Bài giảng nguyên lý máy chương 1 ths trương quang trường

NGUYÊN LÝ MÁY GV: ThS TRƯƠNG QUANG TRƯỜNG KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM CH NG M Đ U GIỚI THIỆU MÔN HỌC Vị trí môn học Đối tượng nghiên cứu Nội dung môn học Phương pháp nghiên cứu Giới thiệu tài liệu Khoa C Khí – Công Nghệ Ths Tr ng Quang Tr ng -2- Tr ng ĐH Nông Lâm TPHCM VỊ TRÍ MÔN HỌC   Nguyên lý máy môn họƠ thuộƠ nhóm kỹ thuật Ơ s , mắƠ xích quan trọng liên kết môn khoa họƠ Ơ kỹ thuật chuyên ngành Môn họƠ cung Ơ p kiến thứƠ Ơ máy, từ vận ơụng để nghiên Ơứu môn họƠ khác nh : chi tiết máy, máy Ơắt kim loại, máy nông nghiệp, máy Ơhế biến, Nguyên lý máy đóng vai trò r t quan trọng thiết kế s đồ động Ơủa máy thiết kế Ơ Ơ u hay máy (s đồ Ơ u tạo, động họƠ, động lựƠ họƠ) Khoa C Khí – Công Nghệ Ths Tr ng Quang Tr ng -3- Tr ng ĐH Nông Lâm TPHCM ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU   Máy C Ơ u Nguồn động lực Bộ truyền biến đổi trung gian Bộ chấp hành Đối tượng gia công Bộ điều khiển S đồ Ơ u tạo máy Khoa C Khí – Công Nghệ Ths Tr ng Quang Tr ng -4- Tr ng ĐH Nông Lâm TPHCM ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Các loại cấu chủ yếu dùng ngành khí: + Cơ cấu nhiều + Cơ cấu cam + Cơ cấu bánh (truyền động bánh răng) + Cơ cấu bánh ma sát + Cơ cấu dẻo: truyền động đai, truyền động xích… + Và số cấu chuyên dùng khác như: cấu Malte, cấu Các-đăng, cấu bánh cóc,… O3 C C Ơ u Ơắt kẹo tự động E O2 A B O1 D Khoa C Khí – Công Nghệ Ths Tr ng Quang Tr ng -5- Tr ng ĐH Nông Lâm TPHCM NỘI DUNG CỦA MÔN HỌC Nội dung môn học nghiên cứu nguyên lý cấu tạo, động học động lực học cấu máy, nhằm giải hai toán : - Phân tích nguyên lý cấu tạo, động học động lực học cấu máy cho trước - Tổng hợp (hay thiết kế) cấu thỏa mãn điều kiện động học, động lực học cho Nghiên cứu cấu tạo, động học cấu nghiên cứu nguyên lý cấu tạo cấu, nghiên cứu chuyển động phần tử cấu xét mặt hình học (không ý đến lực gây chuyển động), nghiên cứu đến phương pháp thiết kế cấu theo thông số động học cho Nghiên cứu động lực học cấu máy nghiên cứu phương pháp xác định chuyển động khâu, cấu tác dụng lực bên Khoa C Khí – Công Nghệ Ths Tr ng Quang Tr ng -6- Tr ng ĐH Nông Lâm TPHCM PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU   Ph ng pháp giải tíƠh Ph ng pháp vẽ: - Ph ng pháp họa đồ véƠt - Ph ng pháp đồ thị Khoa C Khí – Công Nghệ Ths Tr ng Quang Tr ng -7- Tr ng ĐH Nông Lâm TPHCM GIỚI THIỆU TÀI LIỆU Giáo trình Giáo trình Nguyên lý máy Vương Thành Tiên, Trương Quang Trường (Bản photo ebook website: http://www2.hcmuaf.edu.vn/?ur=tqtruong ) Bài tập Nguyên lý máy Tạ Ngọc Hải Tài liệu tham khảo: Ths Tr Giáo trình Nguyên lý máy – Đặng Thế Huy, Nguyễn Khắc Thường – NXB Nông nghiệp – 1982 Nguyên lý máy – Đinh Gia Tường, Nguyễn Xuân Lạc, Trần Doãn Tiến – NXB ĐH & THCN – 1970 Introduction to Mechanisms – Yi Zhang, Susan Finger, Stephannie Behrens – Carnegie Mellon University Press – 2006 Khoa C Khí – Công Nghệ ng Quang Tr ng Tr ng ĐH Nông Lâm TPHCM -84 … NGUYÊN LÝ MÁY GV: ThS TR NG QUANG TR NG KHOA C KHÍ – CÔNG NGH TR NG Đ I H C NÔNG LÂM TP.HCM Nguyên Lý Máy Chư ng C U T O VÀ PHÂN LO I C C U Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường -2- Trường ĐH Nông Lâm TPHCM II BậƠ tự Ơ Ơấu B CT DO TH A Ví dụ 6: Tính bậc tự cấu cam cần đẩy đáy lăn n=3 p4 = p5 = W = 3.3 - (2.3 + 1) = BTD  Kết có không? - Trong thực tế cấu có BTD chuyển động lăn lăn