Môn nguyên lý máy, bài tập lớn, đồ án (16)

Đại học Bách Khoa Hà Nội Viện Cơ khí Bộ môn Cơ sở thiết kế máy Robot Chương Cấu trúc động học cấu Giảngviên: TS NguyễnBáHưng Tổng quan cấu Máy Nguồn lượng Cơ cấu Các chi tiết máy Các khâu Các khớp Cơ cấu Cơ cấu trục khuỷu truyền Nội dung học Mục tiêu Phân tích tổng hợp cấu mặt cấu trúc động học  Những khái niệm cần nắm  Chi tiết máy, khâu, khớp, chuỗi động cấu  Bậc tự cấu  Ngun lý hình thành cấu, nhóm tĩnh định  Những vấn đề mấu chốt  Lập lược đồ động học cấu cho trước  Xác định số bậc tự cấu cho trước  Lập/lựa chọn cấu trúc cấu cho trước số đặc điểm chuyển động khâu bị dẫn Khái niệm định nghĩa  Chi tiết máy (CTM)  Một chi tiết máy phận tháo rời máy Khái niệm định nghĩa  Khâu  Bộ phận có chuyển động tương phận khác máy Ví dụ khâu động đốt trong: Thanh truyền Piston Xylanh Van nạp Van thải Cam  Mơ hình động đốt Khái niệm định nghĩa  Khâu  Khâu chi tiết máy số chi tiết máy ghép cứng lại với Khâu trục khuỷu Động đốt Khâu truyền Khâu piston Khái niệm định nghĩa  Bậc tự khâu  Hai khâu để rời khơng gian có khả chuyển động tương đối độc lập, gọi bậc tự (BTD)  Hai khâu để rời mặt phẳng có khả chuyển động tương đối y B độc lập, gọi bậc tự A yA Trong cấu, khâu liên kết động với => Nối động Nối động ? Có kiểu nối động ?  xA x Khái niệm định nghĩa  Nối động  Cho hai khâu tiếp xúc với theo quy cách xác định nhằm:  Hạn chế bớt BTD tương đối  Tạo chuyển động xác định khâu Khái niệm định nghĩa  Khớp động thành phần khớp động  Mỗi khớp động gồm hai thành phần khớp động Mặt cầu – mặt phẳng Mặt phẳng – mặt phẳng Mặt trụ – mặt phẳng Mặt cầu – mặt cầu Khái niệm định nghĩa  Phân loại khớp động  Theo tính chất tiếp xúc  Khớp cao: thành phần khớp động tiếp xúc theo điểm đường  Khớp thấp: thành phần khớp động tiếp xúc theo mặt  Theo số BTD bị hạn chế (số ràng buộc)  Khớp loại i: hạn chế i BTD Khớp cao loại Khớp cao loại Khớp thấp loại Bậc tự cấu phẳng  Công thức tính bậc tự (BTD) W=W0 - R = 3n - (2T + C)  Ví dụ C C B D B 4 A D W=3n - (2T + C)=3.3-(2.4+0)=1 A E W=3n - (2T + C)=3.4-(2.5+0)=2 Bậc tự cấu phẳng  Cơng thức tính bậc tự (BTD)  Ví dụ W=W0 - R = 3n - (2T + C) W=3n - (2T + C)=3.2-(2.3+0)=0 B Không hợp lý thực tế cấu chuyển động => ? A C W=3.2-(2.3+0-1)=1 W=W0 - R = 3n - (2T + C - Rtr) Ràng buộc trùng Bậc tự cấu phẳng  Cơng thức tính bậc tự (BTD) W=W0 - R = 3n - (2T + C)  Ví dụ W=3n - (2T + C) =3.4-(2.6+0)=0 E B A B C F E D W=3.4-(2.6+0-1)=1 Ràng buộc thừa C A Không hợp lý thực tế cấu chuyển động => ? F D W=W0 - R = 3n - (2T + C - Rth) Bậc tự cấu phẳng  Cơng thức tính bậc tự (BTD)  Ví dụ W=W0 - R = 3n - (2T + C) W=3n - (2T + C)=3.3-(2.3+1)=2 C B D A W=3.3-(2.3+1)-1=1 Thực chuyển động quay lăn không ảnh hưởng quy luật chuyển động cần => ? Bậc tự thừa W=W0 - R = 3n - (2T + C) - W th Bậc tự cấu phẳng  Công thức tính bậc tự (BTD) Cơng thức tổng qt tính BTD cấu phẳng: W=W0 - R = 3n - (2T + C - Rtr - Rth) - W th n: số khâu động T: số khớp thấp C: số khớp cao Rtr: số ràng buộc trùng Rth: số ràng buộc thừa W th: số BTD thừa Bậc tự cấu phẳng  Ý nghĩa BTD cấu - khâu dẫn - khâu bị dẫn  Số BTD cấu thơng số vị trí cần cho trước vị trí tồn cấu hoàn toàn xác định  Số BTD cấu số quy luật chuyển động cần cho trước, quy luật chuyển động cấu hoàn toàn xác định C B C B 4 A D D A E Bậc tự cấu phẳng  Ý nghĩa BTD cấu - khâu dẫn - khâu bị dẫn  Khâu có quy luật chuyển động cho trước gọi khâu dẫn Các khâu lại gọi khâu bị dẫn  Khâu phát động khâu nối trực tiếp với nguồn lượng làm cho máy chuyển động Khâu phát động trùng khơng trùng khâu dẫn Cơ cấu hình thành ? Cấu trúc cấu phẳng  Nhóm tĩnh định - ngun tắc hình thành cấu C B B BTD = khâu dẫn + nhóm (2 khâu khớp) 4 B A D A D C B BTD = khâu dẫn + nhóm (2 khâu khớp) D D C A C E A E Cấu trúc cấu phẳng  Nhóm tĩnh định - ngun tắc hình thành cấu C B C B 3 E E 6 A D F A D F BTD = khâu dẫn + nhóm (2 khâu khớp) Có nhận xét số BTD cấu, số khâu dẫn số BTD nhóm cịn lại ? Cấu trúc cấu phẳng  Nhóm tĩnh định - nguyên tắc hình thành cấu  Nguyên tắc hình thành cấu W = W + Số BTD cấu Số khâu dẫn + + + Các nhóm có BTD =  Các nhóm có BTD = gọi Nhóm tĩnh định Wtĩnh định = 3n - 2T = Cấu trúc cấu phẳng  Nhóm Atxua B C B C E E A Nhóm tĩnh định chưa tối giản D Nhóm tĩnh định tối giản (Atxua) nhóm khơng thể tách thành nhóm tĩnh định nhỏ F B C E Nhóm tĩnh định tối giản => Nhóm Atxua Cấu trúc cấu phẳng  Nhóm Atxua Các loại nhóm Atxua (hạng nhóm Atxua) C B B2 B1 khớp khớp chờ DC B C B1 D A B2 D4 D3 F C Đa giác khớp D có đỉnh E A F Nhóm Atxua hạng A C G A E6 E4 Nhóm Atxua hạng G5 G6 Cấu trúc cấu phẳng  Nhóm Atxua Các loại nhóm Atxua (hạng nhóm Atxua) C C B E B1 D A F B2 E Nhóm Atxua hạng D F G5 G6 Cấu trúc cấu phẳng  Các loại cấu (phân hạng cấu)  Cơ cấu hạng I: cấu có khâu động thường nối với giá khớp lề  Cơ cấu có số khâu động lớn 1: Tổ hợp hay số cấu hạng với hay số nhóm Atxua  Nếu có nhóm Atxua hạng cấu hạng nhóm  Nếu có nhiều nhóm Atxua hạng cấu hạng nhóm Atxua có hạng cao Các cấu khâu phẳng  Bốn khâu lề  Tay quay trượt tâm  Tay quay trượt lệch tâm  Cu-lít tâm  Cu-lít lệch tâm  Tang  Sin  Man  Ôn-đam (Oldham) ... Những khái niệm cần nắm  Chi tiết máy, khâu, khớp, chuỗi động cấu  Bậc tự cấu  Ngun lý hình thành cấu, nhóm tĩnh định  Những vấn đề mấu chốt  Lập lược đồ động học cấu cho trước  Xác định... chi tiết máy) có hình dáng phức tạp với nhiều kích thước Để nghiên cứu chuyển động, ta biểu diễn cấu cho thuận tiện ? Biểu diễn dạng lược đồ cấu Khái niệm định nghĩa  Lược đồ khớp động  Dùng... Dùng để biểu diễn khớp động Khái niệm định nghĩa  Lược đồ khớp động (tiếp)  Dùng để biểu diễn khớp động Khái niệm định nghĩa  Lược đồ khâu  Dùng để biểu diễn thành phần khớp động khâu vị