Nguyên lý máy phần cơ bản ppt

LỜI NÓI ĐẦU Nguyên lý máy là một môn học cơ sở kỹ thuật nghiên cứu nguyên lý cấu tạo, động học và động lực học cơ cấu và máy nhằm giải quyết hai bài toán cơ bản sau: + Phân tích động học và động lực học cơ cấu và máy. + Tổng hợp (hay thiết kế) các cơ cấu hay máy mới. 1. Đối tượng nghiên cứu của môn học này là máy và cơ cấu: Cơ cấu là tập hợp những vật thể chuyển động theo quy luật xác định có nhiệm vụ biến đổi hay truyền chuyển động. Máy là tập hợp một số những cơ cấu có nhiệm vụ biến đổi hoặc sử dụng cơ năng để làm ra công có ích. - Điểm giống nhau căn bản giữa máy và cơ cấu là chuyển động của cơ cấu và máy đều có quy luật xác định. - Điểm khác nhau căn bản là cơ cấu chỉ biến đổi hoặc truyền chuyển động, còn máy biến đổi hoặc sử dụng năng lượng. 2. Nội dung nghiên cứu: - Nguyên lý máy không nghiên cứu tất cả các loại máy và tất cả các vấn đề về máy mà chỉ nghiên cứu về nguyên lý cấu tạo, động học và động lực học của các cơ cấu hợp thành máy và các vấn đề động lực học nói chung của máy. - Mục đích của môn học này là nghiên cứu các phương pháp phân tích máy và cơ cấu về các phương diện trên, và trên cơ sở đó nghiên cứu các nguyên tắc và phương pháp thiết kế động học và động lực học các máy và cơ cấu mới. - Ngoài ra môn học này còn nghiên cứu cả phương pháp làm tốt điều kiện làm việc của máy. 3. Các phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp đồ thị: có ưu điểm là nhanh, gọn, tương đối chính xác thường làm nổi bật ý nghĩa vật lý và kỹ thuật của bài toán. - Phương pháp giải tích: chính xác hơn, cho phép thấy rõ quan hệ biến thiên giữa các đại lượng, thông số nhưng phức tạp hơn và nhiều khi ý nghĩa vật lý ít rõ hơn. Hiện nay người ta thường sử dụng cả hai phương pháp trên. - Ngoài hai phương pháp trên do sự phát triển của kỹ thuật những dụng cụ đo lường, ghi chép và thí nghiệm ngày càng chính xác do đó người ta còn dùng cả phương pháp thực nghiệm để nghiên cứu nguyên lý máy. Nguyễn Tiền Phong- ĐHSPKT HY 1 CHƯƠNG 1 CẤU TRÚC VÀ XẾP LOẠI CƠ CẤU 1.1. Các khái niệm cơ bản 1.1.1. Chi tiết máy - Máy và cơ cấu có thể tháo rời thành nhiều bộ phận, những bộ phận không thể tháo rời được nữa thì được gọi là chi tiết máy (hay gọi tắt là tiết máy). 1.1.2. Khâu 1.1.2.1. Định nghĩa - Khâu là một tiết máy độc lập hay một tập hợp cứng các tiết máy. - Trong máy và cơ cấu có những bộ phận chuyển động tương đối với nhau được gọi là các khâu. Khâu có thể do một hoặc nhiều chi tiết máy ghép cứng với nhau tạo thành. Ví dụ bánh xe là một khâu được tạo thành bởi các chi tiết lốp, vành, lăn hoa, may ơ ghép với nhau. - 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 còn có những khâu đàn hồi như lò xo, nhíp, các khâu được làm bằng vật liệu dẻo như cao su, cáp, đai, xích và các khâu hơi, thuỷ, khí Khâu là đối tượng nghiên cứu của môn học nguyên lý máy và được xem là thành phần cơ bản của cơ cấu. Các tính chất động học và động lực