Xem mẫu

I. CHƯƠNG 1 CƠ CẤU PHẲNG I.1. Mục tiêu, nhiệm vụ Mục tiêu: Trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về cơ cấu phẳng, cách tính bậc tự do - xếp loại, phân tích động học, các loại cơ cấu phẳng đối tiếp cơ bản. Giúp sinh viên dụng những kiến thức về cơ cấu phẳng nhằm giải các bài toán họa đồ vận tốc gia tốc cơ cấu, bài toán hệ bánh răng, trong các trường hợp cụ thể. Nhiệm vụ của sinh viên: - Dự lớp tích cực - Đọc và tìm hiểu bài trước khi đến lớp - Làm bài tập - Tìm hiểu các thông tin liên quan trong các tài liệu tham khảo I.2. Quy định hình thức học cho mỗi nội dung nhỏ Nội dung 1. Khái niệm cơ bản về cơ cấu 1.1. Khái niệm cơ bản về chi tiết máy và khâu 1.2. Bậc tự do của khâu 1.3. Khớp động 1.4. Chuỗi động và cơ cấu 1.5. Bậc tự do của cơ cấu 1.6. Cơ cấu loại 2 2. Cơ cấu 4 khâu phẳng 2.1. Khái niệm 2.2. Phân tích động học cơ cấu phẳng 2.2.1. Phân tích động học cơ cấu phẳng bằng phương pháp vẽ 3. Cơ cấu đối tiếp phẳng Hình thức học Giảng Giảng Giảng SVtự nghiên cứu + thảo luận SVtự nghiên cứu + thảo luận Giảng + Thảo luận Giảng + sinh viên tự nghiên cứu -9- I.3. Nội dung cụ thể A. NỘI DUNG PHẦN LÝ THUYẾT 1. Khái niệm cơ bản về cơ cấu. 1.1. Khái niệm cơ bản về chi tiết máy và khâu 1.1.1. Chi tiết máy. Chi tiết máy (gọi tắt là tiết máy) là phần tử cấu tạo hoàn chỉnh nên cơ cấu máy, nó được chế tạo ra không kèm theo một nguyên nhân lắp ghép nào. Nói cách khác ta không thể phân chia chi tiết máy thành những bộ phận nhỏ hơn bằng các biện pháp thông thường. Ví dụ: Bản vẽ của một phần hộp giảm tốc được tháo rời ra, trong đó có tới 34 chi tiết máy. ( Hình 1.1.1). Hình 1.1.1 1.1.2. Khâu. Trong máy và cơ cấu có những bộ phận chuyển động tương đối với nhau chúng được gọi là khâu. Khâu có thể gồm một hay nhiều chi tiết máy ghép cứng với nhau tạo thành. Mỗi khâu trong máy có thể được xem như là một vật rắn tuyệt đối nếu bỏ qua tính chất đàn hồi của vật liệu. Ngoài các khâu rắn tuyệt đối còn có những khâu đàn hồi như lò xo, nhíp, các khâu được làm bằng vật liệu dẻo như cao su, cáp, đai, xích bộ truyền bi và các khâu hơi, thuỷ, khí...... 1.2. Bậc tự do của khâu. Hình 1.1.2 Một khâu rắn được coi là một vật thể. Xét hai khâu A và B để rời trong không gian, ta chọn B làm hệ quy chiếu và gắn vào B một hệ toạ độ Đề-các Oxyz thì A có 6 khả năng chuyển động độc lập so với B: TX; TY; TZ và QX; QY; QZ. Trong đó TX; TY; TZ là các toạ độ tịnh tiến theo ba trục X, Y, Z và QX; QY; QZ là các toạ độ quay quanh ba trục X, Y, Z. -10- Ta nói A có 6 bậc tự do xo với B. Khi chọn A làm hệ quy chiếu thì B cũng có 6 chuyển động tương đối xo với B, ta nói A có 6 bậc tự do tương đối so với B. Vậy một vật thể chuyển động trong không gian có 6 bậc t ự do. Trong trường hợp vật thể chuyển động trong mặt phẳng thì các đại lượng TY; TZ v à QZ bị mất đi. Do đó hai khâu để rời nhau trong cùng một mặt phẳng (hình 5.1b) tồn tại 3 bậc tự do tương đối (Tx, Ty, Qz). Hay một vật thể chuyển động trong mặt phẳng có 3 bậc tự do. 1.3. Khớp động. 1.3.1. Sự nối động Qua phân tích khả năng chuyển động của một khâu trong không gian, cũng như trong mặt phẳng khi các khâu được để rời, nếu các khâu trong cơ cấu máy để rời nhau thì không thể tạo nên được một quy luật chuyển động xác định của các khâu trong máy vì số bậc tự do rất lớn, làm cho quy luật chuyển động của máy không thể xác định được. Vì thế người ta phải giảm bớt số bậc tự do tương đối giữa chúng bằng cách cho chúng tiếp xúc với nhau theo một quy cách nhất định, thực chất là tạo ra những ràng buộc nhằm hạn chế chuyển động giữa các khâu – đây gọi là sự nối động. Nối động giữa hai khâu: là giữ cho hai khâu tiếp xúc với nhau theo một quy cách nào đó. Khi bị nối động bậc tự do tương đối giữa chúng sẽ < 6. 