GIÁO TRÌNH NGHỀ CÔNG NGHỆ Ô TÔ MÔN HỌC MH 08: CƠ HỌC ỨNG DỤNG SỬ DỤNG CHO ĐÀO TẠO TRUNG CẤP NGHỀ CÔNG NGHỆ Ô TÔ

TRƯỜNG TRUNG CẤP NGHỀ GIAO THƠNG VẬN TẢI HẢI PHỊNG GIÁO TRÌNH NGHỀ CƠNG NGHỆ Ơ TƠ MƠN HỌC MH 08: CƠ HỌC ỨNG DỤNG SỬ DỤNG CHO ĐÀO TẠO TRUNG CẤP NGHỀ CÔNG NGHỆ Ô TÔ MỤC LỤC CHƯƠNG 1: CƠ HỌC LÝ THUYẾT- TĨNH HỌC 1- Các tiên đề tĩnh học 1.1- Vật rắn tuyệt đối 1.2- Lực 1.2.1- Lực 1.2.2- Hệ lực 1.2.3- Các tiên đề tĩnh học 1.3- Liên kết phản lực liên kết 1.3.1- Vật tự vật bị liên kết 1.3.2- Phản lực liên kết 1.3.3- Các liên kết 2- Lực 2.1- Phân tích một lực thành hai lực đồng quy 2.2- Tổng hợp lực 2.2.1- Hợp lực hai lực đồng quy 2.2.2- Hợp lực một hệ lực phẳng đồng quy 2.3 - Điều kiện cân bằng hệ lực phẳng đồng quy 12 2.4- Hệ lực phẳng song song 13 3- Mô men 14 3.1- Mô men lực một điểm 14 3.1.1- Định nghĩa 14 3.1.2- Định lý mô men (định lý Varinhông) 15 3.2- Ngẫu lực 15 3.2.1- Định nghĩa 15 3.2.2- Tính chất ngẫu lực một mặt phẳng 17 3.2.3- Hợp hệ ngẫu lực phẳng 17 3.3- Điều kiện cân bằng hệ lực phẳng song song 18 4- Chuyển động chất điểm 19 4.1- Chuyển động học 19 4.2- Chuyển động thẳng 20 4.2.1- Chuyển động thẳng 20 4.2.2- Chuyển động thẳng biến đổi 20 4.3- Chuyển động cong 20 4.3.1- Chuyển động cong 20 4.3.2- Chuyển động cong biến đổi 20 5- Chuyển động vật rắn 21 5.1- Chuyển động tịnh tiến vật rắn 21 5.2- Chuyển động quay vật rắn quanh một điểm cố định 21 5.3- Quỹ đạo, vận tốc, gia tốc điểm thuộc vật rắn quay quanh trục cố định 23 5.4 - Chuyển động tổng hợp điểm 25 5.5- Chuyển động song phẳng 25 6- Công lượng 27 6.1- Các định luật động lực học 27 6.2- Công 28 6.3- Công suất, hiêụ suất 29 Câu hỏi ôn tập 31 Bài tập 31 CHƯƠNG 2: SỨC BỀN VẬT LIỆU 33 1- Những khái niệm sức bền vật liệu 33 1.1- Nhiệm vụ đối tượng sức bền vật liệu 33 1.2- Nội lực 34 1.3- Phương pháp mặt cắt 34 1.4- Ứng suất 35 2- Kéo nén 35 2.1- Khái niệm kéo nén 35 2.1.1- Định nghĩa 35 2.1.2- Nội lực 35 2.1.3- Ứng suất 37 2.2- Biến dạng, định luật Húc 37 2.3- Tính toán kéo nén 39 3- Cắt dập 40 3.1- Cắt 40 3.1.1- Định nghĩa 40 3.1.2- Ứng suất 41 3.1.3- Biến dạng 41 3.2- Dập 42 3.2.1- Định nghĩa 42 3.2.2- Ứng suất 42 4- Xoắn 43 4.1- Khái niệm xoắn 43 4.2- Ứng suất mặt cắt chịu xoắn 45 4.3- Tính toán xoắn 48 5- Uốn 49 5.1- Khái nệm uốn 49 5.1.1- Định nghĩa 49 5.1.2- Nội lực 49 5.2- Ứng suất mặt cắt dầm chịu uốn 51 5.2.1- Biến dạng dầm uốn thuần túy 51 5.2.2- Ứng suất mặt cắt dầm uốn thuần túy 52 5.3- Tính toán uốn 53 5.4- Khái niệm chịu lực phức tạp 54 Câu hỏi ôn tập 56 Bài tập 56 CHƯƠNG 3: CHI TIẾT MÁY 57 1- Những khái niệm cấu máy 57 1.1- Những khái niệm định nghĩa 57 1.1.1- Khái niệm tiết máy 57 1.1.2- Khái niệm cấu truyền động 58 1.1.3- Khái niệm máy 58 1.2- Lược đồ động học sơ đồ động 59 Cơ cấu truyền động ma sát 60 2.1 Cơ cấu truyền động đai 60 2.1.1-Khái niệm 60 2.1.2- Tỷ số truyền 62 2.1.3- Ứng dụng: 63 2.2- Cơ cấu bánh ma sát 64 2.2.1- Khái niệm 64 2.2.2- Tỷ số truyền 64 2.2.3- Ứng dụng 65 3- Cơ cấu truyền động ăn khớp 66 3.1- Cơ cấu bánh 66 3.1.1- Khái niệm 66 3.1.2- Tỉ số truyền 69 3.1.3- Ứng dụng 70 3.2- Cơ cấu xích 71 3.2.1- Khái niệm 71 3.2.2- Tí số truyền 72 3.2.3- Ứng dụng 73 3.3- Cơ cấu bánh vít trục vít 74 3.3.1- Khái niệm 74 3.3.2- Tỉ số truyền 74 3.3.3- Ứng dụng 75 4- Cơ cấu truyền động cam 75 4.1- Khái niệm 75 4.2- Ứng dụng 76 5- Các cấu truyền động khác 77 5.1- Cơ cấu