một số câu hỏi về nguyên lý máy

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

0
168
lượt xem
74
download

một số câu hỏi về nguyên lý máy

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

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...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: một số câu hỏi về nguyên lý máy

  1. C©u1: Nªu vµ ®Þnh nghÜa bËc tù do t-¬ng ®èi gi÷a 2 kh©u,kh¸i niÖm vÒ nèi ®éng vµ rµng buéc? Tr¶ lêi: +) Nªu vµ ®Þnh nghÜa bËc tù do t-¬ng ®èi gi÷a hai kh©u: XÐt chuyÓn ®éng cña vËt B so víi vËt A trong kh«ng gian th× gi÷a chóng sÏ cã 6 kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng lµ:Tx,Qx,Ty,Qy,Tz,Qz gäi lµ 6 bËc tù do t-¬ng ®èi. Cßn nÕu 2 vËt Avµ B cïng ®Ó trong mÆt ph¼ng th× chóng cã 3 kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng so víi nhau lµ Tx,Ty,Qz vµ gäi lµ 3 bËc tù do t-¬ng ®èi. VËy bËc tù do t-¬ng ®èi gi÷a 2 kh©u lµ sè kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng t-¬ng ®èi gi÷a hai kh©u víi nhau. +) Nèi ®éng lµ viÖc h¹n chÕ bít sè bËc tù do t-¬ng ®èi gi÷a c¸c kh©u b»ng c¸ch b¾t chóng ph¶i tiÕp xóc víi nhau theo mét quy c¸ch nhÊt ®Þnh. Rµng buéc hay sè r¹ng buéc lµ sè bËc tù do gi÷a c¸c kh©u bÞ h¹n chÕ khi ta nèi chóng b»ng c¸c khíp ®éng. C©u 2: ThÕ nµo lµ bËc tù do cña c¬ cÊu ph¼ng? LËp c«ng thøc tÝnh bËc tù do cña c¬ cÊu ph¼ng(tr-êng hîp ®¬n gi¶n) ? Tr¶ lêi: +) BËc tù do cña c¬ cÊu ph¼ng lµ sè th«ng sè cÇn thiÕt ®Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ c¬ cÊu . +) LËp c«ng thøc tÝnh bËc tù do c¬ cÊu ph¼ng:Ta thÊy r»ng sè bËc tù do c¬ cÊu phô thuéc vµo sè kh©u vµ sè khíp.Do vËy nÕu gäi sè bËc tù do c¬ cÊu lµ W vµ sè bËc tù do t-¬ng ®èi tæng céng cña c¸c kh©u ®Ó rêi ®èi víi gi¸ lµ Wo Gäi R lµ tæng sè rµng buéc c¸c khíp ®éng th×: W = Wo - R (1) GØa sö c¬ cÊu cã n kh©u ®éng: Wo = 3n. NÕu gäi sè khíp lo¹i 5 cã trong c¬ cÊu lµ P5 th× sè dµng buéc do khíp lo¹i 5 g©y ra lµ 2P5. 1
  2. NÕu gäi sè khíp lo¹i 4 cã trong c¬ cÊu lµ P4 th× sè dµng buéc do khíp lo¹i 4 g©y ra lµ P4. VËy: R = 2p5 + p4 thay Wo vµ R vµo (1) ta cã: W = 3n + ( 2p5 + p4 ) (2) Gäi p5 lµ khíp thÊp t vµ p4 lµ khíp cao c: W =3n - ( 2t +c ) (2’) (2) ®-îc goi lµ c«ng thøc tÝnh bËc tù do cña c¬ cÊu C©u 3: Em hiÓu thÕ nµo lµ rµng buéc thõa,bËc tù do thõa? Trong tr-êng hîp c¬ cÊu cã rµng buéc thõa vµ bËc tù do thõa th× c«ng thøc tÝnh bËc tù do thay ®æi nh- thÕ nµo? Tr¶ lêi: +)Rµng buéc thõa lµ rµng buéc ng-êi ta ®-a vµo c¬ cÊu ®Ó lµm t¨ng ®é ®øng v÷ng mµ kh«ng ¶nh h-ëng t¬Ý chuyÓn ®éng c¬ cÊu. +) BËc tù do thõa lµ bËc tù do trong c¬ cÊu nh-ng nã kh«ng cã ý nghÜa ®èi víi vÞ trÝ c¸c kh©u ®éng trong c¬ cÊu hay nã kh«ng cã ý nghÜa ®èi víi cÊu h×nh c¬ cÊu. +) C¬ cÊu cã rµng buéc thõa: nÕu gäi sè rµng buéc thõa trong c¬ cÊu lµ Rt th× c«ng thøc tæng qu¸t ®Ó tÝnh bËc tù do cña c¬ cÊu lµ: W = 3n - ( 2p5 + p4) + Rt (ta thªm vµo Rt ®Ó ®¶m b¶o ®óng sè bËc tù do c¬ cÊu) +) C¬ cÊu cã bËc tù do thõa: nÕu gäi sè bËc t- do thõa trong c¬ cÊu lµ S th× c«ng thøc ®Ó tæng qu¸t ®Ó tÝnh bËc tù do c¬ cÊu lµ: W = 3n - ( 2p5 + p4) + Rt – S C©u 4: Tr×nh bµy nguyªn t¾c xÕp lo¹i c¬ cÊu ph¼ng ( XÕp lo¹i nhãm, c¬ cÊu): * Môc ®Ých: XÕp h¹ng c¬ cÊu lµ ®Ó cã thÓ nghiªn cøu cã hÖ thèng c¸c vÊn ®Ò vÒ ®éng häc vµ ®éng lùc häc. Cã thÓ tuú theo ®Æc ®iÓm cÊu t¹o mµ cã thÓ xÕp c¬ cÊu thµnh nh÷ng h¹ng kh¸c nhau: nh÷ng c¬ cÊu trong cïng mét h¹ng cã cïng nh÷ng ®Æc ®iÓm cÊu t¹o. V× c¸c tÝnh chÊt ®éng häc vµ ®éng lùc häc phô thuèc vµo ®iÒu kiÖn cÊu t¹o, do ®ã víi tÊt c¶ c¸c c¬ cÊu trong mçi h¹ng cã thÓ ®Þnh mét ph-¬ng ph¸p nghiªn cøu thèng nhÊt vÒ ®éng häc vµ ®éng lùc häc. * Nguyªn t¾c xÕp lo¹i c¬ cÊu ph¼ng: ViÖc xÕp lo¹i c¬ cÊu ph¼ng hoµn toµn dùa trªn viÖc xÕp lo¹i nhãm: - NÕu c¬ cÊu chØ cã mét nhãm tÜnh ®Þnh, lo¹i cña c¬ cÊu lµ lo¹i nhãm. - NÕu c¬ cÊu cã nhiÒu nhãm tÜnh ®Þnh th× lo¹i cña c¬ cÊu b»ng lo¹i nhãm cao nhÊt Cô thÓ: C¬ cÊu lo¹i 1 lµ c¬ cÊu chØ gåm kh©u dÉn nèi víi gi¸. * Nguyªn lý t¹o thµnh c¬ cÊu nhãm Atxua: Mçi c¬ cÊu gåm 1 hoÆc nhiÒu kh©u dÉn nèi víi gi¸ vµ sè nhãm cã bËc tù do =0 W = W + 0 + 0 + 0 + ... + 0 Ta xÐt sù kh¸c nhau gi÷a c¸c c¬ cÊu nghÜa lµ xÐt sù kh¸c nhau cña c¸c nhãm cã W = 0 (Nh÷ng nhãm nµy ®-îc gäi lµ nhãm Atxua) - Theo Atxua nh÷ng nhãm nµy lµ tèi gi¶n, kh«ng ®-îc t¸ch thµnh nh÷g nhãm ®¬n gi¶n h¬n. - Nhãm ph¶i tÜnh ®Þnh, khi cè ®Þnh c¸c khíp chê nã trë thµnh mét giµn tÜnh ®Þnh. C©u 5: Nªu nguyªn t¾c thay thÕ khíp cao b»ng khíp thÊp? Cho vÝ dô: * Nguyªn t¾c thay thÕ khíp cao b»ng khíp thÊp: 2