quanh khớp C không ảnh hưởng đến chuyển động có ích cấu nên không kể vào bậc tự cấu - BTD thêm vào mà không làm ảnh hưởng đến chuyển động cấu gọi BTD th a, kí hiệu s - Trở lại cấu cam W = 3.3 ậ (2.3+1) ậ = BTD Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 24 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM II BậƠ tự Ơ Ơấu Tóm lại công th c tính BTD - Đối với cấu không gian   W=6n-   kp k  R0   k 1  - Đối với cấu phẳng (trừ cấu chêm) W =3n -  2p5  p4   r  s Với n: số khâu động R0: số ràng buộc trùng k: loại khớp động r: số ràng buộc thừa pk: số khớp loại k s: số BTD thừa Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 25 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM II BậƠ tự Ơ Ơấu Ý nghĩa b c t ậ Khâu d n khâu bị d n Số BTD cấu là: -… -… Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 26 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III Phân tích Ơấu t o Ơ Ơấu phẳng Nguyên lý tạo thành cấu Một cấu có W BTD cấu tạo thành W khâu dẫn nhóm có BTD zero W= W +0+…+0 Khâu dẫn nhóm có BTD = Nhóm tĩnh định Đối với nhóm tĩnh định toàn khớp thấp: W  3n  p5  3n p5  n =  p5 =  nhóm khâu khớp: Nhóm loại n =  p5 =  nhóm khâu khớp: Nhóm loại n =  p5 =  nhóm khâu khớp: Nhóm loại …… Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 27 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III Phân tích Ơấu t o Ơ Ơấu phẳng Nhóm tĩnh định (tt) a) b) c) d) e) f) g) h) a, b, c, d, e: Nhóm loại f, g: Nhóm loại h: Nhóm loại Ths Trương Quang Trường - 28 - Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III Phân tích Ơấu t o Ơ Ơấu phẳng Nguyên tắc tách nhóm tĩnh định Khi tách nhóm tĩnh định phải theo nguyên tắc sau: + Chọn trước khâu dẫn giá + Tách nhóm xa khâu dẫn trước dần đến nhóm gần + Sau tách nhóm, phần lại phải cấu hoàn chỉnh khâu dẫn + Phải tách nhóm đơn giản trước, không tách nhóm phức tạp (loại cao hơn) Ví dụ : Tách nhóm tĩnh định cấu động diezen, cấu bơm oxy Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 29 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III Phân tích Ơấu t o Ơ Ơấu phẳng Nguyên tắc tách nhóm tĩnh định (tt) Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 30 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III Phân tích Ơấu t o Ơ Ơấu phẳng Nguyên tắc tách nhóm tĩnh định (tt) Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 31 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III Phân tích Ơấu t o Ơ Ơấu phẳng Nguyên tắc xếp loại cấu - Khâu dẫn gọi cấu loại - Cơ cấu chứa nhóm Át-xua loại cấu loại nhóm Át-xua - Cơ cấu chứa nhiều nhóm Át-xua loại cấu loại nhóm Át-xua có loại cao Ths Trương Quang Trường Khoa Cơ Khí – Công Nghệ - 32 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III Phân tích Ơấu t o Ơ Ơấu phẳng Nguyên tắc xếp loại cấu Ví dụ : Tính BTD xếp loại cấu bốn khâu lề Ta có: n = 3; p5 = 4; p4 = -BTD cấu: W = 3n – (2p5 + p4) = 3.3 – (2.4 + 0) = - Khâu dẫn: - Tách nhóm: 32,  Cơ cấu loại Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 33 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III Phân tích Ơấu t o Ơ Ơấu phẳng Nguyên tắc xếp loại cấu Ví dụ : Tính BTD xếp loại cấu bơm oxy Ta có: n = 5; p5 = 7; p4 = -BTD cấu: W = 3n – (2p5 + p4) = 3.5 – (2.7 + 0) = - Khâu dẫn: - Tách nhóm: 5432,  Cơ cấu loại Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 34 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III