tay quay truyền 77 5.1.1- Khái niệm 77 5.1.2- Ứng dụng 78 5.2- Cơ cấu cóc 78 5.2.2- Ứng dụng: 79 5.3 Cơ cấu đăng 79 5.3.1- Khái niệm 79 5.3.2 - Phân loại 79 5.3.3 - Cấu tạo hoạt động truyền động đăng 79 Câu hỏi ôn tập 83 Tài liệu tham khảo 84 CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC: CƠ HỌC ỨNG DỤNG Mã số môn học: MH 08 Thời gian môn học: 60 h (Lý thuyết: 60 h; Thực hành: h) I- MỤC TIÊU MÔN HỌC: Học xong mơn học học viên có khả năng: - Trình bày khái niệm học ứng dụng - Trình bày phương pháp tổng hợp phân tích lực - Phân tích chuyển đợng vật rắn - Tính tốn thông số nội lực, ứng suất biến dạng vật chịu kéo, nén, cắt, dập, xoắn, uốn toán đơn giản - Chuyển đổi khớp, khâu, cấu truyền động thành sơ đồ truyền động đơn giản - Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc phạm vi ứng dụng cấu truyền động - Tuân thủ đúng quy định học tập làm đầy đủ tập nhà - Rèn luyện tác phong làm việc nghiêm túc, cẩn thận TT I II II NỘI DUNG MÔN HỌC: S Tên chương mục Cơ học lý thuyết Thời gian Tổng số Lý thuyết 18 18 Các tiên đề tĩnh học Lực Mô men Chuyển động chất điểm Chuyển động vật rắn Công lượng Chương 2: Sức bền vật liệu 3 3 20 3 3 20 Những khái niệm sức bền vật liệu Kéo nén Cắt dập Xoắn Uốn 4 4 III Chi tiết máy 22 22 Những khái niệm cấu máy Cơ cấu truyền động ma sát Cơ cấu truyền động ăn khớp Cơ cấu truyền động cam Các cấu truyền động khác Tổng cộng 6 60 60 III ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG TRÌNH: - Vật liệu: + Mỡ bơi trơn, dầu bôi trơn + Giẻ sạch, + Các đệm roăng bìa, giấy nhám, - Dụng cụ trang thiết bị: + Máy vi tính + Máy chiếu qua đầu + Máy chiếu đa phương tiện + Cụm chi tiết vật thử - Học liệu: + Giáo trình kỹ thuật Trường Trung cấp nghề GTCC-Hà nội + Tranh ảnh, vẽ treo tường + Đĩa CD mô - Ng̀n lực khác: + Phịng thí nghiệm Cơ lý CHƯƠNG 1: CƠ HỌC LÝ THUYẾTTĨNH HỌC Thời gian (giờ) Tổng số Lý thuyết 18 18 MỤC TIÊU Học xong chương người học có khả năng: - Trình bày tiên đề, khái niệm cách biểu diễn lực; loại liên kết - Trình bày phương pháp xác định thông số động học động lực học - Phân tích chuyển động vật rắn - Tuân thủ quy định, quy phạm học lý thuyết NỘI DUNG 1- Các tiên đề tĩnh học (3h) 1.1- Vật rắn tuyệt đối Cơ học quan niệm vật rắn tuyệt đối vật chịu tác dụng có hình dạng kích thước không đổi Vật rắn tuyệt đối mô hình lý tưởng, thực tế chịu tác dụng vật biến đổi hình dạng kích thước Nhưng để đơn giản việc nghiên cứu cân bằng chuyển động vật ta có thể coi vật tuyệt đối rắn 1.2- Lực 1.2.1- Lực - Định nghĩa: Lực tác động tương hỗ từ vật từ môi trường xung quanh lên vật xét, làm cho vật thay đổi vận tốc làm cho vật biến dạng Đầu búa tác động lên vật rèn lực tác động từ vật lên vật khác, trọng lực tác động vào vật lực hút trái đất lên vật đó Trọng lượng một thành phần trọng lực, với sai số nhỏ, trọng lượng vật coi trùng với trọng lực vật đó - Đo lực: dùng lực kế Treo vật có khối lượng khác vào mợt lị xo thẳng đứng, đợ dãn lò xo tỷ lệ với khối lượng vật Mặt khác tại một điểm xác định, trọng lượng vật tỷ lệ với khối lượng vật P = mg p - trọng lượng, m - khối lượng, g - gia tốc trọng trường (g = 9,81 m/g2) Căn cứ vào kết luận người ta chế một dụng cụ đo lực gọi lực kế Đơn vị đo trị số lực Niu tơn, ký hiệu: N Bội số Niu tơn ki lô Niu tơn , ký hiêu KN( 1KN =103N); mê ga Niu tơn, ký hiệu MN ( 1MN = 106N) Đơn vị khối lượng ki