Giáo trình nguyên lý chi tiết máy (nghề cơ điện tử trình độ cao đẳng)

NGUYÊN LÝ CẤU TẠO CƠ CẤU

Những khái niệm cơ bản

2 Bậc tự do của cơ cấu 1.5 1.5

3 Xếp loại cơ cấu phẳng theo cấu trúc 1 1

4 Hướng dẫn thực hiện bài tập 1.5 0.5 1

2 Chương 2 Phân tích động học cơ cấu loại 2 4 2 1 1

1 Mục đích, nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu 0.5 0.5

2 Phân tích động học cơ cấu phẳng loại II bằng phương pháp họa đồ vectơ 1 1

2 Các kiểu truyền động đai 0.5 0.5

3 Những vấn đề cơ bản trong lý thuyết truyền động đai 2 2

4 Hướng dẫn thực hiện bài tập 3 1 2

4 Chương 4 Bộ truyền bánh răng 6 4 2

2 Các thông số cơ bản của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 0.5 0.5

4 Tính toán sức bền của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 1 1

5 Tính toán sức bền của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 1 1

6 Hướng dẫn thực hiện bài tập 2 2

5 Chương 5 Truyền động trục vít – bánh vít 4 3 1

2 Các thông số hình học của bộ truyền 0.5 0.5

3 Thông số động học của bộ truyền 0.5 0.5

4 Tính toán sức bền của bộ truyền trục vít – bánh vít 1 1

3 Thông số động học của bộ truyền xích 0.5 0.5

4 Chỉ tiêu tính toán của bộ truyền xích 1 1

5 Hiệu suất và bôi trơn 0.5 0.5

CHƯƠNG 1: NGUYÊN LÝ CẤU TẠO CƠ CẤU

Mã Chương: MH10-01 Giới thiệu:

Phân tích và xếp loại cơ cấu tối ưu là yếu tố quan trọng nhằm nâng cao chất lượng và năng suất trong chế tạo cơ cấu máy Qua đó, điều này không chỉ cải thiện hiệu quả sản xuất mà còn góp phần vào sự phát triển chung của ngành cơ điện tử, thúc đẩy nền kinh tế quốc gia.

- Trình bày được các khái niệm và định nghĩa cơ bản.

- Xác định được bậc tự do của cơ cấu.

- Phân tích và xếp loại cơ cấu phẳng chính xác.

- Có ý thức trách nhiệm, chủ động, tích cực trong học tập.

1 Những khái niệm cơ bản

Cơ cấu là các thành phần cơ bản của máy với chuyển động xác định, đóng vai trò quan trọng trong việc biến đổi chuyển động của một hoặc nhiều vật thể thành chuyển động cần thiết cho vật thể khác Các hệ thống cơ học này giúp tối ưu hóa quá trình hoạt động của máy móc.

Chi tiết máy là bộ phận nhỏ nhất không thể tách rời của cơ cấu hoặc máy móc, thường bao gồm các thành phần như bulong, đai ốc, trục và bánh răng.

Khâu là một bộ phận trong cơ cấu hoặc máy, bao gồm một hoặc nhiều chi tiết máy được liên kết cứng với nhau, cho phép chúng có chuyển động tương đối với các bộ phận khác.

+ Mối nối động giữa hai khâu liền nhau để hạn chế một phần chuyển động tương đối giữa chúng được gọi là khớp động (gọi tắt là khớp)

+ Thành tiếp xúc giữa hai khâu trong khớp động được gọi là thành phần khớp động

+ Vị trí tương đối giữa các thành phần khớp động trên cùng một khâu gọi là kích thước động

Phân loại khớp theo số bậc tự do bị hạn chế (hay số ràng buộc)

Bậc tự do không gian đề cập đến khả năng chuyển động của một vật thể trong không gian với 6 bậc tự do Nếu một trong các chuyển động theo phương nào đó bị hạn chế, điều này có nghĩa là bậc tự do của vật thể đó bị giảm.

Hình 1.1 Bậc tự do của vật thể trong không gian 3 chiều Phân loại khớp theo tính chất tiếp xúc:

+ Khớp loại cao: khi các phần tử khớp động là đường hay điểm, ví dụ khớp bánh ma sát, bánh răng, cơ cấu cam…

+ Khớp loại thấp: khi các phần tử khớp tiếp xúc với nhau theo mặt, ví dụ khớp bản lề, khớp cầu,…

Phân loại theo tính chất chuyển động tương đối giữa các khâu:

Gồm có khớp tịnh tiến, khớp quay, khớp phẳng và khớp không gian.

Khớp động Tên gọi Lược đồ Số ràng buộc Bậc tự do còn lại Loại khớp

Quả cầu – mặt phẳng 1 5 Loại 1

Khối trụ - mặt phẳng 2 4 Loại 2

Khối hộp – mặt phẳng 3 3

Khớp cầu có chốt 4 2 Loại 4

- Chuỗi động và cơ cấu: Chuỗi động là tập hợp các khâu được nối với nhau bằng các khớp động.

+ Chuỗi động hở là chuỗi động trong đó các khâu chỉ được nối với 1 khâu khác.

+ Chuỗi động kín là chuỗi động trong đó mỗi khâu được nối với ít nhất 2 khâu khác.

+ Cơ cấu là một chuỗi động, trong đó có một khâu được chọn làm hệ quy chiếu

(gọi là giá), các khâu còn lại (khâu động) có chuyển động xác định theo hệ quy chiếu này.

+ Giá thường là khâu cố định.

Hình 1.2 Chuỗi động hở và chuỗi động kín

Bậc tự do của cơ cấu

Bậc tự do cơ cấu là thông số độc lập cần thiết để xác định vị trí của cơ cấu.

Công thức tính bậc tự do của cơ cấu Đối với cơ cấu không gian:

Để xác định số ràng buộc R trong một cơ cấu, mỗi khớp động sẽ hạn chế một bậc tự do tương ứng với số ràng buộc của khớp đó Nếu ký hiệu pi là số khớp loại i trong cơ cấu, thì tổng số ràng buộc có thể được tính toán dựa trên số lượng các khớp này.

Công thức bậc tự do không gian :

W= 6n - (5p4 + 4p4 +3p3 +2p1 +1p1) (3.2) Đối với cơ cấu phẳng:

Một khớp có nhiều nhất 2 ràng buộc, nói cách khác cơ cấu chỉ có chứa khớp loại 4 và loại 5 nên tổng số ràng buộc trong cơ cấu phẵng

Ràng buộc thừa và bậc tự do thừa

Ràng buộc thừa là những yếu tố trong cơ cấu mà khi loại bỏ, quy luật chuyển động của cơ cấu vẫn không bị ảnh hưởng.

Hình 1.3 Cơ cấu có ràng buột thừa

Bậc tự do thừa là các bậc tự do trong cơ cấu mà việc loại bỏ chúng không ảnh hưởng đến quy luật chuyển động của cơ cấu đó.

Hình 1.5 Cơ cấu có bậc tự do thừa

Công thức tổng quát tính bậc tự do của cơ cấu: W= W0 + r - s

W= 3n - (2p5 + p4 + r) - s (3 6) Ý nghĩa của bậc tự do, khâu dẫn và khâu bị dẫn

Cơ cấu chuyển động xác định và qui luật chuyển động độc lập của cơ cấu cần được biết trước và phải tương ứng với bậc tự do của cơ cấu Khâu có qui luật chuyển động đã được xác định trước gọi là khâu dẫn, trong khi các khâu động khác được gọi là khâu bị dẫn.