  3. Trong c¬ cÊu ph¼ng nÕu c¬ cÊu cã khíp cao th× ta cã thÓ thay thÕ khíp cao b»ng khíp thÊp vµ chuyÓn c¬ cÊu sang c¬ cÊu toµn khíp thÊp ®Ó xÕp lo¹i. ViÖc thay thÕ ph¶i ®¶m b¶o quy luËt chuyÓn ®éng cña kh©u dÉn, kh©u bÞ dÉn kh«ng ®æi ®ång thêi bËc tù do kh«ng ®æi. C¸c b-íc thay thÕ: - X¸c ®Þnh t©m cong cña 2 thµnh phÇn khíp cao - ®Æt hai chèt t¹i hai t©m cong - Nèi hai khíp vµo 1 kh©u. * VÝ dô: XÐt vÝ dô h×nh bªn. §©y lµ c¬ cÊu cã khíp cao cÊp gåm hai ®Üa trßn mµ trôc quay kh«ng trïng víi t©m. Khi cho ®Üa 1 quay, ®Üa 2 còng quay theo víi mét quy luËt nµo ®ã. Cã thÓ thÊy r»ng trong chuyÓn ®éng trªn, hai t©m A, B cña hai ®Üa trßn lu«n c¸ch nhau mét kho¶ng cè ®Þnh l = r1 + r2 vµ ®-êng AB lµ ph¸p tuyÕn chung cña hai thµnh phÇn khíp cao cÊp t¹i chç tiÕp xóc. Nh- vËy nÕu t¹i A, B ®Æt hai chèt b¶n lÒ råi dïng mét thanh cã 3 chiÒu dµi b»ng l = r1 + r2 l¾p hai ®Çu vµo hai chèt b¶n lÒ nµy th× c¬ cÊu vÉn chuyÓn ®éng nh- cò ®-îc, kh«ng bÞ rµng buéc g× c¶. Theo quan ®iÓm ®· nªu trong phÇn bËc tù do cña c¬ cÊu th× kh©u 3 vµ hai khíp A, B t¹o nªn mét rµng buéc thõa, hoÆc nÕu ta xÐt c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ gåm c¸c kh©u ®éng 1, 2, 3 th× khíp cao cÊp C ë gi÷a kh©u 1, 2 còng t¹o nªn mét rµng buéc thõa. V× lµ rµng buéc thõa nªn ta cã thÕ ph¸ khíp cao cÊp C ®i mµ chuyÓn ®éng cña kh©u 2 vÉn kh«ng ®oái khi gi÷ nguyªn chuyÓn ®éng cña kh©u 1. Nãi c¸ch kh¸c chuyÓn ®éng cña kh©u 2 trong c¬ cÊu bèn kh©u b¶n lÒ O1ABO2 hoµn toµn gièng nhau nªn kh©u 1 cña chóng cã cïng mét quy luËt chuyÓn ®éng. Nh- vËy c¬ cÊu bèn kh©u b¶n lÒ toµn khíp s¬ cÊp O1ABO2 cã thÓ dïng ®Ó thay thÕ cho c¬ cÊu cã khíp cao cÊp gåm hai ®Üa trßn O1CO2 Ta cã thÓ thÊy: - VÒ bËc tù do cña c¬ cÊu, ta ®· thay khíp cao cÊp vèn cã mét rµng buéc b»ng nhãm gåm mét kh©u hai khíp s¬ cÊp cã sè bËc tù do b»ng: W = 3n – 2p5 = 31 - 22 = -1 Tøc lµ còng cã sè rµng buéc b»ng mét (bËc tù do ©m lµ rµng buéc). - VÒ quy luËt chuyÓn ®éng, ta ®Æt c¸c khíp b¶n lÒ t¹i t©m c¸c vßng trßn, tøc lµ t©m cong cña c¸c thµnh phÇn khíp cao cÊp, do ®ã ®¶m b¶o vËn tèc, gia tèc kh«ng ®æi. Tãm l¹i, nguyªn t¾c thay thÕ lµ dïng mét kh©u hai khíp b¶n lÒ ®Æt c¸c b¶n lÒ t¹i c¸c t©m cong cña c¸c thµnh phÇn khíp cao cÊp. C©u 6: §Þnh nghÜa c¬ cÊu toµn khíp thÊp, nªu -u nh-îc ®iÓm cña chóng so víi c¬ cÊu cã khíp cao? * §Þnh nghÜa: Nh÷ng c¬ cÊu ph¼ng trong ®ã c¸c khíp ®éng nèi c¸c kh©u lµ khíp thÊp, gäi lµ c¬ cÊu ph¼ng toµn khíp thÊp (c¬ cÊu ph¼ng th-êng dïng lµ c¬ cÊu lo¹i 2) * -u nh-îc ®iÓm so víi c¬ cÊu cã khíp cao 3
  4. - V× c¸c khíp ®éng nèi c¸c kh©u lµ khíp thÊp nªn cã kh¶ n¨ng truyÒn lùc lín (diÖn tÝch tiÕp xóc bÒ mÆt lín, l©u mßn). ChÝnh v× vËy c¬ cÊu toµn khíp thÊp th-êng ®-îc dïng lµm c¬ cÊu truyÒn lùc - KÕt cÊu ®¬n gi¶n, dÔ chÕ t¹o nªn gi¸ thµnh h¹ - Cã thÓ thùc hiÖn ®-îc quy luËt chuyÓn ®éng bÊt kú cña kh©u bÞ dÉn nh-ng ph¶i dïng nhiÒu kh©u. Do vËy sai sè tÝch luü do chÕ t¹o, l¾p r¸p lín. C©u 7: X¸c ®Þnh tû sè truyÒn cña c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ ph¼ng (§Þnh lý Kenn¬dy Vµ Vilit) * Tû sè truyÒn lµ tûlÖ gi÷a c¸c vËn tèc gãc cña c¸c kh©u - XÐt c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ (h×nh vÏ).Gi¶ sö kh©u dÉn 1 (AB)quay víi vËn tèc gãc 1 kh©u bÞ dÉn 3(CD) quay víi vËn tèc gãc 3 .Ta cã tû sè gi÷a kh©u 1 vµ kh©u 3 lµ : i13 = 1/3 - §Ó t×m tû sè truyÒn i13 dïng ph-¬ng ph¸p ho¹ ®å vÐc t¬ còng cã thÓ t×m ®-îc song mçi bµi to¸n chØ cho gi¸ trÞ tû sè truyÒn ë mét vÞ trÝ, kh«ng tæng qu¸t, tèn thêi gian. Ng-êi ta ®· dïng ph-¬ng ph¸p t©m quay tøc thêi ®Ó t×m nhanh gi¸ trÞ cña tû sè truyÒn. * §Þnh lý Kenn¬®y - Gi¶ sö ng-êi kh¶o s¸t ®øng trªn kh©u 1 ®Ó xÐt chuyÓn ®éng t-¬ng ®èi cña kh©u 3 th× c¶ kh©u 1 vµ kh©u 3 ®Òu quay t-¬ng ®èi quanh t©m vËn tèc tøc thêi P13 - Trong c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ t©m quay tøc thêi cña hai kh©u quay lµ giao cña kh©u 2 vµ kh©u nèi gi¸, t©m quay tøc thêi cña 2 kh©u nèi gi¸ lµ 2 kh©u cßn l¹i. * §Þnh lý Vilit. -Do tÝnh chÊtcña t©m quay tøc thêi ta cã: Vp1 =Vp3 Vp1 =1.PO Vp3 =3.PD Suy ra : 1.PO = 3.PD  i13 = 1/3 = PD/PO Trong ®ã O vµ D cè ®Þnh, P thay ®æi phô thuéc vµo vÞ trÝ kh©u 2. Trong c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ,®-êng thanh truyÒn chia ®-êng gi¸ thµnh 2 ®o¹n tû lÖ nghÞch víi vËn tèc gãc cña 2 kh©u cßn l¹i: i13 =1/3 =PD/PO C©u 8: Tr×nh bµy ®Æc ®iÓm cña c¬ cÊu tay quay con tr-ît. §Æc ®iªm ®éng häc cña c¬ cÊu tay quay con tr-ît gåm c¸c ®Æc ®iÓm sau: 1. §Æc ®iÓm truyÒn ®éng a- §/N : Lµ c¬ cÊu dïng ®Ó biÕn chuyÓn ®éng quay liªn tôc cña kh©u dÉn thµnh chuyÓn ®«ng tÞnh tiÕn cña kh©u bÞ dÉn b- Tû sè truyÒn. X¸c ®Þnh t©m quay tøc thêi cña kh©u 1,3 P(1,3) cã Vp1 = Vp3  1.PO =Vp3  i13 = 1/Vp3 = 1/PO MÆc dï kh©u 1 quay ®Òu víi 1=const, o nh-ng kh©u 3 tÞnh tiÕn kh«ng ®Òu bëi v× 4