lô gam, ký hiệu kg - Cách biểu diễn lực Lực đặc trưng ba yếu tố: điểm đặt, phương chiều trị số Nói cách khác lực một đại lượng véc tơ biểu diễn bằng véc tơ lực ( hình 1.1) B A Hình 1.1  Véc tơ AB biểu diễn lực tác dụng lên một vật rắn, đó:  - Gốc A điểm đặt lực AB  - Đường thẳng chứa AB phương lực gọi đường tác dụng lực  mút B chiều lực AB  - Độ dài AB biểu diễn trị số lực AB theo một tỷ lệ xích đó Để đơn giản thường ký hiệu lực bằng chữ in hoa ghi dấu véc tơ chữ in      hoa đó, ví dụ : F , Q, P, R, S  Ví dụ: Một lực F có trị số 150N hợp với phương nằm ngang một góc 45o phía đường nằm ngang Hãy biểu diễn lực đó theo tỷ lệ 5N độ dài mm Bài giải  b Độ dài véc tơ lực F là: 150: 5= 30mm Ta kẻ một đường nằm ngang Ax, kẻ đường B Ab hợp với đường nằm ngang Ax một góc 45o phía đường nằm ngang 45o Đặt lên Ab một độ dài AB bằng 30mm Véc   x A tơ AB biểu diễn lực F cần tìm ( hình1.2) Hình 1.2 1.2.2- Hệ lực - Hai lực trực đối: Là hai lực có trị số , đường tác dụng ngược chiều ( hình 1.3a,b) A F A B F F’ B F’ Hình 1.3a Hình 1.3b - Hệ lực: Tập hợp nhiều lực tác dụng lên một vật rắn gọi hệ lực, ký hiệu     ( F1 , F2 , F 3, , Fn )     Hình 1.4, 1.5, 1.6 thí dụ hệ lực phẳng đồng quy ( F1 , F2 , F 3, , Fn ) ; hệ         lực phẳng song song ( P1 , P2 , P , , Pn ) hệ lực phẳng bất kỳ (Q1 , Q2 ,Q , ,Qn ) - Hai lực tương đương: Hai hệ lực gọi tương đương chúng có tác dụng học lên một vật rắn         ( F1 , F2 , F 3, , Fn ) ( P1 , P2 , P , , Pn ) ~ F1 F3 O - Hợp lực: một lực nhất tương đương với tác dụng hệ lực     ( F1 , F2 , F 3, , Fn ) F2 Hình 1.4       ~ R Thì R hợp lực hệ lực ( F1 , F2 , F 3, , Fn ) - Hệ lực cân bằng: Là hệ lực tác dụng vào vật rắn không làm thay đổi trạng thái học vật rắn (Nếu vật đứng yên thì đứng yên, chuyển động thẳng thì chuyển động thẳng đều) Nói cách khác hệ lực cân bằng tương đương với     ( F1 , F2 , F 3, , Fn ) ~0 Q2 Vật chịu tác dụng hệ lực cân bằng gọi vật trạng thái cân bằng P3 B A A C B C P1 Q3 Q1 P2 Hình 1.5 Hình 1.6 1.2.3- Các tiên đề tĩnh học - Tiên đề (Tiên đề hai lực cân bằng) Điều kiện cần đủ để hai lực tác dụng lên một vật rắn cân bằng chúng phải trực đối ( hình1.3-a,b) R F1 - Tiên đề (Tiên đề thêm bớt hai lực cân bằng) Tác dụng một hệ lực lên một vật rắn không thay đổi thêm vào hay bớt hai lực cân bằng O - Tiên đề (Tiên đề hình bình hành lực) F2 Hai lực đặt tại một điểm tương đương với một lực đặt tại điểm đó biểu diễn bằng véc tơ đường Hình 1.7 chéo hình bình hành mà hai cạnh hai véc tơ biểu diễn hai lực cho (hình 1.7)    R  F1  F2 N - Tiên đề ( Tiên đề tương tác) Lực tác dụng phản tác dụng hai lực trực đối (hình 1.8 Tuy nhiên lực tác dụng phản tác dụng không cân bằng vì chúng đặt vào hai vật khác P Hình 1.8 1.3- Liên kết phản lực liên kết 1.3.1- Vật tự vật bị liên kết Vật rắn gọi vật tự nó có thể thực chuyển động tự ý theo phương không gian mà không bị cản trở Ngược lại, vật rắn không tự một vài phương chuyển động nó bị cản trở Những điều kiện cản trở chuyển động vật gọi liên kết Vật không tự gọi vật bị liên kết (còn gọi vật khảo sát) Vật cản trở chuyển động vật khảo sát vật liên kết Ví dụ sách để bàn thì sách vật khảo sát, bàn vật liên kết 1.3.2- Phản lực liên kết Do tác dụng tương hỗ, vật khảo sát tác dụng lên vật liên kết một lực gọi lực tác dụng Theo tiên đề tương tác, vật liên kết tác dụng trở lại vật khảo sát một lực gọi