Khâu dẫn là khâu nối giá sử dụng khớp quay loại 5, với mỗi khâu tương ứng với một qui luật chuyển động nhất định Để đảm bảo cơ cấu có chuyển động xác định, số lượng khâu dẫn cần phải tương đương với số bậc tự do của hệ thống.

Hướng dẫn thực hiện bài tập

2 Chương 2 Phân tích động học cơ cấu loại 2 4 2 1 1

1 Mục đích, nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu 0.5 0.5

2 Phân tích động học cơ cấu phẳng loại II bằng phương pháp họa đồ vectơ 1 1

Phân tích và xếp loại cơ cấu tối ưu không chỉ nâng cao chất lượng và năng suất trong chế tạo cơ cấu máy, mà còn đóng góp quan trọng vào sự phát triển của ngành cơ điện tử, từ đó thúc đẩy tăng trưởng kinh tế quốc gia.

Cơ cấu là các thành phần thiết yếu của máy, có chức năng chuyển động xác định Chúng là những hệ thống cơ học, chuyển đổi chuyển động của một hoặc nhiều vật thể thành chuyển động cần thiết cho vật thể khác.

Chi tiết máy là bộ phận nhỏ nhất không thể tháo rời của cơ cấu hoặc máy, thường bao gồm các thành phần như bulong, đai ốc, trục, và bánh răng.

Khâu là một bộ phận trong cơ cấu hoặc máy, bao gồm một hoặc nhiều chi tiết máy được liên kết cứng với nhau, cho phép chuyển động tương đối với các bộ phận khác.

Bậc tự do không gian đề cập đến khả năng chuyển động của một vật thể trong không gian với 6 bậc tự do Khi một trong những chuyển động theo phương nào đó bị hạn chế, điều này được gọi là hạn chế một bậc tự do.

2 Bậc tự do của cơ cấu Định nghĩa

Để xác định số ràng buộc R trong một cơ cấu, mỗi khớp động sẽ hạn chế một bậc tự do tương ứng với số ràng buộc của khớp đó Nếu ký hiệu pi là số lượng khớp loại i trong cơ cấu, tổng số ràng buộc sẽ được tính toán dựa trên số lượng các khớp này.

Ràng buộc thừa là những yếu tố trong cơ cấu mà khi loại bỏ, qui luật chuyển động của cơ cấu vẫn không bị ảnh hưởng.

Bậc tự do thừa là những bậc tự do của các khâu trong cơ cấu, có thể loại bỏ mà không làm thay đổi quy luật chuyển động của cơ cấu.

Cơ cấu chuyển động xác định và qui luật chuyển động độc lập của cơ cấu cần phải được biết trước, tương ứng với bậc tự do của cơ cấu Khâu có qui luật chuyển động đã được xác định trước gọi là khâu dẫn, trong khi các khâu động khác được gọi là khâu bị dẫn.

Khâu dẫn là khâu nối giá bằng khớp quay loại 5, với mỗi khâu tương ứng với một quy luật chuyển động cụ thể Để đảm bảo cơ cấu có chuyển động xác định, số lượng khâu dẫn cần phải bằng số bậc tự do của hệ thống.

3 Xếp loại cơ cấu phẳng theo cấu trúc

Nhóm tĩnh định (Át-xua)

Bậc tự do của nhóm át-xua:

Vì số khâu và khớp phải nguyên nên các nhóm được phân loại như sau : n = 2 → p5 = 3 → nhóm 2 khâu 3 khớp n = 4 → p5 = 6 → nhóm 4 khâu 6 khớp n = 6 → p5 = 9 → nhóm 6 khâu 9 khớp

- Nhóm 2 khâu 3 khớp gọi là nhóm loại 2 (Hình 1.6 a, b, c, d, e)

- Nhóm 4 khâu 6 khớp gọi là nhóm loại 3 (Hình 1.6 f, g)

- Nhóm 6 khâu 9 khớp gọi là nhóm loại 4 (Hình 1.6 h)

- Khi tách nhóm phải biết trước khâu dẫn, khâu dẫn và giá không thuộc các nhóm

- Số khâu và khớp phải thỏa mãn điều kiện bậc tự do của nhóm Khớp bị tách thì xem là ở nhóm vừa tách hoặc ở nhóm được giử lại

Sau khi tách nhóm khỏi cơ cấu, phần còn lại sẽ là một cơ cấu hoàn chỉnh hoặc chỉ còn lại khâu dẫn nối với giá Quá trình tách nhóm cần được thực hiện từ xa khâu dẫn đến gần khâu dẫn.

- Phải tách nhóm đơn giãn trước, nếu không được thì mới tách nhóm phức tạp hơn (nhóm cao hơn)

- Khâu dẫn gọi là cơ cấu loại 1

- Cơ cấu chỉ có chứa 1 nhóm at-xua thì loại cơ cấu là loại của nhóm at-xua đó

- Cơ cấu chứa nhiều nhóm at-xua thì loại cơ cấu là loại của nhóm at-xua có chứa loại cao nhất

Thay thế khớp cao loại 4 bằng khớp thấp loại 5

Để xếp loại cơ cấu phẳng có khớp cao loại 4 theo phương pháp Atxua, trước tiên cần thay thế khớp cao bằng khớp thấp loại 5, nhằm đưa cơ cấu về dạng tương đương hoàn toàn bằng khớp thấp loại 5 Sau đó, tiến hành xếp loại cho cơ cấu tương đương này.

Để thay thế khớp cao loại 4, cần sử dụng chuỗi động toàn khớp thấp loại 5, với hai điều kiện quan trọng cần đảm bảo.

- Không làm thay đổi số bậc tự do của cơ cấu.

- Không làm thay đổi qui luật chuyển động của các khâu

Vậy một khớp cao loại 4 tương đương một khâu và hai khớp loại 5

Bảng 2: Thay thế một số dạng khớp cao loại 4 thường gặp trong kĩ thuật

STT Khớp cao loại 4 Chuỗi động thay thế

4 Hướng dẫn thực hiện bài tập

Các bước tính bậc tự do của cơ cấu

Bước 1 Xác định khâu dẫn và các khâu bị dẫn

Bước 2 trong quy trình là xác định loại chuỗi động của cơ cấu và phân tích nguyên lý hoạt động của nó Cần đánh giá khả năng tồn tại ràng buộc thừa hoặc bậc tự do thừa trong hệ thống.

Bước 3 Đếm số khớp thấp loại 5

Bước 4 Đếm số khớp cao

Bước 5 là áp dụng công thức tính bậc tự do cho cơ cấu phẳng Khi W=1 và đáp ứng quy luật chuyển động, trường hợp khác cần phân tích lại để xác định số bậc tự do thừa và các ràng buộc thừa.

Bước 6 Nếu tồn tại khớp cao trong cơ cấu, áp dụng quy tắc chuyển khớp loại cao thành khớp thấp.

Bước 7 Tách khâu dẫn rồi đến các nhóm At-xua theo quy tắc.

Bước 8 Xếp hạng cơ cấu theo số nhóm At-xua xác định được ở bước 7.

Bước 9 Đánh giá ý nghĩa của cơ cấu trong thực tiễn.

Trọng tâm cần chú ý trong chương

- Khái niệm bậc tự do của khâu, nối động, thành phần khớp động và khớp động, lược đồ khớp động Phân loại khớp động?

