Xem mẫu
- Ch−¬ng 1: C¬ cÊu ph¼ng
1. Kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ c¬ cÊu
1.1. BËc tù do cña kh©u
- Chi tiÕt m¸y (tiÕt m¸y) lμ phÇn tö cÊu t¹o hoμn chØnh cña
m¸y ®−îc chÕ t¹o ra kh«ng kÌm theo mét nguyªn c«ng l¾p
r¸p nμo.
- Trong m¸y vμ c¬ cÊu cã nh÷ng bé phËn chuyÓn ®éng
t−¬ng ®èi ®èi víi nhau gäi lμ kh©u. Kh©u cã thÓ gåm mét
hoÆc nhiÒu tiÕt m¸y ghÐp cøng víi nhau t¹o thμnh.
- M« h×nh kh©u lμ m« h×nh vËt r¾n tuyÖt ®èi.
- KÝch th−íc cña kh©u kh«ng cã giíi h¹n trong kh«ng gian.
XÐt hai kh©u A vμ B ®Ó rêi nhau trong kh«ng gian.
- Chän B lμm hÖ quy chiÕu vμ g¾n vμo B mét hÖ trôc to¹ ®é
0xyz th× A cã 6 kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng ®éc lËp so víi B (Tx,
Ty, Tz, Qx, Qy, Qz). Ta nãi A cã 6 bËc tù do so víi B.
- Chän A lμm hÖ quy chiÕu, B còng cã 6 kh¶ n¨ng chuyÓn
®éng ®éc lËp so víi A.
- - S¬ ®å x¸c ®Þnh bËc tù do kh©u
z
Tz
Qz Qx T
x
A
x
0
Ty
B
Qy
y
- B cã 6 bËc tù do t−¬ng ®èi so víi A.
- Hai kh©u ®Ó rêi trong mÆt ph¼ng tån t¹i 3 bËc tù do t−¬ng
®èi.
1.2. Khíp ®éng
- C¸c kh©u ®Ó rêi trong kh«ng gian hoÆc mÆt ph¼ng sÏ cã kh¶
n¨ng chuyÓn ®éng hoμn toμn ®éc lËp ®èi víi nhau ⇒ kh«ng
thÓ t¹o thμnh c¬ cÊu m¸y. V× thÕ ng−êi ta ph¶i gi¶m bít sè
bËc tù do t−¬ng ®èi gi÷a chóng b»ng c¸ch cho chóng tiÕp
xóc víi nhau theo mét quy c¸ch nhÊt ®Þnh. Nèi ®éng gi÷a
hai kh©u lμ gi÷ cho hai kh©u tiÕp xóc víi nhau theo mét quy
- Ph©n lo¹i khíp ®éng
- A B
B Khíp b¶n lÒ lo¹i 5
Khíp
A tÞnh tiÕn lo¹i 5
B
B
A A K
A
B
Khíp cao lo¹i 4
1.3. Chuçi ®éng vμ c¬ cÊu
- NhiÒu kh©u nèi ®éng víi nhau t¹o thμnh mét chuçi ®éng.
- Chuçi ®éng ⇒ ph¼ng vμ kh«ng gian.
- Mét chuçi ®éng cã mét kh©u cè ®Þnh cßn c¸c kh©u kh¸c
chuyÓn ®éng theo quy luËt x¸c ®Þnh gäi lμ c¬ cÊu. Th−êng
c¬ cÊu lμ mét chuçi ®éng kÝn.
- Kh©u cè ®Þnh trong c¬ cÊu gäi lμ gi¸.
- 1.4. BËc tù do c¬ cÊu ph¼ng
- BËc tù do cña c¬ cÊu lμ sè th«ng sè ®éc lËp cÇn thiÕt
®Ó x¸c ®Þnh hoμn toμn vÞ trÝ cña c¬ cÊu. C
- VÝ dô:
- Cho tr−íc l−îc ®å c¬ cÊu, sè kh©u, B
khíp, lo¹i khíp. ϕ1
TÝnh sè bËc tù do cña c¬ cÊu W.
A D
W = Wo - R
Wo lμ tæng sè bËc tù do cña c¸c kh©u ®Ó rêi so víi gi¸.
R lμ tæng sè rμng buéc g©y ra bëi c¸c khíp ®éng cã
trong c¬ cÊu.
Wo = 3n n lμ tæng sè kh©u ®éng
R = 2p5 + P4 P5 vμ P4 lμ tæng sè khíp lo¹i 5 vμ
4 cã trong c¬ cÊu
W = 3n (2P5 + P4)
VÝ dô:
- TÝnh sè bËc tù do cña c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ ph¼ng trªn h×nh.
n = ?; P5 = ? P4 = ?