phản lực liên kết Phản lực đặt vào vật khảo sát ( nơi tiếp xúc giữa hai vật) phương, ngược chiều với hướng chuyển động vật khảo sát bị cản trở Trị số phản lực phụ thuộc vào lực tác dụng từ vật khảo sát đến vật gây liên kết 1.3.3- Các liên kết - Liên kết tựa Liên kết tựa cản trở vật khảo sát chuyển động theo phương vuông góc với mặt tiếp xúc chung giữa vật khảo sát vật gây liên kết (hình 1.9) NC C NB N A NA B Hình 1.9 Phản lực có phương vng góc với mặt tiếp xúc chung, có chiều phía vật  khảo sát, ký hiệu N Tỉ số truyền hệ bánh thường tỉ số tốc độ góc giữa trục dẫn I trục bị dẫn IV  n i14    4 n4 Trong đó tỉ số truyền cặp bánh là: Z   Z  Z i12    ; i23    3, ; i34    4, 2 Z1 3 4 Z2 Z3 Nhân tỉ số truyền với nhau:     i12 i23 i34    i14  3   Tức là: i14  i12 i23 i34  Hay: i14  (1) 1 n1   n4 Z2 Z3 Z4 Z Z ' Z '3 Viết tổng quát cho hệ bánh thường có số bánh từ từ k là: (3 - 7) i1k  i12 i23 .i( k 1) k i1k  (1) m Z Z2 Z3 k Z Z ' Z ' k 1 (3 - 8) 3.1.3- Ứng dụng Cơ cấu bánh sử dụng phổ biến nhiều thiết bị máy móc vì: + Truyền động chính xác + Thực tỉ số truyền lớn cực lớn, dạt nhiều tỉ số truyền khác + Có thể thay đổi chiều quay trục bị dẫn So với cấu truyền động khác, cấu bánh có nhiều ưu điểm, bật: + Gọn, nhẹ, chiếm ít chỗ, khả truyền tải lớn + Hiệu suất truyền động cao, tỉ số truyền cố định + Sử dụng lâu dài, làm việc chắn + Dễ bảo quản, thay Tuy nhiên cấu bánh nhược điểm: + Đòi hỏi chế tạo chính xác + Có nhiều tiếng ồn vận tốc lớn + Chịu va đập kém Trong trình sử dụng, bánh thường gặp dạng hư hỏng sau: + Mặt bị tróc mảng, chế tạo hoặc lắp ghép thiếu chính xác, độ tiếp xúc hai mặt nhỏ nên không đủ sức chịu đựng, đột nhiên dính vào nhau, rời tróc mảng 70 + Răng bị sét mẻ, thường trục bị cong hoặc lắp trục không song song, ứng suất tập trung vào một phía khiến bị sứt mẻ + Răng bị mài mịn bơi trơn kém hoặc sử dụng lâu ngày Bộ bánh tốt làm việc phát tiếng kêu u Nếu kêu to, lọc có thể kẻ hở cạnh lớn sinh va chạm Nếu tiếng kêu ken két, máy bị rung có thể khe hở cạnh nhỏ hoặc khoảng tâm nhỏ bình thường Nếu có tiếng gầm lớn, tăng tốc kêu lớn có thể mặt chế tạo sai, không đồng đều, mặt có vết lõm hoặc kẽ nứt Nếu tiếng kêu không theo chu kì có thể tâm bánh không trùng với tâm trục… Để tránh hư hỏng nói trên, cần phải thực chế độ sử dụng bảo quản hợp lý: + Phải bảo đảm độ chính xác khoảng cách tâm, độ song song hoặc vuông góc giữa trục, khe hở cạnh độ tiếp xúc mặt + Phải thực chế độ bôi trơn đủ đúng loại dầu mỡ, tránh bụi bặm mặt bẩn lẫn vào, nhất bộ truyền tải lớn độ chính xác cao 3.2- Cơ cấu xích 3.2.1- Khái niệm Cơ cấu xích dùng để truyền động quay giữa trục cách xa (có thể đến 8m) nhờ ăn khớp mắt xích với đĩa xích (Hình 3.20) lược đồ cấu xích, gồm khâu dẫn có đĩa xích với số Z1 lắp cố định trục I, khâu bị dẫn có đĩa xích với số Z2 lắp cố định trục II, khâu trung gian một chuỗi mắt xích nối với bằng lề, khâu cịn lại giá Ngồi có thể lắp thêm thiết bị phụ thiết bị căng xích, thiết bị bôi trơn hộp che Đôi dùng một xích để truyền động từ đĩa dẫn sang nhiều đĩa bị dẫn Hình 3.20 71 Xích thường chia làm ba loại: + Xích trục (hình 3.21 a) làm việc với vận tốc thấp, 0,25m/s tải trọng lớn, dùng tời ba lăng… + Xích kéo (hình 3.21 b) làm việc với vận tốc không 2m/s để vận chuyển vật nặng máy trục, băng tải, thang máy máy vận chuyển khác + Xích truyền động làm việc với vận tốc cao