- Khái niệm về bậc tự do của cơ cấu Viết công thức tính bậc tự do cơ cấu không gian và cơ cấu phẳng?

- Phát biểu nguyên lý tạo thành cơ cấu của Axua Khái niệm về nhóm Axua, xếp loại nhóm Axua?

- Nguyên tắc tách nhóm Axua và nguyên tắc xếp loại cơ cấu?

- Thay thế khớp cao loại 4 bằng khớp thấp loại 5, mục đích và điều kiện thay thế?

Bài tập mở rộng và nâng cao

Bài 1: Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu máy dệt vải dày và dập khổ giấy (hình 1)

Bài 2: Tính bậc tự do, xếp hạng cơ cấu vẽ đường thẳng cho lED = lEF = lGD; lCD lCE =1,96.lED; (hình 2).

Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập chương 1

+ Xác định được bậc tự do của cơ cấu.

+ Trình tự các bước tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu phẳng.

PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU LOẠI II

Mục đích, nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu

Phân tích động học cơ cấu phẳng loại 2 bằng phương pháp vẽ hoạ đồ véctơ

loại II bằng phương pháp họa đồ vectơ 1 1

Phân tích và xếp loại cơ cấu tối ưu không chỉ nâng cao chất lượng và năng suất trong chế tạo cơ cấu máy mà còn góp phần quan trọng vào sự phát triển của ngành cơ điện tử, từ đó thúc đẩy sự phát triển kinh tế của đất nước.

Cơ cấu là các thành phần cơ bản của máy, có chức năng chuyển động xác định Chúng là những hệ thống cơ học được thiết kế để biến đổi chuyển động của một hoặc nhiều vật thể thành chuyển động cần thiết cho vật thể khác.

Chi tiết máy là bộ phận nhỏ nhất không thể tháo rời của cơ cấu hoặc máy móc, thường bao gồm các thành phần như bulong, đai-ốc, trục và bánh răng.

Khâu là một bộ phận trong cơ cấu hoặc máy, bao gồm một hoặc nhiều chi tiết máy liên kết cứng với nhau, cho phép chuyển động tương đối với các bộ phận khác.

Bậc tự do không gian đề cập đến khả năng chuyển động của một vật thể trong không gian, với tổng cộng 6 bậc tự do Khi một trong những chuyển động này không thể thực hiện được, nó được gọi là hạn chế một bậc tự do.

Để xác định số ràng buộc R trong một cơ cấu, mỗi khớp động sẽ hạn chế một bậc tự do tương ứng với số ràng buộc của khớp đó Nếu ký hiệu pi là số khớp loại i trong cơ cấu, thì tổng số ràng buộc sẽ được tính bằng tổng các ràng buộc của từng loại khớp.

Ràng buộc thừa là những ràng buộc trong cơ cấu mà việc loại bỏ chúng không ảnh hưởng đến quy luật chuyển động của cơ cấu.

Bậc tự do thừa là những bậc tự do trong các khâu của cơ cấu mà việc loại bỏ chúng không ảnh hưởng đến quy luật chuyển động của cơ cấu.

Cơ cấu chuyển động xác định có qui luật chuyển động độc lập, và điều này phải tương ứng với bậc tự do của cơ cấu Khâu có qui luật chuyển động biết trước được gọi là khâu dẫn, trong khi các khâu còn lại được xem là khâu bị dẫn.

Khâu dẫn là khâu nối giá sử dụng khớp quay loại 5, với mỗi khâu tương ứng với một qui luật chuyển động nhất định Để đảm bảo cơ cấu có chuyển động xác định, số lượng khâu dẫn cần phải tương đương với số bậc tự do của hệ thống.

Sau khi tách nhóm ra khỏi cơ cấu, phần còn lại sẽ là một cấu trúc hoàn chỉnh hoặc chỉ còn lại khâu dẫn nối với giá Quá trình tách nhóm cần được thực hiện từ xa khâu dẫn đến gần khâu dẫn.

Để xếp loại cơ cấu phẳng có khớp cao loại 4 theo phương pháp Atxua, trước tiên cần thay thế khớp cao này bằng khớp thấp loại 5 Việc này giúp đưa cơ cấu có khớp cao về dạng tương đương chỉ bao gồm khớp thấp loại 5 Sau đó, tiến hành xếp loại cho cơ cấu tương đương này.

Để thay thế một khớp cao loại 4, cần sử dụng một chuỗi động toàn khớp thấp loại 5, và chuỗi động này phải đáp ứng hai điều kiện quan trọng.

Bước 2: Xác định loại chuỗi động của cơ cấu và phân tích nguyên lý hoạt động Cần đánh giá khả năng tồn tại các ràng buộc thừa hoặc bậc tự do thừa trong hệ thống.

Bước 5 trong quá trình phân tích cơ cấu phẳng là áp dụng công thức tính bậc tự do Nếu W=1 và phù hợp với quy luật chuyển động, ta có thể tiếp tục Trong trường hợp khác, cần phải phân tích lại để xác định số bậc tự do thừa và các ràng buộc thừa.

TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

Những vấn đề cơ bản trong lý thuyết truyền động đai

Phân tích và xếp loại cơ cấu tối ưu không chỉ nâng cao chất lượng và năng suất trong chế tạo cơ cấu máy, mà còn đóng góp quan trọng vào sự phát triển của ngành cơ điện tử, từ đó thúc đẩy sự phát triển kinh tế quốc gia.

Cơ cấu là các thành phần cơ bản của máy có chuyển động xác định, đóng vai trò quan trọng trong việc biến đổi chuyển động của một hoặc nhiều vật thể thành chuyển động cần thiết cho vật thể khác Những hệ thống cơ học này giúp tối ưu hóa và điều chỉnh các chuyển động trong các ứng dụng kỹ thuật.

Chi tiết máy là bộ phận nhỏ nhất không thể tách rời của một cơ cấu hay máy, thường được gọi là tiết máy Ví dụ về chi tiết máy bao gồm bulong, đai-ốc, trục và bánh răng.

Khâu là một hoặc nhiều chi tiết máy được kết nối chặt chẽ, tạo thành một bộ phận có khả năng chuyển động tương đối với các bộ phận khác trong cơ cấu hoặc máy móc.

Bậc tự do không gian đề cập đến khả năng chuyển động của một vật thể trong không gian, với tổng cộng 6 bậc tự do Mỗi bậc tự do tương ứng với một phương chuyển động nhất định Khi một trong những chuyển động này không thể thực hiện được, điều đó có nghĩa là bậc tự do đó bị hạn chế.

Mỗi khớp động trong cơ cấu sẽ hạn chế một bậc tự do tương ứng với số ràng buộc của khớp đó Nếu ký hiệu pi là số khớp loại i, thì tổng số ràng buộc trong hệ thống được xác định bằng tổng của các số khớp loại này.

Ràng buộc thừa là những ràng buộc trong cơ cấu mà việc loại bỏ chúng không làm thay đổi quy luật chuyển động của cơ cấu.

Bậc tự do thừa là những bậc tự do của các khâu trong cơ cấu, và việc loại bỏ chúng không làm thay đổi quy luật chuyển động của cơ cấu.

