Mục tiờu:
- Trỡnh bày được nguyờn lý tạo thành cơ cấu của Axua, định nghĩa nhúm Axua và phõn loại nhúm Axua;
- Trỡnh bày được nguyờn tắc xếp loại cơ cấu và tỏch nhúm Axua; - Thay thế được khớp cao loại 4 bằng khớp thấp loại 5;
- Tuõn thủ đỳng nguyờn tắc xếp loại cơ cấu.
1.3.1 Nguyờn lý tạo thành cơ cấu của Axua
Mỗi cơ cấu gồm một hay nhiều khõu dẫn nối với giỏ và nối với những nhúm tĩnh định tối giản cú bậc tự do bằng khụng.
Hỡnh 1.18
1. Cam; 2. Con lăn 3. Cần 1 A 2 3 B C
Vớ dụ: Cơ cấu bốn khõu bản lề (hỡnh 1.19a), gồm một khõu dẫn; ( khõu 1) nối với giỏ; và với nhúm cú bậc tự do bằng khụng; (nhúm 2 khõu: khõu 2 và 3 , và ba khớp động: B,C,D, hỡnh 1.19b).
Nhúm BCD = 3n – 2. P5 = 3 .2 - 2 . 3 = 0
1.3.2 Xếp loại nhúm Axua
Giới hạn xếp loại cơ cấu phẳng gồm toàn khớp thấp loại 5.Trong trường hợp cơ cấu cú khớp phẳng loại 4, trước khi xếp loại, phải tiến hành thay thế khớp cao này bằng khớp thấp loại 5.
1.3.2.1 Nhúm Axua
Nhúm tĩnh định tối giản cú bậc tự do bằng khụng trong cơ cấu gọi là nhúm Axua. Nhúm Axua khi cố định cỏc khớp chờ sẽ trở thành một giàn tĩnh định tối giản, nờn cũn gọi là nhúm tĩnh định tối giản. Nhúm Axua khi cho trước cỏc vị trớ của cỏc khớp chờ, thỡ vị trớ của nhúm hoàn toàn xỏc định
Vớ dụ: Nhúm Axua BCD hỡnh 1.19c, cú hai khớp chờ: B và D; khớp B chờ nối với khõu dẫn, cũn khớp D chờ nối với giỏ, và một khớp trong là khớp C. Khi cố định hai khớp chờ B và D, nhúm Axua này trở thành một giàn tĩnh định tối giản; tức là một giàn cố định tối giản (hỡnh 1.20)
1 3 2 1 2 3 B C D B C D A A a) b) c)
Hỡnh 1.19. Tỏch cơ cấu bốn khõu bản lề
2 3 B C D D C B 3 2
xỏc định; đú là giao điểm của hai cung trũn tõm B và D và bỏn kớnh lBC và lDC, (hỡnh 1.21).
1.3.2.2 Phõn loại nhúm Axua
Nhúm Axua được chia thành hai tập hợp: tập hợp những nhúm Axua khụng chứa một chuỗi động kớn đơn nào và tập hợp những nhúm Axua cú chứa ớt nhất một chuỗi động kớn đơn.
a. Tập hợp những nhúm Axuakhụng chứa một chuỗi động kớn đơn nào
Trong tập hợp này cú hai loại nhúm Axua: nhúm Axua loại hai và nhúm Axua loại ba.
- Nhúm Axua loại hai; gồm những nhúm hai khõu ba khớp thấp loại 5 (Hỡnh 1.22 a,b,c)
Lưu ý: Nhúm gồm 2 khõu và 3 khớp trượt khụng phải là nhúm Axua.
- Nhúm Axua loại ba; gồm những nhúm cú những khõu gọi là khõu cơ sở được nối với cỏc khõu khỏc trong nhúm bằng ba khớp động, (Hỡnh 1.23 a,b).
b. Tập hợp những nhúm Axua cú chứa ớt nhất một chuỗi động kớn đơn
Cỏc nhúm này đều cú loại lớn hơn 3; tức là cú loại từ 4 trở lờn. Loại của nhúm được xếp theo số cạnh của chuỗi động kớn đơn cú nhiều cạnh nhất trong nhúm (hỡnh 1.24) là nhúm Axua loại 4.
a) b) c)
Hỡnh 1.22. Nhúm Axua loại hai
a) b)
Lưu ý: nhúm Axua khụng những phải đảm bảo cú bậc tự do bằng khụng, mà cũn phải đảm bảo vị trớ cỏc khớp chờ của nhúm phải hoàn toàn xỏc định.
1.3.3 Xếp loại cơ cấu
1.3.3.1 Nguyờn tắc xếp loại cơ cấu
- Nếu cơ cấu khụng chứa một một nhúm Axua nào mà chỉ gồm một khõu động nối với giỏ bằng một khớp thấp loại 5; như cơ cấu Rụ to (hỡnh 1.25), thỡ cơ cấu được xếp là loại 1.
- Nếu cơ cấu chứa một nhúm Axua, thỡ loại của cơ cấu là loại của nhúm Axua đú.
- Nếu cơ cấu chứa nhiều nhúm Axua, thỡ loại của cơ cấu là loại của nhúm
Axua cú loại cao nhất.