để truyền từ trục sang trục khác, gờm: xích ống (hình 3.21 c), xích ống lăn (Hình 3.21 d), xích (hình3.21 e), xích định hình (hình 3.21 g) Hình 3.21 3.2.2- Tí số truyền Công thức tính tỉ số truyền xích tương tự công thức tỉ số truyền bánh i12  n1 Z  n2 Z1 (3 - 9) Trong đó n1, n2 số vòng quay phút đĩa dẫn đĩa bị dẫn; Z1, Z2 số đĩa dẫn đĩa bị dẫn Tỉ số truyền hạn chế khuôn khổ kích thước bộ truyền, thông thường i  Cần chú ý rằng, vận tốc đĩa xích tăng thì đĩa xích chóng mòn, tỉ trọng động lớn xích làm việc ồn Vì thường lấy vận tốc xích không 15m/s Mặt khác số đĩa xích tí xích chóng mòn, va đập mắt xích đĩa tăng, xích làm việc ổn 72 3.2.3- Ứng dụng Cơ cấu xích chủ yếu dùng trường hợp: + Các trục có khoảng cách trung bình, dùng truyền động bánh thì phải thêm nhiều bánh trung gian không cần thiết + Yêu cầu kích thước nhỏ gọn làm việc không trượt (truyền động bằng đai không thỏa mãn được) Cơ cấu xích dùng máy vận chuyển máy nông nghiệp Truyền động xích có ưu điểm là: + Có thể truyền động giữa hai trục xa đến 8m + Có khuôn khổ kích thước nhỏ gọn so với cấu đai truyền + Không trượt truyền động đai + Hiệu suất cao, có thể đạt tới 90% chăm sóc tốt sử dụng hết khả tải + Lực tác dụng lên trục nhỏ so với truyền động đai + Có thể một lúc truyền động cho nhiều trục Tuy nhiên truyền động xích có nhược điểm sau: + Địi hỏi chế tạo lắp ráp chính xác so với bộ truyền bằng đai, chăm sóc phức tạp + Chóng mịn, nhất bơi trơn khơng tốt làm việc nơi nhiều bụi + Vận tốc tức thời xích, đĩa bị dẫn không ổn định, nhất số đĩa ít + Có tiếng ồn làm việc + Giá thành cao Trong trình làm việc, cấu xích thường gặp hư hỏng sau: + Xích đĩa bị mòn, làm bước xích tăng lên, xích ăn khớp với đĩa gần đỉnh nên dễ dàng làm cho xích trượt khỏi đĩa xích Đơi lúc má xích q mịn làm gẫy hoặc đứt xích hoặc đĩa xích mòn làm mất khả truyền động xích + Khi lắp, hai đĩa xích không nằm một mặt phẳng làm cho xích bị vặn, lắp căng gây tải trọng phụ hoặc chùng gây va đập vận tốc lớn Để tránh hư hỏng trên, cần phải thực chế độ bảo quản sử dụng cấu xích hợp lý, chủ yếu bôi trơn không tốt để cát bụi bám vào làm cho xích đĩa chóng mịn, khơng để rơi vật cứng vào chỗ ăn khớp, phải che chắn với xích truyền động có tốc đợ lớn, tải trọng nặng để đảm bảo an tồn 73 3.3- Cơ cấu bánh vít trục vít 3.3.1- Khái niệm Cơ cấu bánh vít – trục vít thuộc nhóm cấu bánh đặc biệt, dùng để truyền chuyển động quay giữa hai trục chéo nhau,thường góc hai trục 90o (hình 3.22) Hình 3.22 Cơ cấu bánh vít – trục vít gồm có: + Bánh vít giống một bánh nghiêng + Trục vít cấu tạo giống mợt trục nghiêng, trục đó có nhiều vịng ren dùng để ăn khớp với bánh vít Trục vít làm liền với trục bằng thép hợp kim, bánh vít có thể làm liền hoặc ghép vành bằng đồng với đĩa bằng gang 3.3.2- Tỉ số truyền Thông thường trục vít khâu dẫn truyền chuyển động quay cho bánh vít Gọi z1 số mối ren trục vít (trục vít có thể có 1, 2, hoặc mối ren) z2 số bánh vít Tỉ số truyền cặp bánh vít – trục vít bằng tỉ số giữa số bánh vít với số mối ren trục vít i12  n1 z  n2 z1 (3 - 10) Vì số mối ren z1 trục vít nhỏ, có lấy z1= bộ truyền bánh vít – trục vít có thể đạt tỉ số truyền rất lớn mà bộ truyền khác không thực 74 3.3.3- Ứng dụng Cơ cấu bánh vít – trục vít có hiệu suất thấp nên thường dùng để truyền công suất nhỏ trung bình (thường không 50-60kw) tỉ số truyền thường khoảng 8-100 đặc