Cần có hai giai đoạn chuyển động: Giai đoạn đi xa, cần chuyển động đi lên 2 in theo hàm điều hòa đơn giản tương ứng với góc quay của cam là 180°.. Giai đoạn về gần tương ứng với góc
Trang 1BÀI TẬP HỌC PHẦN “NGUYÊN LÝ MÁY”
(Dựa theo tài liệu - John Joseph Uicker, G R Pennock, Joseph Edward Shigley, “Theory of Machines and Mechanisms”, 3rd, Oxford University Press, 2003 và tài liệu - Myszka, David
H, “Machines and mechanisms : applied kinematic analysis”, 4th, Prentice Hall, 2012”)
CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ CƠ CẤU CAM
Để giải quết được các bài toán trong chương 5 SV cần nắm được
các kiến thức quan trọng sau đây:
Về kiến thức:
1 Giới thiệu cơ cấu cam
2 Các khái niệm cơ bản về cơ cấu cam
3 Đồ thị SVAJ
4 Quá trình thiết kế cam
5 Các bài toán thiết kế cam
6 Bài toán thiết kế 1
7 Các hàm chuyển động của cần
8 Bài toán thiết kế 2
9 Kích thước cam
10 Cam đĩa cần đẩy đáy con lăn 11.Cam đĩa cần đẩy đáy bằng 12.Xây dựng biên dạng cam thực từ đồ thị S 13.Những lưu ý trong quá trình chế tạo cam
Số lượng bài tập
Số lượng (bài) Tỉ lệ tối thiểu bài tập SV
phải hoàn thành
(từ bài 5.1 đến 5.15)
100%
(từ bài 5.16 đến 5.23)
Khuyến khích SV làm bài, không bắt buộc
Trang 2BÀI TẬP HỌC PHẦN “NGUYÊN LÝ MÁY”
(Dựa theo tài liệu - John Joseph Uicker, G R Pennock, Joseph Edward Shigley, “Theory of Machines and Mechanisms”, 3rd, Oxford University Press, 2003 và tài liệu - Myszka, David
H, “Machines and mechanisms : applied kinematic analysis”, 4th, Prentice Hall, 2012”)
Chương 5 THIẾT KẾ CƠ CẤU CAM
Chương 6 Thiết kế cơ cấu cam
5.1 Cho cơ cấu cam cần đẩy đáy con lăn, cam quay cùng chiều kim đồng hồ Cần có hai giai đoạn chuyển động: Giai đoạn đi xa, cần chuyển động đi lên 2 in theo hàm điều hòa đơn giản tương ứng với góc quay của cam là 180° Giai đoạn về gần tương ứng với góc quay 180° sau đó của cam, cần vẫn chuyển động theo hàm điều hoà đơn giản Nếu con lăn có bán kính 0.375 in và bán kính đường tròn cơ sở thực là 2 in Hãy xây dưng đồ thị chuyển vị, đường cong biên dạng cam lý thuyết và biên dạng cam thực
5.2 Cho cơ cấu cam cần đẩy đáy bằng Biết qui luật chuyển động của cần giống với bài 5.1 Bán kính vòng tròn cơ sở thực là 1.5 in, cam quay ngược chiều kim đồng hồ Hãy xây dựng đồ thị chuyển vị và đường cong biên dạng cam Biết tâm sai ε = 0.75 in về phía làm giảm ứng suất uốn của cần trong giai đoạn đi xa
5.3 Xây dựng đồ thị chuyển vị, biên dạng cam cho cơ cấu cam cần lắc đáy bằng Cần có các giai đoạn chuyển động: Đi xa theo hàm cycloid tương ứng với góc quay của cam từ 0° đến 150°, cần chuyển vị được một góc 30° ; Dừng tương ứng với góc quay 30° tiếp theo; Về gần theo hàm cycloit với góc quay 120° của cam; Dừng tương ứng với góc quay 60° còn lại của cam Xác định chiều dài cần thiết của cần đẩy, lấy khoảng cách từ điểm tiếp xúc giữa cam và cần đến đầu cần nhỏ nhất là 5mm, bán kính vòng cơ sở là 30mm, tâm quay của cần cách tâm cam 120mm về bên phải, cam quay ngược chiều kim đồng hồ
Trang 35.4 Cho cơ cấu cam cần lắc đáy con lăn, cam quay cùng chiều kim đồng hồ Biết qui luật chuyển động của cần tương tự như bài 5.3 Bán kính đường tròn cơ sở thực là 60mm, chiều dài của cần là 100mm Khoảng cách
từ tâm quay của cần đến tâm quay của cam là 125mm, con lăn có bán kính 10mm Hãy xây dựng biên dạng cam lý thuyết và biên dạng cam thực, xác định góc áp lực lớn nhất?
