Giáo trình Nguyên lý máy Chương 1

Học phần 1: Cấu trúc và động học cơ cấu Ch ơng 1: Cấu trúc và xếp loại cơ cấu phẳng 1. Các khái niệm cơ bản 1.1. Chi tiết máy Chi tiết máy (gọi tắt là tiết máy) là phần tử cấu tạo hoàn chỉnh của máy, nó đ ợc chế tạo ra không kèm theo một nguyên công lắp ráp nào. Ví dụ: 1.2. Khâu 1.2.1. Định nghĩa Trong máy và cơ cấu có những bộ phận chuyển động t ơng đối đối với nhau gọi là khâu. Khâu có thể gồm một hoặc nhiều tiết máy ghép cứng với nhau tạo thành. Mô hình khâu là mô hình vật rắn tuyệt đối. Kích th ớc của khâu không có giới hạn trong không gian. Ví dụ: 1.2.2. Bậc tự do của khâu Xét hai khâu A và B để rời nhau trong không gian. Chọn B làm hệ quy chiếu và gắn vào B một hệ trục toạ độ 0xyz thì A có 6 khả năng chuyển động độc lập so với B (Tx, Ty, Tz, Qx, Qy, Qz). Ta nói A có 6 bậc tự do so với B. Chọn A làm hệ quy chiếu, B cũng có 6 khả năng chuyển động độc lập so với A. Ta nói B có 6 bậc tự do t ơng đối so với A. Hai khâu để rời trong mặt phẳng tồn tại 3 bậc tự do t ơng đối. A B 0 x y z T x T z T y Q x Q z Q y 1.3.1. Nối động Các khâu để rời trong không gian hoặc mặt phẳng sẽ có khả năng chuyển động hoàn toàn độc lập đối với nhau không thể tạo thành cơ cấu máy. Vì thế ng ời ta phải giảm bớt số bậc tự do t ơng đối giữa chúng bằng cách cho chúng tiếp xúc với nhau theo một quy cách nhất định. Nối động giữa hai khâu là giữ cho hai khâu tiếp xúc với nhau theo một quy cách nào đó. 1.3.2. Khíp ®éng Chỗ tiếp xúc trên mỗi khâu khi nối động hai khâu gọi là thành phần khớp động. Hai thành phần khớp động trong một phép nối động gọi là một khớp động. 1.3.3. Phân loại khớp động Khớp động đ ợc phân loại theo 2 cách: - Theo tính chất tiếp xúc Khớp loại cao Khớp cao (tiếp xúc điểm hoặc đ ờng) Khớp loại thấp Khớp thấp (tiếp xúc mặt) - Theo số bậc tự do bị hạn chế giữa hai khâu (ràng buộc) Khớp từ loại 1 loại 5 Ví dụ: A B A B B A A B Khíp tÞnh tiÕn lo¹i 5 Khíp b¶n lÒ lo¹i 5 K A B Khíp cao lo¹i 4 1.3.4. L ợc đồ khâu khớp - L ợc đồ khâu (thể hiện đ ợc kích th ớc động) và khớp. - L ợc đồ khớp - hình vẽ quy ớc đơn giản về khớp động - Ví dụ: 1.4. Chuỗi động và phân loại 1.4.1. Chuỗi động - Nhiều khâu nối động với nhau tạo thành chuỗi động. 1.4.2. Phân loại - Chuỗi động không gian và phẳng - Chuỗi động kín và hở Ví dụ: [...]... EF và 2 khớp E, F đa vào cơ cấu 1 ràng buộc thừa r = 2.2 1. 3 = 1 W = 3.4 (2.6 1) = 1 F A D W = 3n (2P5 + P4 r) r là số ràng buộc thừa có trong cơ cấu 2.2.4 Bậc tự do thừa Bậc tự do có trong cơ cấu mà không làm ảnh hởng tới chuyển động của cơ cấu gọi là bậc tự do thừa W = 3.3 (2.3 + 1) = 2 Bậc tự do quay quanh trục của con lăn là thừa s = 1 W = 3.3 (2.3 +1) 1 = 1 W = 3n (2P 5 + P4) - s s là... nhóm Atxua và xếp loại? Bậc tự do của cơ cấu, ràng buộc trùng, thừa, bậc tự do thừa trong cơ cấu? 6 Xếp loại cơ cấu phẳng? 