1nguyên lý máy , chương 1 cấu tạo cơ cấu

Khâu: Gồm một hay một số chi tiết máy ghép cố định với nhau * Khâu cố định giá: * Khâu động: Không chuyển động Có chuyển động tương đối so với bộ phận khác Khâu dẫn Khâu bị dẫn y x O y x

CHƯƠNG 1 CẤU TẠO CƠ CẤU

CƠ SỞ ĐÀO TẠO THÁI NGUYÊN

NGUYÊN LÝ MÁY

Ths Vũ Thế Truyền

1.1 Những khái niệm cơ bản

NỘI DUNG

1.2 Bậc tự do của cơ cấu

1.3 Xếp loại cơ cấu phẳng

1.1 Những khái niệm cơ bản

1.1.1 Bậc tự do của vật rắn: Là số khả năng chuyển động độc lập của vật rắn

3 bậc tự do

6 bậc tự do

1.2.2 Khâu và chi tiết máy

a Khâu: Gồm một hay một số chi tiết máy ghép cố định với nhau

* Khâu cố định (giá):

* Khâu động:

Không chuyển động

Có chuyển động tương đối so với bộ phận khác

Khâu dẫn Khâu bị dẫn

y

x

O

y

x z

O

1.1 Những khái niệm cơ bản

b Chi tiết máy :

1.1.2 Khâu và chi tiết máy

bộ phận không thể tháo rời được nữa của máy hay cơ cấu

1.1 Những khái niệm cơ bản

1.1.3 Sự nối động và khớp động

* Khớp động

Chỗ tiếp xúc của các khâu và hạn chế chuyển động giữa các khâu với nhau

Phân loại

* Theo dạng tiếp xúc:

- Khớp loại thấp: Tiếp xúc bề mặt

khớp quay khớp tịnh tiến khớp vít

1

2

1

2

1

2

- Khớp loại cao: Tiếp xúc điểm hoặc đường

Khớp loại gì???

1 2

1 2

1.1 Những khái niệm cơ bản

1.1.3 Sự nối động và khớp động

* Khớp động

Phân loại

*Theo số btd bị hạn chế: Khớp động lọai k-> hạn chế k btd hay có k ràng buộc

b Sự nối động

Sự liên kết các khâu với nhau theo một quy cách nào đó mà các khâu vẫn có khả năng chuyển động tương đối để tạo thành cơ cấu

1.1 Những khái niệm cơ bản

1.1.4 Chuỗi động và cơ cấu

a Chuỗi động: nhiều khâu nối với một số khớp động tạo thành một chuỗi động + Chuỗi động kín (closed) + Chuỗi động hở (open)

+ Chuỗi động phẳng (Planar) + Chuỗi động không gian (Spatial)

b Cơ cấu:

Là một chuỗi động có một khâu cố định và chuyển động theo qui luật xác định Khâu cố định được gọi là giá (Base link)

Ví dụ

1.2 Bậc tự do của cơ cấu

1.2.1 Cơ cấu phẳng

Xét cơ cấu phằng có:

n : Số khâu động

p5 :Số khớp lọai 5(TX Mặt)

p4 :Số khớp loại 4(TX điểm or đường)

Tính bậc tự do W = ?

Bài toán thành lập công thức tính bậc tự do W của cơ cấu?

Số bậc tự do tối đa: 3n

Số bậc tự do bị hạn chế: 2.p5

Số bậc tự do bị hạn chế: 1.p4

W = 3n – (2.p5+p4)

1.2.2 Bậc tự do thừa, ràng buộc thừa

a Bậc tự do thừa

Xét cơ cấu cam: W = 3n – (2.p5+p4)

= 3.3-(2.3+1) = 2 Thực tế: W = 1

=> Tại sao??

=>Vì cơ cấu có bậc tự do thừa

Thừa con lăn 2 có thể bỏ đi

W = 3n – (2.p5+p4 - s)

=>Cơ cấu có bậc tự do thừa:

s: số bậc tự do thừa

1.2.2 Bậc tự do thừa, ràng buộc thừa

1.2 Bậc tự do của cơ cấu

b Ràng buộc thừa

Xét cơ cấu phẳng: W = 3n – (2.p5+p4)

= 3.4-(2.6+0) = 0

=>Cơ cấu không chuyển động được

Thực tế cơ cấu có chuyển động: W = 1

=>Tại sao

=>Vì cơ cấu có ràng buộc thừa

Thừa khâu 5 có thể bỏ đi và cơ cấu vẫn

chuyên động được

=>Cơ cấu có ràng buộc thừa:

