
Cho cơ cấu tay quay con trượt như hình
vẽ. Hãy vẽ lược đồ cơ cấu , tính vận tốc
và gia tốc tại B . Cho
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản