(NB) Giáo trình Nguyên lý chi tiết máy (Nghề: Cắt gọt kim loại - Cao đẳng) trình bày những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lí làm việc và phương pháp tính toán thiết kế các chi tiết máy có công dụng chung, nhằm bồi dưỡng cho sinh viên khả năng giải quyết những vấn đề tính toán và thiết kế các chi tiết máy, làm cơ sở để vận dụng vào việc thiết kế máy. Mời các bạn cùng tham khảo!
NGUYÊN LÝ MÁY
Chương 1 giới thiệu về vị trí của môn học, các đối tượng nghiên cứu chính và nội dung trọng tâm của môn học Trong chương này, chúng tôi trình bày các phương pháp nghiên cứu đặc biệt phù hợp để phân tích cấu trúc và cơ cấu phẳng Ngoài ra, chương còn cung cấp các khái niệm cơ bản về bậc tự do của cơ cấu và cách xếp loại các dạng cấu trúc phẳng khác nhau, giúp người đọc hiểu rõ hơn về nguyên lý và ứng dụng của môn học.
Sau khi học xong chương này, người học có khả năng:
- Xác định được đối tượng nghiên cứu của môn học
- Giải thích được phương pháp nghiên cứu
- Giải thích được bậc tư do của cơ cấu
- Trình bày được biến thể của cơ cấu 4 khâu bản lề
- Xác định được bậc tự do của cơ cấu
- Phân tích được và xếp loại cơ cấu phẳng
- Phân tích được động học cơ cấu loại 2 bằng phương pháp: giải tích, chuyển vị, đồ thị
- Xác định được hợp lực quán tính
- Phân tích lực trên cơ cấu khâu phẳng, áp lực trên nhóm Átxua loại 2
- Phân tích được chuyển động thực của máy
- Phân tích được đặc điểm về quỹ đạo và chuyển vận tốc của cơ cấu 4 khâu bản lề
- Phân tích được miền tự hãm của tay quay
- Phân tích được chuyển động các cơ cấu: Cơ cấu cam; Các cơ cấu bánh răng;
- Phân tích được điều kiện ăn khớp của bánh răng thân khai
- Phân tích được chuyển động của hệ bánh răng
- Phân tích được những tác động của rủi ro đến công tác quản trị trong tổ chức
➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
❖ Có ý thức trách nhiệm, chủ động học tập
❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG 1
Đối với người dạy, việc áp dụng phương pháp giảng dạy tích cực như diễn giảng, vấn đáp và dạy học theo vấn đề giúp nâng cao hiệu quả truyền đạt kiến thức Đồng thời, yêu cầu người học tham gia thực hiện các câu hỏi thảo luận và bài tập chương 1, dưới hình thức cá nhân hoặc nhóm, nhằm phát huy tính chủ động và sáng tạo trong quá trình học tập.
Người học cần chủ động đọc trước giáo trình chương 1 để chuẩn bị cho buổi học Đồng thời, hoàn thành đầy đủ các câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống của chương 1, có thể làm cá nhân hoặc nhóm, rồi nộp đúng hạn cho người hướng dẫn Việc chuẩn bị kỹ lưỡng giúp nâng cao hiệu quả học tập và nắm vững kiến thức cần thiết.
❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG 1
- Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Không
- Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác
- Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan
- Các điều kiện khác: Không có
❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG 1
✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
✓ Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng
✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập
+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập
✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)
✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: 2 điểm kiểm tra (hình thức: trắc nghiệm)
CẤU TẠO CƠ CẤU
1 Vị trí của môn học
+ Là môn học bắt buộc trước khi sinh viên học các môn học chuyên môn
+ Là môn học kỹ thuật cơ sở bắt buộc, vừa mang tính chất lý thuyết và thực nghiệm
+ Giúp sinh viên có khả năng tính toán, thiết kế, kiểm nghiệm các chi tiết máy hoặc bộ phận máy thông dụng đơn giản
Máy là tập hợp các vật thể do con người tạo ra, nhằm mục đích thực hiện và mở rộng các chức năng lao động
Căn cứ vào chức năng, có thể chia máy thành các loại: a Máy năng lượng: dùng để truyền hay biến đổi năng lượng, gồm hai loại:
+ Máy- động cơ: biến đổi các dạng năng lượng khác thành cơ năng, ví dụ động cơ nổ, động cơ điện, tuốcbin
Máy biến đổi cơ năng là thiết bị chuyển đổi cơ năng thành các dạng năng lượng khác nhau, như máy phát điện hoặc máy nén khí, nhằm phục vụ các mục đích sản xuất và tiêu dùng Trong khi đó, máy làm việc (máy công tác) có nhiệm vụ biến đổi hình dạng, kích thước hoặc trạng thái của vật thể (máy công nghệ), hoặc thay đổi vị trí của vật thể (máy vận chuyển), giúp thực hiện các công việc cơ khí và vận chuyển hiệu quả.
Trong thực tế, việc phân biệt các loại máy móc trở nên khó khăn do nhiều thiết bị có động cơ dẫn động riêng, được gọi là máy tổ hợp Máy tổ hợp không chỉ bao gồm động cơ và các bộ phận làm việc chính mà còn tích hợp các thiết bị kiểm tra, theo dõi và điều chỉnh để đảm bảo hoạt động hiệu quả.
Khi các chức năng điều khiển của con người được thay thế bằng các thiết bị tự động, máy tổ hợp trở thành một hệ thống tự động hóa hoàn chỉnh Các thiết bị này đảm nhận toàn bộ quá trình vận hành của máy móc, giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong sản xuất Ví dụ, các máy truyền và biến đổi thông tin như máy tính điện tử đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý dữ liệu và điều khiển các quá trình kỹ thuật Nhờ đó, quá trình sản xuất trở nên linh hoạt, tiết kiệm thời gian và giảm thiểu sai sót do con người gây ra.
Ngoài các loại máy trên đây, còn nhiều loại máy có chức năng đặc biệt như tim nhân tạo, tay máy, người máy
Khi phân tích hoạt động của một máy, có thể xem máy là một hệ thống gồm các bộ phận điển hình, theo sơ đồ khối sau:
+ Bộ nguồn: cung cấp năng lượng cho toàn máy
+ Bộ chấp hành: trực tiếp thực hiện nhiệm vụ công nghệ của máy
+ Bộ biến đổi trung gian: thực hiện các biến đổi cần thiết từ bộ nguồn đến bộ chấp
+ Bộ điều khiển: thực hiện các thông tin, thu thập các tin tức làm việc của máy và đưa ra các tín hiệu cần thiết để điều khiển máy
Trong các bộ phận của máy, tập hợp các vật thể có chuyển động xác định, làm nhiệm vụ truyền hay biến đổi chuyển động gọi là cơ cấu
Theo đặc điểm các vật thể hợp thành cơ cấu, có thể xếp các cơ cấu thành các lớp:
+ Cơ cấu chỉ gồm các vật rắn tuyệt đối
Cơ cấu có vật thể đàn hồi như dây đai, lò xo, hoặc các thành phần chịu tác dụng của khí, chất lỏng, giúp chuyển động nhờ lực đàn hồi hoặc tác dụng của chất khí, chất lỏng Các loại cơ cấu này thường được sử dụng trong các hệ thống yêu cầu chuyển đổi năng lượng linh hoạt và chính xác Chúng đóng vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng công nghiệp và tự động hóa, đem lại hiệu quả cao và độ bền vượt trội.
+ Cơ cấu dùng tác dụng của điện từ
3 Nội dung môn học Nguyên lý máy
Môn học Nguyên lý máy nghiên cứu vấn đề chuyển động và điều khiển chuyển động của cơ cấu và máy
Trong môn Nguyên lý máy, các vấn đề chung của các loại cơ cấu và máy tập trung vào nghiên cứu về cấu trúc, động học và động lực học của chúng, nhằm đảm bảo hoạt động hiệu quả và bền bỉ.
Ba vấn đề nêu trên được nghiên cứu dưới dạng hai bài toán: bài toán phân tích và bài toán tổng hợp
Bài toán phân tích cấu trúc đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu các nguyên tắc thiết kế cơ cấu, giúp hiểu rõ cấu trúc của hệ thống Việc này giúp xác định khả năng chuyển động của cơ cấu phù hợp với cấu trúc cụ thể, từ đó tối ưu hóa hiệu suất và độ bền của hệ thống Phân tích cấu trúc là bước quan trọng trong quá trình thiết kế kỹ thuật, đảm bảo sự ổn định và chức năng của cơ cấu trong các ứng dụng kỹ thuật khác nhau.
Phân tích động học tập trung vào việc xác định chuyển động của các khâu trong cơ cấu dựa trên quan hệ hình học giữa các thành phần Phương pháp này không xem xét ảnh hưởng của lực tác dụng mà chỉ tập trung vào mô tả các chuyển động của khâu trong hệ thống Việc hiểu rõ các chuyển động này giúp tối ưu hóa thiết kế và vận hành của cơ cấu cơ khí Đó là bước quan trọng trong quá trình nghiên cứu và phát triển các cơ cấu cơ khí để đạt hiệu quả cao nhất.
Bài toán phân tích động lực học nhằm xác định lực tác động lên cơ cấu và quan hệ giữa các lực này với chuyển động của cơ cấu
Bên cạnh các phương pháp của môn học Cơ học lý thuyết, để nghiên cứu các vấn đề động học và động lực học của cơ cấu, người ta sử dụng các phương pháp phân tích tọa độ, phương pháp năng lượng, phương pháp phương trình chuyển động và phương pháp đồ thị Những phương pháp này giúp hiểu rõ hơn về hành vi và khả năng hoạt động của các cơ cấu cơ học trong các điều kiện khác nhau Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế và phân tích các hệ thống cơ khí phức tạp.
+ Phương pháp đổ thị (phương pháp vẽ - dựng hình)
Ngoài ra, các phương pháp thực nghiệm cũng có một ý nghĩa quan trọng trong việc nghiên cứu các bài toán về Nguyên lý máy
5 Những khái niệm cơ bản
Hình 1-cơ cấu động cơ đốt trong
6 Bậc tự của cơ cấu
Số bậc tự do tương đối giữa hai khâu thể hiện khả năng chuyển động độc lập của một khâu so với khâu kia, phản ánh mức độ tự chủ trong chuyển động của chúng Đây là khái niệm quan trọng trong cơ khí và kỹ thuật, giúp xác định tỷ lệ và phạm vi chuyển động trong các hệ thống máy móc Số bậc tự do càng lớn, khả năng chuyển động của các khâu càng linh hoạt và đa dạng, góp phần tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của toàn bộ hệ thống.
+ Khi để rời hai khâu trong không gian, giữa chúng sẽ có 6 bậc tự do tương đối
Trong hệ tọa độ vuông góc Oxyz liên kết với khâu (1), khâu (2) có sáu khả năng chuyển động, gồm chuyển động tịnh tiến dọc theo các trục Ox, Oy, Oz, được ký hiệu là T_x, T_y, T_z.
Q X, Q Y ,Q Z (chuyển động quay xung quanh các trục Ox, Oy, Oz) Sáu khả năng này hoàn toàn độc lập với nhau
+ Tuy nhiên, khi để rời hai khâu trong mặt phang, số bậc tự do tương đối giữa chúng chỉ còn lại là 3: chuyển động quay
Trong hệ thống chuyển động, trục Oz vuông góc với mặt phẳng chuyển động Oxygen của hai khâu, tạo thành cơ sở để phân tích các chuyển động Các chuyển động tịnh tiến T X và T Y diễn ra dọc theo các trục Ox và Oy nằm trong mặt phẳng này, góp phần xác định chính xác vị trí và hướng di chuyển của các khâu Việc kết hợp các chuyển động này giúp hiểu rõ hơn về cơ cấu chuyển động trong hệ thống, nâng cao khả năng điều khiển và tối ưu hóa hoạt động của các khâu trong cơ cấu.
Số bậc tự do tương đối giữa hai khâu thể hiện số thông số vị trí độc lập cần thiết để xác định chính xác vị trí của khâu này trong hệ quy chiếu liên kết với khâu kia Đây là yếu tố quan trọng trong phân tích cơ học để đảm bảo mô hình chính xác và phù hợp với các quy trình kỹ thuật Hiểu rõ về số bậc tự do giúp người thiết kế và kỹ sư nắm bắt rõ hơn về khả năng chuyển động của các khâu trong hệ thống cơ khí.