1.3.3.2 Nguyờn tắc tỏch nhúm Axua
Để xếp loại cơ cấu , phải biết trong cơ cấu cú những nhúm Axua loại nào. Muốn vậy, trước khi đi xếp loại cơ cấu, phải tiến hành tỏch nhúm Axua ra khỏi
cơ cấu. Việc tỏch nhúm Axua này phải đảm bảo nguyờn tắc tỏch nhúm sau đõy: - Khi tỏch nhúm Axua phải cho trước khõu dẫn.
- Sau khi tỏch một nhúm Axua ra khỏi cơ cấu, phần cũn lại của cơ cấu vẫn phải là một cơ cấu hoàn chỉnh; tức là phải là một chuỗi động cú bậc tự do bằng bậc tự do của cơ cấu ban đầu.
A B C D E F 1 2 3 4 Hỡnh 1.24. Nhúm Axua loại 4 1 2 Hỡnh 1.25. Cơ cấu Rụ to
- Khi tỏch nhúm Axua, hóy thử tỏch ra những nhúm Axua đơn giản nhất, ở xa khõu dẫn nhất, nếu khụng thoả món được nguyờn tắc thứ hai, mới phải tỏch ra những nhúm Axua cú loại cao hơn và phức tạp hơn.
1.3.3.3 Thay thế khớp cao loại 4 bằng khớp thấp loại 5
a. Mục đớch
Đối với cơ cấu phẳng cú khớp cao loại 4, muốn xếp loại chỳng theo phương phỏp Axua, thỡ trước tiờn phải thay thế khớp cao này bằng khớp thấp loại 5; đưa cơ cấu cú khớp cao về cơ cấu tương đương gồm toàn khớp thấp loại 5. Sau đú, tiến hành xếp loại cơ cấu tương đương.
b. Xột điếu kiện thay thế
Để thay thế một khớp cao loại 4, người ta dựng một chuỗi động gồm toàn khớp thấp loại 5, chuỗi động này phải đảm bảo hai điều kiện sau:
Khụng làm thay đổi số bậc tự do của cơ cấu.
Khụng làm thay đổi qui luật chuyển động của cỏc khõu
Vậy một khớp cao loại 4 tương đương một khõu và hai khớp loại 5. Vị trớ của cỏc khớp loại 5 này trựng với tõm cong của cỏc thành phần khớp cao loại 4
Bảng 2 sau đõy minh hoạ một số chuỗi động thay thế một số khớp cao loại 4 thường gặp trong kỹ thuật.
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
1 A B A B 2 A B B A 3 A A A B A B
Cõu hỏi ụn tập
1.Nội dung và phương phỏp nghiờn cứu mụn học Nguyờn lý mỏy?
2. Khỏi niệm về tiết mỏy, khõu, chuỗi động, cơ cấu và mỏy. Cho vớ dụ minh hoạ?
3. Khỏi niệm bậc tự do của khõu, nối động, thành phần khớp động và khớp động, lược đồ khớp động. Phõn loại khớp động,?
4. Khỏi niệm về bậc tự do của cơ cấu. Viết cụng thức tớnh bậc tự do cơ cấu khụng gian và cơ cấu phẳng?
5. Phỏt biểu nguyờn lý tạo thành cơ cấu của Axua. Khỏi niệm về nhúm Axua, xếp loại nhúm Axua?
6. Nguyờn tắc tỏch nhúm Axua và nguyờn tắc xếp loại cơ cấu?
7. Thay thế khớp cao loại 4 bằng khớp thấp loại 5; mục đớch và điều kiện thay thế?
Bài tập
1. Tớnh bậc tự do của cơ cấu mỏy ộp thủy động (Hỡnh 1.27)
2. Tớnh bậc tự do của cơ cấu mỏy dập cơ khớ (Hỡnh 1.28)
3. Tớnh bậc tự do và xếp loại cơ cấu nõng thỳng hạt giống (hỡnh 1.29) 4. Tớnh bậc tự do và xếp loại cơ cấu cắt kẹo tự động (hỡnh 1.30)
Hỡnh 1.28
Hỡnh 1.29
Chương 2: Động học cơ cấu Giới thiệu
Nghiờn cứu động học cơ cấu là nghiờn cứu quy luật chuyển động của cỏc khõu trong cơ cấu và quy luật chuyển động của toàn bộ cơ cấu dựa trờn cỏc bài toỏn phõn tớch. Việc nghiờn cứu quy luật chuyển động của cỏc khõu và toàn bộ cơ cấu là hết sức quan trọng, làm cơ sở cho việc thiết kế chế tạo mỏy.
Cú nhiều phương phỏp để nghiờn cứu động học cơ cấu trong đú phương phỏp hỡnh học (phương phỏp vẽ họa đồ) cú nhiều ưu điểm hơn cả. Vỡ vậy chương 2 chủ yếu giới thiệu về phương phỏp hỡnh học trong việc giải cỏc bài toỏn phõn tớch động học.
Mục tiờu:
+ Phõn tớch được động học cơ cấu loại 2 bằng phương phỏp vẽ họa đồ; + Cú ý thức trỏch nhiệm, chủ động học tập.
Nội dung chớnh: