Bài giảng Nguyên lý máy: Chương 6 - Trường Đại học Xây dựng Hà Nội

Chương 6 giới thiệu về cơ cấu cam, một cơ cấu cơ khí quan trọng, bao gồm định nghĩa, phân loại, các phương pháp bảo toàn khớp cao, nội dung nghiên cứu và các bài toán phân tích, tổng hợp cơ cấu cam. Chương này cũng trình bày chi tiết phương pháp phân tích động học để xác định chuyển vị, vận tốc và gia tốc của các loại cơ cấu cam khác nhau, bao gồm cam cần lắc đáy nhọn và cam cần đẩy đáy nhọn, đáy bằng, đáy lăn.

Sinh viên ngành kỹ thuật cơ khí, kỹ sư thiết kế cơ khí, và những ai quan tâm đến cơ cấu cam và ứng dụng của nó trong các hệ thống cơ khí.

Chương 6 trình bày một cách tổng quan và chi tiết về cơ cấu cam, một loại cơ cấu cơ khí được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng kỹ thuật. Nội dung chính của chương bao gồm:

1. **Đại cương về cơ cấu cam:**
* Định nghĩa cơ cấu cam dựa trên khớp cao giữa cam và cần, trong đó chuyển động của cần tuân theo quy luật được xác định bởi hình dạng bề mặt cam.
* Phân loại cơ cấu cam theo nhiều tiêu chí khác nhau, bao gồm:
* Dạng chuyển động của cam (quay, tịnh tiến).
* Dạng chuyển động của cần (lắc, tịnh tiến, song phẳng).
* Dạng đáy của cần (nhọn, bằng, con lăn, biên dạng bất kỳ).
* Cấu trúc không gian (cam phẳng, cam không gian).
* Các phương pháp bảo toàn khớp cao như sử dụng lò xo, cam vành, cam rãnh, cam đều cữ, cam kép, và ràng buộc hình học.
* Nội dung nghiên cứu cơ cấu cam, bao gồm bài toán phân tích (xác định quy luật chuyển động của cần khi biết lược đồ động và quy luật chuyển động của cam) và bài toán tổng hợp (thiết kế biên dạng cam khi biết quy luật chuyển động của cần).

2. **Phân tích động học cơ cấu cam:**
* Phân tích động học cơ cấu cam cần lắc đáy nhọn, bao gồm:
* Phương pháp chuyển động tuyệt đối: Xác định đồ thị chuyển vị bằng cách tìm giao điểm giữa quỹ đạo của điểm tiếp xúc trên cam và quỹ đạo của đầu cần.
* Phương pháp đổi giá: Coi cam là giá đứng yên, cần và giá AC quay quanh tâm A, từ đó xác định chuyển vị tương đối giữa cần và giá.
* Xác định đồ thị vận tốc và gia tốc của cần bằng phương pháp vi phân đồ thị từ đồ thị chuyển vị.
* Phân tích động học cơ cấu cam cần đẩy đáy nhọn, bao gồm:
* Phương pháp chuyển động tuyệt đối: Xác định đồ thị chuyển vị bằng cách tìm các điểm có tọa độ tương ứng với góc quay của cam.
* Phương pháp đổi giá: Cam đứng yên, giá AED quay quanh tâm cam, cần tịnh tiến theo phương DE, từ đó xác định chuyển vị tương đối.
* Xác định đồ thị vận tốc và gia tốc của cần bằng phương pháp vi phân đồ thị từ đồ thị chuyển vị.
* Phân tích động học cơ cấu cam cần đẩy đáy bằng và đáy lăn sử dụng phương pháp đổi giá, chú ý đến việc xác định biên dạng cam lý thuyết và biên dạng cam thực khi sử dụng con lăn.

3. **Các giai đoạn chuyển động của cần:**
* Giai đoạn đi xa.
* Giai đoạn đứng xa.
* Giai đoạn về gần.
* Giai đoạn đứng gần.
4. **Các góc định kỳ và góc công nghệ:**
* Góc đi xa (φđ), góc đứng xa (φx), góc về gần (φv), góc đứng gần (φg).
* Các góc tương ứng trên cam: γđ, γx, γv, γg.
* Góc lắc của cần: β = ψmax - ψmin.

5. **Tổng hợp biên dạng cam:**
* Đề cập đến việc tổng hợp biên dạng cam đáy con lăn, liên quan đến việc xác định biên dạng cam lý thuyết và biên dạng cam thực dựa trên bán kính con lăn và bán kính cong nhỏ nhất của biên dạng cam.