Cơ cấu chuyển động xác định và qui luật chuyển động độc lập của cơ cấu cần được xác định trước và phải tương ứng với bậc tự do của cơ cấu Trong đó, khâu có qui luật chuyển động đã được biết trước được gọi là khâu dẫn, trong khi các khâu động còn lại được gọi là khâu bị dẫn.

Khâu dẫn là khâu nối giá bằng khớp quay loại 5, và mỗi khâu chỉ tương ứng với một qui luật chuyển động cụ thể Để đảm bảo cơ cấu có chuyển động xác định, số lượng khâu dẫn cần phải tương đương với số bậc tự do của hệ thống.

Sau khi tách nhóm ra khỏi cơ cấu, phần còn lại sẽ trở thành một cơ cấu hoàn chỉnh hoặc vẫn giữ lại khâu dẫn nối với giá Quá trình tách nhóm cần được thực hiện từ xa khâu dẫn đến gần khâu dẫn.

Để xếp loại cơ cấu phẳng có khớp cao loại 4 theo phương pháp Atxua, trước tiên cần thay thế khớp cao bằng khớp thấp loại 5, nhằm đưa cơ cấu này về dạng tương đương với toàn bộ khớp thấp loại 5 Sau khi hoàn tất việc thay thế, tiến hành xếp loại cơ cấu tương đương.

Để thực hiện việc thay thế khớp cao loại 4, cần sử dụng một chuỗi động hoàn toàn gồm khớp thấp loại 5 Chuỗi động này phải đáp ứng hai điều kiện quan trọng.

Bước 2 là xác định loại chuỗi động của cơ cấu và phân tích nguyên lý hoạt động của nó Cần đánh giá khả năng tồn tại ràng buộc thừa hoặc bậc tự do thừa trong cơ cấu này.

Bước 5: Áp dụng công thức tính bậc tự do cho cơ cấu phẳng, trong đó nếu W=1 và phù hợp với quy luật chuyển động, thì cần phân tích lại trong các trường hợp khác để xác định số bậc tự do thừa và các ràng buộc thừa.

BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

khái niệm chung

Phân tích và xếp loại cơ cấu tối ưu không chỉ nâng cao chất lượng và năng suất trong chế tạo cơ cấu máy mà còn đóng góp tích cực vào sự phát triển của các ngành cơ điện tử, từ đó thúc đẩy sự phát triển kinh tế của đất nước.

Cơ cấu là các thành phần cơ bản của máy, có chức năng tạo ra chuyển động xác định Đây là những hệ thống cơ học được thiết kế để chuyển đổi chuyển động của một hoặc nhiều vật thể thành chuyển động cần thiết cho vật thể khác.

Chi tiết máy là bộ phận nhỏ nhất không thể tháo rời của cơ cấu hoặc máy móc, thường được gọi tắt là tiết máy Ví dụ về chi tiết máy bao gồm bulong, đai-ốc, trục và bánh răng.

Khâu là một bộ phận trong cơ cấu hoặc máy, bao gồm một hay nhiều chi tiết máy được liên kết chặt chẽ với nhau Nó có chức năng tạo ra chuyển động tương đối so với các bộ phận khác trong hệ thống.

Bậc tự do không gian đề cập đến khả năng của một vật thể di chuyển trong không gian với 6 bậc tự do khác nhau Khi một trong những chuyển động này bị hạn chế, chúng ta gọi đó là hạn chế một bậc tự do.

Để xác định số ràng buộc R trong một cơ cấu, mỗi khớp động sẽ hạn chế một bậc tự do tương ứng với số ràng buộc của khớp đó Nếu ký hiệu pi là số khớp loại i trong cơ cấu, thì tổng số ràng buộc sẽ được tính bằng cách tổng hợp các ràng buộc của từng loại khớp.

Ràng buộc thừa là những yếu tố trong cơ cấu mà việc loại bỏ chúng không ảnh hưởng đến quy luật chuyển động của cơ cấu đó.

Bậc tự do thừa là những bậc tự do của các khâu trong cơ cấu, và việc loại bỏ chúng sẽ không ảnh hưởng đến quy luật chuyển động của cơ cấu.

Cơ cấu chuyển động xác định và qui luật chuyển động độc lập của cơ cấu cần được biết trước, và điều này phải tương đương với bậc tự do của cơ cấu Khâu có qui luật chuyển động đã được xác định trước gọi là khâu dẫn, trong khi các khâu động còn lại được gọi là khâu bị dẫn.

Khâu dẫn là khâu nối giá sử dụng khớp quay loại 5, với mỗi khâu tương ứng với một qui luật chuyển động cụ thể Để cơ cấu hoạt động với chuyển động xác định, số lượng khâu dẫn cần phải tương đương với số bậc tự do của hệ thống.

Sau khi tách nhóm ra khỏi cơ cấu, phần còn lại sẽ tạo thành một cấu trúc hoàn chỉnh hoặc duy trì kết nối với giá Quá trình tách nhóm cần được thực hiện từ xa đến gần với khâu dẫn.

Để xếp loại cơ cấu phẳng có khớp cao loại 4 theo phương pháp Atxua, trước tiên cần thay thế khớp cao bằng khớp thấp loại 5 Việc này giúp chuyển đổi cơ cấu khớp cao thành cơ cấu tương đương hoàn toàn bằng khớp thấp loại 5 Sau khi thực hiện thay thế, tiến hành xếp loại cơ cấu tương đương này.

Để thay thế khớp cao loại 4, cần sử dụng chuỗi động gồm toàn khớp thấp loại 5 Chuỗi động này phải đáp ứng hai điều kiện quan trọng.

Bước 2 trong quy trình là xác định loại chuỗi động của cơ cấu và phân tích nguyên lý hoạt động của nó Cần đánh giá khả năng tồn tại của các ràng buộc thừa hoặc bậc tự do thừa trong hệ thống.

Bước 5 là áp dụng công thức tính bậc tự do cho cơ cấu phẳng Khi W=1 và phù hợp với quy luật chuyển động, cần kiểm tra các trường hợp khác để phân tích lại và xác định số bậc tự do thừa cũng như ràng buộc thừa.

Tải trọng

Phân tích và xếp loại cơ cấu tối ưu không chỉ nâng cao chất lượng và năng suất trong chế tạo cơ cấu máy, mà còn góp phần quan trọng vào sự phát triển của ngành cơ điện tử, thúc đẩy nền kinh tế quốc gia.

Cơ cấu là các thành phần cơ bản của máy, có chức năng chuyển động xác định Chúng là những hệ thống cơ học giúp biến đổi chuyển động của một hoặc nhiều vật thể thành chuyển động cần thiết cho vật thể khác.

Chi tiết máy là bộ phận nhỏ nhất không thể tháo rời của cơ cấu hay máy móc, thường bao gồm các thành phần như bulong, đai ốc, trục và bánh răng.

Khâu là một hoặc nhiều chi tiết máy được liên kết cứng với nhau, tạo thành một bộ phận có khả năng chuyển động tương đối với các bộ phận khác trong cơ cấu hoặc máy.

Bậc tự do không gian đề cập đến khả năng chuyển động của một vật thể trong không gian với 6 bậc tự do Khi một trong các chuyển động theo phương nào đó bị hạn chế, điều này được gọi là hạn chế một bậc tự do.

Để xác định số ràng buộc R trong một cơ cấu, mỗi khớp động sẽ hạn chế một bậc tự do tương ứng với số ràng buộc của khớp đó Nếu ký hiệu pi là số khớp loại i trong cơ cấu, thì tổng số ràng buộc sẽ được tính toán dựa trên số lượng khớp và loại ràng buộc của chúng.