1.3.2. Khớp động Chỗ tiếp xúc trên mỗi khâu khi nối động hai khâu gọi là thành phần khớp động. Hai thành phần khớp động trong một phép nối động gọi là một khớp động.(Hình 1.1.3) Ví dụ: Xét quả cầu B đặt trên vật phẳng A (Hình 1.1.4a) thì số bậc tự do tương đối giữa chúng 5 đó là: Tx, Ty, Qx, Qy, Qz, còn một bậc tự do bị hạn chế là Tz. Ta nói giữa A và B có một ràng buộc. Tương tự hình 1.1.4b giữa A và B có 4 bậc tự do tương đối (Tx, Ty, Qx, Qz), hình 1.1.4c giữa A và B có 3 bậc tự do tương đối (Tx, Ty, Qz), hình 1.1.4d giữa A và B có 3 bậc tự do tương đối (Qx, Qy, Qz). Hình 1.1.3 -11- Số bậc tự do bị hạn chế còn gọi là số ràng buộc, số ràng buộc nhiều hay ít đều do đặc điểm của các thành phần tiếp xúc trên hai khâu quyết định. Phân loại khớp động: (3 cách) - Phân loại khớp động theo đặc điểm tiếp xúc: có 2 loại: + Khớp loại thấp: có các thành phần tiếp xúc là các mặt. + Khớp loại cao: có thành phần tiếp xúc là đường hay điểm. - Phân loại theo số bậc tự do bị hạn chế: theo cách này có 5 loại khớp động: + Khớp loại 1 (ký hiệu p1) - hạn chế một bậc tự do. + Khớp loại 2 (ký hiệu p2) - hạn chế 2 bậc tự do. + ... .... + Khớp loại 5 ((ký hiệu p5) - hạn chế 5 bậc tự do. - Phân loại theo tính chất chuyển động tương đối, có 2 loại: Khớp động phẳng và khớp động không gian. Tz Qz TZ Qz B Tx x Qx z B Ty Qy y Tx A x Qx (a) Ty Qy A y (b) z B Tz Qz Tz Qz B Tx x A Qx Ty Tx Ty Qy y x Qx A Qy y (c) Hình 1.1.4 (d) Lược đồ khớp: để tiện cho việc nghiên cứu, các khớp động được biểu diễn trên hình vẽ bằng các lược đồ quy ước đơn giản. Ví dụ lược đồ một số loại khớp được thể hiện trên hình 1.1.5. Dĩ nhiên không có khớp loại 6 vì nếu tồn tại khớp loại 6 có nghĩa là số bậc tự do bị hạn chế là 6, vậy thực chất khâu đó đã được nối cứng. -12- Hình 1.1.5. Lược đồ khớp động Khi xếp loại khớp động theo cần lưu ý: số bậc tự do là số khả năng chuyển động tương đối độc lập. Cho nên cũng có trường hợp các khả năng chuyển động tương đối có quan hệ với nhau và phụ thuộc lẫn nhau theo một quy luật nhất định. Ví dụ: Trong khớp ren vít số bậc tự do tương đối bị hạn chế bằng dường như là 4, số bậc tự do còn lại là 2. Đó là chuyển động quay quanh trục và chuyển động tịnh tiến dọc trục. Nhưng ta thấy Hình 1.1.6 cứ sau một vòng quay của Bu-lông thì Ê-cu tiến theo chiều trục được một đoạn có chiều dài bằng bước ren t của ren vít. Do vậy thực chất khớp ren vít là khớp loại 5.(Hình 1.1.6) 1.4. Chuỗi động và cơ cấu - Nhiều khâu nối động với nhau tạo thành một chuỗi động. - Chuỗi động bao gồm chuỗi động phẳng và chuỗi động không gian: Chuỗi động phẳng (hình 1.1.7a) là chuỗi động có các điểm trên các khâu chuyển động trên cùng một mặt phẳng hoặc trên những mặt phẳng song song. Chuỗi động không gian (hình 1.1.7b) là chuỗi động có các điểm trên các khâu chuyển động trên những mặt phẳng khác nhau. -13- ... - tailieumienphi.vn
nguon tai.lieu . vn