Khâu dẫn là khâu có thông số vị trí cho trước (hay nói khác đi, có quy luật chuyển động cho trước)
Ngoài giá và khâu dẫn ra, các khâu còn lại đợc gọi là khâu bị dẫn
Khâu phát động là khâu được nối trực tiếp với nguồn năng lượng làm cho máy chuyển động
Ví dụ, với động cơ đốt trong Hình 1, khâu phát động là pittông
Cơ cấu chính trong máy là hệ thống tay quay-con trượt OAB (Hình 2), có nhiệm vụ chuyển đổi chuyển động tịnh tiến của piston (3) thành chuyển động quay của trục khuỷu (1), đảm bảo hoạt động chính xác và hiệu quả của máy.
Mỗi khâu có chuyển động riêng biệt: Khâu (1) quay xung quanh tâm O, khâu (2) chuyển động song phang, khâu (3) chuyển động tịnh tiến, khâu (4) cố định
Trục khuỷu thông thường là một chi tiết máy độc lập
Thanh truyền gồm nhiều chi tiết máy như thân, bạc lót, đầu to, bu lông, đai ốc ghép cứng lại với nhau
6.2 Sự nối động, khớp động
* Nối động, thành phần khớp động, khớp động
+ Để tạo thành cơ cấu, người ta phải tập hợp các khâu lại với nhau bằng cách thực hiện các phép nối động
* Nối động hai khâu là bắt chúng tiếp xúc với nhau theo một quy cách nhất định trong suốt quá trình chuyển động
Nối động hai khâu làm hạn chế bớt số bậc tự do tương đối giữa chúng
+ Chỗ trên mỗi khâu tiếp xúc với khâu đợc nối động với nó gọi là thành phần khớp động
+ Tập hợp hai thành phần khớp động của hai khâu trong một phép nối động gọi là một khớp động
Dựa vào số bậc tự do bị hạn chế khi nối động, còn gọi là số ràng buộc của khớp, ta phân khớp động thành các loại chính như khớp loại 1, loại 2 và loại 3 Các loại khớp này phản ánh mức độ hạn chế về chuyển động của các phần liên kết trong hệ thống cơ khí Hiểu rõ các loại khớp giúp thiết kế và phân loại các hệ thống cơ khí chính xác hơn, đồng thời tối ưu hoá hiệu suất hoạt động của cơ cấu Việc phân chia khớp theo số bậc tự do ràng buộc là yếu tố then chốt trong phân tích độ cứng, điều kiện làm việc và tính ổn định của các cơ cấu liên kết.
4, loại 5 lần lượt hạn chế 1, 2, 3, 4, 5 bậc tự do tương đối
Trong cấu tạo liên kết, không có khớp loại 6 vì loại này hạn chế 6 bậc tự do tương đối giữa hai khâu, dẫn đến hai khâu bị ghép cứng với nhau Ngoài ra, không có khớp loại 0 vì khi đó hai khâu hoàn toàn rời rạc trong không gian, tạo thành liên kết tự do giữa chúng.
ĐỘNG HỌC CƠ CẤU
1 Mục đích, nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu
+ Lược đổ động của cơ cấu
+ Khâu dẫn và quy luật chuyển động của khâu dẫn Yêu cẩu:
- Xác định quy luật chuyển động của cơ cấu
Bài toán phân tích động học cơ cấu bao gổm ba bài toán :
+ Bài toán vị trí và quỹ đạo
+ Bài toán vận tốc + Bài toán gia tốc
- Có nhiều phương pháp khác nhau để giải bài toán phân tích động học cơ cấu
Chương này chủ yếu giới thiệu phương pháp họa đổ (phương pháp vẽ - dựng hình)
2 Phân tích động học cơ cấu loại hai
+ Lược đổ động của cơ cấu tay quay- con trượt (hình 2.1)
+ Khâu dẫn là khâu AB
+ Xác định quy luật chuyển vị s = s(p) của con trượt C + Xác định quỹ đạo của điểm D trên thanh truyền BC
> Cách xây dựng đồ thị s = s(p)
+ Dựng vòng tròn tâm A, bán kính lAB Chia vòng tròn (A, lAB) thành n phần đều nhau bằng các điểm B1 , B2 , , Bn
+ Vòng tròn (Bị, lBC) cắt phương trượt Ax của con trượt C tại điểm Cị
Trong quá trình xác định vị trí của con trượt C, ta chọn điểm C0 của con trượt C làm gốc để xác định s, với chiều dương là chiều ngược lại với trục Ax Để xác định góc quay p của khâu dẫn AB, ta chọn Ax làm gốc và chiều dương là chiều quay của trục O1 Khi đó, s = C ữ Cị biểu thị chuyển vị của con trượt C ứng với góc quay p = xAB, giúp mô tả chính xác sự biến dạng của hệ thống.
+ Với các cặp (p, s) khác nhau, ta xây dựng được đổ thị chuyển vị s = s(p) của con trượt C theo góc quay p của khâu dẫn AB (hình 2.1)
Vì cơ cấu chuyển động có chu kỳ với chu kỳ bằng o = 2n, nghĩa là sau mỗi vòng quay của khâu dẫn AB, cơ cấu trở về vị trí ban đầu, nên quỹ đạo của điểm D là đường cong kín Điều này đảm bảo tính lặp đi lặp lại của chuyển động và tính ổn định của cơ cấu trong quá trình hoạt động Chu kỳ của cơ cấu đạt giá trị o = 2n giúp duy trì sự chính xác trong quay vòng của các bộ phận và tạo ra quỹ đạo cố định cho điểm D.
Chu kỳ o được gọi là chu kỳ vị trí hay chu kỳ động học của cơ cấu
Hình vẽ biểu diễn vị trí tương đối giữa các khâu theo các vị trí khác nhau của khâu dẫn AB chính là hoạ đồ chuyển vị của cơ cấu Hoạ đồ chuyển vị giúp hình dung rõ ràng các trạng thái hoạt động của cơ cấu trong quá trình làm việc Đây là phần quan trọng trong phân tích cơ cấu, giúp thiết kế và tối ưu hóa các hệ thống cơ khí Việc hiểu rõ hoạ đồ chuyển vị góp phần nâng cao hiệu quả vận hành và độ bền của cơ cấu máy móc.