Ràng buộc thừa là những yếu tố trong cơ cấu mà khi loại bỏ, quy luật chuyển động của cơ cấu vẫn không bị ảnh hưởng.

Bậc tự do thừa là các bậc tự do của các khâu trong cơ cấu, và việc loại bỏ chúng không ảnh hưởng đến quy luật chuyển động của cơ cấu.

Cơ cấu chuyển động xác định và qui luật chuyển động độc lập của cơ cấu cần phải được biết trước và tương ứng với bậc tự do của cơ cấu Trong đó, khâu có qui luật chuyển động được biết trước được gọi là khâu dẫn, trong khi các khâu động còn lại được gọi là khâu bị dẫn.

Khâu dẫn là khâu nối giá bằng khớp quay loại 5, với mỗi khâu tương ứng với một qui luật chuyển động nhất định Để đảm bảo cơ cấu có chuyển động xác định, số lượng khâu dẫn cần phải tương đương với số bậc tự do của hệ thống.

Sau khi tách nhóm ra khỏi cơ cấu, phần còn lại sẽ là một cấu trúc hoàn chỉnh hoặc chỉ còn lại khâu dẫn nối với giá Quá trình tách nhóm cần được thực hiện từ xa khâu dẫn đến gần khâu dẫn.

Để xếp loại cơ cấu phẳng có khớp cao loại 4 theo phương pháp Atxua, trước tiên cần thay thế khớp cao này bằng khớp thấp loại 5 Việc này giúp đưa cơ cấu khớp cao về dạng tương đương với toàn bộ khớp thấp loại 5 Sau khi thực hiện thay thế, tiến hành xếp loại cho cơ cấu tương đương đã được tạo ra.

Bước 2 trong quá trình thiết kế cơ cấu là xác định loại chuỗi động và phân tích nguyên lý hoạt động của nó Cần đánh giá khả năng tồn tại của các ràng buộc thừa hoặc bậc tự do thừa trong cơ cấu để đảm bảo tính hiệu quả và tối ưu trong hoạt động.

Bước 5 trong quá trình phân tích cơ cấu phẳng là áp dụng công thức tính bậc tự do Nếu W=1 và hệ thống tuân theo quy luật chuyển động, chúng ta có thể xác định bậc tự do Trong trường hợp khác, cần thực hiện phân tích lại để xác định số bậc tự do thừa và các ràng buộc thừa.

Tính toán sức bền của bộ truyền bánh trụ răng thẳng

 Lực tác dụng lên bộ truyền

Khi hai bánh răng ăn khớp, chúng chịu tác động của hai lực P n có cùng phương và ngược chiều nhau Lực này vuông góc với bề mặt của thân khai, và lực P n được chia thành hai thành phần lực.

Hình 4.4 Lực tác dụng lên bánh răng trụ răng thẳng

- Lực vòng: P 1 ngược chiều quay của bánh dẫn, P 2 cùng chiều quay của bánh bị dẫn trong đó K là hệ số tải trọng (1,3 đến 1,5)

 Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng theo sức bền tiếp xúc Ứng suất tiếp xúc được tính theo công thức Hec như sau:

Trong đó: q: là tải trọng riêng tác dụng lên cặp răng ăn khớp do

: là bán kính cong tương đương của cặp bánh răng ăn khớp: với thế vào thì ta có

E: là môđun đàn hồi tương đương của cặp bánh răng ăn khớp. Đối với bộ truyền cặp bánh răng đều làm bằng thép thì modul đàn hồi tương đương

E = 2,15.10 5 (N/mm 2 ) Thay các giá trị trên vào công thức Hec thì ta được: Để bảo đảm sức bền tiếp xúc thì:

Khi thiết kế, tỉ số giữa hệ số bề rộng vành răng thường được chọn trước Thay vào công thức, ta có thể tính toán khoảng cách trục A theo công thức thiết kế.

 Tính toán bộ truyền theo sức bền uốn

Khi lực pháp tuyến P n tác động lên đỉnh răng, răng sẽ phải chịu ứng suất uốn lớn nhất Lực vòng tạo ra ứng suất uốn, trong khi lực hướng tâm gây ra ứng suất nén.

Hình 4.5 Ứng suất uốn sinh ra trên răng

, , , b: là chiều dài bánh răng s : là bề dày chân răng l : cánh tay đòn

Thế tất cả vào trên ta có

Thế vào sau đó nhân tử và mẫu cho m thì ta được: Đặt: gọi y là hệ số dạng răng, tra trong bảng (4.4)

Vậy ta có công thức tính ứng suất uốn như sau: Để đảm bảo độ bền uốn:

Khi thiết kế, thường chọn tỉ số hệ số chiều dài răng bảng là 4.5 Áp dụng vào công thức thiết kế, ta có công thức tính mođun Để tiết kiệm thời gian kiểm nghiệm sức bền uốn cho cả hai bánh răng, chỉ cần so sánh tích y1 và y2; nếu bánh có tích nhỏ đủ bền thì bánh còn lại sẽ thừa bền.

Bảng 4.4 Hệ số dạng răng

Bảng 4.5 Trị số lớn nhất của (hệ số chiều dài răng)

Bộ truyền chính xác cao, chịu tải lớn, trục, ổ và vỏ có độ cứng cao

Bộ truyền thông thường trong hộp giảm tốc, trục và ổ tương đối cứng

Bộ truyền có độ chính xác kém thường bao gồm các bánh răng được gia công sơ sài và ổ đặt trên kết cấu có độ cứng vững thấp Những bộ truyền này có thể là bộ truyền hở hoặc được lắp trên trục côngxôn, như bộ truyền bánh răng nón và các bánh răng di động trong hộp tốc độ.

Phân tích và xếp loại cơ cấu tối ưu là yếu tố quan trọng giúp nâng cao chất lượng và năng suất trong quá trình chế tạo các cơ cấu máy Điều này không chỉ cải thiện hiệu quả sản xuất mà còn góp phần vào sự phát triển chung của ngành cơ điện tử, từ đó thúc đẩy sự phát triển kinh tế của đất nước.

Cơ cấu là các thành phần cơ bản của máy, có chức năng chuyển động xác định Chúng là những hệ thống cơ học thiết yếu, giúp biến đổi chuyển động của một hoặc nhiều vật thể thành chuyển động cần thiết cho vật thể khác.

Chi tiết máy là bộ phận nhỏ nhất không thể tháo rời của cơ cấu hoặc máy móc, thường được gọi tắt là tiết máy Ví dụ về chi tiết máy bao gồm bulong, đai ốc, trục và bánh răng.

Khâu là một hoặc nhiều chi tiết máy được kết nối cứng với nhau, hình thành nên một bộ phận có khả năng chuyển động tương đối với các bộ phận khác trong cơ cấu hoặc máy móc.

Bậc tự do không gian đề cập đến khả năng của một vật thể trong không gian để di chuyển theo 6 hướng khác nhau Khi một trong những chuyển động này bị hạn chế, chúng ta gọi đó là hạn chế một bậc tự do.

Để xác định số ràng buộc R trong một cơ cấu, mỗi khớp động sẽ giới hạn một bậc tự do tương ứng với số ràng buộc của khớp đó Nếu ký hiệu pi là số lượng khớp loại i trong cơ cấu, tổng số ràng buộc sẽ được tính bằng cách cộng tất cả các ràng buộc của các khớp khác nhau.