- 1.5. XÕp lo¹i c¬ cÊu
- Mét c¬ cÊu gåm mét hay nhiÒu kh©u dÉn, nèi víi gi¸ vμ víi
mét sè nhãm tÜnh ®Þnh (nhãm cã bËc tù do b»ng 0)
- XÐt c¬ cÊu toμn khíp thÊp
Nhãm tÜnh ®Þnh
- Cã sè kh©u kh©u khíp tho¶ m·n: 3n 2P5 = 0
- Nhãm tèi gi¶n
- Khi cè ®Þnh c¸c khíp chê cña nhãm ⇒ 1 dμn tÜnh ®Þnh
XÕp lo¹i nhãm
- TËp hîp c¸c nhãm kh«ng chøa mét chuçi ®éng kÝn nμo
- Nhãm lo¹i 2 (2 kh©u 3 khíp) ABC
- Nhãm lo¹i 3 (nhãm cã kh©u c¬ së kh©u cã 3 thμnh phÇn
khíp ®éng)
XÕp lo¹i c¬ cÊu
- C¬ cÊu kh«ng chøa mét nhãm tÜnh ®Þnh nμo lμ c¬ cÊu lo¹i 1.
- C¬ cÊu cã chøa tõ mét nhãm tÜnh ®Þnh trë lªn, lo¹i c¬ cÊu lμ
lo¹i cña nhãm tÜnh ®Þnh cao nhÊt cã trong c¬ cÊu.
- - Nhãm Atxua lo¹i 2 vμ lo¹i 3
B
A
C
- VÝ dô xÕp lo¹i c¬ cÊu ph¼ng
A
1 2
D
O B
Nhãm lo¹i 2:
5
(4-5), (2-3)
3
4 Kh©u dÉn 1
C
- 2. C¬ cÊu bèn kh©u ph¼ng
2.1. Kh¸i niÖm
- C¬ cÊu ph¼ng toμn khíp thÊp cã 4 kh©u gäi lμ c¬ cÊu 4 kh©u
ph¼ng. NÕu c¸c khíp ®Òu lμ khíp b¶n lÒ lo¹i 5 th× c¬ cÊu gäi
lμ c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ ph¼ng.
- Trong c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ ph¼ng: kh©u ®èi diÖn víi gi¸ gäi
lμ thanh truyÒn, hai kh©u nèi gi¸ cßn l¹i nÕu quay ®−îc toμn
vßng gäi lμ tay quay, nÕu kh«ng gäi lμ thanh l¾c.
- Tû sè truyÒn gi÷a hai kh©u ®éng trong c¬ cÊu j vμ k lμ:
ijk= ωj/ωk.
- Tû sè truyÒn cña c¬ cÊu lμ tû sè truyÒn gi÷a kh©u dÉn vμ
kh©u bÞ dÉn nèi gi¸ cña c¬ cÊu ®ã (dÊu).
2.2. Quan hÖ ®éng häc gi÷a c¸c kh©u trong c¬ cÊu
2.2.1. Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu ph¼ng sö dông pp vÏ
2.2.1.1. Néi dung bμi to¸n
- Bμi to¸n chuyÓn vÞ
- Bμi to¸n vËn tèc
- Bμi to¸n gia tèc
- Ho¹ ®å chuyÓn vÞ cña c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ ph¼ng
- Ho¹ ®å gia tèc
E
Π
2 C
B 3
1 nc3
ω1 c’2≡c’3
ϕ1 ne2c2
A D
e’2 b’1≡b’2
nc2b2
b1≡b2 ne2b2
Ho¹ ®å vËn tèc e2 P ⊥EB
⊥EC
c3≡c2 ⊥EB
⊥BC
⊥EC ⊥BC
- 2.2.2. X¸c ®Þnh tû sè truyÒn gi÷a c¸c kh©u trong c¬ cÊu sö
dông ph−¬ng ph¸p t©m quay tøc thêi
2.2.2.2. §Þnh lý Kennedy
- Trong chuçi ®éng 4 kh©u b¶n lÒ ph¼ng, t©m vËn tèc tøc thêi
gi÷a hai kh©u kh«ng kÒ nhau lμ giao ®iÓm gi÷a ®−êng t©m
cña hai kh©u cßn l¹i.
Chøng minh:
- KS chuyÓn ®éng t−¬ng ®èi
gi÷a kh©u 2rvμ 4.
r
VB1 = VB 2 ⊥ AB
r r
VC 3 = VC 2 ⊥ CD
P24 lμ t©m vËn tèc tøc thêi…
§æi kh©u 3 lμm gi¸ t−¬ng tù
P13 lμ t©m vËn tèc tøc thêi…
2.2.2.3. §Þnh lý Williss
- Trong c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ ph¼ng, ®−êng t©m thanh truyÒn
chia ®−êng t©m gi¸ lμm hai ®o¹n th¼ng tû lÖ nghÞch víi vËn
tèc gãc cña hai kh©u n«i gi¸.
- C¸c ®Æc ®iÓm truyÒn ®éng
- i13 lμ ®¹i l−îng biÕn thiªn phô thuéc vÞ trÝ kh©u dÉn;
- i13 > 0 nÕu P chia ngoμi ®o¹n AD vμ ng−îc l¹i;
- Gãc l¾c ψ hay hμnh tr×nh cña thanh l¾c;
- HÖ sè vÒ nhanh cña c¬ cÊu: ϕ d 180o + θ
K= = ≥1
- ë c¬ cÊu h×nh b×nh hμnh K = 1. ϕ v 180 − θ
o
- 2.3. Mét sè d¹ng biÕn thÓ cña c¬ cÊu 4 kh©u ph¼ng
2.3.1. C¬ cÊu tay quay con tr−ît
- 2.3.2. C¬ cÊu Cu lit
ω1 PD
- T©m vËn tèc tøc thêi P13. i12 = =
- Tû sè truyÒn ω2 PA
- HÖ sè vÒ nhanh: k = ϕ d = 180° + ψ
ϕv 180° −ψ
- §iÒu kiÖn quay toμn vßng: Kh©u 1 lu«n quay toμn vßng,
kh©u 3 quay toμn vßng khi lAB ≥ lAD
- 3. C¬ cÊu b¸nh r¨ng
3.1. C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n
- §Þnh nghÜa
- C¬ cÊu b¸nh r¨ng lμ mét c¬ cÊu cã khíp cao dïng ®Ó truyÒn
chuyÓn ®éng quay gi÷a hai trôc víi tû sè truyÒn x¸c ®Þnh.
Ph©n lo¹i
- C¬ cÊu b¸nh r¨ng ®−îc ph©n lμm hai lo¹i:
- Ph¼ng: Dïng truyÒn chuyÓn ®éng quay gi÷a hai trôc song
song;
- Kh«ng gian: Dïng ®Ó truyÒn chuyÓn ®éng quay gi÷a hai trôc
c¾t hoÆc chÐo nhau.
-Ngoμi ra c¬ cÊu b¸nh r¨ng cßn ®−îc ph©n lo¹i theo ®−êng
cong lμm biªn d¹ng r¨ng, ®Æc ®iÓm ¨n khíp trong, ngoμi vv...
C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña b¸nh r¨ng th©n khai
- B¸nh r¨ng cã biªn d¹ng r¨ng lμ ®−êng th©n khai vßng trßn.
- Cho mét ®−êng th¼ng l¨n kh«ng tr−ît trªn mét ®−êng trßn,
quü tÝch cña mét ®iÓm K trªn ®−êng th¼ng sÏ v¹ch nªn ®−êng
th©n khai cña vßng trßn. Vßng trßn nμy gäi lμ vßng trßn c¬ së
cña ®−êng th©n khai.
C¸c tÝnh chÊt:
- §−êng th©n khai kh«ng cã ®iÓm nμo n»m trong vßng c¬ së.
- - Ph¸p tuyÕn cña ®−êng th©n khai lμ tiÕp tuyÕn cña vßng trßn
c¬ së vμ ng−îc l¹i.
- C¸c ®−êng th©n khai cña cïng mét vßng trßn c¬ së lμ
nh÷ng ®−êng cong c¸ch ®Òu vμ KKi = cung MMi;
- T©m cong cña ®−êng th©n khai t¹i K n»m trªn vßng trßn c¬
së vμ ρK = NK.
- C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña b¸nh r¨ng
- Sè r¨ng; m« ®un m, gãc ¸p lùc trªn vßng trßn chia.
- B¸n kÝnh vßng trßn chia R, vßng trßn ®Ønh r¨ng Re, ch©n
r¨ng Ri.
- B−íc r¨ng trªn vßng trßn b¸n kÝnh Rx; vßng trßn chia R.
- ChiÒu dμy r¨ng Sx, chiÒu réng r·nh r¨ng SW.
- ChiÒu cao r¨ng h = (f’’+ f’)m.
- 3.2. §Þnh lý ¨n khíp
§Ó tû sè truyÒn cña cÆp b¸nh r¨ng kh«ng ®æi, ph¸p tuyÕn
chung cña cÆp biªn d¹ng ®èi tiÕp ph¶i c¾t ®−êng nèi t©m t¹i
mét ®iÓm cè ®Þnh. O 1
β1
ω1 n
b1
VK1 b2 N1
t P αL t
VK2 K
N2
n VnK
β2
ω2
O2
P gäi lμ t©m ¨n khíp; αL gäi lμ gãc ¨n khíp; vßng trßn b¸n
kÝnh O1P vμ O2P lμ c¸c vßng trßn l¨n.
- 3.3. CÆp b¸nh r¨ng th©n khai ph¼ng
Khi b1 vμ b2 lμ c¸c biªn d¹ng th©n khai. Theo tÝnh chÊt cña
®−êng th©n khai, ph¸p tuyÕn nn t¹i K sÏ tiÕp tuyÕn víi 2 vßng
trßn c¬ së b¸n kÝnh R01 = O1N1 vμ R02 = O2N2. DÔ dμng thÊy
ph¸p tuyÕn nn t¹i K sÏ c¾t O1O2 t¹i ®iÓm P cè ®Þnh.
O1 n
b1 N1
t b2 t
K P
αL
N2
O2
n
- §−êng ¨n khíp cña cÆp b¸nh r¨ng th©n khai lμ ®−êng th¼ng
tiÕp tuyÕn chung víi hai vßng trßn c¬ së.
- Gãc ¨n khíp cña cÆp b¸nh r¨ng th©n khai αL lμ h»ng sè.
nguon tai.lieu . vn
