Giáo trình Cơ kỹ thuật (Nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí Trung cấp)

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: CƠ KỸ THUẬT NGÀNH, NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định Số: ……… ngày … tháng … năm …… Hiệu trưởng Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017 MỤC LỤC ĐỀ MỤC Lời giới thiệu Mục lục Chƣơng trình mơn học Cơ kỹ thuật Phần 1: Cơ học vật rắn biến dạng Chƣơng 1: Những khái niệm Chƣơng 2: Kéo nén tâm Chƣơng 3: Cắt – Dập Chƣơng 4: Xoắn tròn Chƣơng 5: Uốn phẳng thẳng 10 Phần 2: Nguyên lý máy 11 Chƣơng 6: Những khái niêm nguyên lý máy 12 Chƣơng 7: Cơ cấu truyền chuyển động quay 13 Chƣơng 8: Cơ cấu biến đổi chuyển động 14 Tài liệu tham khảo TRANG 7 67 25 30 40 62 62 67 90 98 TÊN MƠN HỌC: CƠ KỸ THUẬT Mã mơn học: MH 08 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị môn học: + Cơ kỹ thuật môn học kỹ thuật sở đƣợc đƣa vào giảng dạy từ học kỳ khố học, bố trí song song với môn học khác nhƣ vẽ kỹ thuật, vật liệu, đo lƣờng kỹ thuật + Là môn học bắt buộc Mục tiêu môn học: - Viết đƣợc phƣơng trình cân cho hệ lực phẳng bất kỳ; - Trình bày đƣợc phƣơng pháp vẽ biểu đồ nội lực cho có dạng chịu lực khác nhau; - Trình bày đƣợc cách phân tích lực, xác định mặt cắt nguy hiểm tính toán độ bền cho số kết cấu đơn giản; - Viết đƣợc phƣơng trình cân tính đƣợc phản lực cho liên kết bản; - Tính toán đƣợc kiểm bền đƣợc cho số kết cấu có sẵn; - Tính tốn thiết kế đƣợc kích thƣớc số kết cấu thƣờng dùng lắp đặt; - Rèn luyện tính cẩn thận, khả tƣ sáng tạo, phong cách làm việc độc lập nhƣ kỹ hoạt động theo nhóm Nội dung mơn học: Thời gian Số TT I II Thực Tổng Lý hành số thuyết Bài tập Tên chƣơng/mục Các khái niệm Các định nghĩa khái niệm Tải trọng Nội lực ứng suất Phƣơng pháp mặt cắt Biến dạng Các giả thiết vật liệu Kéo nén tâm Lực dọc biểu đồ lực dọc Ứng suất, định luật Húc kéo nén tâm Biến dạng 6 Kiểm tra* (LT TH) Các toán kéo nén tâm III Cắt, Dập Lực cắt ứng suất Biến dạng cắt, định luật húc cắt Biến dạng dập Các toán cắt dập IV Xoắn trịn Mơ men xoắn nội lực, biểu đồ mơ men Ứng suất Biến dạng Các tốn xoắn V Uốn ngang phẳng thẳng Nội lực, biểu đồ nội lực Ứng suất Các toán uốn VI Các khái niệm nguyên lý máy Lịch sử phát triển môn học Các định nghĩa VII Các cấu truyền chuyển động quay Cơ cấu bánh Cơ cấu xích Cơ cấu Trục vít - Bánh vít Cơ cấu đai truyền Cơ cấu bánh ma sát VIII Cơ cấu biến đổi chuyển động Cơ cấu Bánh - Thanh Cơ cấu Tay quay - Con trƣợt Cơ cấu Cam Cơ cấu Cu lít Cơ cấu cóc Cơ cấu Man Cộng 5 3 6 45 36 PHẦN I: CƠ HỌC VẬT RẮN BIẾN DẠNG CHƢƠNG 1: NHỮNG KHÁI NIỆM Mã chƣơng: MH08 – 01 Mục tiêu: - Nêu đƣợc khái niệm về: Tải trọng, nội lực, ứng suất giả thiết vật liệu - Xác định đƣợc giới hạn nghiên cứu mơn học - Phân tích đƣợc trạng thái làm việc, biến dạng - Xác định đƣợc dạng biến dạng - Sử dụng phƣơng pháp mặt cắt để xác định nội lực thanh; - Rèn luyện tính cẩn thận, khả tƣ sáng tạo, phong