Ràng buộc thừa là những ràng buộc trong cơ cấu mà việc loại bỏ chúng không ảnh hưởng đến quy luật chuyển động của cơ cấu Ví dụ, trong cơ cấu hình 1.3, sự tồn tại của các ràng buộc này không làm thay đổi cách thức hoạt động của hệ thống.

Bậc tự do thừa là những bậc tự do của các khâu trong cơ cấu mà việc loại bỏ chúng không ảnh hưởng đến quy luật chuyển động của cơ cấu.

Cơ cấu chuyển động xác định và qui luật chuyển động độc lập phải tương ứng với bậc tự do của cơ cấu Khâu có qui luật chuyển động đã được xác định trước được gọi là khâu dẫn, trong khi các khâu còn lại sẽ được coi là khâu bị dẫn.

Khâu dẫn là khâu nối giá bằng khớp quay loại 5, với mỗi khâu tương ứng với quy luật chuyển động đã được xác định Để đảm bảo cơ cấu có chuyển động xác định, số lượng khâu dẫn cần phải tương đương với số bậc tự do của hệ thống.

Sau khi tách nhóm ra khỏi cơ cấu, phần còn lại sẽ trở thành một cấu trúc hoàn chỉnh hoặc chỉ còn lại khâu dẫn nối với giá Quá trình tách nhóm cần được thực hiện từ xa khâu dẫn đến gần khâu dẫn.

Để xếp loại cơ cấu phẳng có khớp cao loại 4 theo phương pháp Atxua, cần thay thế khớp cao này bằng khớp thấp loại 5 Quá trình này giúp đưa cơ cấu có khớp cao về dạng tương đương với toàn bộ khớp thấp loại 5, từ đó tiến hành xếp loại cơ cấu tương đương một cách chính xác.

Để thay thế khớp cao loại 4, cần sử dụng một chuỗi động gồm toàn khớp thấp loại 5 Chuỗi động này phải đáp ứng hai điều kiện quan trọng.

Bước 2 là xác định loại chuỗi động của cơ cấu và phân tích nguyên lý hoạt động của nó Cần đánh giá khả năng tồn tại của ràng buộc thừa hoặc bậc tự do thừa trong hệ thống.

Bước 5 là áp dụng công thức tính bậc tự do cho cơ cấu phẳng, trong đó nếu W=1 và tuân theo quy luật chuyển động thì kết quả sẽ chính xác Trong trường hợp khác, cần phải phân tích lại để xác định số bậc tự do thừa và các ràng buộc thừa.

TRUYỀN ĐỘNG TRỤC VÍT-BÁNH VÍT

Các thông hình học cơ bản của bộ truyền

- m: modul dọc của trục vít được chọn tiêu chuẩn và bằng modul ngang của bánh vít.

- d 1 : đường kính mặt trụ chia của trục vít d 1 = m.q trong đó q là hệ số đường kính phụ thuộc vào modul m (tra bảng 5.1)

- d a1 : đường kính mặt trụ đỉnh răng của trục vít. d a1 = d 1 + 2h a = m.q + 2m = m.(q+2)

- d f1 : đường kính mặt trụ chân răng của trục vít. d f1 = d 1 - 2h f = m.q – 2,4.m = m.(q-2,4)

- h : chiều cao ren trục vít cũng là chiều cao răng bánh vít h = h a + h f = m + 1,2m = 2,2.m

- Z 1: số đầu mối ren trục vít: Số đầu mối thường từ 1 đến 4

Bảng 5.1 Trị số mô đun m và hệ số đường kính q của bộ truyền trục vít

Bảng 5.2 Trị số góc nâng  của trục vít

- L: chiều dài phần cắt ren của trục vít, lấy theo điều kiện ăn khớp:

Khi Z 1 = (1 2) thì lấy L (11+0,06.Z 2) m Khi Z 1 = (3 4) thì lấy L (12,5+0,09.Z 2) m

- d 2 : đường kính mặt trụ chia bánh vít d 2 = m Z 2

- d a2 : đường kính mặt trụ đỉnh răng của bánh vít d a2 = d 2 + 2h a = m.Z 2 + 2m = m.(Z 2 +2)

- d f2 : đường kính mặt trụ chân răng của bánh vít. d a2 = d 2 - 2h f = m.Z 2 – 2,4m = m.(Z 2 -2,4)

- d n : đường kính ngoài của bánh vít:

- B: bề rộng của bánh vít được lấy theo đường kính răng của trục vít

- Góc ôm trục vít là góc giới hạn bởi cung đường tròn có đường kính và 2 mặt bên của bánh vít:

- A là khoảng cách giữa 2 trục:

Bảng 5.3 Chiều dài phần có ren L của trục vít

Thông số động học của bộ truyền

Vận tốc và tỷ số truyền:

Hình 5.4 Phân tích vận tốc của bộ truyền

Vận tốc V2 của bánh vít thẳng góc với vận tốc V1 của trục vít và đượctính theo công thức sau: và

Vận tốc trượt Vt được tính theo 1 trong 2 cách sau: Vt = hoặc Vt Ta có

Khi trục vít quay một vòng, mỗi điểm trên vòng lăn của trục vít di chuyển một đoạn bằng bước xoắn S Do đó, bánh vít cũng di chuyển một đoạn tương ứng bằng S, dẫn đến việc bánh vít quay một vòng.

Khi trục vít quay n1 vòng, bánh vít sẽ quay n2 = n1 vòng, từ đó xác định tỷ số truyền i Tỷ số truyền không chỉ phụ thuộc vào đường kính vòng lăn của bánh vít và trục vít, mà còn vào số răng của bánh vít và số đầu mối ren của trục vít Số đầu mối ren trục vít đóng vai trò như số răng của bánh răng nhỏ, thường có giá trị rất nhỏ (Z1 = 4), dẫn đến tỷ số truyền thường rất lớn.

Lực tác dụng lên bộ truyền:

Khi bộ truyền làm việc, trục và ổ mang trục vít và bánh vít chịu tác dụng của những lực như sau:

- Lực tiếp tuyến (lực vòng):

Pr1: hướng về tâm trục vít

Pr2: hướng về tâm bánh vít

P a1 : cùng phương ngược chiều với P 2

P a2 : cùng phương ngược chiều với P 1

Hình 5.5 Lực tác dụng lên bộ truyền trục vít – bánh vít

Phân tích và xếp loại cơ cấu tối ưu không chỉ nâng cao chất lượng và năng suất trong chế tạo các cơ cấu máy mà còn đóng góp vào sự phát triển chung của ngành cơ điện tử, từ đó thúc đẩy nền kinh tế quốc gia.

Cơ cấu là các thành phần cơ bản của máy, có chức năng chuyển động xác định Chúng là những hệ thống cơ học thiết yếu, giúp biến đổi chuyển động của một hoặc nhiều vật thể thành chuyển động cần thiết cho vật thể khác.

Chi tiết máy là bộ phận nhỏ nhất không thể tách rời của cơ cấu hoặc máy, thường được gọi tắt là tiết máy Ví dụ về chi tiết máy bao gồm bulong, đai ốc, trục và bánh răng.

Khâu là một hoặc nhiều chi tiết máy được liên kết chặt chẽ với nhau, hình thành nên một bộ phận có khả năng chuyển động tương đối so với các bộ phận khác trong cơ cấu hoặc máy móc.

