Bài giảng Nguyên lý máy - Bài 1: Cấu trúc động học của cơ cấu
Phần 1: Cấu trúc động học của cơ cấu
Phần 2: Những vấn đề cơ bản trong thiết kế nguyên lý máy
Phân tích động học
Phân tích lực
Chuyển động thực
Làm đều chuyển động
Cân bằng máy
Phần 3: Lý thuyết về các cơ cấu có khớp cao
Cơ cấu cam
Cơ cấu bánh răng
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Nguyên lý máy - Bài 1: Cấu trúc động học của cơ cấu", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Nguyên lý máy - Bài 1: Cấu trúc động học của cơ cấu
NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 0 Nội dung học phần Phần 1: Cấu trúc động học của cơ cấu Phần 2: Những vấn đề cơ bản trong thiết kế nguyên lý máy Phân tích động học Phân tích lực Chuyển động thực Làm đều chuyển động Cân bằng máy Phần 3: Lý thuyết về các cơ cấu có khớp cao Cơ cấu cam Cơ cấu bánh răng Bài 1 Cấu trúc động học của cơ cấu NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 2 Nội dung chính của bài Mục tiêu: Phân tích và tổng hợp cơ cấu về mặt cấu trúc động học Những khái niệm cần nắm được CTM, khâu, khớp, chuỗi động, cơ cấu Bậc tự do của cơ cấu Nguyên lý hình thành cơ cấu, nhóm tĩnh định Những vấn đề mấu chốt: Lập được lược đồ động học của một cơ cấu cho trước Xác định số bậc tự do của một cơ cấu cho trước Lập/lựa chọn cấu trúc cơ cấu khi cho trước một số đặc điểm về chuyển động của khâu bị dẫn NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 3 Cấu tạo cơ bản của máy = Máy Nguồn năng lượng Cơ cấu+ Các CTM Các khâu Các khớp Cơ cấu NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 4 1. Định nghĩa và khái niệm 1.1. Khâu và chi tiết máy CTM: Các chi tiết máy trong cụm piston-thanh truyền (động cơ đốt trong) NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 5 1. Định nghĩa và khái niệm 1.1. Khâu và chi tiết máy Khâu: Bộ phận có chuyển động tương đối với bộ phận khác trong máy Các khâu ▪ Trục khuỷu ▪ Thanh truyền ▪ Piston ▪ Xylanh ▪ Van (2x) ▪ Cam (2x) Mô hình động cơ đốt trong NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 6 1. Định nghĩa và khái niệm 1.1. Khâu và chi tiết máy Mỗi khâu là một CTM hoặc do nhiều CTM ghép cứng lại với nhau Thanh truyềnTrục khuỷuĐộng cơ 4 xylanh NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 7 1. Định nghĩa và khái niệm 1.2. Bậc tự do của khâu, nối động Hai khâu để rời trong không gian có 6 khả năng chuyển động tương đối độc lập, gọi là 6 bậc tự do ▪ Hai khâu để rời trong chuyển động phẳng có 3 BTD tương đối y x O A B 1 2 xA yA NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 8 1. Định nghĩa và khái niệm 1.2. Bậc tự do của khâu, nối động Nối động: Cho hai khâu tiếp xúc với nhau theo một quy cách xác định, nhằm • Hạn chế bớt BTD tương đối • Tạo chuyển động xác định giữa các khâu NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 9 1. Định nghĩa và khái niệm 1.2. Bậc tự do của khâu, nối động Mỗi khớp động gồm 2 thành phần khớp động Cầu – phẳng Trụ – phẳng Phẳng – phẳng Cầu-cầu NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 10 1. Định nghĩa và khái niệm 1.4. Phân loại khớp động Theo tính chất tiếp xúc Khớp cao: hai thành phần khớp tiếp xúc nhau theo điểm hoặc đường Khớp thấp: hai thành phần khớp tiếp xúc nhau theo mặt Theo số BTD bị hạn chế (số ràng buộc) Khớp loại i: Hạn chế i BTD NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 11 1. Định nghĩa và khái niệm 1.4. Phân loại khớp động Có khớp loại 6? NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 12 1. Định nghĩa và khái niệm 1.5. Lược đồ khâu, khớp Mục đích: Đơn giản