cách làm việc độc lập nhƣ kỹ hoạt động theo nhóm Nội dung chính: NHIỆM VỤ VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU CỦA MÔN HỌC: 1.1 Nhiệm vụ: Cơ học vật rắn biến dạng nghiên cứu hình thức biến dạng vật thực, để tìm kích thƣớc thích đáng cho cấu tiết máy cho bền rẻ Trong ngành chế tạo máy cơng trình, vật liệu nhƣ thép gang, bê tông vật rắn thực Nghĩa vật thể biến dạng, bị phá huỷ dƣới tác dụng ngoại lực, nhiệt độ Khi thiết kế phận cơng trình chi tiết máy phải đảm bảo: - Chi tiết máy không bị phá huỷ tức đủ bền - Chi tiết máy không bị biến dạng lớn tức đủ cứng - Chi tiết máy ln giữ đƣợc hình dạng cân ban đầu tức đảm bảo điều kiện ổn định Môn học vật rắn biến dạng có nhiệm vụ đƣa phƣơng pháp tính tốn độ bền, độ cứng độ ổn định phận cơng trình chi tiết máy 1.2 Đối tượng nghiên cứu: Đối tƣợng nghiên cứu môn học vật rắn biến dạng, mà chủ yếu Thanh vật thể đƣợc tạo hình phẳng F có tiết diện hình F F   Trơc Trơc 1-1 Hinh trịn hay hình chữ nhật di chuyển không gian cho trọng tâm C ln ln đoạn đƣờng cong  khơng gian, cịn hình phẳng ln vng góc với đƣờng cong  Chiều dài đƣờng cong  lớn gấp nhiều lần so với kích thƣớc tiết diện F Khi di chuyển nhƣ hình phẳng F dựng lên không gian vật thể gọi Thanh (Hình 1-1) - Đoạn đƣờng cong  đƣợc gọi trục Hình phẳng F đƣợc gọi mặt cắt - Trục mặt cắt ngang hai yếu tố đặc trƣng cho khái niệm - Thanh có mặt cắt ngang không thay đổi thay đổi theo đoạn Trong tính tốn ta thƣờng biểu diễn đƣờng trục (trục đƣờng thẳng đƣờng cong) - Tóm lại, dựa theo kích thƣớc theo ba phƣơng: vật thể có kích thƣớc theo hai phƣơng nhỏ so với phƣơng thứ ba TẢI TRỌNG - ỨNG SUẤT: 2.1 Ngoại lực: Những lực tác động từ mơi trƣờng bên ngồi hay từ vật khác lên vật thể xét gọi ngoại lực Ngoại lực bao gồm tải trọng tác động phản lực liên kết Căn vào hình thức tác dụng, ngoại lực đƣợc phân lực tập trung lực phân bố - Lực tập trung lực tác dụng diện tích truyền lực bé, coi điểm vật (lực P) - Lực phân bố lực tác dụng đoạn dài hay diện tích truyền lực đáng kể vật (hình 1-2) q(z) p z H×nh 1-2 2.2 Nội lực: Dƣới tác động ngoại lực, vật thể bị biến dạng, lực liên kết phân tố vật tăng lên để chống lại biến dạng vật Độ tăng lực liên kết chống lại biến dạng vật đƣợc gọi nội lực Nếu tăng dần ngoại lực nội lực tăng dần để cân với ngoại lực Tuỳ loại vật liệu, nội lực tăng đến giới hạn định Nếu tăng ngoại lực lớn, nội lực không đủ sức chống lại, vật liệu bị phá hỏng Vậy nội lực lực liên kết phân tử bên vật thể phát sinh nhằm chống lại biến dạng vật dƣới tác dụng ngoại lực 2.3 Ứng suất: Ứng suất trị số nội lực đơn vị diện tích mặt cắt Thứ nguyên ứng suất N/cm2, kN/cm2, ký hiệu P - Giả sử lấy điểm C mặt cắt phần A Ta lấy diện P tích F chứa C Trên diện tích F có  nội lực phân bố với hợp lực có véc tơ A  P F C  P : ta có:  Ptb F Ptb : đƣợc gọi ứng suất trung bình C Hinh 1-3 Chiều véc tơ Ptb chiều với véc tơ P Nếu F tiến đến không Ptb tiến đến giới