Bậc tự do không gian đề cập đến khả năng của một vật thể di chuyển trong không gian với 6 bậc tự do Nếu một trong những chuyển động này bị hạn chế, nó sẽ dẫn đến việc mất đi một bậc tự do.

Để xác định số ràng buộc R trong một cơ cấu, mỗi khớp động sẽ hạn chế một bậc tự do tương ứng với số ràng buộc của khớp đó Nếu ký hiệu pi là số khớp loại i trong cơ cấu, thì tổng số ràng buộc sẽ được tính bằng tổng số khớp và các ràng buộc tương ứng của chúng.

Ràng buộc thừa là những yếu tố trong cơ cấu mà khi loại bỏ, qui luật chuyển động của cơ cấu vẫn không bị ảnh hưởng.

Bậc tự do thừa là những bậc tự do của các khâu trong cơ cấu mà khi loại bỏ chúng, quy luật chuyển động của cơ cấu vẫn không bị ảnh hưởng.

Cơ cấu chuyển động xác định và qui luật chuyển động độc lập của cơ cấu cần phải được biết trước, tương ứng với bậc tự do của cơ cấu Khâu có qui luật chuyển động đã được xác định trước gọi là khâu dẫn, trong khi các khâu động còn lại được gọi là khâu bị dẫn.

Khâu dẫn là một phần quan trọng trong cơ cấu, sử dụng khớp quay loại 5 để nối giá Mỗi khâu dẫn tương ứng với một qui luật chuyển động nhất định Để đảm bảo cơ cấu hoạt động với chuyển động xác định, số lượng khâu dẫn cần phải tương đương với số bậc tự do của hệ thống.

Sau khi tách nhóm khỏi cơ cấu, phần còn lại sẽ trở thành một cấu trúc hoàn chỉnh hoặc chỉ còn lại khâu dẫn nối với giá Quá trình tách nhóm cần được thực hiện từ xa khâu dẫn đến gần khâu dẫn.

Để xếp loại cơ cấu phẳng có khớp cao loại 4 theo phương pháp Atxua, trước tiên cần thay thế khớp cao bằng khớp thấp loại 5 Việc này giúp đưa cơ cấu có khớp cao về một dạng tương đương hoàn toàn với khớp thấp loại 5 Sau khi thực hiện thay thế, tiến hành xếp loại cho cơ cấu tương đương này.

Để thay thế một khớp cao loại 4, cần sử dụng một chuỗi động hoàn toàn gồm khớp thấp loại 5 Chuỗi động này phải đáp ứng hai điều kiện quan trọng.

Bước 2 là xác định loại chuỗi động của cơ cấu và phân tích nguyên lý hoạt động Cần đánh giá khả năng tồn tại ràng buộc thừa hoặc bậc tự do thừa trong hệ thống.

Bước 5 trong việc áp dụng công thức tính bậc tự do cho cơ cấu phẳng là xác định số bậc tự do, với điều kiện W=1 và phù hợp với quy luật chuyển động Trong trường hợp khác, cần phân tích lại để xác định số bậc tự do thừa và các ràng buộc thừa.

TRUYỀN ĐỘNG XÍCH

Xích truyền động

Phân tích và xếp loại cơ cấu tối ưu không chỉ nâng cao chất lượng và năng suất trong chế tạo cơ cấu máy mà còn góp phần quan trọng vào sự phát triển của ngành cơ điện tử, từ đó thúc đẩy kinh tế quốc gia.

Cơ cấu là các thành phần cơ bản của máy, có chức năng tạo ra chuyển động xác định Chúng là những hệ thống cơ học thiết yếu, giúp biến đổi chuyển động của một hoặc nhiều vật thể thành chuyển động cần thiết cho vật thể khác.

Chi tiết máy là bộ phận nhỏ nhất không thể tách rời của cơ cấu hoặc máy móc, thường được gọi là tiết máy Ví dụ về chi tiết máy bao gồm bulong, đai ốc, trục và bánh răng.

Khâu là một hoặc nhiều chi tiết máy được liên kết chặt chẽ, tạo thành một bộ phận có khả năng chuyển động tương đối với các bộ phận khác trong cơ cấu hoặc máy móc.

Bậc tự do không gian đề cập đến khả năng chuyển động của một vật thể trong không gian với 6 bậc tự do Nếu một trong những chuyển động này bị hạn chế, nó sẽ dẫn đến việc hạn chế một bậc tự do của vật thể đó.

Số ràng buộc R trong một cơ cấu được xác định bởi số khớp động, mỗi khớp sẽ hạn chế một bậc tự do tương ứng với số ràng buộc của nó Nếu ký hiệu pi là số khớp loại i, thì tổng số ràng buộc sẽ được tính dựa trên số lượng khớp này.

Ràng buộc thừa là những ràng buộc trong cơ cấu mà việc loại bỏ chúng không ảnh hưởng đến quy luật chuyển động của cơ cấu đó.

Bậc tự do thừa là những bậc tự do của các khâu trong cơ cấu mà khi loại bỏ, qui luật chuyển động của cơ cấu vẫn không bị ảnh hưởng.

Cơ cấu chuyển động xác định và qui luật chuyển động độc lập cần phải được biết trước và phải tương ứng với bậc tự do của cơ cấu Khâu có qui luật chuyển động đã được xác định trước được gọi là khâu dẫn, trong khi các khâu động còn lại được xem là khâu bị dẫn.

Khâu dẫn là khâu nối giá sử dụng khớp quay loại 5, với mỗi khâu tương ứng với qui luật chuyển động đã được xác định Để đảm bảo cơ cấu có chuyển động ổn định, số lượng khâu dẫn cần phải tương đương với số bậc tự do của hệ thống.

Sau khi tách nhóm ra khỏi cơ cấu, phần còn lại sẽ là một cơ cấu hoàn chỉnh hoặc chỉ còn lại khâu dẫn nối với giá Việc tách nhóm cần được thực hiện từ xa khâu dẫn đến gần khâu dẫn.

Để xếp loại cơ cấu phẳng có khớp cao loại 4 theo phương pháp Atxua, trước tiên cần thay thế khớp cao bằng khớp thấp loại 5, nhằm chuyển đổi cơ cấu này về dạng tương đương với toàn bộ khớp thấp loại 5 Sau khi thực hiện việc thay thế, tiến hành xếp loại cho cơ cấu tương đương đã được tạo ra.

Bước thứ hai trong quy trình là xác định loại chuỗi động của cơ cấu và phân tích nguyên lý hoạt động của nó Cần đánh giá khả năng tồn tại ràng buộc thừa hoặc bậc tự do thừa trong hệ thống.

Bước 5: Áp dụng công thức tính bậc tự do cho cơ cấu phẳng Khi W=1 và đáp ứng quy luật chuyển động, cần phân tích thêm trong trường hợp khác để xác định số bậc tự do thừa và các ràng buộc thừa.

Thông số động học của bộ truyền động xích

Bộ truyền xích truyền động được công suất khoảng 3500KW, nhưng thường sử dụng dưới 100KW, ít sử dụng trên 100KW vì giá thành đắt.

(Kw) trong đó P là lực vòng (N), v là vận tốc vòng (m/s).