  5. khi kh©u 1 quay ®Òu víi 1 = const th× sÏ cã nh÷ng vÞ trÝ kh©u 1 vµ kh©u 2 cïng gi÷ th¼ng hoÆc kh©u 1 vµ kh©u 2 chËp nhau P  O do ®ã 3 = 0 ,kh©u 3 lóc ®ã sÏ ë vÞ trÝ tËn cïng bªn ph¶i hay tËn cïng bªn tr¸i (v× tíi ®©y nã dõng l¹i ) c- §Æc ®iÓm cña chuyÓn ®éng: Trong 1 vßng quay øng víi hai vÞ trÝ ®Æc biÖt cña con tr-ît : -Thanh truyÒn vµ tay quay gi÷ th¼ng OA1B1 vµ OA2B2, B1B2 = H gäi lµ hµnh tr×nh con tr-ît -HÖ sè µm viÖc: K = lv/ck =180 /180   hÖ sè vÏ nhanh c¬ cÊu 1. §iÒu kiÖn quay toµn vßng Cã: A1 quÜ tÝch (0,l1) A2 mÆt ph¼ng  (x1x1,x2x2) Muèn A1 quay toµn vßng th×  ph¶i n»m gän trong  . VËy ®iªu kiÖn quay toµn vßng lµ : l1 < l2 - e khi e = 0 th× l1 < l2 C©u 9: Tr×nh bµy ®Æc ®iÓm cña c¬ cÊu CulÝt Tr¶ lêi: 1. §Æc ®iÓm truyÒn ®éng a. §/N: Lµ c¬ cÊu dïng ®Ó biÕn chuyÓn ®éng quay liªn tôc cña kh©u bÞ dÉn thµnh chuyÓn ®éng quay , l¾c hoÆc quay ®Òu cña thanh CulÝt b. Tû sè truyÒn: X¸c ®Þnh t©m vËn tèc tøc thêi P(1,3) t©m quay tøc thêi Vp1 = Vp2  1.PO1 = 3.PB  i13 = 1/3 =PB/PO1 Khi l1 < l0  i13 = 1/3 = PB/PO1  cont mµ 1 = con t ,nªn 3  cont  1 > 3 Khi l1 = l0  i13 = 1/3 =PB/PO1 =2  1 = 23 =u l1 > l0  i13 = 1/3 =PB/PO1  const Tøc lµ c¶ kh©u 1,3 ®Òu quay toµn vßng 2. §iÒu kiÖn quay toµn vßng Nh- trªn ta thÊy: l1< l0 th× kh©u 1 quay toµn vßng, kh©u 3 quay l¾c l1= l0 th× c¶ 2kh©u ®Òu quay toµn vßng l1> l0 th× c¶ 2kh©u ®Òu quay toµn vßng 3. HÖ sè n¨ng suÊt : K = lv/ck = 1800 +  /1800 -  C©u 10: Em hiÓu thÕ nµo lµ ®iÒu kiÖn quay toµn vßng ®éng häc cña kh©u nèi gi¸? Nªu mét vÝ dô cho c¬ cÊu bèn kh©u b¶n lÒ ph¼ng ? Tr¶ lêi: +) §iÒu kiÖn quay toµn vßng ®éng häc cña kh©u nèi gi¸: mét kh©u èi gi¸ ®îc coi lµ quay toµn vßng khi nã cãthÓ quay quanh gi¸ mét sè vßng quay tuú ý theo mét chiÒu quay tuú chän. +)Cho c¬ cÊu bèn kh©u b¶n lÒ OABC cã OA = l1 ,AB = l2,BC = l3.H·y xÐt quü ®¹o quay toµn vßng ®éng häc cña kh©u OA. (h.3) Th¸o khíp A:khi ®ã quü ®¹o ®iÓm A1 lµ ®êng trßn t©m O b¸n kÝnh OA =l1. Quü ®¹o ®iÓm A2 lµ h×nh vµnh kh¨n víi: Rngoµi = l2 + l3 Rtrong = / l2 – l3 / V× A1 lu«n nèi víi A2 do ®ã ®Ó A1 quay toµn vßng th×    .NghÜa lµ quü tÝch A1 ph¶i n»m gän trong miÒn víi cña thanh truyÒn kÒ nã. 5
  6. VËy : l1 + l2 < l0 + l3 (1) / l1 – l0 / > /l3 – l2/ . §©y chÝnh lµ ®iÒukiÖn quay toµn väng ®éng häc cña kh©u dÉn OA.Tøc lµ víi ®iÒu liÖn nµy th× kh©u dÉn OA sÏ cã thÓ quay quanh gi¸ mét sè vßng tuú ý vµ theo mét chiÒu quay tuú chän. (nh-ng ë ®©y lµ ch-a kÓ ®Õn ¶nh hëng hay t¸c dông cña c¸c lùc nh- lùc ma s¸t,lùc qu¸n tÝnh,... C©u 11: §Þnh nghÜa vµ ph©n lo¹i c¬ cÊu cam ?Nªu c¸c th«ng sè h×nh häc vµ ®éng häc cña c¬ cÊu cam ? Tr¶ lêi: f d a b +)C¬ cÊu cam lµ c¬ cÊu cã khíp cao ,dïng ®Ó t¹o nªn chuyÓn ®éng qua l¹i theo quy luËt cho kh©u dÉn cña c¬ cÊu nµy gäi lµ cÇn,cßn kh©u dÉn gäi lµ cam. C¬ cÊu cam ph¼ng lµ c¬ cÊu cam trong ®ã cam vµ cÇn chuyÓn ®éng trong cïng m«t mÆt ph¼ng hay trong ng÷ng mÆt ph¼ng song song víi nhau. (Trong c¬ cÊu cam ,cam vµ cÇn ®îc nèi víi gi¸ b»ng khíp thÊp vµ ®îc nèi víi nhau b»ng khíp cao.Khíp nèi gi¸ cña cam lµ khíp quay.T©m cña khíp quay nµy gäi lµ t©m cam.Còng cã trêng hîp cam ®îc nèi víi gi¸ b»ng khíp trît.Khi cÇn ®îc nèi víi gi¸ b»ng khíp trît ta cã c¬ cÊu cam cÇn ®Èy,cån khi nèi víi gi¸ b»ng khíp quay ta cã c¬ cÊu cam cÇn l¾c) +)Ph©n lo¹i:c¬ cÊu cam ®îc chia thµnh 2 lo¹i lµ c¬ cÊu cam ph¼ng vµ c¬ cÊu cam kh«ng gian. a)C¬ cÊu cam ph¼ng: (h.4) -)Dùa vµo lo¹i cam: - Cam chuyÓn ®éng quay 6
  7. - Cam chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn -)Dùa vµo d¹ng cña cÇn: - CÇn b»ng - CÇn låi - CÇn nhän - CÇn ®¸y con l¨n -)Dùa vµo d¹ng chuyÓn ®éng: - tÞnh tiÕn - quay l¾c b)C¬ cÊu cam kh«ng gian:lµ c¬ cÊu mµ cam vµ cÇn chuyÓn ®éng kh«ng cïng trong mÆt ph¼ng.Gåm:- Cam trô - Cam nãn - Cam thïng +)C¸c th«ng sè h×nh häc vµ ®éng häc cña c¬ cÊu cam bao gåm: - C¸c gãc c«ng nghÖ:gãc c«ng nghÖ ®i xa ,gãc c«ng nghÖ ®øng ë xa ,gãc c«ng nghÖ vÒ gÇn , gãc c«ng nghÖ ®øng ë gÇn vµ lÇn lît ký hiÖu lµ:r®i,rxa,rvÒ,rgÇn. - C¸c gãc quay cña cam øng víi c¸c giai ®o¹n chuyÓn ®éng kh¸c nhau cña cÇn ®îc gäi lµ c¸c gãc ®Þnh kú.Cã bèn gãc ®Þnh kú lµ :gãc ®Þnh kú ®i xa ,gãc ®Þnh kú ®øng ë xa ,gãc ®Þnh kú vÒ gÇn ,gãc ®Þnh kú ®øng ë gÇn .C¸c gãc ®Þnh kú nµy lÇn lît ®îc ký hiÖu lµ: fa1, fa2, fa3, fa4 . C¸c gãc ®Þnh kú ®øng ë xa vµ ®øng ë gÇn còng nh c¸c gãc c«ng nghÖ ®øng ë xa vµ ®øng ë gÇn cã thÓ cã gi¸ trÞ b»ng kh«ng nhng c¸c gãc ®Þnh kú ®i xa ,vÒ gÇn vµ c¸c gãc c«ng nghÖ ®i xa ,vÒ gÇn nhÊt thiÕt ph¶i kh¸c kh«ng: fa1  0, fa3  0, r®i  0, rvÒ  0 Gãc ®Þnh kú vµ gãc c«ng nghÖ lµ hai kh¸i niÖm kh¸c nhau :Gãc c«ng nghÖ lµ mét th«ng sè h×nh häc cña cam cßn gãc ®Þnh kú lµ mét th«ng sè ®éng häc cña c¬ cÊu cam.Ta lu«n cã : fa2 = rxa ; fa4 = rgÇn nhng nãi chung : fa1  r®i ; fa3  rvÒ - Kho¶ng c¸ch gi÷a t©m cam vµ cÇn vµ ph¬ng cña cÇn ®Èy ®îc gäi lµ t©m sai .Khi t©m sai b»ng kh«ng ( = 0) ta cã c¬ cÊu cam cÇn ®Èy chÝnh t©m ,cßn khi t©m sai kh¸c kh«ng (  0) ta cã c¬ cÊu cam cÇn ®Èy lÖch t©m. - Gãc ¸p lùc lµ gãc hîp bëi ph¬ng ¸p lùc tõ cam chuyÓn sang cÇn vµ vËn tèc cña ®iÓm theo cÇn. C©u 12: Nªu nguyªn t¾c x¸c ®Þnh ®êng cong biªn d¹ng cam theo ph¬ng ph¸p ®æi gi¸?Biªn d¹ng cam phô thuéc c¸c th«ng sè nµo? Tr¶ lêi: Nguyªn t¾c x¸c ®Þnh ®-êng cong biªn d¹ng cam theo ph¬ng ph¸p ®æi gi¸: C©u 13: §Þnh nghÜa gãc ¸p lùc cña c¬ cÊu CAM vµ ¶nh h-ëng cña gãc ¸p lùc tíi truyÒn ®éng vµ kÝch th-íc cña c¬ cÊu? * §Þnh nghÜa gãc ¸p lùc: 7