+ Hình vẽ biểu diễn vị trí tương đối giữa các khâu ứng với một vị trí xác định của khâu dẫn AB được gọi là hoạ đồ cơ cấu
+ Lược đổ động của cơ cấu bốn khâu bản lề ABCD + Khâu dẫn AB có vận tốc góc là
Xác định vận tốc của tất cả các khâu của cơ cấu tại vị trí khâu dẫn có vị trí xác định bằng góc ^ (hình 2.2)
Vận tốc của một khâu có thể xác định chính xác khi biết vận tốc góc và vận tốc dài của một điểm trên khâu hoặc của hai điểm trên khâu đó Để giải bài toán đã cho, ta chỉ cần xác định vận tốc V_C của điểm C trên khâu 2 hoặc khâu 3 Điều này giúp dễ dàng tính toán và phân tích chuyển động của cơ cấu một cách chính xác và hiệu quả.
Để giải bài toán về vận tốc, chúng ta cần thiết lập phương trình vận tốc chính xác Vì hai điểm B và C nằm cùng một khâu (khâu 2), nên phương trình vận tốc được xác định dựa trên mối quan hệ giữa các điểm này, giúp dễ dàng tính toán và phân tích chuyển động Việc viết phương trình vận tốc phù hợp là bước quan trọng để giải quyết các bài toán liên quan đến tốc độ và thời gian trong vật lý.
+ Khâu AB quay xung quanh điểm A, do đó vận tốc V B vuông góc với AB và
V CB là vận tốc tương đối của điểm C so với điểm B:
Vcb L BC và V CB = ũ) 2 l BC
Do giá trị của ũ) 2 chưa biết nên giá trị của V CB là một ẩn số của bài toán Điểm C thuộc khâu 3, khâu 3 quay quanh điểm D, do đó:
Do giá trị của ũ) 3 chưa biết nên giá trị của V C là một ẩn số của bài toán
+ Phương trình (2.1) có hai ẩn số và có thể giải được bằng phương pháp họa đổ như sau:
Chọn một điểm P làm gốc, vẽ đoạn thẳng PB biểu diễn vector VB Từ điểm B, vẽ đường thẳng A song song với phương của vector VC Trở về gốc P, vẽ đường thẳng A’ song song với phương của vector VC, giao nhau tại điểm C Điều này cho thấy rằng đoạn PC biểu diễn vector VC, giúp xác định chính xác quan hệ vectơ trong không gian.
, vectơ bc biểu diễn V CB
Họa đồ vận tốc của cơ cấu, như hình vẽ (2.3), thể hiện rõ mối quan hệ giữa các bộ phận của cơ cấu khi chuyển động Điểm p được gọi là gốc học đồ, đóng vai trò trung tâm trong phân tích vận tốc của cơ cấu Tương tự như họa đổ cơ cấu, họa đổ vận tốc cũng được vẽ theo tỉ xích là /U V, giúp xác định chính xác vận tốc của các điểm trong cơ cấu nhằm tối ưu hóa thiết kế và hoạt động của hệ thống.
Giá trị thực của vận tốc V_B được đo bằng đơn vị mm/s, dựa trên kích thước của đoạn biểu diễn pb trên bản đồ Bằng cách đo các đoạn PC và BC trên họa đồ vận tốc, ta có thể dễ dàng xác định chính xác giá trị của các vận tốc liên quan, đảm bảo độ chính xác trong phân tích và đánh giá chuyển động.
* Nhận xét về họa đồ vân tốc
+ Trên hoạ đổ vận tốc (hình 2.3) chúng ta thấy rằng:
Các vectơ có gốc tại điểm p và mút tại các điểm b, c, e thể hiện vận tốc tuyệt đối của các điểm tương ứng trên cơ cấu Cụ thể, vectơ pb biểu diễn vận tốc tuyệt đối của điểm B, vectơ pc biểu diễn vận tốc của điểm C, và vectơ pe thể hiện vận tốc của điểm E Việc xác định các vectơ này giúp phân tích chính xác chuyển động của các thành phần trong cơ cấu cơ khí.
Các vectơ không có gốc tại điểm p, như bc, be, và ce, thể hiện vận tốc tương đối giữa các điểm trên cơ cấu Cụ thể, vectơ bc biểu diễn vận tốc của điểm C so với điểm B (V cB), vectơ be thể hiện vận tốc của điểm E so với điểm B (V eB), và vectơ ce mô tả vận tốc của điểm E so với điểm C (V EC) Những vectơ này giúp phân tích chính xác chuyển động của các thành phần trong cơ cấu máy.
+ Định lý đồng dạng thuận:
Hình nối các điểm trên cùng một khâu đổng dạng phù hợp với hình nối mút các vectơ vận tốc tuyệt đối của các điểm đó trên họa đồ vận tốc Điều này giúp thể hiện rõ mối liên hệ giữa các điểm trên khâu đổng dạng và vectơ vận tốc tuyệt đối, hỗ trợ phân tích chuyển động chính xác hơn.
+ Thật vậy, ba điểm B, C, E thuộc cùng khâu 2
+ Mút của các vectơ vận tốc của các điểm B, C, E lần lượt là b, c, e
+ Vì BC 1 bc (hay V cB) ; be 1 be (hay V eB ); CE 1 ce (hay V EC)
Các chữ B, C, E và b, c, e đều theo cùng chiều, tạo thành hai tam giác BCE và bce có dạng thuận với nhau Định lý đồng dạng thuận giúp xác định vận tốc của một điểm bất kỳ trên khâu khi đã biết vận tốc của hai điểm khác trên cùng khâu đó.
Ví dụ xác định vận tốc của điểm F trên khâu 3 dựa trên mối liên hệ giữa các điểm C, D, và F cùng thuộc khâu 3 Khi các vectơ vận tốc của điểm C và D có mút lần lượt là c và d = p, ta có thể vẽ tam giác cdf trên bản vẽ vận tốc Việc này giúp xác định hướng và cường độ vận tốc của điểm F bằng cách điều chỉnh tam giác cdf sao cho phù hợp với hình dáng của tam giác CDF trên cơ cấu, từ đó biểu diễn chính xác vận tốc VF của điểm F.