Vận tốc và tỉ số truyền:

Vận tốc tức thời của đĩa dẫn và đĩa bị dẫn thì khác nhau, nhưng vận tốc trung bình thì bằng nhau và được tính theo công thức sau:

Vận tốc càng lớn thì bước xích mòn nhanh hơn, dẫn đến việc phát sinh nhiều tiếng ồn trong quá trình làm việc Do đó, vận tốc thường được sử dụng là v trong khoảng (15-20) m/s, chỉ trong những trường hợp đặc biệt mới áp dụng vận tốc v = (25-30) m/s.

Tỉ số truyền suy ra từ vận tốc trung bình: v 1 = v 2 từ đây ta có n 1.Z 1 = n 2.Z 2

Bảng 6.1 Kích thước của xích ống con lăn tiêu chuẩn

Số răng đĩa xích ảnh hưởng trực tiếp đến độ mòn của chốt và ống; khi số răng ít, độ mòn sẽ tăng do góc quay giữa má trong và má ngoài lớn hơn Vì vậy, số răng nhỏ nhất thường được xác định dựa trên tỷ số truyền và được tra cứu theo bảng (6.2).

Số răng tối đa của đĩa xích không được vượt quá Z max 0 răng Khi số răng tăng lên, số mắc xích cũng nhiều hơn, và chỉ cần một mắc xích giãn ra một chút sẽ khiến xích bị chùng, dẫn đến sự không khớp chính xác giữa xích và răng đĩa xích.

Bảng 6.2 Số răng nhỏ nhất của đĩa xích lấy theo tỉ số truyền i

Loại xích Tỉ số truyền i

Bảng 6.3 Trị số lớn nhất của bước xích cho phép t (mm)

Bước xích là thông số quan trọng của bộ truyền, với bước xích lớn giúp tăng khả năng tải nhưng cũng làm tăng tải trọng động và tiếng ồn Khi bộ truyền hoạt động với vận tốc cao, tiếng ồn và va đập càng gia tăng, do đó không nên sử dụng bước xích lớn trong trường hợp này Nếu cần đảm bảo khả năng tải của bộ truyền, nên tăng số dãy xích thay vì tăng bước xích Thông tin về trị số lớn nhất của bước xích cho phép có thể được tìm thấy trong bảng (6.3).

Khoảng cách giữa các trục được chọn theo điều kiện góc ôm dựa vào tỉ số truyền.

Khi i 3 A = mm i > 3 A Thông thường A được chọn sơ bộ theo bước xích: A= p t

; thế vào L ta suy ra được mắc xích:

Sau khi tìm được X ta phải qui tròn theo số nguyên chẳn, tính lại chính xác khoảng cách trục A theo số mắc xích vừa tìm được.

Sau khi tính được A để lực tác dụng lên trục nhỏ, ta phải thu ngắn lại khoảng cách trục A một lượng

Lực tác dụng lên bộ truyền

- Lực tác dụng lên trục: R = K t P (N)

Trong đó P là lực vòng, là hệ số tải trọng: K t =1,15 khi = , Kt

Hiệu suất và bôi trơn

Phân tích và xếp loại cơ cấu tối ưu không chỉ nâng cao chất lượng và năng suất trong chế tạo cơ cấu máy, mà còn góp phần quan trọng vào sự phát triển của ngành cơ điện tử, từ đó thúc đẩy sự phát triển kinh tế quốc gia.

Cơ cấu là các thành phần cơ bản của máy, có chức năng chuyển động xác định Chúng là những hệ thống cơ học được thiết kế để chuyển đổi chuyển động của một hoặc nhiều vật thể thành chuyển động cần thiết cho một vật thể khác.

Chi tiết máy là phần nhỏ nhất không thể tách rời của cơ cấu hoặc máy móc, thường được gọi tắt là tiết máy Ví dụ về chi tiết máy bao gồm bulong, đai ốc, trục và bánh răng.

Khâu là một hoặc một số chi tiết máy được liên kết chặt chẽ, tạo thành một bộ phận có khả năng chuyển động tương đối với các bộ phận khác trong cơ cấu hoặc máy móc.

Bậc tự do không gian đề cập đến khả năng của một vật thể di chuyển trong không gian với 6 bậc tự do Nếu chuyển động theo một phương nào đó bị hạn chế, điều này được coi là hạn chế một bậc tự do.

Để xác định số ràng buộc R trong một cơ cấu, cần lưu ý rằng mỗi khớp động sẽ hạn chế một bậc tự do tương ứng với số ràng buộc của khớp đó Nếu ký hiệu pi là số khớp loại i trong cơ cấu, thì tổng số ràng buộc sẽ được tính bằng cách cộng tất cả các ràng buộc của các khớp lại với nhau.

Ràng buộc thừa là những ràng buộc trong cơ cấu mà việc loại bỏ chúng không ảnh hưởng đến qui luật chuyển động của cơ cấu Xem xét cơ cấu hình 1.3 để hiểu rõ hơn về khái niệm này.

Bậc tự do thừa là những bậc tự do của các khâu trong cơ cấu mà việc loại bỏ chúng không làm thay đổi quy luật chuyển động của cơ cấu.

Cơ cấu chuyển động xác định và qui luật chuyển động độc lập của cơ cấu cần phải được biết trước, tương ứng với bậc tự do của cơ cấu Khâu có qui luật chuyển động được biết trước được gọi là khâu dẫn, trong khi các khâu động còn lại được gọi là khâu bị dẫn.

Khâu dẫn là khâu nối giá bằng khớp quay loại 5, với mỗi khâu tương ứng với một qui luật chuyển động cụ thể Để đảm bảo cơ cấu có chuyển động xác định, số lượng khâu dẫn cần phải tương đương với số bậc tự do của hệ thống.

Sau khi tách nhóm ra khỏi cơ cấu, phần còn lại sẽ trở thành một cấu trúc hoàn chỉnh hoặc chỉ còn lại khâu dẫn nối với giá Quá trình tách nhóm cần được thực hiện từ xa khâu dẫn đến gần khâu dẫn.

Mục đích của việc xếp loại cơ cấu phẳng có khớp cao loại 4 theo phương pháp Atxua là thay thế khớp cao bằng khớp thấp loại 5, nhằm đưa cơ cấu này về dạng tương đương hoàn toàn bằng khớp thấp loại 5 Sau khi thực hiện thay thế, tiến hành xếp loại cơ cấu tương đương để đảm bảo tính chính xác trong phân loại.

Để thay thế một khớp cao loại 4, cần sử dụng một chuỗi động hoàn toàn bằng khớp thấp loại 5 Chuỗi động này phải đáp ứng hai điều kiện quan trọng.

Bước 2 là xác định loại chuỗi động của cơ cấu và phân tích nguyên lý hoạt động của nó Cần đánh giá khả năng tồn tại ràng buộc thừa hoặc bậc tự do thừa trong hệ thống.

Bước 5 trong quy trình là áp dụng công thức tính bậc tự do cho cơ cấu phẳng Khi W=1 và phù hợp với quy luật chuyển động, ta có thể xác định bậc tự do Trong trường hợp khác, cần phải phân tích lại để xác định số bậc tự do thừa và các ràng buộc thừa.

Tiêu đề	Nguyên Lý Chi Tiết Máy
Tác giả	Huỳnh Chí Linh
Trường học	Trường Cao Đẳng Nghề Cần Thơ
Chuyên ngành	Cơ điện tử
Thể loại	giáo trình
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Cần Thơ

Định dạng
Số trang	70
Dung lượng	3,63 MB