hạn Giới hạn đƣợc gọi ứng suất toàn phần điểm C Ký hiệu P Trong tính tốn ngƣời ta phân ứng suất tồn phần làm hai thành phần (Hình 1-3) - Thành phần vng góc với mặt cắt đƣợc gọi ứng suất pháp: ký hiệu  - Thành phần nằm mặt cắt đƣợc gọi ứng suất tiếp Ký hiệu:  Nhƣ vậy: P    Những điều vừa phân tích A làm tƣơng tự nhƣ phần B P   F B C Hinh 1-4 Từ sau ta quy ƣớc dấu cách viết ứng suất nhƣ sau: - Ứng suất pháp đƣợc coi dƣơng véc tơ biểu diễn có chiều với chiều dƣơng pháp tuyến mặt cắt Ký hiệu: x - Ứng suất tiếp đƣợc coi dƣơng pháp tuyến ngồi mặt cắt quay góc 90o theo chiều quay kim đồng hồ trùng với chiu ca ng sut tip (hỡnh 1-7) y Mặt cắt  xy  x z xy x  xz  H×nh 1-5 H×nh 1-6 Ứng suất tiếp kèm theo hai số Chỉ số thứ chiều pháp tuyến ngoài, số thứ hai chiều ứng suất tiếp Ví dụ: xz, xy, (hình 1-6) 2.4 Trạng thái ứng suất: Nếu qua C xét mặt cắt khác tƣơng ứng với vị trí mặt cắt ta đƣợc véc tơ P có giá trị khác Tập hợp ứng suất P ứng với tất mặt cắt qua C đƣợc gọi trạng thái ứng suất Ngƣời ta chứng y minh đƣợc: Qua điểm Q ta ln tìm đƣợc ba mặt cắt vng góc với Trên p ba mặt cắt thành phần ứng suất tiếp Các x mặt cắt đƣợc gọi mặt cắt chính, ứng suất mặt cắt đƣợc gọi ứng suất z F Hình 1-7 Đối với ba mặt xảy ba trƣờng hợp: - Trạng thái ứng suất đơn: Trên mặt có ứng suất pháp Trên hai mặt cịn lại ứng suất pháp khơng (hình 1-8) - Trạng thái ứng suất phẳng: Trên hai mặt có ứng suất pháp Trên mặt cịn lại ứng suất pháp khơng (hình 1-9) - Trạng thái ứng suất khối: Trên ba mặt có ứng suất pháp (hình 1-10)           H×nh 1-8  H×nh 1-9  H×nh 1-10 - Các ứng suất đƣợc quy ƣớc 1, 2, 3 (vẽ giá trị đại số) PHƢƠNG PHÁP MẶT CẮT:  P2 P3 P2 A C A B P1 P4 P1 Hinh 1-11 Hinh 1-12 Muốn xác định nội lực ta dùng phƣơng pháp mặt cắt Xét vật thể chịu lực trạng thái cân (hình 1-11) Để tìm nội lực điểm C ta tƣởng tƣợng dùng mặt phẳng  qua C Cắt vật thể làm hai phần A B Ta xét phần Ví dụ phần A (hình 1-12), phần A cân dƣới tác dụng cảu ngoại lực tác động lên (P1, P2) hệ lực tƣơng hỗ phân bố mặt cắt  tác động từ phần B lên phần A Hệ lực nội lực mặt cắt  Từ ta xác định đƣợc nội lực mặt cắt qua điểm C thông qua giá trị ngoại lực phần A Vậy nội dung phƣơng pháp mặt cắt là: Dùng mặt phẳng tƣởng tƣợng cắt ngang qua vật thể điểm định xác định nội lực Bỏ phần vật thể phía mặt phẳng cắt, thay tác động phần vật thể lên phần lại nội lực Viết phƣơng trình cân cho phần vật thể xét Nội lực tác động lên mặt cắt ngang phải cân đƣợc với ngoạt lực tác động lên phần vật thể lại Xác định giá trị nội lực Ý nghĩa: Nhƣ phƣơng pháp mặt cắt cho phép xác định nội lực điểm thuộc vật cách biến thành ngoại lực CÁC THÀNH PHẦN NỘI LỰC TRÊN MẶT CẮT NGANG: Muốn xác định nội lực ta phải dùng phƣơng pháp mặt cắt (đã trình bày mục 1.3) Giả sử xét cân phần phải hợp lực hệ nội lực đặc trƣng cho tác dụng phần trái lên phần phải đƣợc biểu diễn véc tơ P đặt kiểm K (hình 1-13) Mx Z Z Nz K Qx X My R Y X Qy Y H×nh 1-13 H×nh 