  8. Gi¶ sö ta cã c¬ cÊu CAM cÇn l¾c ®¸y nhän ®ang lµm viÖc ë giai ®o¹n ®i xa T¹i B x¸c ®Þnh ¸p lùc tõ CAM truyÒn sang cÇn lµ N, vÏ vËn tèc VB2   ( N ,VB 2 ) gäi lµ gãc ¸p lùc §N: Gãc ¸p lùc lµ gãc hîp bëi ph-¬ng cña ¸p lùc truyÒn sang cÇn vµ vËn tèc cña ®iÓm theo cÇn. * ¶nh h-ëng cña gãc ¸p lùc tíi truyÒn ®éng cña c¬ cÊu CAM: Ta cã W= P.VB2 (C«ng suÊt)  W = p.VB2Cos( + φ) φ: Gãc ma s¸t (φ = const). => Khi  cµng nhá th× ¸p lùc nhá => W t¨ng. Khi  lín ( + φ = 90 ) => W = 0 o Gi¶ sö trªn cÇn 2 chÞu t¸c dông cña t¶i träng lµ m«men c¶n MC, chiÒu dµi cÇn lµ lC, bá qua ma s¸t ë khíp C. XÐt c©n b»ng cÇn 2: (P, MC, RC)  0 Zmc(Fk) = P.lC.Cos( + φ) - MC = 0 => P = MC/(lC.cos(+φ)) MC = const; lC = const; φ = const => P phô thuéc vµo . NÕu  gi¶m dÉn ®Õn P gi¶m, lùc ®Èy tõ CAM sang cÇn ngµy cµng nhá nªn c¬ cÊu dÔ truyÒn ®éng. Do vËy vÒ mÆt thiÕt kÕ ng-êi ta mong muèn  ngµy cµng nhá cµng tèt * ¶nh h-ëng cña gãc ¸p lùc ®Õn kÝch th-íc cña c¬ cÊu CAM: VÏ ho¹ ®å vËn tèc cña c¬ cÊu CAM. VB2 = VB1 + VB2/B1 P = MC/(lC.cos( + φ)) (1) Tõ B kÎ BN vu«ng gãc víi VB2/B1 kÐo dµi XÐt sù phô thuéc cña R vµo : Tam gi¸c vu«ng AHB  Tam gi¸c vu«ng BNVB1 => AH/AB = BN/BVB1 (R.cos)/R = (VB2.cos)/VB1 = (lC...(d/dφ).cos)/(1.R) R = (lC.(d/dφ).cos)/cos (2) VËy khi  gi¶m dÉn ®Õn R t¨ng nªn kÝch th-íc CAM lín, vÒ mÆt thiÕt kÕ th× R ph¶i nhá Tõ (1) vµ (2) tÝnh ®-îc gãc ¸p lùc cho phÐp dÔ truyÒn ®éng, kÝch th-íc nhá C©u 14: T¹i sao ph¶i b¶o toµn khíp cao? Nªu c¸c biÖn ph¸p b¶o toµn khíp cao? * T¹i sao ph¶i b¶o toµn khíp cao? 8
  9. - Khi muèn thùc hiÖn mét chuyÓn ®éng phøc t¹p nµo ®ã cña kh©u bÞ dÉn, nÕu dïng c¬ cÊu toµn khíp thÊp th× ph¶i dïng nhiÒu kh©u nªn sai sè lín. Do vËy ®Ó ®¶m b¶o yªu cÇu kü thuËt ng-êi ta ph¶i b¶o toµn khíp cao. - C¬ cÊu cã khíp cao cã thÓ biÕn chuyÓn ®éng quay liªn tôc cña kh©u dÉn thµnh chuyÓn ®éng theo mét quy luËt bÊt kú nµo ®ã cña kh©u bÞ dÉn nÕu nh- biªn d¹ng CAM ®-îc chän mét c¸ch thÝch hîp. - Cã n¨ng suÊt cao nÕu quy luËt chuyÓn ®éng cña cÇn ®-îc chän mét c¸ch thÝch hîp. * C¸c biÖn ph¸p b¶o toµn khíp cao: Trong c¬ cÊu cam khi khèi l-îng cña cÇn kh«ng ®ñ lín ®Ó Ðp cÇn lu«n tiÕp xóc víi mÆt cam ng-êi ta ph¶i dïng mét lß xo cã ®é cøng võa ®ñ ®Ó sinh ra lùc ®µn håi Ðp cÇn lu«n tiÕp xóc víi mÆt cam. Ph-¬ng ph¸p ®ã gäi lµ biÖn ph¸p b¶o toµn khíp cao. C©u 15: Ph¸t biÓu vµ chøng minh ®Þnh lý ¨n khíp? * Ph¸t biÓu: (Wilis – 1837): Muèn tû truyÒn kh«ng ®æi , O1 ph¸p tuyÕn chung cña cÆp biªn d¹ng ®èi tiÕp ph¶i c¾t ®-êng nèi VK2 t©m t¹i mét ®iÓm cè ®Þnh. K K1 K 2 * Chøng minh: VK1 b1 XÐt mét ®iÓm trªn ®-êng b2 P tiÕp xóc gi÷a hai cÆp b¸nh r¨ng ¨n khíp (h×nh vÏ) XÐt cÆp biªn d¹ng (b1, b2) ®ang ¨n khíp t¹i k O2 - Gäi nn lµ ph¸p tuyÕn chung - Gäi k lµ ®iÓm tiÕp xóc cña 2 thanh ( K1  K2  K). B¸nh 1 tú liªn tôc lªn b¸nh 2 - §Ó b1 ®Èy b2 liªn tôc trªn ®-êng ph¸p tuyÕn chung nn nghÜa lµ k1k2 = 0 NghÜa lµ vËn tèc cña chóng theo ph-¬ng ph¸p tuyÕn chung lµ nh- nhau Vk1n = vk2n (1)  Vk1cos1 = Vk2cos2  1.O1K.cos1 = 2.O2Kcos2  1.O1N1 = 2.O2N2  1/2 = O2N2/O1N1 => i12 = 1/2 = O2N2/O1N1 = O2P/O1P (2) V× O1O2 cè ®Þnh => muèn i12 = 1/2 = const => P lµ ®iÓm cè ®Þnh (®pcm). C©u 16: §Þnh nghÜa, viÕt ph-¬ng tr×nh ®-êng th©n khai cña vßng trßn ? Chøng minh biªn d¹ng r¨ng th©n khai tho¶ m·n ®Þnh lý ¨n khíp. Tr¶ lêi: a. §Þnh nghÜa: Khi cho 1 ®-êng th¼ng l¨n kh«ng tr-ît trªn ®-êng trßn , quü ®¹o cña ®iÓm K nµo ®ã trªn ®-êng th¼ng gäi lµ ®-êng th©n khai cña nã. b. YÝnh chÊt: Tõ sù h×nh thµnh ®-êng th©n khai ta suy ra: -§-êng th©n khai kh«ng cã ®iÓm nµo n»m trong vßng co së . -Ph¸p tuyÕn cña ®-êng th©n khai lµ tiÕp tyÕn cña vßng c¬ së vµ ng-îc l¹i. nn(th©n khai)  tt( r0) 9
  10. T©m cong N t¹i ®iÓm K cña ®-êng th©n khai n»m trªn vßng trßn c¬ së vµ b¸n kÝnh cong NK = NM -C¸c ®-êng th©n khai cïng 1 vßng trßn c¸ch ®Òu nhau cã thÓ chång khÝt nhau -Kho¶ng c¸ch gi÷a chóng b»ng ®é dµi cung gi÷a gèc cña chóng c. Ph-¬ng tr×nh ®-êng th©n khai §Ó biÓu diÔn ph-¬ng tr×nh ®-êng th©n khai, ng-êi ta th-êng dïng mét hÖ ph-¬ng tr×nh tham sè trong hÖ täa ®é cùc . rx  OK Gi¶ sö cã mét ®iÓm K trªn ®-êng th©n khai x  MiOK    Ta cã: rx = r0/cos  x  NOM1-  x x  NMi / r 0 -  x x  NK/r0 -  x = tg  x-  x. rx  ro / cos  Suy ra ph-¬ng tr×nh cña ®-êng th©n khai lµ: x  tgx  x  inve (Hµm th©n    khai) r0: b¸n kÝnh vßng c¬ së a. Chøng minh biªn d¹ng r¨ng th©n khai tho¶ m·n ®Þnh lý ¨n khíp. LÊy 2 b¸nh r¨ng cã c¹nh r¨ng lµ ®-êng th©n khai vµ cho 2 c¹nh r¨ng tiÕp