W = 3n – (2.p5+p4) + r

r : Số ràng buộc thừa

Kết luận: Công thức tính bậc tự do tổng quát của cơ cấu phẳng:

W = 3n – (2.p5+p4) + r - s

Ví dụ: Tính bậc tự do của cơ cấu 4 khâu bản lề

Số khâu động : n = 3

Số khớp lọai 5: p5 = 4

Số ràng buộc thừa: s = 0

Số bậc tự do thừa : r = 0

 Bậc tự do của cơ cấu

W = 3x3-(2x4+0)-0 = 1

Ví dụ: Tính bậc tự do của cơ cấu bàn tay máy

1.2 Bậc tự do của cơ cấu

Số khâu động: n = 3

Số khớp lọai 5:p5 = 3

Số khớp loại 4: p4 =1

Số ràng buộc thừa:s = 0

Số bậc tự do thừa: r = 1

 Bậc tự do của cơ cấu

W = 3x3-(2x3+1)-1 = 1

1.2 Bậc tự do của cơ cấu

1.2.3 Khâu dẫn, ý nghĩa bậc tự do của cơ cấu

b Ý nghĩa bậc tự do của cơ cấu:

- Biểu diễn số chuyển động độc lập của cơ cấu

- Số bậc tự do bằng số khâu dẫn

a Khâu dẫn

Là khâu có thông số vị trí cho trước (có quy luật chuyển động cho trước) Khâu phát động

Khâu nối trực tiếp với nguồn năng lượng làm cho máy

chuyển động

Ví dụ, động cơ đốt trong: Khâu phát động là pittông, khâu

dẫn là trục khuỷu

Thường người ta chọn khâu dẫn trùng với khâu phát

động

1.3 Xếp loại cơ cấu phẳng

1.3.1 Nguyên lý tạo thành cơ cấu

Cơ cấu có w bậc tự do được tạo thành bởi w khâu dẫn với những nhóm có bậc

tự do bằng 0

w = w + 0 + 0 + 0

BTD cơ cấu Khâu dẫn nhóm có BTD = 0

VD: nhóm có BTD = 0

1

2

W = 3n – (2.p5+p4) = 3.2 – (2.3 + 0) = 0

1

2

Tạo cơ

cấu:

2

3

3

Cơ cấu 4 khâu phẳng

Cơ cấu tay quay con trượt

a Nhóm tĩnh định (nhóm Atxua)

Là những nhóm cân bằng hay chuyển động, có bậc tự do bằng 0 và phải tối giản

1.3 Xếp loại cơ cấu phẳng

1.3.2 Xếp loại nhóm và xếp loại cơ cấu

b Phân loại nhóm tính định

* Nhóm tĩnh định loại 2 Đơn giản nhất: có 2 khâu, 3 khớp

1

* Nhóm tĩnh định loại 3 Có 4 khâu, 6 khớp loại 5

Khâu cơ sở

1 2

3

4

Khớp chờ

1.3.2.2 Xếp loại cơ cấu

Loại của cơ cấu là loại của nhóm tĩnh định cao nhất có trong cơ cấu

Theo số cạnh của khâu cơ sở ta có loại 4, 5,6

* Nhóm tĩnh định loại 1: khâu dẫn

1.3.2.1 Xếp loại nhóm

1.3.2.3 Nguyên tắc tách nhóm tĩnh định

+ Chọn trước khâu dẫn và giá

+ Sau khi tách nhóm, phần còn lại phải là một cơ cấu hoàn chỉnh hoặc là khâu dẫn + Tách những nhóm ở xa khâu dẫn trước rồi dần đến những nhóm ở gần hơn

+ Tách những nhóm đơn giản trước, nhóm phức tạp sau

Ví dụ: Tách nhóm tĩnh định cơ cấu động cơ diezen, cơ cấu bơm động cơ oxy

1.3 Xếp loại cơ cấu phẳng

1.3.2 Xếp loại nhóm và xếp loại cơ cấu

1.3.2.3 Nguyên tắc tách nhóm tĩnh định

1.3 Xếp loại cơ cấu phẳng

1.3.2 Xếp loại nhóm và xếp loại cơ cấu

1.3.2.3 Nguyên tắc tách nhóm tĩnh định

1.3 Xếp loại cơ cấu phẳng

1.3.2 Xếp loại nhóm và xếp loại cơ cấu