học của cơ cấu và máy hoàn toàn phụ thuộc vào kích thước, khối lượng khâu. 1.1.2.2. Bậc tự do tương đối giữa hai khâu Xét hai khâu A và B để rời trong không gian, giữa hai khâu này có sáu khả năng chuyển động tương đối. Nếu gắn lên khâu A một hệ toạ độ Oxyz thì đối với hệ toạ độ này khâu B có các chuyển động sau: T x , T y , T z , Q x , Q y , Q z . Trong đó T x , T y , T z là các chuyển động tịnh tiến theo 3 trục Ox, Oy, Oz và Q x , Q y , Q z là các chuyển động quay quanh các trục tương ứng Ox, Oy, Oz. Sáu khả năng chuyển động T x , T y , T z , Q x , Q y , Q z là hoàn toàn độc lập với nhau và ta gọi mỗi khả năng chuyển động này là một bậc tự do. Như vậy khâu B có 6 bậc tự do tương đối đối với khâu A khi chọn khâu A làm chuẩn, ngược lại ta cũng có thể nói khâu A có 6 bậc tự do tương đối đối với khâu B khi chọn khâu B làm chuẩn. Vậy giữa hai khâu để rời trong không gian có 6 bậc tự do tương đối. Hình 1.1 Nguyễn Tiền Phong- ĐHSPKT HY 2 A B z y x O T z T y T x Q z Q y Q x Nếu xét 2 khâu để rời trong cùng một mặt phẳng thì số bậc tự do tương đối giữa 2 khâu là 3. các bậc tự do tương đối T y , Q z , Q x bị mất đi còn lại các bậc tự do tương đối là T x , T z , Q y . Hình 1.2 Ta hiểu 2 khâu để rời trong cùng một mặt phẳng là 2 khâu có tất cả các điểm chuyển động trên cùng một mặt phẳng hay trên những mặt phẳng song song. 1.1.3. Khớp động 1.1.3.1. Nối động Nếu cho hai vật rắn (2khâu) tiếp xúc với nhau theo một quy cách nào đó thì ta nói 2 vật rắn (2khâu) bị liên kết hay nối động. Mục đích của nối động là hạn chế bớt số bậc tự do tương đối giữa 2 khâu. Khi bị nối động bậc tự do tương đối giữa chúng sẽ < 6. Hình 1.3 Xét quả cầu B đặt trên vật phẳng A thì số bậc tự do tương đối giữa chúng 5 đó là: T x , T z , Q x , Q y , Q z , còn một bậc tự do bị hạn chế là T y . Ta nói giữa A và B có một ràng buộc. Số bậc tự do bị hạn chế còn gọi là số ràng buộc nhiều hay ít đều do đặc điểm của các thành phần tiếp trên hai khâu quyết định. Hình 1.4 Nguyễn Tiền Phong- ĐHSPKT HY 3 A B z y x O T z T x Q y A B A B 3 r ng buà ộc Có 3 bậc tự do Có A 5 r ng buà ộc Có 1 bậc tự do Có B A B 4 r ng buà ộc Có 2 bậc tự do Có A B 2 r ng buà ộc Có 4 bậc tự do Có 1.1.3.2. Phân loại khớp động Có 3 cách để phân loại khớp động: a) 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. b) Phân loại theo số bậc tự do bị hạn chế: theo cách nay có 5 loại khớp động: - Khớp loại 1 hạn chế 1 bậc tự do. - Khớp loại 2 hạn chế 2 bậc tự do. - Khớp loại 3 hạn chế 3 bậc tự do. - Khớp loại 4 hạn chế 4 bậc tự do. - Khớp loại 5 hạn chế 5 bậc tự do. c) Phân loại theo tính chất chuyển động tương đối, có 2 loại: - Khớp động phẳng: hai khâu để rời nhau trong mặt phẳng thì số bậc tự do tương đối giữa chúng chỉ còn 3, như vậy khi nối động giữa 2 khâu phẳng thì số bậc tự do bị hạn chế tối đa là 2. - Khớp động không gian: hai khâu trong không gian sau khi được nối động bằng một khớp động mà chuyển động tương đối giữa