biệt có thể tới 1000 dùng với công suất nhỏ Cơ cấu bánh vít – trục vít dùng máy trục, máy cắt kim loại, ô tô… Cơ cấu bánh vít – trục vít có ưu điểm chính sau: + Tỉ số làm việc lớn + Làm việc êm, ít ồn + Có khả tự hãm Nhược điểm chủ yếu cấu bánh vít – trục vít là: + Hiệu suất thấp, bộ truyền tự hãm, hiệu suất thấp + Cần dùng vật liệu giảm ma sát (đồng thanh) để làm bánh vít nên giá thành cao Do đặc điểm kết cấu bánh vít – trục vít địi hỏi lắp gia cơng chính xác, đảm bảo chế độ bôi trơn, không, chất lượng sử dụng giảm nhiều, phát nhiệt lớn, mài mòn nhanh hiệu suất thấp Để cấu bánh vít – trục vít làm việc tốt cần bảo đảm điều kiện sau: + Đường tâm bánh vít – trục vít phải chính xác, không nghiêng lệch bảo đảm kích thước + Giữa bánh vít ren trục vít có khe hở cần thiết + Mặt cạnh tiếp xúc tốt + Cơ cấu quay nhẹ nhàng, trơn Nếu quay nặng chứng tỏ lắp ghép không tốt, nghiêng lệch nhiều, nhiều khe hở Cần phải điều chỉnh kịp thời 4- Cơ cấu truyền động cam 4.1- Khái niệm (4h) Cơ cấu cam – cần đẩy gồm có ba khâu: Khâu gọi cam, thường có chuyển động quay đều, truyền động cho khâu bị dẫn gọi cần đẩy có truyền động tịnh tiến thẳng lại thông qua lăn tỳ mặt cam, khâu lại gọi giá Nếu quỹ đạo cần đẩy qua tâm quay cam, ta có cấu cam – cần đẩy trùng tâm (hình 3.23 a) Nếu quỹ đạo cần cách tâm quay cam một khoảng e thì gọi cấu cam – cần đẩy lệch tâm, khoảng cách e gọi tâm sai (hình 3.23 b) 75 Hình 3.23 4.2- Ứng dụng Cơ cấu cam – cần đẩy biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến, dùng mắt cắt kim loại tự động, cấu điều tiết nhiên liệu động đốt trong, máy dệt máy cơng nghiệp khác (Hình 3.24) sơ đồ máy chỉ, cam quay làm cần đẩy tịnh tiến thẳng lại, đầu B cần đẩy có luồn để rải sợ vào ống 3, đồng thời truyền động phối hợp qua bộ truyền trục vít – bánh vít để đảm bảo tốc độ quay ống với hành trình kép cần đẩy Hình 3.24 76 Hình 3.25 sơ đồ cấu phân phối khí xupáp kiểu đặt dùng đợng đốt Hình 3.25: Sơ đồ cấu tạo cấu phân phối khí kiểu xupáp đặt Đế xupáp; Xupáp; Ống dẫn huớng; Lò xo; Móng hãm; Bulơng điều chỉnh; Đai ốc hãm; Con đội; Cam Nguyên lý hoạt động cấu sau: - Khi động làm việc, trục khuỷu động thông qua cặp bánh dẫn động làm cho trục cam vấu cam (9) quay theo - Khi cam quay từ vị trí thấp nhất tới vị trí đỉnh cao nhất vấu, cam tiếp xúc với đội (8), đẩy đội lên, đẩy xupáp lên mở cửa nạp (hoặc xả) Lúc lò xo (4) xupáp bị nén lại - Khi cam quay từ vị trí đỉnh cao nhất vị trí thấp nhất, nó vẫn tiếp xúc với đợi, lị xo (4) giãn nhờ sức căng lịxo đẩy xupáp chuyển đợng đóng kín cửa nạp (xả) Kết thúc trình nạp (xả) động 5- Các cấu truyền động khác (Lý thuyết 5h +kiểm tra 1h) 5.1- Cơ cấu tay quay truyền 5.1.1- Khái niệm Cơ cấu tay quay – truyền gờm có khâu (hình 3.26): tay quay 1, truyền 2, trượt giá Khi tay quay, truyền truyền chuyển động quay từ tay quay đến trượt 3, làm cho trượt chuyển động tịnh tiến thẳng rãnh trượt Khi trượt vị trí thấp hoặc cao nhất thì tay quay truyền nằm một đường thẳng tại vị trí đó, trượt chuyển sang hành trình ngược lại 77 Nếu cấu tay quay – truyền dùng để biến chuyển động quay tay quay thành chuyển động thẳng tịnh tiến lại trượt, thì tay quay khâu dẫn, trượt khâu bị dẫn truyền khâu trung gian Ngược lại, cấu tay quay – truyền dùng để biến chuyển động thẳng tịnh tiến lại trượt thành chuyển động tay quay thì trượt lại khâu dẫn tay quay trở thành