Phân tích Ơấu t o Ơ Ơấu phẳng Nguyên tắc xếp loại cấu Ví dụ : Tính BTD xếp loại cấu máy bào ngang Ta có: n = 5; p5 = 7; p4 = -BTD cấu: W = 3n – (2p5 + p4) = 3.5 – (2.7 + 1) = - Khâu dẫn: - Tách nhóm: 54, 32,  Cơ cấu loại - Khâu dẫn: - Tách nhóm: 1234,  Cơ cấu loại 5 1 3 4 2 a) Ths Trương Quang Trường c) b) Khoa Cơ Khí – Công Nghệ - 35 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM IV Thay kh p cao kh p thấp - Trong cấu phẳng, thường có khớp cao loại 4, để tách thành nhóm tĩnh định cấu phẳng toàn khớp thấp  thay khớp cao thành khớp thấp đảm bảo chuyển động cấu W = x - (1 + x 2) = BTD Ths Trương Quang Trường - 36 - Công Nghệ W = x – (2 xKhoa 4)Cơ=Khí1 –BTD Trường ĐH Nông Lâm TPHCM IV Thay kh p cao kh p thấp - Thay khớp cao khớp thấp phải đảm bảo hai điều kiện + bậc tự cấu không thay đổi + quy luật chuyển động không đổi - Nguyên tắc: dùng khâu hai khớp lề đặt lề tâm cong thành phần khớp cao điểm tiếp xúc - Ví dụ: Thay khớp cao khớp thấp cấu cam cần lắc đáy A O1  C B B O1 A - Sự thay khớp cao khớp thấp để xem xét nhóm tĩnh định mà việc phân tích động học cấu thay cho biết địnhKhoa tínhCơcũng định Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường ĐH Nông Lâm TPHCM lượng cơTrường cấu thay vị trí -xem 37 - xét IV Thay kh p cao kh p thấp Một số khớp loại cao thay khớp thấp thường gặp B A A B A B A B Chuổi động thay Khớp loại B B A A A A Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 38 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM [...]... tịnh tỌến – Kh p quaỜ Kh p phẳng – Kh p khơng gỌan Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 10 - Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM I Những kháỌ nỌ m Ơ bản 4 L ợƠ đồ động - Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, các khớp được biễu diễn trên những hình vẽ bằng những lược đồ qui ước Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 11 - Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM I Những kháỌ nỌ m Ơ bản - Các khâu cũng được thể... Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 15 - Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM I Những khái niệm c b n 6 C c u Cơ cấu là một chuỗi động có một khâu cố định và chuyển động theo qui luật xác định Khâu cố định được gọi là giá - Phân loại cơ cấu: cơ cấu phẳng – cơ cấu khơng gian Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 16 - Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM II BậƠ tự ơo Ơ Ơấu 1 Định nghĩa - Bậc tự do... Những khái niệm c b n 1 Tiết máy Tiết máy: máy hay c c u có thể tháo rời ra thƠnh nhiều bộ phận khác nhau, bộ phận khơng thể tháo rời ra được nữa gọi lƠ tiết máy Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường -3- Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM I Những khái niệm c b n 2 Khâu Khâu : trong c c u vƠ máy, toƠn bộ những bộ phận có chuyển động tư ng đối so với bộ phận khác gọi lƠ khơu Tên gọi: 1 Khâu dẫn, 2 Khâu... Nghệ Ths Trươngcó Quang Trường thước ảnh hưởng đến chuyển động- 12 của độngĐHcủa cấu Nơng cơ Lâm TPHCM - khâu và chuyển Trường I Những kháỌ nỌ m Ơ bản 5 Chuổi động Nhiều khâu nối với nhau bằng các khớp động trong một hệ thống tạo thành một chuỗi động - Phân lọai chuỗi động: + Chuỗi động kín + Chuỗi động hở + Chuỗi động phẳng + Chuỗi động khơng gian Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 13 ... 