xóc víi nhau t¹i 1 ®iÓm bÊt kú M. Qua ®iÓm tiÕp xóc , cã thÓ kÎ ®-êng ph¸p tuyÕn chung cho 2 c¹nh r¨ng. Do tÝnh chÊt cña ®-êng th©n khai ph¸p tuÕn chung võa vÏ còng lµ tiÕp tuyÕn chung cña vßng c¬ së 1 vµ vßng c¬ së 2, v× c¸c vßng c¬ së cã t©m, b¸n kÝnh cè ®Þnh, nªn tiÕp tuyÕn chung cña chóng cã 1 vÞ trÝ cè ®Þnh, vµ c¾t ®-êng nèi hai t©m ë ®iÓm P cè ®Þnh: b1, b2 ®ang ¨n khíp trong N1N2 ta chøng minh nn c¾t O1O2 t¹i P Nh- vËy ®-êng ph¸p tuyÕn chung cho 2 c¹nh r¨ngth©n khai, t¹i bÊt kú vÞ trÝ tiÕp xóc nµo ®Òu ch¹y qua mét ®iÓm cè ®Þnh trªn ®-êng nèi hai t©m. Biªn d¹ng r¨ng th©n khai do ®ã phï hîp víi ®Þnh lý c¬ b¶n vÒ ¨n khíp C©u 17: ThÕ nµo lµ ®iÒu kiÖn ¨n khíp ®Òu? Nªu vµ chøng minh ®iÒu kiÖn ¨n khíp ®óng vµ trïng? Tr¶ lêi: 1. §iÒu kiÖn ¨n khíp ®Òu lµ: ¨n khíp liªn tôc víi mét tû sè truyÒn cè ®Þnh vµ ph¶i tho¶ m·n ba ®iÒu kiÖn: - ¡n khíp ®óng - ¡n khíp trïng - ¡n khíp khÝt 2. Nªu vµ chøng minh ®iÒu kiÖn ¨n khíp ®óng vµ trïng + §iÒu kiÖn ¨n khíp ®óng nghÜa lµ ®¶m b¶o sao cho trªn ®-êng ¨n khíp c¸c cÆp biªn d¹ng ®èi tiÕp cïng phÝa lÇn l-ît ®«i mét vµo tiÕp xóc víi ®-êng ¨n khíp. + §iÒu kiÖn ¨n khíp trïng nghÜa lµ ®¶m b¶o trªn ®-êng ¨n khíp thùc lóc nµo Ýt nhÊt còng cã mét ®«i r¨ng ®ang ¨n khíp.  Chøng minh: 10
  11. a. §iÒu kiÖn ¨n khíp ®óng: XÐt mét cÆp b¸nh r¨ng ¨n khíp, c¸c c¹nh r¨ng nèi tiÕp nhau lµm viÖc, râ rµng lµ b-íc r¨ng ®o trªn ®-êng ¨n khíp cña hai b¸nh r¨ng ph¶i b»ng nhau(h.vÏ), nÕu kh«ng sÏ bÞ hÉng. trong tr-êng hîp thø hai khi cÆp b¸nh r¨ng teø¬c ra khíp th× cÆp b¸nh r¨ng sau vèn ch-a tiÕp xóc víinhau sÏ va ®Ëp vµo nhau. Gäi tN1,tN2 lµ b-íc r¨ng cña c¸c b¸nh r¨ng ¨n khíp víi nhau, ®o trªn ®-êng ¨n khíp ta ph¶i cã : tN1 = tN2 Do tÝnh chÊt ®-êng th©n khai: tN1 = t01, tN2 = to2 do ®ã : to1 = t02 (®/k ¨n khíp ®óng) t01,t02 lµ c¸c b-íc r¨ng ®o trªn vßng c¬ së. b. §iÒu kiÖn ¨n khíp trïng. §iÒu kiÖn ¨n khíp ¨n khíp chÝnh x¸c ch-a ®ñ ®¶m b¶o ¨n khíp ªm, v× khi xÐt ®iÒu nµy ta kh«ng chó ý r»ng c¸c c¹nh r¨ng cã chiÒu cao giíi h¹n. NÕu chó ýr»ng chiÒu cao r¨ng giíi h¹n cã thÓ thÊy ngay lµ khi d· ¨n khíp chÝnh x¸c, c¸c cÆp r¨ng vÉn cã thÓ kh«ng nèi tiÕp nhau lµm viÖc liªn tôc, nÕu 1 cÆp r¨ng ë vÞ trÝ ra khíp råi, mµ cÆp tiÕp theo ch-a vµo khíp tøc lµ ®o¹n B1B2 bÐ h¬n tN. NÕu chiÒu cao r©ng lín h¬n n÷a th× sù ¨n khíp sÏ liªn tôc trong tr-êng hîp nµy ta cã B1B2' lín h¬n tN. Do ®ã ph¶i ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn trïng khíp tøc lµ: B1B2 > tN hay  =B1B2/tN =B1B2 /t0  1  : lµ hÖ sè trïng khíp C©u18: Nªu c¸c ph-¬ng ph¸p chÕ t¹o b¸nh r¨ng th©n khai? C¸c th«ng sè chÕ t¹o c¬ b¶n? Tr¶ lêi: HiÖn nay cã 2 ph-¬ng ph¸p chÕ t¹o b¸nh r¨ng th©n khai lµ ph-¬ng ph¸p chÐp h×nh vµ bao h×nh -P2 chÐp h×nh : lµ ph-¬ng ph¸p c¾t biªn d¹ng cña dao gièng hÖt biªn d¹ng r¨ng,phï hîp víi khi c¾t b¸nh r¨ng. -P-2 bao h×nh : lµ ph-¬ng ph¸p mµ biªn d¹ng r¨ng ®-îc t¹o thµnh lµ h×nh bao cña vÕt l-ìi c¾t, biªn d¹ng l-ìi c¾t kh¸c biªn d¹ng r¨ng.  C¸c th«ng sè chÕ t¹o c¬ b¶n: gåm cã 4 th«ng sè c¬ b¶n. 1. B¸n kÝnh vßng chia. Khi xÐt sù ¨n khíp gi÷a dao thanh r¨ng vµ b¸nh r¨ng cÇn c¾t, ®-êng chia trªn dao thanh r¨ng tiÕp xóc víi vßng l¨n t¹i P. - Vßng trßn l¨n gäi lµ vßng chia R =Vdao/0 §-êng trªn dao thanh r¨ng lµ ®-êng chia cã: R = R0/co  t V× vßng chia l¨n kh«ng tr-ît trªn ®-êng chia do vËy sè vßng cÇn c¾t trªn f«i liªn quan trùc tiÕp ®Õn m« ®un. 2. M« ®un: Gäi sè b¸nh r¨ng ®-îc c¾t lµ Z, b-íc r¨ng tx, Chu vi Zt =2.  .R  R =Zt/2  §Æt t /  = m  R =Zm/2  D =Zm. M« ®un lµ th«ng sè ®Æc tr-ng cho kÝch th-íc cña r¨ng. 2. Gãc ¸p lùc trªn vßng chia.  t =  (  lµ gãc ¨n khíp). co t =R0/R  R0 =Rco t . Khi t thay ®æi th× R0 thay ®æi vµ biÕn d¹ng th©n khai thay ®æi do vËy gãc ¸p lùc trªn vßng chia ¶nh h-ëng trùc tiÕp ®Õn biªn d¹ng r¨ng, c¸c b¸nh r¨ng ®-îc c¾t b»ng nh÷ng con dao cã gãc ¸p lùc kh¸c nhau th× sÏ t¹o ra c¸c biªn d¹ng kh¸c nhau. 11
  12. Hai b¸nh r¨ng muèn ¨n khíp ®-îc víi nhau th× ph¶i c¾t b»ng cïng mét con dao. §Ó tiÖn cho viÖc sö dông khi chÕ t¹o cc¸c con dao m« ®un ®-îc tiªu chuÈn ho¸ vµ xÕp theo nhãm. 3. HÖ sè dÞch dao. - DÞch dao 0 hay dÞch dao tiªu chuÈn:   0;  0 ;  lµ kho¶ng dÞch dao  : hÖ sè dÞch dao. - DÞch dao d-¬ng: dao lïi so víi ph«i mét kho¶ng   m  0(  0) - DÞch dao ©m:   m  0    0 . C©u 19: ThÕ nµo lµ b¸nh r¨ng tiªu chuÈn vµ dÞch chØnh?Nªu ¶nh hëng cña hÖ sè dÞch dao ®Õn biªn d¹ng r¨ng? Tr¶ lêi: +)B¸nh r¨ng tiªu chuÈn lµ b¸nh r¨ng cã hÖ sè dÞch dao  = 0 tøc lµ ®é dÞch dao cña nã  = 0.ChiÒu réng r¨ng s vµ chiÒu réng r·nh r¨ng w trªn vßng chia cña b¸nh r¨ng tiªu chuÈn lµ b»ng nhau. +)B¸nh r¨ng dÞch chØnh lµ b¸nh r¨ng cã hÖ sè dÞch dao   0 tøc lµ ®é dÞch dao cña nã  #0.Khi  > 0 ta cã b¸nh r¨ng dÞch dao d¬ng,cßn khi  < 0 ta cã b¸nh r¨ng dÞch dao ©m.Cßn chiÒu réng r¨ng s vµ chiÒu réng r·ng r¨ng w trªn väng chia cña b¸nh r¨ng dÞch chØnh lµ kh¸c nhau. +)¶nh hëng cña hÖ sè dÞch dao ®Õn biªn d¹ng r¨ng:Nh ta biÕt th× hÖ sè dÞch dao cã ¶nh hëng rÊt lín tíi biªn d¹ng r¨ng th©n khai. - NÕu ta dÞch dao kh«ng (dÞch dao tiªu chuÈn) tøc lµ hÖ sè dÞch dao  = 0 th× ta ®îc biªn d¹ng dao chuÈn. - Khi ta dÞch dao d¬ng qu¸ nhiÒu (dao lïi xa t©m ph«i mét kho¶ng  kh¸ lín) =m kh¸ lín th× mÆc dï biªn d¹ng r¨ng vÉn lµ ®êng th©n khai ®ã nhng sÏ lµ nh÷ng ®o¹n kh¸c ë ngoµi ®Ønh r¨ng .Cho ®Õn khi chiÒu dµy ®Ønh r¨ng  0,4 xÏ g©y ra hiÖn tîng nhän r¨ng.HiÖn tîng nhän r¨ng lµm t¨ng hiÖn tîng trît, gi¶m hiÖu suÊt truyÒn.