+ Dạng họa đổ vận tốc chỉ phụ thuộc vào vị trí cơ cấu (hay nói khác đi, chỉ phụ thuộc vào góc
Cách xây dựng quỹ đạo của điểm D trên thanh truyền BC
+ Khi dựng các vị trí BiCi của thanh truyền BC, ta dựng các điểm Di tương ứng trên
Nối các điểm Di lại, ta xác định được quỹ đạo của điểm D trên thanh truyền BC Đường cong chính của quỹ đạo này chính là đường cong thanh truyền, thể hiện rõ chuyển động của điểm D trong cơ cấu cơ khí Quỹ đạo điểm D trên thanh truyền BC được mô tả bằng đường cong thanh truyền, giúp phân tích chính xác hành trình chuyển động của cơ cấu.
+ Cách xác định vận tôcV E của một điểm E trên khâu 2:
Do hai điểm B và E thuộc cùng một khâu (khâu 2), ta có phương trình vận tốc:
V eB là vận tốc tương đối của điểm E so với điểm B:
V eb 1 Be và V eb = ®2 l BE
Phương trình (2.2) có hai ẩn số là giá trị và phương của véc-tơ E, do đó có thể giải bằng phương pháp họa đổ Đầu tiên, từ điểm B, vẽ đoạn be biểu diễn véc-tơ EB, giúp xác định rõ hơn hướng của véc-tơ E Ngoài ra, hai điểm C và E đều nằm trên cùng một khâu (khâu 2), điều này giúp xác định mối liên hệ giữa các điểm và phương của véc-tơ E trong quá trình giải bài toán.
V E = V C + V EC với V EC là vận tốc tương đối của điểm E so với điểm B
Mặc khác, ta thấy: pe = pc + ce
Thế mà pc biểu diễn V C , pe biểu diễn V E
Do vậy ce biểu diễn V EC
PHÂN TÍCH LỰC TRÊN CƠ CẤU PHẲNG
1.1 Phân loại các lực tác dụng lên cơ cấu
Lực phát động là lực do động cơ tạo ra trên khâu dẫn của cơ cấu thông qua hệ truyền dẫn, thường có dạng một momen lực và được ký hiệu là M.§.
Lực cản kỹ thuật là lực từ đối tượng công nghệ tác động lên bộ phận làm việc của máy, gây trở ngại trong quá trình vận hành Đây là lực cần được khắc phục để đảm bảo thực hiện hiệu quả quy trình công nghệ của máy móc Lực cản kỹ thuật thường xuất hiện tại các khâu bị dẫn của cơ cấu, ảnh hưởng đến hiệu suất và độ chính xác của quá trình gia công Việc kiểm soát và giảm thiểu lực cản kỹ thuật đóng vai trò quan trọng trong nâng cao năng suất và độ bền của máy móc công nghiệp.
Lực cản kỹ thuật đóng vai trò quan trọng trong các hoạt động cắt gọt kim loại, tác động lên dụng cụ trong máy cắt gọt Ngoài ra, lực cản của đất ảnh hưởng lên lưỡi cày trong máy cày, giúp xác định khả năng làm việc của thiết bị Trọng lượng các vật cần di chuyển trong quá trình nâng chuyển cũng là một yếu tố ảnh hưởng đến lực cản kỹ thuật Lực cản kỹ thuật thường được ký hiệu là PC hoặc MC, thể hiện tác động của lực lên các bộ phận của máy móc trong các quá trình kỹ thuật.
Trong quá trình vận hành, trọng lượng các khâu đóng vai trò quan trọng trong việc xác định khả năng di chuyển của hệ thống Khi trọng tâm các khâu đi lên, trọng lượng có tác dụng như lực cản, gây cản trở quá trình hoạt động Ngược lại, nếu trọng tâm các khâu đi xuống, trọng lượng lại phát huy tác dụng như lực phát động, hỗ trợ quá trình chuyển động Hiểu rõ tác dụng của trọng lượng giúp tối ưu hoá hiệu suất làm việc của các khâu trong hệ thống.
Trọng lượng khâu thứ i được ký hiệu là G
+ Khi phân tích lực trên khâu dẫn, người ta thường giả thiết khâu dẫn quay đều, tức là có vận tốc góc bằng hằng số
Các khớp động thường được bôi trơn đầy đủ, khiến lực ma sát trong khớp thường rất nhỏ so với áp lực khớp Vì vậy, khi phân tích lực trong bài toán kỹ thuật, người ta thường bỏ qua lực ma sát và coi áp lực khớp là phản lực chính Điều này giúp đơn giản hóa quá trình tính toán và đạt được kết quả chính xác hơn trong nhiều trường hợp.
Trong phân tích lực của cơ cấu phẳng, để đơn giản hóa bài toán, giả thiết rằng tất cả các lực tác dụng lên cơ cấu đều nằm trong cùng một mặt phẳng song song với mặt phẳng chuyển động của cơ cấu.
Ngoài ngoại lực, lực quán tính đóng vai trò quan trọng trong các chuyển động có gia tốc, ảnh hưởng đến các hệ thống chuyển động Lực quán tính được ký hiệu là P_t, trong khi momen lực quán tính được thể hiện bằng ký hiệu M_t Hiểu rõ về lực quán tính giúp phân tích chính xác các quá trình chuyển động, đặc biệt trong các hệ thống chịu tác động của gia tốc.
2.1 Khâu tịnh tiến Để phân tích lực trên các khâu bị dẫn, ta tiến hành theo trình tự sau đây:
- Tách cơ cấu thành các nhóm tĩnh định, còn lại là khâu dẫn (hoặc các khâu dẫn) nối giá
Cơ cấu tay quay con trượt gồm một nhóm tĩnh định, bao gồm hai khâu (khâu 2 và khâu 3) và ba khớp (khớp quay B, khớp quay C, và khớp trượt C), đảm bảo hoạt động chính xác và hiệu quả của hệ thống.
- Khớp chờ của nhóm là khớp quay B và khớp trượt C
- Cơ cấu có một bậc tự do nên sau khi tách nhóm tĩnh định ra, chỉ còn lại một khâu dẫn AB nối giá bằng khớp quay
- Đặt các ngoại lực, các lực và momen lực quán tính, các áp lực khớp chờ lên các nhóm
Hệ lực tác dụng lên khâu 2 và khâu 3 bao gồm các ngoại lực và momen quán tính được mô tả bằng các lực P_n và P_in lần lượt Việc xác định chính xác các lực này là quan trọng trong phân tích kết cấu, giúp đảm bảo độ bền và ổn định của hệ thống Hiểu rõ tác động của lực ngoại lực và momen quán tính lên các khâu giúp tối ưu hóa thiết kế và nâng cao hiệu quả vận hành của cấu kiện.