1 BTD + Giữa hai khâu trong mặt phẳng  3 BTD: Tx, Ty, Qz + Giữa hai khâu trong khơng gian  6 BTD: Tx, Ty, Tz, Qx, Qy, Qz a) Theo số BTD bị hạn chế: Khớp động loại k->hạn chế k BTD hay có k ràng buộc Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường -6- Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM I Những kháỌ nỌ m Ơ bản Phơn lo i khớp động a) ThƯo số BTD bị h n Ơhế Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường -7- Trường. .. kp k  R0  Ví dụ 1: Tính bậc tự do của cơ cấu 4 khâu bản lề  k =1  Số khâu động n=3 Số khớp loại 5 p5 = 4 Số ràng buộc trùng R0 = 3  Bậc tự do của cơ cấu W = 6.3 ậ(5.4 ậ 3) = 1 BTD Ví dụ 2: Tính bậc tự do của cơ cấu bàn tay máy Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 19 - Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM II BậƠ tự do Ơ Ơấu 3 B c t do của cơ cấu phẳng a) Số bậc tự do trong cơ cấu 1 khâu để rời có... Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 21 - Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM II BậƠ tự do Ơ Ơấu RÀNG BU C TH A Ví dụ 5: Tính bậc tự do của cơ cấu hình bình hành Cơ cấu tồn khớp loại 5 với: n = 4, p5 = 6 - Bậc tự do của cơ cấu là W=3.4 ậ (0 + 2.6) = 0 BTD - Trên thực tế cơ cấu này làm việc được  điều này có gì mâu thu n khơng ? Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 22 - Trường ĐH Nơng Lâm... 6  p5 = 9  nhóm 6 khâu 9 khớp: Nhóm loại 4 …… Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 27 - Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM III Phân tích Ơấu t o Ơ Ơấu thanh phẳng 1 Nhóm tĩnh định (tt) a) b) c) d) e) f) g) h) a, b, c, d, e: Nhóm loại 2 f, g: Nhóm loại 3 h: Nhóm loại 4 Ths Trương Quang Trường - 28 - Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM ... m Ơ bản Phơn lo i khớp động a) ThƯo số BTD bị h n Ơhế Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường -8- Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM I Những kháỌ nỌ m Ơ bản b) ThƯo đặƠ đỌểm tỌếp ớúƠ + Khớp cao: thành phần khớp động là đường hay điểm + Khớp thấp: thành phần khớp động là mặt Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường -9- Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM I Những kháỌ nỌ m Ơ bản c) Theo tính ch t của chuyển... 3 Giá (khâu cố định) Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường -4- Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM I Những kháỌ nỌ m Ơ bản 3 Kh p động + MốỌ nốỌ động gỌữa haỌ khâu lỌền nhau để h n Ơhế một phần ƠhuỜển động t ng đốỌ gỌữa Ơhúng  kh p động + Tồn bộ Ơhỗ tỌếp ớúƠ gỌữa haỌ khâu g Ọ là một thành phần kh p động Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường -5- Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM I Những kháỌ nỌ m Ơ ... Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 13 - Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM I Những kháỌ nỌ m Ơ Chuỗi động phẳng Chuỗi động khơng gian Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 14 - Trường ĐH Nơng... NGUN LÝ MÁY GV: ThS TR NG QUANG TR NG KHOA C KHÍ – CƠNG NGH TR NG Đ I H C NƠNG LÂM TP.HCM Ngun Lý Máy Chư ng C U T O VÀ PHÂN LO I C C U Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường -2- Trường. .. Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường -6- Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM I Những kháỌ nỌ m Ơ Phơn lo i khớp động a) ThƯo số BTD bị h n Ơhế Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường -7- Trường ĐH