khâu bị dẫn, truyền khâu trung gian 5.1.2- Ứng dụng Cơ cấu tay quay – trượt có khả truyền tải lớn nên dùng nhiều kỹ thuật, động đốt máy nước, nó dùng để biến chuyển động tịnh tiến pittong thành chuyển động quay trục cơ; máy búa hơi, để biến chuyển động quay trục động thành chuyển động thẳng tịnh tiến lại đầu búa làm nhiệm vụ rèn đập Hình 3.26 5.2- Cơ cấu cóc 5.2.1- Khái niệm: Cơ cấu bánh cóc gồm khâu dẫn cần lắc qua lại quanh trục O (có trục hình học với bánh cóc) cần lắc đặt cóc quay quanh lề C, khâu bị dẫn bánh cóc 3, khâu cịn lại giá (hình 3.27) Hình 3.27 78 Khi khâu dẫn thực chuyển động lắc (do một cấu khác tạo nên, hình biểu diễn phần truyền AB), từ A1 đến A2, cóc lọt vào rãnh bánh cóc đẩy bánh cóc quay chiều một góc tương ứng Khi khâu dẫn quay ngược lại (hành trình về) thì cóc lướt lưng bánh nên bánh cóc đứng yên, cóc D có tác dụng hãm không cho bánh cóc quay ngược lại 5.2.2- Ứng dụng: Cơ cấu bánh cóc biến chuyển động quay khâu dẫn thành chuyển động quay gián đoạn khâu bị dẫn, thường dùng máy đóng hộp, máy chiếu phim máy cắt kim loại 5.3 Cơ cấu đăng 5.3.1- Khái niệm - Cơ cấu đăng dùng để truyền dẫn mô men xoắn giữa hộp số với cầu chủ động giữa cầu trước chủ động với bánh xe (truyền dẫn giữa trục không đồng tâm có dịch chuyển tương đối) - Yêu cầu + Truyền dẫn hết mô men xoắn bất cứ tốc độ quay + Làm việc êm, ít rung có hiệu suất truyền lực cao + Kết cấu đơn giản có độ bến cao + Kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa thuận lợi dễ dàng 5.3.2 - Phân loại Truyền động đăng phân loại: a, Theo công dụng - Các đăng nối giữa hộp số chính với cầu chủ động hoặc với thiết bị phụ (tời) - Các đăng nối giữa cầu chủ động với bánh xe b, Theo đặc điểm động học - Các đăng khác tốc - Các đăng đồng tốc c, Theo kết cấu - Các đăng có chốt chữ thập - Các đăng kiểu bi 5.3.3 - Cấu tạo hoạt động truyền động đăng a- Truyền động đăng khác tốc (các đăng đơn) - Cấu tạo (hình 3.28) + Trục chủ động : Trục chủ động làm bằng thép ống bên có then hoa để lắp với trục bị động, một đầu có mặt bích để lắp nạng chữ U lắp với hai đầu chốt chữ thập thông qua hai ổ bi kim 79 + Trục bị động : Trục bị động gồm hai phần lắp nối với bằng then hoa, hai đầu có nạng chữ U có lỗ lắp với hai đầu lại chốt chữ thập bằng hai ổ bi kim Các trục đăng cân bằng chính xác có dấu lắp ghép hai đầu nạng (khớp nối) Nạng đăng Chốt chữ thập Chốt chữ thập Ổ bi kim Trục bị động Trục chủ động Nạng đăng Hình 3.28- Sơ đồ cấu tạo truyền động đăng khác tốc (loại trục chữ thập) - Nguyên lý hoạt động Khi hai trục lắp với bằng một khớp: Nếu đồng tâm thì tốc độ quay hai trục (ω2 = ω1), hai trục không đồng tâm (lệch một góc) thì tốc độ quay chúng khác (ω2 ≠ ω1) góc lệch α lớn, chênh lệch tốc độ lớn làm tăng tải trọng động cho truyền động đăng b- Truyền động đăng đồng tốc (các đăng kép) - Cấu tạo (hình 3.29) + Trục chủ động Trục chủ động làm bằng thép ống bên có then hoa (hoặc mặt bích) để lắp với phải, một đầu có mặt bích chế tạo liền với nạng chữ U để lắp với hai đầu chốt chữ thập thông qua hai ổ bi kim + Trục trung gian Hình -2 Cấu tạo cá c đăng khác tốc a- Hộp phân phối cấp; b- Hộp phân phối hai cấp Hình 3.29 a- Cấu tạo đăng kép (đồng tốc) 80 Trục trung gian gồm hai phần lắp nối với bằng then hoa, hai đầu có nạng chữ U có lỗ lắp với hai đầu lại chốt chữ thập bằng hai ổ bi kim + Trục bị động Trục bị động