hóa, giữ lại những yếu tố ảnh hưởng đến chuyển động => tiện cho việc nghiên cứu về các bài tính Nguyên lý máy Cách biểu diễn khớp động: NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 13 1. Định nghĩa và khái niệm 1.5. Lược đồ khâu, khớp NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 14 1. Định nghĩa và khái niệm 1.5. Lược đồ khâu, khớp Lược đồ khâu : Biểu diễn các thành phần khớp động trên khâu và vị trí tương quan giữa chúng (kích thước động) Kích thước động = ? NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 15 1. Định nghĩa và khái niệm 1.5. Chuỗi động, cơ cấu Chuỗi động: Gồm nhiều khâu nối động với nhau Chuỗi động kín / Chuỗi động hở Mỗi khâu được nối với ít nhất 2 khâu khác Có khâu chỉ nối với 1 khâu duy nhất NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 16 1. Định nghĩa và khái niệm 1.5. Chuỗi động, cơ cấu Cơ cấu: Chuỗi động có một khâu cố định (khâu được chọn làm hệ quy chiếu) gọi là GIÁ Cơ cấu phẳng / Cơ cấu không gian Cơ cấu 4 khâu bản lề Cơ cấu tay quay-con trượt NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 17 1. Định nghĩa và khái niệm 1.6. Lược đồ cơ cấu Cơ cấu 4 khâu bản lề Cơ cấu tay quay-con trượt không gian NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 18 2. Cơ cấu phẳng 2.1. Khái niệm Cơ cấu cấu phẳng: Các khâu chuyển động trong cùng một mặt phẳng hoặc các mặt phẳng song song với nhau Cơ cấu Sin Cơ cấu Culít Cơ cấu Robot //Cơ cấu Cam Cơ cấu hỗn hợp: Tay quay- con trượt; Bánh răng; Cam NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 19 2. Cơ cấu phẳng 2.1. Khái niệm Khả năng chuyển động của cơ cấu phụ thuộc vào tính chất và cấu trúc của các khớp động như thế nào? Tính bậc tự do của cơ cấu NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 21 2. Cơ cấu phẳng 2.2. Bậc tự do của cơ cấu Số BTD = Tổng BTD của khâu động – Tổng ràng buộc do các khớp tạo ra Xét cơ cấu phẳng có n khâu động và giá T khớp loại thấp và C khớp loại cao Tổng số BTD của n khâu động Wo =3n Tổng số ràng buộc do T khớp thấp và C khớp cao tạo ra R = 2T+C Vậy BTD của cơ cấu 0 -W W R 0 3 2 ( )W W R n T C NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 22 2. Cơ cấu phẳng 2.2. Bậc tự do Lược đồ hóa và tính BTD NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 23 2. Cơ cấu phẳng 2.2. Bậc tự do Lược đồ hóa và tính BTD NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 24 2. Cơ cấu phẳng 2.2. Bậc tự do BTD thừa Wth Xét cơ cấu cam quay cần lắc đáy con lăn Thực tế chỉ có 1 BTD => có 1 BTD thừa Tại sao? Chuyển động quay của con lăn có ảnh hưởng gì? 3 2 3 3 2 3 1 2 ( ) . ( . )W n T C NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 25 2. Cơ cấu phẳng 2.2. Bậc tự do Ràng buộc trùng Rtr Xét cơ cấu chêm Thực tế cơ cấu vẫn chuyển động => có 1 BTD Ràng buộc trùng? 3 2 3 2 2 3 0 0 ( ) . ( . )W n T C NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 26 2. Cơ cấu phẳng 2.2. Bậc tự do Công thức tổng quát tính BTD của cơ cấu phẳng 0 3 2 ( ) Wtr th thW W R n T C R R n : số khâu động T : số khớp loại thấp C : số khớp loại cao Rtr : số ràng buộc trùng Rth : số ràng buộc thừa Wth : số bậc tự do thừa NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 27 2. Cơ cấu phẳng 2.3. Ý nghĩa BTD Xét cơ cấu 4 khâu bản lề: Có 1 BTD Biết 1(t) c/động của các khâu còn lại Xét cơ cấu 5 khâu bản lề: Có 2 BTD Biết 1(t), 4(t) c/động của các khâu còn lại NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 28 2. Cơ cấu phẳng 2.3. Ý nghĩa BTD, khâu dẫn, khâu phát động BTD = Số thông số vị trí độc lập cần cho trước để xác định hoàn