chúng vẫn còn là 1 chuyển động trong không gian thì gọi là khớp động không gian. 1.1.3.3. Lược đồ khớp và lược đồ khâu a) 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. - Khớp cầu loại 3: - Khớp cầu loại 4: - Khớp trụ loại 4 - Khớp ren vít: - Khớp bản lề (khớp quay): - Khớp tịnh tiến: - Khớp cao: b) Lược đồ khâu: Các khâu trong cơ cấu cũng được biểu diễn bằng lược đồ. Trên lược đồ khâu phải biều diễn đầy đủ các khớp động và các kích thước quyết định tính chất chuyển động của Nguyễn Tiền Phong- ĐHSPKT HY 4 cơ cấu, những kích thước này gọi là kích thước động của khâu đó là những kích thước xác định vị trí tương đối của các khớp động trên khâu. 1.1.4. Chuỗi động và phân loại - Chuỗi động: nhiều khâu được nối động với nhau được gọi là một chuỗi động. - Dựa vào tính chất chuyển động tương đối giữa các khâu người ta phân ra thành chuỗi động không gian và chuỗi động phẳng. Hình 1.5 Chuỗi động phẳng 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 là chuỗi động có các điểm trên các khâu chuyển động trên những mặt phẳng khác nhau. - Dựa vào cấu tạo phân ra làm chuỗi động kín và chuỗi động hở. ( Chuỗi động kín là chuỗi động trong đó mỗi khâu tham gia ít nhất 2 khớp động, còn chuỗi động hở có những khâu chỉ tham gia một khớp động ). Hình 1.6 1.1.5. Cơ cấu và phân loại cơ cấu - Một chuỗi động có một khâu cố định và các khâu khác chuyển động theo quy luật xác định thì được gọi là một cơ cấu, khâu cố định của cơ cấu gọi là giá. - Phân loại: Gồm cơ cấu không gian và cơ cấu phẳng. Nguyễn Tiền Phong- ĐHSPKT HY 5 Chuỗi động hở 3 2 1 4 3 2 1 4 Chuỗi động kín Chuỗi động phẳng Có Chuỗi động không gian Có 2 Cơ cấu phẳng Có 1 3 4 Cơ cấu không gian Có 3 2 1 Hình 1.7 1.1.6. Máy Máy nói chung là tập hợp một số các cơ cấu có nhiệm vụ biến đổi hoặc sử năng lượng để làm ra công có ích. 1.2. Bậc tự do của cơ cấu 1.2.1. Định nghĩa Xét cơ cấu 4 khâu bản lề phẳng ABCD, gọi α là góc giữa giá AD và khâu AB. Khi cho α một trị số nhất định (nói một cách khác là cho AB 1 vị trí nhất định) thì vị trí của cơ cấu (tức vị trí của toàn bộ các khâu khác còn lại trong cơ cấu) hoàn toàn xác định bằng phép dựng hình đơn giản. Ta nói cơ cấu này có 1 bậc tự do. Như vậy bậc tự do của cơ cấu là số thông số độc lập cần thiết để có thể xác định hoàn toàn vị trí của cơ cấu. 1.2.2. Lập công thức tính bậc tự do của cơ cấu phẳng Cho cơ cấu phẳng có n khâu động. Gọi p 4 là số khớp loại 4 có trong cơ cấu. Gọi p 5 là số khớp loại 5 có trong cơ cấu. Hình 1.8 Nếu 1 khâu đặt trong mặt phẳng thì có 3 bậc tự do tương đối so với giá. → có n khâu động đặt trong mặt phẳng thì có 3n bậc tự do so với giá. Một khớp loại 4 tạo ra 1 ràng buộc giữa hai khâu trong mặt phẳng, → có p 4 khớp loại 4 thì sẽ tạo ra p 4 ràng buộc giữa 2 khâu trong mặt phẳng. Một khớp loại 5 tạo ra 2 ràng buộc giữa hai khâu trong mặt phẳng, → có p 5 khớp loại 5 thì sẽ tạo ra 2p 5 ràng buộc giữa 2 khâu trong mặt phẳng. Như vậy bậc tự