§Ó tr¸nh nhän r¨ng SC  0,4M - Khi ta dÞch dao d¬ng qu¸ nhiÒu lµ dao tiÕn gÇn vµo t©m ph«i xÏ g©y ra hiÖn tîng c¾t ch©n r¨ng lµm gi¶m kh¶ n¨ng chÞu lùc cña b¸nh r¨ng. C©u 20: Tr×nh bµy hiÖn t-îng c¾t ch©n r¨ng cho cÆp b¸nh r¨ng th©n khai , lËp c«ng thøc tÝnh sè r¨ng tèi thiÓu? Tr¶ lêi: +)HiÖn tîng c¾t ch©n r¨ng cña cÆp b¸nh r¨ng th©n khai :trong qu¸ tr×nh t¹o h×nh r¨ng th©n khai b»ng thanh r¨ng sinh quü tÝch cña vÞ trÝ tiÕp xóc cña c¹nh thanh r¨ng vµ biªn d¹ng th©n khai lµ ®-êng tiÕp tuyÕn PN cña vßng trßn c¬ së kÎ qua tiÕp ®iÓm P cña ®êng chia tt’ vµ vßng chia C (h×nh.15).§êng PN ®îc gäi lµ ®êng ¨n khíp cña qu¸ tr×nh t¹o h×nh.Khi t¹o h×nh nÕu ta ®Ó cho ®-êng ®Ønh lý thuyÕt cña thanh r¨ng sinh c¾t ®êng ¨n khíp PN t¹i mét ®iÓm n»m ngoµi 12
  13. ®o¹n PN th× sÏ xÈy ra hiÖn tîng c¾t ch©n r¨ng.§iÒu nµy còng ®ång nghÜa víi viÖc khi g¸ dao lui dÇn vµo t©m ph«i nghÜa lµ ®êng ®Ønh r¨ng thanh r¨ng vît qua N khi ®ã ®Ønh dao sÏ c¾t lÑm vµo ch©n r¨ng g©y ra hiÖn tîng c¾t ch©n r¨ng. (Khi tiÕt diÖn cña ch©n r¨ng ®îc c¾t nhá qu¸ mét giíi han quy ®Þnh th× b¸nh r¨ng kh«ng cßn kh¶ n¨ng chÞu lùc lín n÷a mµ chÞu lùc rÊt kÐm). +)C«ng thøc tÝnh sè r¨ng tèi thiÓu:Tõ ®iÓm N trªn ®-êng ¨n khíp PN cña qu¸ r×nh t¹o h×nh biªn d¹ng th©n khai kÎ ®êng th¼ng Nv vu«ng gãc víi b¸n kÝnh OP vµ c¾t OP t¹i H (h×nh.16).§Ó kh«ng x¶y ra hiÖn tuîng c¾t ch©n r¨ng th× nh võa ph©n tÝch ë trªn ,trong qu¸ tr×nh t¹o h×nh ®êng ®Ønh lý thuyÕt cña thanh r¨ng sinh ph¶i n»m ngoµi kho¶ng gi÷a ®êng Pv nµy vµ t©m b¸nh r¨ng O. Nãi mét c¸ch kh¸c ®êng ®Ønh lý thuyÕt cña thanh r¨ng sinh kh«ng ®îc ®Æt gÇn t©m O qu¸ mét giíi h¹n lµ ®uêng Pv.§iÒu nµy cã nghÜa lµ ta ph¶i cã : l < PH (17) víi l lµ kho¶ng c¸ch gi÷a ®êng ®Ønh lý thuyÕt cña thanh r¨ng sinh vµ ®êng chia. V× kho¶ng c¸ch gi÷a ®êng chia vµ ®êng trung b×nh lµ ®é dÞch dao  = .mt cßn kho¶ng c¸ch gi÷a ®êng trung b×nh vµ ®êng ®Ønh lý thuyÕt b»ng mt do ®ã: L = mt(1- ) (17.a) MÆt kh¸c tõ h×nh vÏ ta cã :PH = NPsinO = OPsin2O V× : OP = r = mz/2 nªn : PH = mzsin2O/2 (17.b) Thay c¸c c«ng thøc (17.a) vµ (17.b) vµo c«ng thøc (17) ta cã : l -   zsin2O/2 (18) c©u 20 Th«ng thêng theo tiªu chuÈn gãc ¸p lùc cña thanh r¨ng O ®îc lÊy b»ng 200 ,do ®ã: sin2O = sin2(200)  2/17 Thay gi¸ trÞ nµy vµo c«ng thøc (18) ta ®îc: l -   z/17 (18.a) Nh vËy ®Ó kh«ng x¶y ra hiÖn tîng c¾t ch©n r¨ng th× nÕu nh ®· cho tríc hÖ sè dÞch dao  ,th× sè r¨ng cña b¸nh r¨ng ph¶i lín h¬n mét gi¸ trÞ tèi thiÓu lµ : zmin =17(1- ) (18.b) C«ng thøc (18.b) chÝnh lµ c«ng thøc ®Ó tÝnh sè r¨ng tèi thiÓu. Cßn khi ®· cho tríc sè r¨ng tèi thiÓu zmin th× hÖ sè dÞch dao ph¶i lín h¬n hay b»ng mét gi¸ trÞ tèi thiÓu b»ng : min = (17 – z)/17 C©u 21: Thµnh lËp ph¬ng tr×nh ¨n khíp cña cÆp b¸nh r¨ng th©n khai? Tr¶ lêi: Ph¬ng tr×nh ¨n khíp thùc ra lµ ph¬ng tr×nh thÓ hiÖn mèi t¬ng quan gi÷a mét bªn lµ th«ng sè ¨n khíp vµ mét bªn lµ th«ng sè chÕ t¹o c¬ b¶n (m ,z , ,) C¬ së ®Ó thiÕt lËp ph¬ng tr×nh ¨n khíp lµ ngêi ta dùa vµo ®iÒu kiÖn ¨n khíp ®Òu cña cÆp b¸nh r¨ng. NghÜa lµ tho¶ m·n 3 ®iÒu kiÖn: +)¡n khíp ®óng: tN 1 = tN 2 hoÆc tO 1 = tO 2 13
  14.   1,1 SL 1 = SL 2 Dùa vµo ®iÒu kiÖn ¨n khíp ®óng khi ta c¾t 2 b¸nh r¨ng cïng mét con dao ( cïng m« ®un vµ cïng gãc ¸p lùc t ). tN 1 = tN 2 suy ra tO 1 = tO 2 Víi tO 1 = m1cos t tO 2 = m2cos t Bëi vËy ta ph¶i cã: m1 = m2 vµ 1 = 2 Dùa vµo ®iÒu kiÖn ¨n khíp: SL = WL víi 2 b¸nh r¨ng ta cã:SL 1 = WL2 vµ SL 2 = WL 1 Mµ tL =WL 1 + SL 1 = WL 2 + SL 2  SL 1 + SL 2 = tL cos  1   S L1  m1 cos  2  2  2.tg 1 .1  z1 inv 1  inv L  (19)   cos  2   S L 2  m2 cos  1  2  2.tg 2 . 21  z 2 inv 2  inv L   2rL 2 .r cos  t. cos  tL    z z. cos  cos  L t cos  t cos  t L1  t L2  cos  L1 cos  L 2 Thay SL1 ,SL2 ,tL vµo c«ng thøc (19) ta cã: (1   2 )tg inv L  2  inv (21) z1  z 2 C«ng thøc (21) ®îc gäi lµ ph¬ng tr×nh ¨n khíp cña cÆp b¸nh r¨ng th©n khai C©u 22: ThÕ nµo lµ hiÖn t-îng tr-ît biªn d¹ng? LËp c«ng thøc tÝnh hÖ sè tr-ît biªn d¹ng? * §Þnh nghÜa: Khi hai biªn d¹ng r¨ng ¨n khíp sÏ cã hiÖn t-îng tr-ît t-¬ng ®èi gi÷a chóng vµ ng-êi ta gäi lµ hiÖn t-îng tr-ît biªn d¹ng. HiÖn t-îng nµy lµ 1 trong nh÷ng nguyªn nh©n lµm mßn bÒ mÆt tiÕp xóc r¨ng, cã thÓ lµm ch¸y x-íc bÒ mÆt r¨ng, ¶nh h-ëng ®Õn chÊt l-îng ¨n khíp cña chóng dÉn ®Õn viÖc nghiªn cøu hiÖn t-îng tr-ît biªn d¹ng rÊt cÇn thiÕt. * LËp c«ng thøc tÝnh hÖ sè tr-ît gi÷a chóng: Trªn h×nh vÏ ta xÐt cÆp r¨ng b1, b2 ®ang ¨n khíp nhau. T¹i thêi ®iÓm A d2 ®Çu chóng tiÕp xóc nhau t¹i ®iÓm k, sau thêi gian d1 t chóng ®Èy nhau trªn ®-êng ¨n khíp ®Õn ®iÓm K. Trªn biªn d¹ng r¨ng b1 vµ b2 tr-ît t-¬ng ®èi o víi nhau, c¸c cunglµ S1 14