1-14 Thu gọn hợp lực P đặt điểm K trọng tâm mặt cắt ngang Ta đƣợc lực R có véc tơ R ngẫu lực có mơ men M (véc tơ mơ men hệ nội lực) Lực R M có phƣơng chiều khơng gian Để thuận lợi ta phân R làm ba thành phần hệ trục tọa độ vng góc chọn nhƣ hình 1-13 - Thành phần nằm trục Z gọi lực dọc Ký hiệu: Nz - Thành phần nằm trục X Y mặt cắt ngang gọi lực cắt Ký hiệu Qx, Qy Ngẫu lực M đƣợc phân làm ba thành phần - Thành phần mô men quay xung quanh trục X, Y (tác dụng mặt phẳng ZOY ZOX vng góc với mặt cắt ngang) gọi mô men uốn Ký hiệu Mx My - Thành phần mô men quay xung quanh trục Z (tác dụng mặt phẳng mặt cắt ngang) gọi mơ men xốn Ký hiệu Mz (hình 8-12) Nz, Qx, Qy, Mx, My, Mz sáu thành phần nội lực mặt cắt ngang Chúng đƣợc xác định từ điều kiện cân tĩnh học để xác định nội lực dƣới tác dụng ngoại lực 85 v vận tốc dây đai M mômen quay truyền D đƣờng kính bánh đai Mặt khác dây đai đƣợc căng với lực căng cho trƣớc Fo, lực căng gây lực ma sát dây dai bánh đai Lực ma sát phân bố đoạn dây đai tiếp xúc với bánh đai theo cung chắn góc   gọi góc ơm đai Bằng phƣơng pháp tích phân ngƣời ta chứng minh đƣợc F F2 có mối liên hệ F1 = F2.ef Trong f hệ số ma sát bánh đai dây đai, phụ thuộc vào vật liệu chế tạo dây đai, bánh đai Ngồi f cịn phụ thuộc vào sức căng đai ban đầu Tuy nhiên ngƣời ta tăng sức căng ban đầu lớn phát sinh lực tác động lên ổ trục làm ổ trục nhanh hỏng, nhanh mịn Vì để tăng lực F1 ngƣời ta tìm cách tăng hệ số ma sát f góc ơm  Với loại đai ngƣời ta xác định đƣợc góc ơm  tối thiểu Công thức công thức Ơle TRUYỀN ĐỘNG ĐAI: 8.1 Phân loại: Tuỳ theo tiêu chí khác mà ngƣời ta phân loại truyền động đai khác Căn vào cách bắt đai ngƣời ta chia ra: * Truyền động đai thƣờng: Dùng truyền chuyển động hai trục song song quay chiều với Loại dùng phổ biến * Truyền động chéo: Dùng để truyền chuyền đông hai trục song song quay ngƣợc chiều So với truyền động thƣờng cách bắt đai làm truyền động êm (do góc ơm lớn lực ma sát tăng hơn) lên truyền đƣợc công suất lớn nhƣng có nhƣợc điểm đai nhanh bị mịn tuổi thọ thấp bị thay đổi trạng thái ứng suất trình làm việc bị mài mòn chỗ tiếp xúc * Truyền động nửa chéo: Chuyển động dùng, thƣờng dùng để truyền chuyển động hai trục ch khơng gian Thông thƣờng chuyển động thực theo chiều * Truyền động góc: Dùng để truyền chuyển động hai trục cắt thông qua bánh đổi hƣớng 85 86 Theo loại đai sử dụng ngừơi ta có: đai dẹt, đai thang, đai trịn đai cƣa Trong phổ biến đai thang đai dẹt 8.2 Tỷ số truyền: Tỷ số truyền truyền đai đƣợc tính theo cơng thức i12  n1 D2  n D1 (1   ) Trong đó: n1, n2 số vịng quay trục trục D1, D2 đƣờng kính bánh đai  hệ số trƣợt đai Thông thƣờng  đƣợc lấy khoảng 1-3/100 8.3 Phạm vi ứng dụng: * Ƣu điểm: Truyền đƣợc chuyển động hai trục cách xa (có đến 15m) Giữ đƣợc an toàn cho thiết bị tải Khi truyền tải dẫn tới tƣợng đứt đai trƣợt đai mà không hỏng trục bánh hay thiết bị khác truyền đai thƣờng đƣợc dùng nhƣ truyền