CHUONG 1. CAU TAO CO CAU

Các khái niệm 2.Cơ cấu : Simple press nối động với nhau mỗi vật thể gọi là một khâu , nhằm tạo ra các chuyển động xác định.. Tiết máy: phần tử nhỏ nhất hợp thành máy không thể tháo r

CHƯƠNG I CẤU TẠO

CƠ CẤU

1.1 Các khái niệm

1.2 Bậc tự do của cơ cấu

1.3 Nguyên lý hình thành cơ cấu – Xếp loại

cơ cấu

1 1 Các khái niệm

• 1 Máy công tác

Máy công tác (máy) có công dụng biến đổi năng lượng thành các công cơ học có ích ( ví dụ thay đổi vị trí, hình dạng, kích thước, tính chất của các vật thể)

1 1 Các khái niệm

2.Cơ cấu :

Simple press

(nối động) với nhau ( mỗi vật thể gọi là một khâu) , nhằm tạo ra các chuyển động xác định

Cơ cấu có công dụng truyền động (truyền hoặc

biến đổi chuyển động ) hay dẫn hướng (tạo ra một quỹ đạo xác định cho một điểm thuộc cơ cấu )

sát chuyển động của cơ cấu

Tiết máy: phần tử nhỏ nhất hợp thành máy ( không thể tháo rời nhỏ hơn nữa ), có công dụng nhất định trong máy, các kích thước chủ yếu của tiết máy xác định theo chỉ tiêu về khả năng làm việc ( độ bền, độ cứng, độ bền mỏi, tính chịu nhiệt, tính ổn định dao động )

Khâu có thể là một tiết máy ( ví dụ: trục, bánh răng ) hoặc bao gồm một số tiết máy nối cứng lại với nhau

1 1 Các khái niệm

3.Bậc Tự Do Của Khâu – Nối Động

• Bậc tự do của khâu :

không gian có 6 bậc tự do tương đối

1 1 Các khái niệm

3.Bậc Tự Do Của Khâu – Nối Động

Xét hai khâu để rời trong cùng một mặt phẳng : số bậc tự do tương đối là 3 ,đó là TX , TZ , QY

x

T

T

1 1 Các khái niệm

3.Bậc Tự Do Của Khâu – Nối Động

- Nối động: là cho hai khâu tiếp xúc với nhau theo một qui cách xác định , dẫn đến một số khả năng chuyển động tương đối giữa hai khâu (bậc tự do ) bị mất đi , nghĩa

-

Hình 5: Khớp thấp

1 1 Các khái niệm

4.Phân Loại Khớp Động

Theo số ràng buộc ( số bậc tự do bị hạn chế ): khớp gọi là loại j ( j = 1, 2, 3, 4, 5) khi tạo ra j ràng buộc

-

4.Phân Loại Khớp Động

Khớp phẳng : dùng để nối động hai khâu trong cùng một mặt phẳng, gồm một

số khớp loại 4 ( khớp cơ cấu cam ) và

một số khớp loại 5 ( khớp bản lề, khớp

tịnh tiến )

5 1 1 Các khái niệm

5.Lƣợc Đồ Khớp – Lƣợc Đồ Khâu

- Lƣợc đồ khớp : hình vẽ đơn giản biểu diễn khớp động

- Lược đồ khâu : hình vẽ đơn giản biểu diễn đầy đủ các khớp động và các kích thước động của khâu ( ví dụ: thanh truyền )

-

Lƣợc đồ cơ cấu

6 Chuỗi Động – Cơ Cấu

động, có các loại chuỗi phẳng hoặc không gian, chuỗi hở hoặc kín

khâu cố định ( gọi là giá ) và các khâu còn lại là các khâu động ( bao gồm:

khâu dẫn – khâu nhận chuyển động từ bên ngoài, khâu bị dẫn )

1.2 Bậc Tự Do Của Cơ Cấu

Cơ cấu 5 khâu bản lề ?

1.2 Bậc Tự Do Của Cơ Cấu

Xét chuỗi động phẳng nhƣ Hình

Ở hình trên , khâu 3 chƣa nối với giá thì các bậc tự do Qx

,Qy , TZ đã bị khử do các khớp A ,B , C , đó là các ràng buộc gián tiếp Khi nối khâu 3 với giá , có 5 ràng buộc Qx ,Qy , TZ ,TX, TY, vậy có 3 ràng buộc trùng Qx ,Qy , TZ

Khi tính toán ràng buộc phải bỏ bớt các ràng buộc trùng Ràng buộc trùng chỉ cố thể xáy ra ở các khớp đóng kín và có thể bằng không

Tính bậc tự do của các cơ cấu

Cơ cấu 4 khâu bản lề phẳng Hình : n=3, p5=4, p4=0, r=3 =>W=1

b Cơ cấu đổi chiều trục nhƣ hình vẽ: giả sử chƣa nối

khâu 1 và khâu 2 lại với nhau bằng khớp bằng khớp B, có

ràng buộc gián tiếp Qy, khớp B có 4 ràng buộc Qy, Qz, Ty, Tz nghĩa là có ràng buộc trùng Qy