- Viết và giải phương trình cân bằng lực cho các nhóm
Bài toán phân tích áp lực khớp động được giải cho các nhóm xa khâu dẫn trước sau đó đến nhóm gần khâu dẫn
2.3 Khâu chuyển động song phẳng
Sau khi tách các nhóm tĩnh định trong cơ cấu có một bậc tự do, còn lại một khâu dẫn nối giá Cụ thể, trong cơ cấu tay quay con trượt, sau khi tách nhóm tĩnh định (2+3), phần còn lại chính là khâu dẫn nối giá bằng khớp quay tại điểm A.
Trong bài toán phân tích lực cơ cấu, khâu dẫn luôn duy trì trạng thái cân bằng với vận tốc bằng không Để đảm bảo điều kiện cân bằng lực trên khâu dẫn, cần phải đặt lên đó một lực cân bằng phù hợp Việc xác định lực cân bằng giúp duy trì sự ổn định của cơ cấu và đảm bảo hoạt động chính xác của hệ thống cơ khí Đây là nguyên tắc quan trọng trong phân tích và thiết kế các cơ cấu cơ khí nhằm đảm bảo tính an toàn và hiệu quả của toàn bộ hệ thống.
Trong hệ thống, P (cơ cấu hay lực tác động) có một điểm cân bằng M_cb, giúp duy trì sự ổn định của cơ cấu Điểm cân bằng này đảm bảo rằng toàn bộ tác động của các phần còn lại của cơ cấu lên khâu dẫn được cân bằng chính xác Điều này đồng nghĩa với việc lực N2ỉ tại khâu dẫn luôn được kiểm soát để duy trì trạng thái cân bằng, đảm bảo hoạt động hiệu quả và ổn định của hệ thống.
3 Phản lực ở các khớp động
- Dưới tác động của ngoại lực và lực quán tính, trong các khớp động của cơ cấu xuất hiện các phản lực khớp động
Phản lực khớp động là lực tác dụng từ mỗi thành phần của khớp động lên thành phần liên kết với nó trong hệ thống Lực phản lực này xuất phát từ từng khâu thứ i và tác dụng lên khâu thứ j trong khớp động, được ký hiệu là R Điều này giúp hiểu rõ các tác dụng lực trong các cơ cấu khớp động, đảm bảo hoạt động chính xác và ổn định của hệ thống cơ khí.
Trong mỗi khớp động, luôn tồn tại một đôi phản lực trực đối giữa các phần của khớp Khi khâu 1 tác động lên khâu 2 với lực R12, thì khâu 2 sẽ phản ứng bằng lực cùng cường độ nhưng ngược hướng, đảm bảo cân bằng lực trong hệ thống Điều này giúp duy trì sự ổn định và truyền tải lực hiệu quả qua các bộ phận của cơ cấu cơ khí Hiểu rõ nguyên lý phản lực khớp động là yếu tố quan trọng trong thiết kế và phân tích các máy móc và cơ cấu.
Trong quá trình lập phương trình cân bằng lực của tĩnh học, việc viết riêng lẻ cho từng khâu có thể dẫn đến số phương trình cân bằng thấp hơn số ẩn cần xác định Ví dụ, với khâu 3 trong cơ cấu 4 khâu bản lề (hình 3.3), số lượng ẩn là 4 bao gồm các lực tác dụng và phương của chúng Chính vì vậy, để giải quyết bài toán tĩnh học chính xác, cần tổng hợp các phương trình cân bằng phù hợp, đảm bảo số phương trình bằng hoặc lớn hơn số ẩn, nhằm xác định đầy đủ các lực tác dụng trong hệ thống.
N 43 ;N 23 ), số phương trình cân bằng lực bằng 3 (2 phương trình hình chiếu và 1 phương trình momen)
ĐỘNG LỰC HỌC MÁY
Trong phân tích động học và phân tích lực của cơ cấu, giả thiết rằng vận tốc góc của khâu dẫn là hằng số phù hợp cho lý thuyết, nhưng thực tế, dưới tác động của ngoại lực, máy sẽ có chuyển động xác định và vận tốc góc của khâu dẫn thường dao động xung quanh một giá trị trung bình nhất định Do đó, cần nghiên cứu chuyển động thực của máy để phản ánh chính xác các tác động động học và lực tác dụng trong điều kiện vận hành thực tế.
Chuyển động thực của máy phụ thuộc vào chuyển động của khâu dẫn Để hiểu rõ hoạt động của máy, chỉ cần nghiên cứu chuyển động thực của khâu dẫn, vì nó là yếu tố quyết định toàn bộ chuyển động trong hệ thống Bài toán chuyển động thực của máy nhằm xác định chính xác chuyển động của các khâu dựa trên chuyển động của khâu dẫn, giúp tối ưu hóa hiệu suất và độ chính xác của máy móc trong quá trình vận hành.
Để đảm bảo vận tốc góc thực của khâu dẫn không vượt quá giới hạn cho phép, cần điều chỉnh chuyển động của máy để làm đều chuyển động Việc giảm biên độ dao động của vận tốc góc ũ₁ là yếu tố quan trọng trong việc duy trì hoạt động ổn định của thiết bị Khi biên độ dao động vượt quá mức quy định, phải tìm các biện pháp điều chỉnh nhằm giảm thiểu sự bất ổn trong chuyển động Chính vì vậy, bài toán làm đều chuyển động máy đặt ra yêu cầu giảm biên độ của ủ₁ phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật.
2 Phương trình chuyển động của máy
Phương trình động lực học giúp xác định vận tốc góc thực của máy, còn gọi là phương trình chuyển động của máy Quá trình suy diễn phương trình chuyển động thường dựa trên dạng động năng của hệ thống, trong đó momen quán tính thay thế đóng vai trò quan trọng Việc hiểu rõ momen quán tính thay thế là cần thiết để phân tích chính xác quá trình chuyển động của máy, đảm bảo tính chính xác trong tính toán và thiết kế hệ thống cơ khí.