từ động đến hộp tốc độ Chuyển động êm, tiếng ồn, khắc phục đƣợc dao động đai có tính đàn hồi cao Chế tạo đơn giản, giá thành hạ * Nhƣợc điểm: Kích thƣớc khuôn khổ lớn đặc biệt tỷ số truyền cao Tỷ số truyền khơng ổn định có trƣợt đai Làm tăng tải trọng lên ổ trục gối đỡ dây đai phải đƣợc căng trƣớc Tuổi thọ dây đai thấp, phải thay thƣờng xuyên Nguy hiểm làm việc môi trƣờng không đƣợc che chắn dễ cháy nổ CƠ CẤU BÁNH MA SÁT: 86 87 9.1 Khái niệm: a Cơ cấu bánh ma sát dùng để truyền chuyển động quay trục nhờ lực ma sát sinh chỗ tiếp xúc bánh ma sát b Đặc điểm: Trong cấu bánh ma sát khâu dẫn khâu bị dẫn phải tiếp xúc trực tiếp với Nhằm tăng lực ma sát chỗ tiếp xúc, bề mặt khâu dẫn khâu bị dẫn thƣờng đƣợc làm loại vật liệu chịu ma sát có hệ số ma sát cao nhƣ: Da, vải cao su, Vật liệu tổng hợp v.v Để tăng lực ma sát ngƣời ta cịn thiết kế cấu riêng nhằm tạo lực ép bánh ma sát với 9.2 Phân loại lược đồ: Tùy theo đặc điểm hoạt động mà ngƣời ta chia cấu ma sát làm loại sau: Cơ cấu ma sát trụ dùng để truyền chuyển động trục song song Hình 7.11 Bánh ma sát trụ Cơ cấu ma sát côn dùng đề truyền chuyển động trục cắt chéo Biến tốc ma sát dùng để truyền thay đổi tốc độ chuyển động Hình 7.12 Biến tốc ma sát 87 88 Ly hợp ma sát (cơn) dùng để đóng ngắt việc truyền chuyển động trình làm việc: 10.2 Tỷ số truyền: + Cơ cấu bánh ma sát trụ: Trong đó: n1, n2 số vòng quay trục dẫn trục bị dẫn D1, D2 đƣờng kính bánh ma sát dẫn bánh ma sát bị dẫn Ɛ hệ số trƣợt thơng thƣờng Ɛ = 1÷3 + Cơ cấu bánh ma sát cơn: Trong đó: α1, α2 góc bánh ma sát dẫn bị dẫn + Biến tốc ma sát: Trong đó: R1 bán kính bánh ma sát nhỏ x khoảng cách từ bánh ma sát nhỏ đến tâm quay bánh ma sát lớn 10.3 Ưu nhược điểm ứng dụng: * Ƣu điểm: - Hoạt động không ồn, làm việc ổn định - Có khả điều chỉnh vận tốc đảo chiều chuyển động quay 88 89 - Có khả biến đổi chuyển động - Có thể truyền đƣợc cơng suất lớn tới 220kW nhƣng thƣờng khơng truyền q 20kW - Có tỷ số truyền lớn i ≤ có phậ giảm tải tỷ số truyền dó thể nâng lên tới i ≤ 15 - Có hiệu suất truyền tƣơng đối cao η = 0,7÷0,95 * Nhƣợc điểm: - Phải có lực ép để tạo ma sát mà trục ổ trục phải chịu lực tác dụng lớn, nhanh mòn - Kết cấu phận tạo lực ép làm truyền thêm cồng kềnh - Tỷ số truyền khơng ổn định có trƣợt * Ứng dụng: Dùng máy ép, máy nén,trong máy cắt kim loại, số dụng cụ đo, biến tốc ly hợp * Các dạng hỏng thƣờng gặp: - Bánh ma sát bị mòn, gây tƣợng trƣợt chuyển động xác - Dính rỗ bề mặt bánh ma sát - Hiện tƣợng mỏi vật liệu làm xuất vết nứt theo hƣớng khác - Rỗ bề mặt áp suất dầu chất bôi trơn lớn 89 90 CHƢƠNG 8: CƠ CẤU BIẾN ĐỔI CHUYỂN ĐỘNG Mã chƣơng: MH08 – 08 Mục tiêu: - Trình bầy đƣợc cấu tạo, nguyên lƣ làm việc cấu biến đổi chuyển động - Phân biệt đƣợc ƣu, nhƣợc điểm cấu phạm vi ứng dụng cấu thực tiễn; - Rèn luyện tính cẩn thận, khả tƣ sáng tạo, phong cách làm việc độc lập nhƣ kỹ hoạt động theo nhóm Nội dung chính: CƠ CẤU BÁNH RĂNG – THANH RĂNG: 