Khi đó :n=3, p5=5, p4=2, r=1 (Qy) => W=1

c Cơ cấu bàn tay máy nhƣ Hình n=5, p5=3, p4=1, p3=1, r=0 =>W=8

1.2 Bậc Tự Do Của Cơ Cấu

3 Công Thức Tính Bậc Tự Do Của Cơ Cấu

a Ràng buộc thừa

Một số kết cấu đặc biệt (các cơ cấu mà giữa các khâu có một số quan hệ hình học đặc biệt ) sẽ tạo ra ràng buộc thừa

VD:

Xét cơ cấu hình bình hành nhƣ Hình 15 (AD=BC, BE=AF,

AB=CD=EF) Nếu bỏ khâu 3 và khâu 2 khớp C, D thì khoảng cách giữa hai điểm C, D vẫn không đổi (=AB=EF), do tứ giác ABEF là hình bình hành

Số bậc tự do tạo ra bởi khâu 3 và 2 khớp C, D là W* = 3.1 - 2.2 = -1

<=> 1 ràng buộc (thừa) <=> r=1

W = 3.n – ( 2 p5 + p4 – r) = 3.4 – ( 2.6 + 0 -1 ) =1

Cơ cấu này đƣợc dùng làm cơ cấu bánh xe lửa hoặc mở rộng hơn làm cơ cấu cửa chớp

1.2 Bậc Tự Do Của Cơ Cấu

3 Công Thức Tính Bậc Tự Do Của Cơ Cấu Phẳng

4 Liên Hệ Giữa Số Bậc Tự Do Và Số Khâu Dẫn Của Cơ Cấu

Nói chung khâu dẫn là khâu nối giá, có quy luật

chuyển động xác định Vì vậy số khâu dẫn của cơ cấu bằng số bậc tự do của cơ cấu

b Bậc tự do thừa

Xét cơ cấu cam nhƣ hình ,chuyển

động quay Ws của con lăn không

1.3 Nguyên Lý Hình Thành Cơ Cấu –

Xếp Loại Cơ Cấu

Mỗi cơ cấu gồm nhiều hay một khâu dẫn, nối với giá

và một số chuỗi động có bậc tự do bằng không ( gọi là nhóm tĩnh định )

phẳng chỉ toàn khớp thấp loại 5, điều kiện cần của

nhóm Wnhóm= 3.n – 2.p5 = 0 ( để trở thành nhóm

tĩnh định phải có thêm điều kiện đủ là nhóm tối giản )

- Xếp loại nhóm: nhóm tĩnh định đƣợc chia làm 2 tập hợp

• Tập hợp 1: Những nhóm không chứa một chuỗi

động kín nào bao gồm:

Nhóm loại 2: 2 khâu và 3 khớp loại 5

1.3 Nguyên Lý Hình Thành Cơ Cấu – Xếp

Loại Cơ Cấu

1 Nguyên Lý Hình Thành Cơ Cấu

Nhóm loại 3: các nhóm có chƣa khâu cơ sở (đƣợc nối

với các khâu khác trong nhóm bằng 3 khớp loại 5)

2 Xếp Loại Cơ Cấu

a Nguyên tắc xếp loại

- Cơ cấu loại 1: là cơ cấu không chứa nhóm tĩnh định nào

cả ( cơ cấu Rôto )

- Cơ cấu loại lớn hơn 1: là cơ cấu chứa các nhóm tĩnh

định, loại của cơ cấu là loại cao nhất trong cơ cấu

Để xếp loại cơ cấu phải xác định các nhóm tĩnh định trong

cơ cấu, nghĩa là phải tách nhóm

b Nguyên tắc tách nhóm

- Trước khi tách nhóm, phải xác định trước giá và khâu dẫn

- Sau khi tách nhóm, phần còn lại của cơ cấu phải là một

cơ cấu hoàn chỉnh

- Thử tách ra nhóm đơn giản trước, nếu không được mới tách nhóm phức tạp

2 Xếp Loại Cơ Cấu

SV giải các bài tập sau

3 Thay Thế Khớp Cao Bằng Khớp Thấp

Việc thay thế phải đảm bảo quy luật chuyển

động tương đối giữa các khâu không thay đổi

và bậc tự do cũng không thay đổi

Điều kiện về bậc tự do : W = 3.n – 2.p5 = -1 (1 khớp loại 4 có W = -1 )

3.n = 2.p5 -1 có thể chọn đơn giản là n

=1 , p5 = 2

Điều kiện về chuyển động tương đối : các

khớp bản lề đặt tại tâm cong của các thành

phần khớp cao ( nếu thành phần khớp cao là đường thẳng thì thay thế bằng khớp tịnh tiến )

3 Thay Thế Khớp Cao Bằng Khớp Thấp

VD :

3 Thay Thế Khớp Cao Bằng Khớp Thấp