do của cơ cấu phẳng được tính: W = W 0 - R = 3n - (2p 5 + p 4 ) = 3n - (2t + c) Trong đó: W là bậc tự do của cơ cấu W 0 là tổng số bậc tự do của các khâu động R là tổng số ràng buộc do các khớp động tạo ra t = p 5 số khớp thấp có trong cơ cấu (loại 5) c = p 4 số khớp cao có trong cơ cấu (loại 4) VD. Tính bậc tự do cơ cấu bốn khâu bản lề phẳng: Ta có n = 3, p 5 = 4, p 4 = 0, → W = 3.3 - (2.4 - 0) = 1 * Ràng buộc trùng Xét cơ cấu chêm phẳng như hình vẽ, có n =2, p 5 =3 →W = 3.2 - 2.3 = 0. Nguyễn Tiền Phong- ĐHSPKT HY 6 2 A Có 1 3 4 B Có C Có D Có α Có B y x C A z O Hình 1.8 Thực tế bậc tự do của cơ cấu bằng 1, có hiện tượng giảm bậc tự do là do bản thân 2 khớp động A và C đã hạn chế chuyển động quay tương đối quanh trục Oz giữa hai khâu, hơn nữa khớp động B cũng hạn chế chuyển động quay tương đối này nên đã gây nên một ràng buộc trùng (Rtr) nên khi áp dụng ta phải loại bỏ 1 trong 2 ràng buộc trên. W = 3n - (2p 5 + p 4 - Rtr.) * Ràng buộc thừa: Xét ví dụ: tính bậc tự do cho cơ cấu elíp như hình vẽ, có AB = BC = BD Theo cách tính như trên ta có: n = 4, p 5 = 6, p 4 = 0, Rtr = 0 W = 3n - (2p 5 + p 4 - Rtr) = 3.4 - (2.6 + 0 - 0) = 0 có nghĩa là cơ cấu không chuyển động được. Thực tế bậc tự do của cơ cấu bằng 1, nguyên nhân là do trong cơ cấu có một ràng buộc thừa. Nếu ta bỏ qua khâu 1 và 2 khớp A, B thì quỹ đạo của điểm B là vòng tròn (c) tâm A bán kính AB = BD = CB, còn khi ta nối thêm khâu 1 và 2 khớp động A và B thì quỹ đạo của điểm B vẫn là vòng tròn (c). Như vậy ràng buộc bởi khâu AB rõ ràng là ràng buộc thừa. Hình 1.9 Mỗi ràng buộc thừa trong cơ cấu sẽ làm mất đi một bậc tự do, vì thế nếu có Rth ràng buộc thừa trong cơ cấu thì khi tính ta phải cộng vào Rth bậc tự do. W = 3n - (2p 5 + p 4 - Rtr) + Rth * Bậc tự do thừa: Xét ví dụ : tính bậc tự do cho cơ cấu cam cần lắc đáy con lăn như hình vẽ Có n = 3, p 5 = 3, p 4 = 1, Rtr = 0, Rth = 0 → W = 3n - (2p 5 + p 4 -Rtr) + Rth = 3.3 - (2.3 + 1) + 0 = 2 Hình 1.10 Nguyễn Tiền Phong- ĐHSPKT HY 7 1 B A D C 4 3 2 (c) x A I C B 3 2 1 ϕ y Như vậy để xác định hoàn toàn vị trí của cơ cấu thì cần có 2 thông số độc lập. Thực tế ta chỉ cần 1 thông số ϕ là có thể xác định hoàn toàn vị trí của cơ cấu. Nghĩa là bậc tự do của cơ cấu là 1. Sở dĩ như vậy là do trong cơ cấu có một bậc tự do thừa, đó là chuyển động của con lăn 2 quanh trục của nó, chuyển động này không ảnh hưởng đến quy luật của cần mà chỉ có tác dụng làm giảm ma sát giữa cam và cần. Như vậy bậc tự do của cơ cấu phẳng được viết đầy đủ là: W = 3n - (2p 5 + p 4 - Rtr) + Rth - Wth Wth là số bậc tự do thừa. 1.2.3. Bậc tự do của cơ cấu không gian WthRthRtrjPjnW j −−−−= ∑ = )(6 5 1 Trong đó: n: số khâu động P j : số khớp loại j Rtr: số rầng buộc trùng Rth: số ràng buộc thừa Wth: số bậc tự do thừa 1.2.4. Ý nghĩa bậc tự do của cơ cấu - khâu dẫn Xét cơ cấu 4 khâu bẩn lề, bậc tự do của cơ cấu là W = 1. Nói một cách khác là chỉ cần 1 thông số để xác định vị trí của cơ cấu. Thật vậy, khi cho trước góc α, nghĩa là xác định vị trí của khâu 1, vị trí điểm B → khoảng các BD xác định, tam giác BCD có 3 cạnh cho trước cũng có vị trí hoàn toàn xác định. Nếu cho khâu 1 chuyển động với 1 quy luật cho trước thì từng tại thời điểm có thể xác định góc α và do đó có thể xác định vị trí của tất cả các khâu trong cơ cấu tại từng thời điểm, hay nói cách khác là xác định được quy luật chuyển động của các khâu này. (Quy luật chuyển động của khâu 1 chính là quy luật biến thiên của α theo thời gian). - Khâu có quy luật chuyển động cho trước gọi là khâu dẫn, các khâu còn lại trong cơ cấu gọi là khâu bị dẫn. - Số khâu dẫn của cơ cấu phải bằng số bậc tự do của nó. - Khâu dẫn được nối với giá cố định, ta quy ước đánh dấu khâu dẫn bằng mũi tên chỉ chiều quay (hoặc chiều chuyển động). 1.3. Xếp loại cơ cấu phẳng 1.3.1. Nguyên lý tạo thành cơ cấu của Axua Theo Axua, mỗi cơ cấu gồm 1 hay nhiều khâu dẫn nối với giá và với một số nhóm có bậc tự do bằng 0. Nhóm có bậc tự do bằng 0 gọi là nhóm tĩnh định. W = W + 0 + 0 + + 0 Như vậy, cứ nối thêm vào 1 cơ cấu và giá những nhóm có bậc tự do bằng 0 sẽ được những cơ cấu mới phức tạp hơn và ngược lại nếu tách khỏi cơ cấu những nhóm có bậc tự do bằng 0 thì sẽ được những cơ cấu đơn giản hơn, khi làm như vậy bậc tự do của cơ cấu không đổi. VD: Cơ cấu bốn khâu bản lề gồm 1 khâu dẫn (1) và nhóm tĩnh định gồm 2 khâu (2) , (3) và 3 khớp loại 5 là B, C, D. Nhóm này là nhóm có bậc tự do bằng 0. Nguyễn Tiền Phong- ĐHSPKT HY 8 Số bậc tự do của cơ cấu Số khâu dẫn Các nhóm tĩnh định Thật vây: W = 3n - 2p 5 = 3.2 - 2.3 = 0 Hình 1.11 1.3.2. Xếp loại nhóm Axua - Nhóm tĩnh định * Nguyên tắc tạo thành nhóm axua: nhóm axua (nhóm tĩnh định) là 1 chuỗi động thoả mãn điều kiện sau: + 3n - 2p 5 = 0: tức là nhóm chỉ có các khớp loại 5 (toàn khớp thấp) → p 5 = 3n/2 , nghĩa là số khâu n phải là số chẵn, vì số khớp p 5 là một số nguyên. n 2 4 6 p 5 3 6 9 + Nhóm Axua phải là nhóm tối giản, tức là từ nhóm axua này không thể tách ra thành 2 hay nhiều nhóm khác. Nhóm axua tối giản nhất là nhóm gồm 2 khâu và 3 khớp động. Hình 1.12 + Khi cố định các khớp chờ của nhóm thì ta được 1 giàn tĩnh định. (Khớp chờ là những khớp trên đó chỉ có 1 thành phần khớp động). Hình 1.13 * Xếp loại (hạng) nhóm Axua Ta chia các nhóm tĩnh định thành hai tập hợp: tập hợp những nhóm không chứa một chuỗi động kín nào và tập hợp những nhóm có chứa ít nhất một chuỗi động kín. a) Tập hợp những nhóm không chứa một chuỗi động kín nào được xếp thành 2 loại: - Nhóm loại 3 là nhóm gồm 2 khâu, 3 khớp. Nguyễn Tiền Phong- ĐHSPKT HY 9 2 3 D C B 1 A Không phải l nhóm tà ĩnh định vì chưa phải l nhóm tà ối giản Có Hình 1.14 - Nhóm Axua loại 3 gồm các nhóm trong đó có những khâu gọi là khâu cơ sở được nối với các khâu khác của nhóm bằng 3 khớp động. Hình 1.15 b) Những nhóm có chứa ít nhất một chuỗi động kín được xếp loại theo số cạnh của chuỗi động kín đơn nhiều cạnh nhất