5.5 Hãy viết phương trình vận tốc và xung cho hàm điều hoà đơn giản tại điểm giữa giai đoạn đi xa của cần Xác định giá trị gia tốc tại điểm đầu và điểm cuối trong giai đoạn này
5.6 Trong giai đoạn đi xa của một cần chuyển động theo hàm cycloid Hãy xác định giá trị góc của cam θ, tại các vị trí cần có gia tốc lớn nhất và nhỏ nhất Tìm phương trình vận tốc và xung tại điểm giữa của giai đoạn này
5.7 Cho cơ cấu cam cần đẩy đáy nhọn, quay với tốc độ 400 vòng/phút Các giai đoạn chuyển động của cần: Dừng tương ứng 0°≤θ≤ 60°;
Đi xa 2.5in; Về gần, trong giai đoạn về gần có 1 in cần chuyển vị với vận tốc không đổi 40 in/s Hãy lựa chọn các hàm tiêu chuẩn như bài 5.6 cho các khoảng chuyển động có gia tốc của cần Xác định các đoạn chuyển vị và góc quay của cam ứng với các đoạn chuyển động này
5.8 Làm lại bài toán 5.7 Trong trường hợp giai đoạn dừng cam quay tương ứng: 0°≤θ≤ 120°
5.9 Nếu Cam trong bài 5.7 quay với vận tốc góc không đổi, hãy xác định thời gian dừng của cần, vận tốc, gia tốc lớn nhất/nhỏ nhất của cần trong
1 vòng quay của cam
6.10 Cơ cấu cam cần lắc, các giai đoạn chuyển động của cần: Đi Xa tương ứng với góc quay của cam 60°, cần chuyển vị được một góc 20°: Dừng tương ứng 60°≤θ≤ 105°; Đi xa, cần chuyển vị thêm một góc 20°; Về gần; Dừng tương ứng với 300°≤θ≤ 360 Giả sử rằng cơ cấu chuyển động với vận tốc cao Sử dụng các hàm chuyển động tiêu chuẩn của bài 5.6 cho các
Trang 4khoảng chuyển động của cần, Xác định chuyển vị góc và góc quay tương ứng của cam cho các đoạn chuyển động của cần
5.11 Xác định vận tốc lớn nhất và gia tốc lớn nhất của cần trong bài 5.10, biết cam quay đều với vận tốc 600vg/ph
5.12 Các điều kiện biên của một chuyển động theo hàm đa thức được xác định như sau: với θ=0 thì y=0, y'=0 ; với θ=β thì y=L, y'=0 Hãy xác định phương trình chuyển vị thích hợp và các phương trình SVAJ theo θ, vẽ
đồ thị cho các hàm vừa xác định
5.13 Với cơ cấu cam như bài 5.2 Hãy xác định chiều rộng nhỏ nhất của đáy cần (lấy khoảng cách từ điểm tiếp xúc giữa cam và cần đến đầu cần nhỏ nhất là 0,1in) và bán kính cong nhỏ nhất của cam
5.14 Với cơ cấu cam trong bài 5.1, hãy xác định góc áp lực lớn nhất
và bán kính cong nhỏ nhất
5.15 Cơ cấu cam cần đẩy đáy bằng có cần chuyển động như trong bài 5.7 Hãy xác định bán kính nhỏ nhất của vòng tròn cơ sở lý thuyết khi bán kính cong không được nhỏ quá 0.5in Trên cơ sở đó, hãy xác định chiều dài nhỏ nhất của đáy cần (lấy khoảng cách từ điểm tiếp xúc giữa cam và cần đến đầu cần nhỏ nhất là 0.25 in)
5.16 Xây dựng đồ thị biên dạng cam trong bài 5.15 khi cam quay cùng chiều kim đồng hồ
5.17 Cơ cấu cam cần lắc đáy con lăn có quy luật chuyển động như bài 5.7 có bán kính vòng tròn cơ sở thực là 20 in Hãy xác định góc áp lực lớn nhất và bán kính con lăn lớn nhất để không xảy ra hiện tượng cắt lẹm
5.18 Xây dựng đồ thị biên dạng cam trong bài 5.17, sử dụng con lăn có bán kính 0.75 in cam quay cùng chiều kim đồng hồ
5.19 Cơ cấu cam cần đẩy đáy con lăn, cam quay với tốc độ 300v/ph Các giai đoạn chuyển động của cần: Đi xa 75mm theo hàm điều hòa đơn giản tương ứng với cam quay một góc 180 Hãy xác định bán kính nhỏ nhất
Trang 5của đường tròn cơ sở thực khi góc áp lực không vượt quá 25 Tìm gia tốc lớn nhất của cần
5.20 Làm lại bài 5.19 với qui luật chuyển động theo hàm cycloitde 5.21 Làm lại bài 5.19 với qui luật chuyển động theo hàm điều hòa cải tiến
5.22 Khi sử dụng con lăn bán kính 20mm, xác định vị trí của cam trong bài 5.19 sẽ xảy ra hiện tượng cắt lẹm
5.23 Các phương trình 5.41 và 5.42 mô tả biên dạng cam của cơ cấu cam cần đẩy đáy bằn Khi gia công cam bằng phương pháp phay với dụng
cụ cắt có bán kính Rc Hãy xác định phương trình chuyển động cho đường tâm mũi dao