có ống then hoa để lắp với then hoa đầu trục chủ động truyền lực chính cầu chủ động một đầu có mặt bích nạng bị động lắp với trục trung gian bằng một khớp chữ thập Các trục khớp đăng cân bằng chính xác có dấu lắp ghép hai đầu nạng (khớp nối) Trên ô tô dùng liên hợp hai khớp đăng khác tốc (các đăng kép), bố trí theo sơ đồ dạng chữ Z hay chữ V, bao gồm ba trục: trục chủ động, trục trung gian (gồm hai nửa) trục bị động - Nguyên lý hoạt động Truyền động đăng kép bao gồm hai khớp ba trục, trục chủ động trục bị động đặt lệch với trục trung gian một góc ω2 = ω1 Khi trục chủ động quay với tốc độ ω1 thông qua hai chốt chữ thập, làm cho trục trung gian quay tốc độ ω2 ≠ ω1 (khác tốc) đồng thời làm quay trục bị động với tốc độ ù3, để truyền mô men xoắn từ phải đến cầu chủ động Điều kiện để trục bị động trục chủ động quay ω3 = ω1 (đồng tốc), góc α1 = α2 mặt phẳng đầu nạng trục trung gian nằm một mặt phẳng (lắp đúng dấu) Phần then hoa trục trung gian, đảm bảo độ dịch chuyển dọc trục cấu treo ô tô đàn hồi Loại đăng kép bố trí cầu sau chủ động có khoảng cách giữa cụm lớn, thường bố trí thêm gối đỡ trung gian để treo ổ bi trục trung gian lên khung xe làm tăng độ cứng vững truyền lực đăng Hình 3.29 b - Cấu tạo đăng kép (loại có gối đỡ trung gian ổ bi treo) 81 c- Truyền động đăng đồng tốc kiểu bi - Cấu tạo (hình 3.30 ) Truyền động đăng đồng tốc khiểu bi lắp cầu trước dẫn hướng chủ động bao gồm: + Trục chủ động Làm bằng thép có then hoa để lắp với hộp vi sai, một đầu có nạng khớp cầu chữ C, hai bên nạng có rãnh tròn chứa viên bi truyền lực + Trục bị động Có cấu tạo tương tự trục chủ động, lắp đối diện tạo thành một khớp chứa viên bi, một viên nằm tâm khớp có lỗ chốt định vị viên bi nằm xung quanh để truyền lực - Nguyên lý hoạt động: Nguyên lý hình thành đăng kiểu bi có thể xem xét sở một bộ truyền bánh côn ăn khớp có kích thước hình học giống hoàn toàn Khi hai đường tâm trục thay đổi, tức thay đổi góc nghiêng truyền mômen để có điều kiện đồng tốc (ω2 = ω1) thì phải đảm bảo: + Giữ nguyên khoảng cách từ điểm truyền lực tới điểm giao hai đường tâm trục + Điểm truyền lực luôn nằm mặt phẳng phân giác góc tạo nên giữa hai đường tâm trục, góc tạo nên giữa hai đường tâm trục 300 cho phép viên bi nằm mặt phẳng lệch với trạng thái trung gian 150 + Để đảm bảo điều kiện làm việc truyền mô men xoắn khớp bi, tránh tượng viên bi chạy khỏi rãnh tròn nạng thì góc quay lớn nhất bánh xe dẫn hướng khơng vượt 300 Hình 3.30 Sơ đồ cấu tạo truyền động đăng đồng tốc 82 Câu hỏi ôn tập Nêu định nghĩa cấu Truyền động Hãy kể tên một số cấu truyền động Nêu định nghiã khâu, khớp, lược đồ khâu, khớ Cho một vài ví dụ cụ thể Viết công thức tính tỷ số truyền một cặp bánh một hệ bánh thường Nêu ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng cấu truyền động xích Nêu ứng dụng cấu tay quay trượt cấu cam cần đẩy vào công nghệ ô tô 6- Hãy mô tả cấu tao trình bày nguyên lý làm việc cấu Các đăng đơn hình vẽ 83 Tài liệu tham khảo 1- Đỗ Sanh, Nguyễn Văn Đình, Nguyễn văn Khang (2009) - Giáo trình Cơ họcTập1 (Tĩnh học động học) - NXB Giáo dục 2- Đỗ Sanh, Nguyễn Văn Vượng, Phan Hữu Phúc (2009) - Giáo trình Cơ kỹ thuật - NXB Giáo dục 3- Nguyễn Khắc Đam (1992) - Giáo trình Cơ kỹ thuật - NXB Giáo dục 4- Nguyễn Quang Tuyến, Nguyễn Thị Thạch (2005) - Giáo trình Cơ kỹ thuật Sở giáo dục đào tạo Hà Nội - NXB Hà Nội 84