của nhóm. Những nhóm này đều thuộc loại cao hơn loại 3. Hình 1.16 1.3.3. Xếp loại cơ cấu phẳng. Trong cơ cấu có thể có 1 hoặc 1 số nhóm axua, loại của cơ cấu là loại cao nhất của nhóm axua chứa trong cơ cấu đó. Riêng với cơ cấu gồm 1 khâu, 1 khớp loại 5 gọi là cơ cấu hạng 1, đây là những cơ cấu như máy điện, tua bin, động cơ điện Hình 1.17 * Nguyên tắc và trình tự xếp loại cơ cấu: - Tính bậc tự do của cơ cấu - Chọn khâu dẫn, số khâu dẫn được chọn phải bằng số bậc tự do của cơ cấu và khâu dẫn được chọn thường là những khâu nối với giá cố định bằng những khớp quay. - Tách ra khỏi cơ cấu những nhóm axua sao cho sau khi tách ra khỏi cơ cấu 1 nhóm axua thì phần còn lại của cơ cấu phải là 1 cơ cấu hoàn chỉnh và có bậc tự do bằng bậc tự do của cơ cấu ban đầu. - Tìm loại cao nhất của những nhóm axua đã tách, khi đó loại cơ cấu chính là loại của nhóm axua cao nhất. + Ví dụ1: Xếp loại cho cơ cấu sau: Nguyễn Tiền Phong- ĐHSPKT HY 10 Các nhóm loại 2 : n = 2, p 5 = 3 Nhóm loại 3 : n = 4, p 5 = 6 Nhóm loại 3 : n = 6, p 5 = 9 nhóm loại 4 : n = 4, p 5 = 6 nhóm loại 4 : n = 6, p 5 = 9 O 1 A 1 B 5 4 3 2 E D C G F [...]... đầu bào Nguyễn Tiền Phong- ĐHSPKT HY 32 CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU PHẲNG Đặt vấn đề: Phân tích lực học cơ cấu nhằm xác định phản lực (áp lực) tại các khớp động và mô men cân bằng trên khâu dẫn Cơ sở để giải bài toán PTLH cơ cấu là nguyên lý Đa lăm be Giới hạn của bài toán phân tích áp lực là nghiên cứu cơ cấu phẳng 3.1 Lực tác dụng lên cơ cấu 33 Nguyễn Tiền Phong- ĐHSPKT HY 3.1.1 Ngoại lực Bao gồm... đường AB là pháp tuyến chung của thành phần khớp cao tại chỗ tiếp xúc E 1 B R1 R2 C 3 2 D A Hình 1.23 Nếu đặt vào A một khớp bản lề loại 5, đồng thời cũng đặt vào B một khớp bản lề loại 5 và nối AB bằng thanh 3 có chiều dài L = R 1 + R2 lắp vào 2 chốt bản lề này thì cơ cấu vẫn chuyển động như cũ Như vậy, khi ta đưa vào cơ cấu 1 khâu và 2 khớp loại 5 tức là đã đưa vào cơ cấu 1 ràng buộc thừa, vì là ràng... tìm vận tốc và gia tốc cho điểm C, thì mỗi khâu đều biết vận tốc và gia tốc 2 điểm Còn VE và aE được suy ra nhờ định lý đồng dạng Ví dụ 4: Hãy dựng hoạ đồ vận tốc của cơ cấu máy bào ngang hình Khi biết cơ cấu ở vị trí như hình vẽ ω1 = const Phân tích: Dựa theo nguên lý cấu tạo cơ cấu, cơ cấu gồm 1 khâu dẫn Ab được nối lần lượt với các nhóm A- xua BDC và DEF gồm các khâu 2-3 và 4-5 - Nhóm thứ nhất thuộc... tự do của cơ cấu : W = 3.5 - 2.7 = 1 - Chọn khâu dẫn: Khi chọn khâu 1 làm khâu dẫn ta được cơ cấu loại 4 Khi chọn khâu 5 làm khâu dẫn ta được cơ cấu loại 3 C C 1 B 3 2 A D Nguyễn Tiền Phong- ĐHSPKT HY G B 5 4 E 1 F 11 A 3 2 D G 5 4 E F Hình 1.22 1.3.4 Xếp loại cơ cấu có khớp cao Trường hợp cơ cấu có khớp cao ta phải thay thế khớp cao thành khớp thấp Xét ví dụ: Cho cơ cấu như hình vẽ Đây là cơ cấu có... cắt trong các máy gọt, trọng lượng hàng hoá trong các máy nâng, máy vận chuyển - Trọng lượng các khâu: trong cơ cấu hoặc