  15. vµ S2 (S1 th-êng kh¸c S2) Gäi hiÖu S = S1 - S2 ®-îc gäi lµ ®é mßn tuyÖt ®èi Gäi S/S1 vµ S/S2 gäi lµ ®é tr-ît t-¬ng ®èi S1  S 2 dS1  dS 2 M 1  lim  t  0 S1 dS1 Gäi (1) S  S1 dS 2  dS1 M 2  lim 2  t  0 S 2 dS 2 M1, M2 ®-îc gäi lµ hÖ sè tr-ît cña biªn d¹ng r¨ng t-¬ng øng dS1 = KK1* = W1K.d φ1 (2) dS2 = KK2* = W2K.dφ2 d 1 i12 = => dφ2 = dφ1.i21 d 2 Thay (2) vµo (1) ta cã: N2K M 1  1  i 21 . N1 K (3) NK M 2  1  i12 . 1 N2K Ta thÊy M1, M2 lµ hµm sè cña K (M1 = M1(K); M2 = M2(K)). => Cã b¶ng VÞ trÝ K M1 M2 sau: N1 - 1 P 0 0 N2 1 - * NhËn xÐt: - Trong 2 b¸nh r¨ng, b¸nh cã ®-êng kÝnh nhá ®-êng cong dèc h¬n. Chøng tá b¸nh nhá truît nhiÒu h¬n - Trªn mét biªn d¹ng r¨ng, phÇn ch©n r¨ng bao giê còng tr-ît nhiÒu h¬n phÇn ®Ønh r¨ng. Mch©n > M®Ønh => c¸c b¸nh r¨ng sau thêi gian lµm viÖc th× ch©n r¨ng mßn nhiÒu h¬n ®Ønh r¨ng. Do vËy ®Ó ×m ®-îc quy tr×nh thay thÕ, söa ch÷a hîp lý ta ph¶i phèi hîp lù chän vËt liÖu gi÷a hai b¸nh ®Ó ®Õn thêi kú thay thÕ chóng ®Òu mßn nh- nhau. - Khi thiÕt kÕ cè g¾ng chän hÖ sè tr-ît cña 2 b¸nh lµ xÊp xØ nhau. C©u 23: Nªu vµ viÕt c¸c th«ng sè chÕ t¹o cña b¸nh r¨ng nghiªng? Còng gièng nh- b¸nh r¨ng th¼ng, trong c¸c b¸nh r¨ng nghiªng nh÷ng yÕu tè tr-íc kia lµ ®iÓm ®-êng giê trë thµnh ®-êng, mÆt. Ngoµi c¸c th«ng sè gièng nh- trong b¸nh r¨ng tiÕt diÖn cßn cã thªm c¸c th«ng sè sau ®©y: a) ChiÒu dÇy b¸nh r¨ng B b) Gãc nghiªng cña r¨ng trªn vßng c¬ së O c) Gãc nghiªng cña r¨ng trªn vßng chia  Cã thÓ thÊy r»ng gãc ngiªng cña r¨ng trªn mçi h×nh trô mét kh¸c. ThËt vËy b-íc xo¾n èc th× duy nhÊt cho tÊt c¶ c¸c h×nh trô, nh-ng do ®-êng kÝnh kh¸c nhau nªn gãc ngiªng còng kh¸c. VÝ dô nÕu gäi h lµ b-íc xo¾n èc: 15
  16. 2rO tg O  h 2r 2rO tg O tg    h h cos  cos  tg O Do ®ã tg  cos  d) B-íc ngang tS vµ m« ®un ngang mS lµ nh÷ng trÞ sè b-íc r¨ng vµ m«®un r¨ng ®o trªn tiÕt diÖn th¼ng gãc víi trôc b¸nh r¨ng d d tS  ; mS  z z Trong ®ã d - ®-êng kÝnh h×nh trô chia z - sè r¨ng e) B-íc ph¸p tn, m«®un ph¸p mn: NÕu c¾t t n b¸nh r¨ng b»ng mét mnÆt ph¼ng th¼ng gãc víi r¨ng (tøc lµ th¼ng gãc víi ®-êng r¨ng xo¾n èc trªn h×nh trô chia) sÏ ®-îc mét tiÕt diÖn h×nh elÝp. M« ®un vµ b-íc r¨ng ®o trªn tiÕt diÖn nµy vµ ë t o vµo chç ®ang ¨n khíp gäi lµ m«®un vµ b-íc ph¸p ký hiÖu lµ mn vµ tn (h×nh vÏ) mn = mS.cos tn = tS.cos f) B-íc däc ta lµ b-íc r¨ng ®o theo chiÒu trôc: ta = tSsin C©u 24: ThÕ nµo lµ b¸nh r¨ng thay thÕ cña b¸nh r¨ng trô trßn r¨ng nghiªng? TÝnh sè r¨ng tèi thiÓu cña b¸nh r¨ng nghiªng? Trong qu¸ tr×nh c¸c b¸nh r¨ng nghiªng ¨n khíp lùc t¸c ®éng n»m trªn mÆt ph¼ng nghiªng ®i mét gãc  so víi ®-êng trôc, tøc lµ th¼ng gãc víi ®-êng r¨ng ë chç ¨n khíp do ®ã khi xÐt sù ¨n khíp gi÷a hai b¸nh r¨ng nghiªng ng-êi ta xÐt trªn tiÕt diÖn th¼ng gãc víi ®-êng r¨ng nµy. TiÕt diÖn nµy c¾t c¸c h×nh trô chia theo nh÷ng ®-êng elÝp. Cã thÓ coi mét c¸ch gÇn ®óng lµ h×nh elÝp nµy, ë l©n cËn chç ¨n khíp, trïng víi vßng trßn mËt tiÕp cña nã t¹i ®ã. Nh- vËy cã thÓ coi sù ¨n khíp gi÷a hai b¸nh r¨ng nghiªng nh- sù ¨n khíp gi÷a hai b¸nh r¨ng th¼ng cã b¸n kÝnh b»ng b¸n kÝnh vßng mËt tiÕp nãi trªn. H·y tÝnh b¸n kÝnh vßng trßn mËt tiÕp ë l©n cËn chç ¨n khíp, b¸n kÝnh nµy chÝnh lµ b¸n kÝnh cong lín nhÊt cña elip B¸n kÝnh cong lín nhÊt cña elip b»ng: a2  b r Trong ®ã nöa trôc lín a  , nöa trôc nhá b = r cos  Víi  lµ gãc nghiªng cña r¨ng trªn h×nh trô chia. B¸nh r¨ng gi¶ ®Þnh cã b¸n kÝnh b»ng b¸n kÝnh vßng mËt tiÕp gäi lµ b¸nh r¨ng thay thÕ. M«®un trªn b¸nh r¨ng nµy lµ: mn = mS.cos Do ®ã sè r¨ng cña nã b»ng: 2r d 1 z tt   z mn . cos  m5 . cos  2 3 cos 3  16
  17. Víi z lµ sè r¨ng thËt trªn b¸nh r¨ng Sè r¨ng tèi thiÓu cña mét b¸nh r¨ng ®¶m b¶o kh«ng cã hiÖn t-îng c¾t ch©n r¨ng lµ zmin=17. Sè r¨ng tèi thiÓu cña b¸nh r¨ng thay thÕ còng b»ng 17. Nh- vËy sè r¨ng tèi thiÓu cña b¸nh r¨ng nghiªng chØ cßn b»ng: zmin = 17.cos3 Kh¸i niÖm b¸nh r¨ng thay thÕ nµy cho phÐp ta quy viÖc tÝnh to¸n c¸c cÆp b¸nh r¨ng nghiªng vÒ viÖc tÝnh to¸n c¸c cÆp b¸nh r¨ng th¼ng. C©u 25: Tr×nh bµy ®Æc ®iÓm ¨n khíp cña cÆp b¸nh r¨ng nghiªng? Trong qu¸ tr×nh c¸c b¸nh r¨ng nghiªng ¨n khíp lùc t¸c ®éng n»m trªn mf nghiªng ®i mét gãc  so víi ®-êng trôc, tøc lµ th¼mg gãc víi ®-êng r¨ng ë chç ¨n khíp, do ®ã khi xÐt sù ¨n khíp gi÷a hai b¸nh r¨ng nghiªng ta xÐt trªn tiÕt diÖn th¼ng gãc víi ®-opõng r¨ng nµy. tiÕt diÖn nµy c¾t c¸c h×nh trô chia theo ®-ênh elip. Cã thÓ coi gÇn ®óng lµ h×nh elip ë l©n