toàn vị trí của cơ cấu BTD = Số quy luật chuyển động cần cho trước để xác định hoàn toàn quy luật chuyển động của cơ cấu Khâu có quy luật chuyển động cho trước được gọi là khâu dẫn. Các khâu còn lại gọi là các khâu bị dẫn Khâu phát động là khâu được nối trực tiếp với nguồn năng lượng làm máy chuyển động. Nó có thể trùng hoặc không trùng với khâu dẫn NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 29 2. Cơ cấu phẳng 2.4. Cấu trúc cơ cấu phẳng toàn khớp thấp Cơ cấu 4 khâu bản lề có 1 BTD = 1 khâu dẫn + 1 nhóm hai khâu, ba khớp Cơ cấu 5 khâu bản lề có 2 BTD = 2 khâu dẫn + nhóm 2 khâu, 3 khớp NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 30 2. Cơ cấu phẳng 2.4. Cấu trúc cơ cấu phẳng toàn khớp thấp Cơ cấu 6 khâu có 1 BTD = 1 khâu dẫn + 2 nhóm hai khâu, ba khớp Có nhận xét gì về số BTD của cơ cấu, số khâu dẫn và số bậc tự do của các nhóm còn lại? NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 31 2. Cơ cấu phẳng 2.4. Cấu trúc cơ cấu phẳng toàn khớp thấp Nguyên lý hình thành cơ cấu: Các nhóm có BTD = 0 được gọi là Nhóm tĩnh định 𝑊𝑛ℎó𝑚 𝑡ĩ𝑛ℎ đị𝑛ℎ = 3𝑛 − 2𝑇 = 0 Cơ cấu có W BTD 0 0 0 ...W W Số khâu dẫn Các nhóm có BTD = 0 NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 32 2. Cơ cấu phẳng 2.4. Cấu trúc cơ cấu phẳng toàn khớp thấp Nhóm tĩnh định chưa tối giản Nhóm tĩnh định tối giản –> Nhóm A-xua (Át-xua) NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 33 2. Cơ cấu phẳng 2.4. Cấu trúc cơ cấu phẳng toàn khớp thấp Khớp trong Khớp chờ Hạng 2 Hạng 3 Hạng 4 Hạng 4 Hạng của nhóm Át-xua NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 34 2. Cơ cấu phẳng 2.4. Cấu trúc cơ cấu phẳng toàn khớp thấp Phân hạng cơ cấu Cơ cấu hạng I: là cơ cấu có một khâu động thường nối với giá bằng khớp bản lề Cơ cấu có số khâu động lớn hơn 1: Tổ hợp của một hay một số cơ cấu hạng một với một hay một số nhóm Át- xua Nếu chỉ có một nhóm Át-xua thì hạng của cơ cấu là hạng của nhóm này Nếu có nhiều nhóm Át-xua thì hạng của cơ cấu là hạng của nhóm có hạng cao nhất NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 35 Xét ví dụ chọn/hình thành cơ cấu tạo chuyển động tịnh tiến qua lại cho đầu bào 2. Cơ cấu phẳng 2.4. Cấu trúc cơ cấu phẳng toàn khớp thấp Đầu bào chuyển động tịnh tiến qua lại Bàn gá phôi Dao Phôi Động cơ NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 37 Phương án thực tế 2. Cơ cấu phẳng 2.4. Cấu trúc cơ cấu phẳng toàn khớp thấp Sử dụng cơ cấu Culit phối hợp với các nhóm khác nhau NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 38 Lấy ví dụ máy bào ngang Cho trước Hành trình: H Góc lắc cực đại: Y Phương xx: a =(b+c)/2 Khoảng cách AC = a/2 Tỷ số lDE/lDC = l Tìm Kích thước các khâu 2. Cơ cấu phẳng 2.5. Tổng hợp kích thước NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 39 Từ hành trình H và góc lắc cực đại Y xác định được chiều dài thanh lắc CD: Từ tỷ số l tính được chiều dài thanh truyền DE: Chiều dài lAC = a/2 Từ chiều dài lAC và góc lắc Y tính được chiều dài tay quay: 2 2 / ; sin CD H l 2 Y os ;CDc l c CDb l l DE DCl l 2 Y ' sinAB AB ACl l l 2. Cơ cấu phẳng 2.5. Tổng hợp kích thước NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 42 4. Bài tập Vẽ lược đồ động và tính BTD của cơ cấu khung xe Giá (khung) Giá (khung xe) NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 43 4. Bài tập Vẽ lược đồ động và tính BTD của cơ cấu máy đột dập NLM ME3060 - Bài 1: Cấu trúcđộng học ủa cơ cấu 44 4. Bài tập Vẽ lược đồ động của cơ cấu và tính BTD?
File đính kèm:
- bai_giang_nguyen_ly_may_bai_1_cau_truc_dong_hoc_cua_co_cau.pdf