máy đặt tại trọng tâm của khâu có trị số bằng tích số giữa khối lượng của khâu với gia tốc trọng trường Trọng lượng các khâu có thể sinh công dương, công âm hoặc không sinh công tuỳ theo vị trí và chuyển động của cơ cấu 3.1.2 Lực quán tính Để giải bài toán phân tích lực cơ cấu phẳng... cao E Ta tưởng tượng đập vỡ tại E khi đó cơ cấu trở thành cơ cấu 4 khâu bản lề phẳng toàn khớp thấp * Chú ý: Việc thay thế có thể có tính chất tức thời (đối với mặt cong bất kỳ) trên nguyên tắc sau: - Qua điểm tiếp xúc dựng pháp tuyến chung - Lấy tâm cong của thành khớp cao thứ nhất và tâm cong của thành phần khớp cao thứ 2 - Nối 2 tâm cong bằng 1 khâu và 2 khớp bản lề loại 5 - Loại bỏ ràng buộc thừa... cách tưởng tượng đập bỏ khớp cao → được cơ cấu phẳng toàn khớp thấp B B B’ B’ E A C A C B B’ 12 Nguyễn Tiền Phong- ĐHSPKT HY A C Hình 1.24 CHƯƠNG II PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG 2.1 Mục đích và nội dung của việc phân tích động học cơ cấu 2.1.1 Mục đích Mục đích của việc phân tích động học cơ cấu là nghiên cứu chuyển động của cơ cấu khi đã cho trước lược đồ cơ cấu và quy luật chuyển động của khâu... bằng định lý đồng dạng thuận véctơ vận tốc: ∆ BCD đồng dạng thuận với ∆ b2’c2’d2’ f) Tính gia tốc góc các khâu τ a B 3 ( nC 3 c 3 ' ) ε2 = ε3 = = µa LCB LCB * Chú ý: Đối với những cơ cấu phẳng có khớp cao để giải bài toán phân tích động học ta có thể thay thế khớp cao bằng khớp thấp hoặc có thể giữ nguyên để giải Ví dụ 3: Hãy vẽ dạng hoạ đồ vận tốc và gia tốc của cơ cấu 4 khâu bản lề, trên cơ sở đó... đồ chuyển vị, mỗi lược đồ cơ cấu ứng với một vị trí của khâu dẫn được gọi là một hoạ đồ cơ cấu Việc giải một bài toán chuyển vị thực chất là việc dựng hoạ đồ vị trí cơ cấu với những vị trí của khâu dẫn khác nhau Mặt khác, ta biết rằng cơ cấu được tạo thành bởi các khâu dẫn nối với giá một hoặc một số nhóm Axua Vì vậy, nghiên cứu bài toán chuyển vị hay bài toán dựng hoạ đồ cơ cấu, thực chất là dựng... ĐHSPKT HY 23 (2-27) Trong công thức (2-27) các thành phần:  + a A1 là gia tốc tuyệt đối của điểm A thuộc khâu 1  + a k A 2 / A1 là gia tốc tương đối thành phần Cô -ri ô lít như đã học trong cơ lý thuyết:   + a k A 2 / A1 có giá trị a A 2 / A1 = 2ω 1 V A 2 / A1  a A 2 / A1 = 2ω1 V A 2 / A1 sin(ω1.VA2/A1)  V A 2 / A1 làm với nhau một góc 90° cho Vì cơ cấu đang xét là phẳng nên ω1 và nên:  a k A 2 . LỜI NÓI ĐẦU Nguyên lý máy là một môn học cơ sở kỹ thuật nghiên cứu nguyên lý cấu tạo, động học và động lực học cơ cấu và máy nhằm giải quyết hai bài toán cơ bản sau: + Phân tích động. thực nghiệm để nghiên cứu nguyên lý máy. Nguyễn Tiền Phong- ĐHSPKT HY 1 CHƯƠNG 1 CẤU TRÚC VÀ XẾP LOẠI CƠ CẤU 1.1. Các khái niệm cơ bản 1.1.1. Chi tiết máy - Máy và cơ cấu có thể tháo rời thành. Khâu là đối tượng nghiên cứu của môn học nguyên lý máy và được xem là thành phần cơ bản của cơ cấu. Các tính chất động học và động lực học của cơ cấu và máy hoàn toàn phụ thuộc vào kích thước,