cËn chç ¨n khíp, trïng víi vßng trßn mËt tiÕp cña nã t¹i ®ã . Nh- vËy cã thÓ coi sù ¨n khíp gi÷a hai b¸nh r¨ng nghiªng nh- cña b¸nh r¨ng th¼ng cã b¸n kÝnh b»ng b¸n kÝnh vßng mËt tiÕp nãi trªn. B¸n kÝnh vßng trßn mËt tiÕp ë l©n cËn chç ¨n khíp chÝnh lµ b¸n kÝnh cong lín nhÊt cña elip:  = a2/b. Trong ®ã nöa trôc lín lµ: a = r/cos. nöa trôc nhá : b = r. Do ®ã  = cos2 Víi : lµ gãc nghiªng cuarawng trªn h×nh trô chia. C©u 26: LËp c«ng thøc tÝnh tû sè truyÒn cña cÆp b¸nh r¨ng trô chÐo?. C¬ cÊu b¸nh r¨ng trô chÐo lµ c¬ cÊu b¸nh r¨ng trô trßn r¨ng nghiªng dïng ®Ó truyÒn chuyÓn ®éng gi÷a 2 trôc chÐo nhau. Gäi tt lµ tiÕp tuyÕn chung cña 2 ®-êng r¨ng a1 vµ a2, tiÕp tuyÕn nµy n»m trªn mf P lµ tiÕp diÖn chung cña 2 mÆt l¨n.C¸c gãc  1,  2 lµ gãc nghiªng cña r¨ng trªn mçi b¸nh,gãc gi÷a 2 ®-êng sinh p1,p2 lµ gãc chÐo gi÷a 2 trôc. VËy:  1 +  2 =  . §-êng 0102 th¼ng gãc víi 2 trôc, qua P lµ ®-êng nèi t©m. 0102 = A =O1P + O2P = r1 + r2. Gäi 1,2 lµ vËn tèc gãc cña b¸nh 1,2. t¹i P cã: vp1 = 1r1 ; vp2 = 2r2. V× 2 trôc kh«ng // nªn vp1  vp2.XÐy c/®éng t-¬ng ®èi gi÷a 2 ®iÓm P1, P2 ta cã: vp2 = vp1 + vP21  vp1co1 = vp2co2 =PH = vn Hay: 1r1co1 = 2r2co2  i12 = 1/2 = r2co2/r1co1. Gäi ms1, ms2 vµ z1, z2 lµ m« ®un ngang vµ sè r¨ng cña 2 b¸nh. do ®iÒu kiÖn ¨n khíp chÝnh x¸c: b-íc ph¸p tuyÕn tn còng tøc lµ m« ®un ph¸p mn cña 2 b¸nh r¨ng ph¶i b»ng nhau. V× vËy ta cã: i12 = ms2z2co2/ms1.z1co1 = mn z2/mn z1 = z2/z1 . Tõ ®ã ta cã c«ng thøc cña tû sè truyÒn lµ : i12 = 1/2 = r2co2/r1co1 = z2/z1. C©u 27: Em hiÓu thÕ nµo lµ b¸nh r¨ng thay thÕ cña b¸nh r¨ng nãn? TÝnh sè r¨ng tèi thiÓu cña b¸nh r¨ng nãn? Nªu c¸c th«ng sè chÕ t¹o c¬ b¶n? 1. B¸nh r¨ng thay thÕ cña b¸nh r¨ng nãn. Ta biÕt qu¸ tr×nh ¨n khíp cña hai b¸nh r¨ng nãn còng lµ qu¸ tr×nh ¨n khíp cña hai b¸nh r¨ng h×nh phÔu ë mÆt nãn phô. Khai triÓn hai b¸nh r¨ng h×nh 17
  18. phÔu nµy trªn mf tiÕp xóc chung cña chóng ®-îc hai b¸nh r¨ng h×nh qu¹t víi b¸n kÝnh vßng chia t-¬ng øng b»ng : r1' = r1/cos  1. r2' = r2/cos 2. NÕu ®-îc bæ xung ®Çy ®ñ vµo chç khuyÕt th× hai b¸nh r¨ng nµy sÏ cã sè r¨ng lµ: z1' = 2r1'/t ; z2' = 2r2'/t Do ®ã : z1' =z1/cos1, z2' =z2/cos2 Hai b¸nh r¨ng cã c¸c vßng chia r1', r2' vµ sè r¨ng z1', z2' gäi lµ b¸nh r¨ng thay thÕ, rÊt cã ý nghÜa trong viÖc tÝnh to¸n h×nh häc vµ søc bÒn cña r¨ng. 2. TÝnh sè r¨ng tèi thiÓu cña b¸nh r¨ng nãn. §Î tr¸nh hiÖn t-îng c¾t ch©n r¨ng , sè r¨ng cña b¸nh r¨ng nãn kh«ng ®-îc Ýt h¬n mét trÞ sè tèi thiÓu. V× sù ¨n khíp cña b¸nh r¨ng nãn t-¬ng ®-¬ng nh- sù ¨n khíp cña b¸nh r¨ng thay thÕ nªn khi ë b¸nh r¨ng thay thÕ kh«ng x¶y ra hiÖn t-îng c¾t ch©n r¨ng th× ë b¸nh r¨ng nãn còng vËy. §iÒu kiÖn kh«ng c¾t ch©n r¨ng cña b¸nh r¨ng thay thÕ lµ: z'1,2  17 hay z1,2/cos1,2 17 Tõ ®ã suy ra ®iÒu kiÖn kh«ng c¾t ch©n r¨ng cña b¸nh r¨ng nãn lµ: zmin 1,2 = 17 cos1,2 §©y còng lµ sè r¨ng tèi thiÓu cña b¸nh r¨ng nãn. V× cos1,2 < 1 cho nªn so víi b¸nh r¨ng trßn r¨ng th¼ng sè r¨ng cña b¸nh r¨ng nãn cã thÓ Ýt h¬n nhiÒu. 3. C¸c th«ng sè chÕ t¹o c¬ b¶n C©u 28: H·y ph©n biÖt hÖ b¸nh r¨ng th-êng vµ hÖ b¸nh r¨ng vi sai?Nªu mét vÝ dô vÒ øng dông cña hÖ b¸nh r¨ng vi sai? +)HÖ b¸nh r¨ng th-êng lµ hÖ b¸nh r¨ng trong ®ã c¸c b¸nh r¨ng ®Òu cã ®-êng trôc cè ®Þnh trong mét hÖ quy chiÕu g¾n liÒn víi gi¸.C¸c hÖ b¸nh r¨ng th-êng ®Òu cã mét bËc tù do.TØ sè truyÒn c¸c cÆp b¸nh r¨ng phô thuéc sè r¨ng cña tõng b¸nh r¨ng cßn tØ sè truyÒn cña hÖ th-êng b»ng tÝch c¸c tØ sè truyÒn c¸c cÆp b¸nh r¨ng trong hÖ: i1N = I12.I23.I34...I(N-1)N +)HÖ b¸nh r¨ng vi sai lµ hÖ b¸nh r¨ng mµ mçi cÆp b¸nh r¨ng cã Ýt nhÊt mét b¸nh r¨ng cã ®-êng trôc di ®éng ®èi víi gi¸.C¸c b¸nh r¨ng cã ®-êng trôc cè ®Þnh gäi lµ c¸c b¸nh r¨ng trung t©m,c¸c b¸nh r¨ng cã ®-êng trôc di ®éng gäi lµ c¸c b¸nh r¨ng vÖ tinh cßn kh©u ®éngmang trôc cña b¸nh r¨ng vÖ tinh (hay c¸c b¸nh r¨ng vÖ tinh ) gäi lµ cÇn.Trong hÖ b¸nh r¨ng vi sai ®-êng trôc cña b¸nh r¨ng trung t©m (hay cña c¸c b¸nh r¨ng trung t©m ) vµ ®-êng trôc cña cÇn C ph¶i n»m trªn cïng mét ®-êng th¼ng ,®iÒu nµy ®-îc gäi lµ ®iÒu kiÖn ®ång trôc trong hÖ b¸nh r¨ng vi sai.C¸c hÖ b¸nh r¨ng vi sai ®Òu cã 2 bËc tù do. +)VÝ dô vÒ øng dông cña b¸nh r¨ng vi sai:nh- ta biÕt th× c«ng dông cña hÖ b¸nh r¨ng vi sai lµ:- Dïng chÕ t¹o hép sè vi sai dïng trong « t« - Dïng lµm c¬ cÊu hîp chuyÓn ®éng trong c¸c hÖ thèng tù ®éng XÐt hép vi sai cña « t«:Hép cã 2 cÆp b¸nh r¨ng h×nh nãn (3 ,4),(4 ,3’).Sè r¨ng c¸c b¸nh trung 3,3’ b»ng nhau :z3’ = z3.Trôc b¸nh vÖ tinh 4 vu«ng gãc víi trôc cña c¸c b¸nh trung t©m vµ cÇn C.ChuyÓn ®éng tõ ®éng c¬ ®-îc truyÒn tíi cÇn C th«ng qua cÆp b¸nh r¨ng h×nh nãn (1 ,2) (h×nh.13) Gäi v©n tèc cña cÇn C vµ cña b¸nh r¨ng trung t©m 3 ,3’ lÇn l-ît lµ : C ,3 ,3’ th× : i33C’ = (3 - c)/(3’ - C) = -Z4Z3’/Z3Z4 = -Z3’/Z3 = -1 do ®ã :3 - C = -(3’-C)  3 + 3’ = 2C (20) 18
Đồng bộ tài khoản