• Đại lượng JT có thứ nguyên của momen quán tính và được gọi là momen quán tính thay thế về khâu dẫn 1 của tất cả các khâu trong máy
Nguyên tắc thay thế dựa trên sự tương đương về động năng, trong đó động năng của toàn bộ cơ cấu được thay thế bằng động năng của một khâu có vận tốc góc bằng vận tốc góc của khâu dẫn Điều này đảm bảo mô hình thay thế chính xác, thể hiện rõ mối liên hệ giữa các khâu trong hệ thống Giả thiết này giúp đơn giản hóa phân tích cơ cấu, đồng thời duy trì tính khách quan của mô hình động lực Do đó, nguyên tắc thay thế dựa trên động năng là phương pháp quan trọng trong nghiên cứu và thiết kế các cơ cấu cơ khí phức tạp.
• Vì — Sl ;—- chỉ phụ thuộc vào góc quay ọ của khâu dẫn mà không phụ thuộc vào Ũ) 1 , nên o 1 o 1
JT cũng chỉ phụ thuộc vào ọ : J T = J T (ọ)
Momen quán tính là đại lượng biến thiên theo thời gian và có chu kỳ giống như chu kỳ động học hoặc chu kỳ vị trí của cơ cấu Nó phản ánh khả năng chống lại gia tốc góc của các bộ phận trong cơ cấu, góp phần vào sự ổn định và hiệu quả hoạt động của hệ thống cơ khí Ngoài ra, momen thay thế của các lực là khái niệm quan trọng trong phân tích cơ cấu, giúp đánh giá tác động của lực lên hệ thống nhằm đảm bảo thiết kế chính xác và an toàn.
• Gọi P và Mị : lực và momen lực tác động lên khâu thứ i
V và o : vận tốc điểm đặt lực P và vận tốc góc của khâu i tại thời điểm t
Công suất tức thời của các lực đặt trên khâu thứ i :
N = Pỹ + Mo Công suất tức thời của tất cả các lực đặt trên các khâu trong máy :
Trong phân tích truyền động, khâu dẫn có vận tốc góc ũ ì, cùng với momen quán tính thay thế JT tại mọi thời điểm Một momen lực được đặt tại khâu này bằng momen thay thế MT, đại diện cho tác động của các lực tác dụng lên hệ thống Khâu này được gọi là khâu thay thế, đóng vai trò quan trọng trong mô phỏng và tính toán động lực học của hệ truyền động Việc sử dụng momen quán tính thay thế giúp đơn giản hóa các phép phân tích, đồng thời duy trì độ chính xác trong mô hình động Áp dụng khâu thay thế trong thiết kế giúp tối ưu hóa hiệu suất và nâng cao khả năng dự đoán hành vi của hệ thống trong quá trình vận hành.
Phương trình (6.2) chính là phương trình chuyển động của khâu thay thế, cho thấy rằng việc nghiên cứu chuyển động thực của cơ cấu nhiều khâu có thể được giảm thiểu thành việc phân tích chuyển động của khâu thay thế Điều này giúp đơn giản hóa quá trình phân tích cơ cấu phức tạp, đồng thời nâng cao hiệu quả trong thiết kế và tính toán cơ cấu chuyển động.
3 Chuyển động thật của máy
Khi máy chuyển động, vận tốc góc của khâu dẫn thường biến thiên theo góc quay của nó Vận tốc này có thể tăng dần, giảm dần hoặc dao động quanh một giá trị trung bình cố định, tùy thuộc vào cơ cấu và điều kiện hoạt động của hệ thống Hiểu rõ sự biến thiên của vận tốc góc giúp tối ưu hóa quá trình chuyển động và nâng cao hiệu quả của máy móc.
Tuỳ theo tính chất biến thiên của ữ ì mà có các chế độ chuyển động khác nhau của máy
• Điều kiện để máy chuyển động bình ổn Điều kiện để máy chuyển động bình ổn là công Aọ phải triệt tiêu có chu kỳ Thế nhưng
Trong quá trình hoạt động của máy, công của các lực phát động và các lực cản tác động lên máy đóng vai trò then chốt Công của các lực này được ký hiệu là A| ọ 0 = A d Ỵ + Á C Ỵ, trong đó A D 9 và ÁI ẹ lần lượt đại diện cho công của các lực phát động và lực cản trong khoảng thời gian từ t0 đến t Điều kiện để máy hoạt động ổn định là công của các lực này cân bằng nhau sau một khoảng thời gian nhất định, giúp duy trì trạng thái chuyển động đều đặn.
CƠ CẤU KHỚP LOẠI THẤP
1.1 Định nghĩa và công dụng
Một cơ cấu phẳng gồm 4 khâu được nối với nhau bởi 4 khớp quay gọi là cơ cấu bốn khâu bản lề phẳng
1.2 Đặc điểm và các dạng của cơ cấu 4 khâu bản lề
Khâu cố định gọi là giá, còn các khâu nối giá (1) và (3) được gọi là tay quay hoặc thanh lắc, tùy thuộc vào khả năng quay toàn vòng của khâu đó Khâu đối diện với giá đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc, giúp đảm bảo sự ổn định và linh hoạt của kết cấu Điều này giúp hệ thống hoạt động hiệu quả và dễ dàng điều chỉnh theo nhu cầu sử dụng.
Hình 10- cơ cấu 4 khâu bản lề thanh truyền (2) Ký hiệu kích thước khâu i là li
⇒Đường tâm của khâu là đường thẳng qua hai tâm khớp động của khâu (hình 5-1b)
⇒Kích thước động là khoảng cách giữa các khớp động của khâu
2.1 Đặc điểm về quỹ đạo
- Tưởng tượng khớp quay B được tháo dời: mỗi thành phần khớp động (B1, B2) được gọi là khớp chờ, mỗi vị trí của nó gọi là vết chờ
** Tập hợp các vị trí của nó gọi là tập hợp vết chờ
Để xác định điều kiện quay toàn vòng của khâu (1), cần tìm điều kiện để tập hợp vết chờ của khâu (1) nằm trên vòng tròn tâm A với bán kính AB trong quá trình chuyển động Điều này đảm bảo rằng khâu (1) quay trọn vòng quanh trục của nó, phù hợp với yêu cầu về cơ cấu chuyển động Việc tìm điều kiện này giúp xác định giới hạn hoạt động của cơ cấu, đảm bảo độ chính xác và tính đồng bộ của quá trình chuyển động.