1.1 Khái niệm: * Định nghĩa: Cơ cấu bánh - biến thể cấu bánh dùng để biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến ngƣợc lại nhờ ăn khớp bánh * Đặc điểm: - Bánh cấu thƣờng dùng bánh thân khai thẳng - Thang cắt có biến dạng thẳng - Chuyển động thực theo hai chiều 1.2 Ưu nhược điểm ứng dụng: * Ƣu điểm: - Dễ thực 90 91 - Có thể truyền đƣợc cơng suất lớn - Có thể truyền chuyển động theo hai chiều * Nhƣợc điểm: - Rung có tiếng ồn lớn vào khớp - Tốc độ truyền bọ hạn chế vận tốc phải mức độ kiểm sốt đƣợc - Khơng thể chế tạo có kích thƣợc q dài * Ứng dụng: - Dùng máy cắt gọt kim loại, số dụng cụ đo CƠ CẤU TAY QUAY CON TRƢỢT: Cơ cấu tay quay trƣợt biến thể khác cấu Culit khâu nối giá suy biến thành trƣợt nối với khâu khớp quay nối giá khớp trƣợt * Sơ đồ nguyên lý (hình vẽ): Hình 8.1 * Nguyên lý hoạt động: Tay quay quay tròn quanh tâm O, truyền thực chuyển động song phẳng truyền chuyển động sang trƣợt Khớp trƣợt giữ cho trƣợt có chuyển động tịnh tiến qua lại dọc rãnh trƣợt Chuyển động truyền theo chiều ngƣợc lại từ trƣợt sang tay quay * Điều kiện quay tồn vịng khâu nối giá: Do khâu suy biến thành trƣợt có chiều dài khơng đáng kể điều kiện quay tồn vịng khâu nối giá là: a+eb e-ab  e 91 Hình 8.2 92 Trong a, b chiều dài khâu 2.e khoảng cách tâm quay O khâu dẫn tới đƣờng trƣợt khâu * Hệ số nhanh: Trong cấu tay quay truyền trƣợt vị trí biên cấu đƣợc xác định tay quay truyền hợp với thành đƣờng thẳng Có hai vị trí nhƣ ứng với hành trình gần xa trƣợt Nếu trục rãnh trƣợt qua tâm O hệ số nhanh Trong trƣờng hợp trục trƣợt không qua tâm O mà cách O khoảng cách e gọi tâm sai Cho tay quay quay đều, hệ số nhanh cấu thực chất tỷ số hai cung lớn nhỏ A1A2 hay nói cách khác tỷ số hai góc tâm tinh radian Hai góc khác giá trị  tức là: k   arctg     e e  arctg ab ba CƠ CẤU CAM: 3.1 Khái niệm: Cơ cấu cam cáu khớp cao dùng để biến chuyển động khâu dẫn thành chuyển động có chu kỳ theo quy luật xác định khâu bị dẫn nhờ biên hình đặc biệt khâu dẫn gọi cam Cơ cấu cam có ba khâu chủ yếu giá, khâu dẫn (cam), khâu bị dẫn gọi cần, ngồi cịn có khâu trung gian lăn dùng đẻ giảm lực ma sát tiếp xúc giƣã bề mặt cần cam, lò xo để giữ cho khâu dẫn khâu bị dẫn tiếp xúc với nha 3.2 Phân loại: 92 93 Hình 8.3 Theo chuyển động cam ta có cấu cam quay, Cam tịnh tiến Theo chuyển động cần ta có cấu cam cần đẩy (khi cần đẩy chuyển động tịnh tiến) cấu cam cần lắc cần lắc qua lắc lại góc định Theo vị trí tâm quay so với đƣờng trƣợt cần ta có cấu cam cần đẩy trùng tâm cần đẩy lệch tâm Khoảng cách tâm đƣờng quỹ đạo chuyển động cần gọi tâm sai e Theo vị trí tƣơng đối cần quỹ đạo so với bề mặt cam ta có cấu cam phẳng chuyển động cam cần nằm mặt phẳng hay mặt phẳng song song Cơ cấu cam không gian khâu chuyển động mặt phẳng không song song Việc xác định thơng động học cam thực đƣợc thơng qua nhiều phƣơng pháp, số có phƣơng pháp xác định chuyển động thực cần Ta có hai tốn Biết bề mặt thực cam quy luật chuyển động cam ta dùng đồ thị suy quy luật biến thiên quãng đƣờng hay góc quay cần Từ dùng phƣơng pháp lấy đạo hàm đồ thị để xác định thông số chuyển động khác nhƣ vận tốc, gia tốc chuyển động thời điểm Biết quy luật biến thiên chuyển động cần ta dùng phƣơng pháp tích phân đồ thị tìm quy luật thay đổi quãng đƣờng cần sau dùng đồ thị xác định biên hình cam dẫn Quá trình khảo sát tiến hành cho chu kỳ chuyển động cần hay cam dẫn Cụ thể ta tham khảo (2) 3.3 Phạm vi ứng dụng cấu cam: * Ƣu điểm: 93 94 việc Truyền động êm tiếng ồn khơng có va đập q trình làm Có thể tạo đƣợc chuyển động có chu kỳ theo quy luật bất kỳ, đa dạng * Nhƣợc điểm: Hiệu suất truyền không cao nhiều lƣợng cho ma sát hay quay chuyển động không tải Bề mặt cam nhanh bị mài mịn, chuyển động xác, đặc biệt mài mịn bề mặt diễn khơng áp lực tạt vị trí khác khác Biên độ chuyển động cần khơng lớn kích thƣớc cam có hạn Việc chế tạo cam phức tạp khó sản xuất hàng loạt lớn, khó kiểm tra đánh giá Ứng dụng: Dùng cấu máy tự động, loại động chạy xăng, máy khâu máy thuộc ngành công nghiệp dệt may CƠ CẤU CULIT: 4.1 Khái niệm: Cơ cấu culit biến thể cấu bốn khâu lề khâu đƣợc thay trƣọt nối với khâu khớp quay nối với khâu khớp trƣợt 4.2 Sơ đồ nguyên lý: 94 95 * Sơ đồ: 1 A2 A1 O1 1 O1 Hình 8.4 Hình 8.5 O2 * Nguyên lý: Tay quay quay tròn xung quanh tâm O, trƣợt thực chuyển động song phẳng (quay với xoay quanh điểm B) chuyển động đƣợc truyền sang làm cần lắc lắc qua lại quanh O’ * Điều kiện quay tồn vịng khâu nối giá: Ta thấy cấu Culit khâu có chiều dài khơng hạn chế, khâu có chiều dài khơng đáng kể nên trƣờng hợp khâu quay đủ vòng tròn Ngƣợc lại khâu quay tồn vịng khoảng cách hai tâm quay nhỏ bán kính quay khâu Nhìn chung cấu Culit đƣợc ứng dụng khâu khâu dẫn khâu hoạt động nhƣ cần lắc * Hệ số nhanh: Dễ thấy điểm biên cấu Culit điểm khâu tiếp xúc với đƣờng trịn quỹ đạo bán kính a khâu Ta có tất điểm biên A A2 Nếu coi vận tốc quay khâu không đổi hệ số nhanh cấu đƣợc xác định tỷ số hai cung lớn cung nhỏ A1A2 tỷ số hai góc tâm tính radian k nhỏ Td A1 A2    Tv A2 A1 2   Nếu biết khoảng cách hai tâm bán kính a ta tính đƣợc góc cos( 2   a ) OO' hay   2  2ar cos( a ) OO' 4.3 Ứng dụng: Cơ cấu Culit đƣợc ứng dụng chủ yếu máy bào ngang Hệ số k lớn khoảng cách hai tâm gần ngƣợc lại 95 96 CƠ CẤU MAN: 5.1 Khái niệm: Cơ cấu man dùng để biến chuyển động quay liên tục khâu dẫn thành chuyển động gián đoạn có quy luật * Lƣợc đồ:  A 02 01  II I Hình 8.6 5.2 Nguyên lý hoạt động: Khâu dẫn tay quay quay trịn với vận tốc góc cho trƣớc  Trên khâu dẫn có hay nhiều chốt Khâu đĩa có hình dạng đặc biệt đĩa có cắt nhiều rãnh, số lƣợng rãnh phụ thuộc vào quy luât chuyển động mong muốn khâu bị dẫn Tại vị trí A chốt vào ăn khớp với rãnh đẩy khâu quay theo nhƣng qua khỏi đƣờng nối tâm chốt có xu hƣớng Nó ngồi hẳn vị trí B sau khâu tiếp tục quay chuyển động khâu bị gián đoạn chốt lại vào ăn khớp với khâu theo rãnh