7 Thay thế khớp cao bằng khớp thấp? Bài tập 1 Tạ Ngọc Hải, Bài tập Nguyên lý máy 2 Trần Văn Lầm, Bài tập Nguyên lý máy ... định Mức độ phức tạp của cơ cấu phụ thuộc vào mức độ phức tạp của các nhóm tĩnh định Nguyên lý tạo thành cơ cấu là cơ sở tạo nên cơ cấu mới Các vấn đề thảo luận và bài tập 1 2 3 4 5 Bậc tự do tơng đối giữa hai khâu, Nối động? Khớp động, phân loại khớp động? ràng buộc? Chuỗi động? Kín, Hở, Không gian, phẳng? Nguyên lý tạo thành cơ cấu, nhóm Atxua và xếp loại? Bậc tự do của cơ cấu, ràng buộc trùng, thừa,... khớp cao nh hình vẽ Trong quá trình chuyển động của cơ cấu: BC = r1 + r2 = const Có thể đa thêm 1 khâu BC và 2 khớp bản lề loại 5, vào hai tâm hình học B và C của 2 vòng tròn trên khâu 1 và 2 (thêm 1 ràng buộc r = 2.2 3 =1) mà không làm thay đổi chuyển động của cơ cấu Ràng buộc do khớp cao F gây ra (r = 1) sẽ trở nên thừa và có thể loại bỏ khỏi cơ cấu Ta đợc cơ cấu thay thế là cơ cấu 4 khâu bản lề... vào vở - Nhóm Atxua loại 2 và loại 3 B A - Ví dụ xếp loại cơ cấu phẳng C A 1 O 2 D B 5 3 C 4 Nhóm loại 2: (4-5), (2-3) Khâu dẫn 1 2.3.3 Xếp loại cơ cấu phẳng - Cơ cấu không chứa một nhóm tĩnh định nào là cơ cấu loại 1 - Cơ cấu có chứa từ một nhóm tĩnh định trở lên, loại cơ cấu là loại của nhóm tĩnh định cao nhất có trong cơ cấu Trình tự xếp loại - Tính số bậc tự do của cơ cấu - Chọn khâu dẫn (khâu cho... cơ cấu, Pj là số khớp loại j 2.3 Xếp loại cơ cấu phẳng 2.3 .1 Nguyên lý tạo thành cơ cấu Nhóm át xua Một cơ cấu gồm một hay nhiều khâu dẫn, nối với giá và với một số nhóm tĩnh định (nhóm có bậc tự do bằng 0) Xét cơ cấu toàn khớp thấp Nhóm tĩnh định - Có số khâu khớp thoả mãn: 3n 2P5 = 0 - Nhóm tối giản - Khi cố định các khớp chờ của nhóm 1 dàn tĩnh định 2.3.2 Xếp loại nhóm Nhóm đợc xếp loại theo... cấu phải là 1 cơ cấu hoàn chỉnh có W = W ban đầu - Xếp loại cơ cấu - Trừ khâu dẫn và giá các khâu còn lại trong cơ cấu đều là khâu bị dẫn Ví dụ: 2.4 Thay thế khớp cao bằng khớp thấp Khi nghiên cứu cấu trúc cơ cấu có khớp cao, ta phải thay thế khớp cao bằng khớp thấp để đa cơ cấu về cơ cấu toàn khớp thấp Ví dụ: Xét cơ cấu có khớp cao nh hình vẽ Trong quá trình chuyển động của cơ cấu: BC = r1 + r2 = const . Học phần 1: Cấu trúc và động học cơ cấu Ch ơng 1: Cấu trúc và xếp loại cơ cấu phẳng 1. Các khái niệm cơ bản 1. 1. Chi tiết máy Chi tiết máy (gọi tắt là tiết máy) là phần tử cấu. máy) là phần tử cấu tạo hoàn chỉnh của máy, nó đ ợc chế tạo ra không kèm theo một nguyên công lắp ráp nào. Ví dụ: 1. 2. Khâu 1. 2 .1. Định nghĩa Trong máy và cơ cấu có những bộ phận chuyển động. kép ABCDEF W = 3.4 (2.6) = 0 Khâu EF và 2 khớp E, F đ a vào cơ cấu 1 ràng buộc thừa. r = 2.2 1. 3 = 1 W = 3.4 (2.6 1) = 1 W = 3n (2P5 + P4 r) r là số ràng buộc thừa có trong cơ cấu. A B C D E F 2.2.4.