- Tập hợp vết chờ của khâu (2) là {B2} - tập các điểm phủ miền vành khăn tâm D, bán kính lớn l3+l2, bán kính nhỏ l3 – l2.
- Muốn có điều kiện quay toàn vòng của khâu (1) thì vết chờ B1 đi đến đâu vết chờ B2 cũng phải đến đó, nghĩa là {B1} -{B2}
Khớp nối giá quay chỉ có thể quay toàn vòng khi và chỉ khi tập hợp vết chờ {Xi} của nó nằm trong tập hợp vết chờ {Xj} của thanh truyền liền kề {j} Việc đảm bảo tập hợp vết chờ phù hợp là điều kiện cần thiết để khớp nối hoạt động chính xác và hiệu quả Điều này giúp duy trì sự liên kết liên tục và truyền động mượt mà giữa các thành phần trong hệ thống cơ cấu máy.
2.2 Cơ cấu 4 khâu bản lề
- Giả sử khâu (1) là khâu dẫn có vận tốc góc ω1, khâu (3) bi dẫn có vận tốc góc ω3
+Gọi i13 là tỉ số vận tốc giữa hai khâu nối giá (1) và(3),
Phương pháp TVT xác định tỷ số vận tốc:
- Nếu đổi giá của cơ cấu, coi khâu (3) là giá thì vận tốc của các điểm A, B thuộc khâu (1) sẽ vuông góc với DA và CB
* Giao điểm P13 của CB và DA là TVT của khâu (1) khi coi (3) là giá
- Tương tự P24 là TVT của khâu (2) khi coi (4) là giá
- Khi P13 chia ngoài đoạn AD, i13>0, các khâu (1) và (3) quay cùng chiều
- Khi P13 chia trong đoạn AD, i13) của cần phụ thuộc vào góc quay p của cam, giúp xác định hành trình di chuyển của cần theo từng góc quay Đối với cơ cấu cam cần lắc, quy luật biến thiên góc lắc ự = ự(p) mô tả sự thay đổi của góc cần theo góc quay của cam, đảm bảo hoạt động chính xác và liên tục của cơ cấu.
Trong quy luật chuyển động của cam, đầu con lăn cần luôn cách đều biên dạng cam một khoảng bằng bán kính của con lăn để đảm bảo quá trình hoạt động liên tục và chính xác Đầu cần phải luôn tiếp xúc với biên dạng cam lý thuyết, đồng thời duy trì khoảng cách bằng bán kính con lăn so với biên dạng thực tế Điều này giúp đảm bảo chuyển động của cơ cấu cam chính xác, ổn định và hiệu quả.
Khi phân tích động học cơ cấu cam có đầu con lăn, có thể áp dụng phương pháp đã trình bày ở trên, nhưng cần thực hiện trên biên dạng cam lý thuyết để đảm bảo độ chính xác cao.
Khi cho giá quay theo chiều dưới 1, từ vị trí ban đầu O:x0 đến vị trí O1:x1, tức là quay được một góc nhất định, điểm tiếp xúc giữa đáy cần và cam chuyển đến vị trí B1 Quá trình này giúp hiểu rõ cơ chế chuyển động của hệ thống và ảnh hưởng của góc quay đến vị trí tiếp xúc, hỗ trợ tối ưu hóa cấu hình máy móc theo các nguyên tắc kỹ thuật và SEO phù hợp.
- Nếu lấy tâm camO1 làm gốc để xác định chuyển vị si của cần so với giá, thì Sị
= Oịỉị chính là chuyển vị tương ứng của cần so với giá trong chuyển động tương đối
- Như vậy, trong chuyển động tuyệt đối của cơ cấu, Sị = Oịỉị chính là chuyển vị của cần so với giá tương ứng với góc quay ọ = x0OjX của cam
• Từ đó có thể xây dựng đổ thị chuyển vị s = s(ọ) của cần theo trình tự sau đây
- Qua tâm cam O15 các kẻ đường thẳng Oixi phân bố đều xung quanh O:
Kẻ đường thẳng IiBi vuông góc với Oixi và tiếp xúc với biên dạng cam tại điểm BL Điều này chứng tỏ rằng Sị = Oịỉị chính là chuyển vị của cần theo góc quay ọ, tương đương với x0OjX của cam Nhờ đó, ta có thể xác định mối liên hệ giữa chuyển vị của cần và góc quay của cam, giúp tối ưu hóa quá trình điều khiển và phản hồi của hệ thống.
- Với các cặp (ọ., s.) khác nhau, ta xây dựng được đổ thị chuyển vị s = s(ọ) của cần
Cơ cấu bánh răng là cơ cấu có khớp cao dùng để biến đổi hoặc truyền chuyển động theo nguyên tắc ăn khớp trực tiếp giữa hai khâu
+ Theo vị trí tương đối giữa hai trục quay: bánh răng nội tiếp và bánh răng ngoại tiếp
+ Theo sự phân bố của răng trên bánh răng: bánh răng thẳng, bánh răng xoắn
Trong lĩnh vực truyền động, các loại bánh răng đa dạng dựa trên đặc điểm hình dạng và chức năng Theo biên dạng răng, phổ biến gồm bánh răng thân khai, bánh răng xyclôít và bánh răng Nô-vi-cốp, giúp tối ưu hóa khả năng truyền lực và giảm thiểu tổn thất năng lượng Ngoài ra, các loại bánh răng còn được phân loại dựa trên tính chất chuyển động, gồm cặp bánh răng phẳng và cặp bánh răng không gian, phù hợp với nhiều ứng dụng kỹ thuật khác nhau để đảm bảo hoạt động hiệu quả và bền bỉ.
Bánh răng nón, Bánh răng trụ chéo, Bánh răng nón chéo, Cơ cấu trục vít – bánh vít
Bánh răng thẳng , Bánh răng xoắn (nghiêng), Bánh răng chữ V
Hình 18.: Phân loại bánh răng
3.2 Phân tích động học cơ cấu bánh răng a Định lý ăn khớp
- Tỷ số vận tốc góc giữa hai bánh răng, gọi là tỷ số truyền
Ký hiệu: i12 = ω1/ω2 i12 > 0 khi 2 bánh răng quay cùng chiều, và i12 < 0 khi 2 bánh răng quay ngược chiều