khác vị trí A 96 97 Ứng dụng: Cơ cấu man có rát nhiều ứng dụng ngàng khí chế tạo máy tự động trƣớc ngày kỹ thuật điện tử phát triển mạnh nên ứng dụng cấu loại nhiều bị hạn chế CƠ CẤU CÁC ĐĂNG: 6.1 Khái niệm: Cơ cấu đăng đơn, gọi khớp đăng dùng để nối truyền chuyển động hai trục giao goc  nhỏ nhƣng thay đổi đƣợc * Lƣợc đồ: A B’ 1 II B 1 Hình 8.7 A’ I 6.2 Nguyên lý hoạt động: Trục dẫn chuyển động với vận tốc không đổi 1 = const qua khâu trung gian chữ thập sang trục quay với vận tốc góc thay đổi 2 Cấu tạo đặc biệt đầu trục có dạng chạc có hai khớp quay AA’ BB’ AA’  BB’ Khâu chữ thập T quay quanh trục 2, mặt khác T quay quanh trục AA’ BB’ Tỷ số truyền cấu đăng đƣợc xác định qua công thức n1  sin  cos   i12  n2 cos  n1, n2 số vịng quay trục tục  góc nghiêng hai trục 1 góc quay trục AA’ so với vị trí ban đầu Cơng thức cho thấy vận tốc góc trục đạt giá trị lớn với 1 = 0, , 2, 3  max  1 cos  trục có vận tốc góc nhỏ 1 = /2, 3/2 1/2.k 2min = 2.cos 97 98 Công dụng đặc biệt khớp nối đăng góc giao hai trục  thay đổi, đƣợc ứng dụng máy vận chuyển đƣờng công trƣờng 6.3 Cơ cấu khớp đăng kép: Ngƣời ta lắp động hai khớp đăng với đấu với hai trục, góc giao 2  thay đổi đƣợc Khớp gọi cấu đăng kép Trong cáu đăng kép trục quay với vận tốc giống hệt nhƣ trục gọi khớp đẳng tốc Các loại khớp đƣợc sử dụng đề cập đến nhiều ngành chế tạo ôtô nên không xem xét phạm vi giáo trình 98 98 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Atobolevski N B Nguyên lý máy, NXB Chếtạo máy Maxcova 1972 Tal M I Cơ lý thuyết NXB Đại học Kiev 1976 V Dorop N.M, BeXpanko A.G Tuyển tập tập học kỹ thuật NXB ĐH THCN 1980 Đỗ san, Nguyễn Văn Vƣợng Cơ kỹ thuật, NXB Giáo dục 2002 Nguyễn Văn Đạm Cơ kỹ thuật NXB GD 1992 Vũ Đình Lai Nguyễn văn Nhâm Cơ học kỹ thuật NXB GD 1992 Nguyễn Văn Vƣợng Cơ học ứng dụng NXB ĐH-THCN 2001 Nguyễn Văn Vƣợng Sức bền vật liệu NXB ĐH-THCN 1998 Đinh Gia Tƣờng Nguyên lý máy NXB ĐH-THCN 2000 Nguyễn Văn Nhậm, Vũ Duy Thiện Cơ kỹ thuật NXB ĐH-THCN 1982 Đỗ San, Nguyễn Văn Vƣợng, Cơ học ứng dụng, Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, 1993, giáo trình dành cho trƣờng cao đẳng kỹ thuật CHLB Đức Tạ Ngọc Hải, Phan Văn Đồng; Giáo trình Nguyên lý Máy, Đại học Bách khoa Hà Nội, 1983 Nguyễn Quang Tuyến, Nguyễn Thị Thạch Cơ kỹ thuật, Nhà xuất Hà Nội, 2004 62 ... 25 30 40 62 62 67 90 98 TÊN MÔN HỌC: CƠ KỸ THUẬT Mã môn học: MH 08 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: + Cơ kỹ thuật môn học kỹ thuật sở đƣợc đƣa vào giảng dạy từ học kỳ khố học, bố trí... thớ khơng bị dãn, khơng bị co, tức thớ không bị biến dạng Ta gọi thớ thớ trung hòa Giao tuyến lớp trung hòa với mặt cắt ngang gọi đƣờng trung hòa Đƣờng trung hòa chia mặt cắt ngang thành hai miền:... sát VIII Cơ cấu biến đổi chuyển động Cơ cấu Bánh - Thanh Cơ cấu Tay quay - Con trƣợt Cơ cấu Cam Cơ cấu Cu lít Cơ cấu cóc Cơ cấu Man Cộng 5 3 6 45 36 PHẦN I: CƠ HỌC VẬT RẮN BIẾN DẠNG CHƢƠNG 1: NHỮNG