Bài giảng Nguyên lý máy - Chương VI: Cơ cấu CAM

 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
 Khoa Cơ Khí-Bộ môn Kỹ thuật máy
 ----------&&&&&---------
 NGUYÊN LÝ MÁY
 CHƯƠNG 6
 CƠ CẤU CAM
10/01/2011 1
 616.1. KHÁI QUÁT CHUNG
 „ Khái niệm:
 „ Cơ cấucamlà cơ cấucókhớploạicao,thựchiện chuyển động
 qua lạicủakhâubị dẫnnhờ vào đặc tính hình họccủa thành
 phầnkhớp cao trên khâu dẫn.
10/01/2011 2
 616.1. KHÁI QUÁT CHUNG
 „ Ưu điểm:
 „ Chỉ cầnthiếtkế biên dạng cam thích hợpcóthể thựchiện được
 quy luật chuyển động bấtkỳ của khâu bị dẫn.
 „ Kếtcấu đơngiản, dễ thiết kế.
 „ Nhược điểm:
 „ Dễ mòn khi cầnlàmũinhọn.
 „ Do cam và cầntiếp xúc nhau bằng khớp cao → chỉ dùng khi
 truyềnlực không lớn.
 „ Gia công biên dạng cam tương đối khó.
 „ Hành trình khâu bị dẫnlàcần không thể quá lớnnếu không cam
 sẽ cồng kềnh, nặng nề.
10/01/2011 3
 616.1. KHÁI QUÁT CHUNG
„ Phân loại:
10/01/2011 4
 616.1. KHÁI QUÁT CHUNG
„ Phân loại:
10/01/2011 5
 616.1. KHÁI QUÁT CHUNG
 „ Nộidung nghiên cứu
 „ Phân tích cơ cấucam:
 „ Cho trướccơ cấu cam.
 „ Xác định quy luật chuyển động của cần, các đại lượng
 động học
 „ Tổng hợpcơ cấucam:
 „ Cho trước quy luật chuyển động củacần.
 „ Xác định kích thước, hình dạng,  của cam.
10/01/2011 6
 6.2 . PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC
„ Cơ cấu cam cần đẩy đáy nhọn
 „ Đồ thị chuyểnvị:
 „ Phương pháp chuyển động thực
10/01/2011 7
 6.2 . PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC
„ Cơ cấu cam cần đẩy đáy nhọn
 „ Đồ thị chuyểnvị:
 „ Phương pháp đổigiá
10/01/2011 8
 6.2 . PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC
 „ Cơ cấu cam cần đẩy đáy nhọn
 „ Đồ thị chuyểnvị:
 „ Các giai đoạn chuyển động
 Khi cam quay thì đầu cần lần lượt tiếp 
 xúc với biên dạng cam a a a a
 0 1 2 0 a 1
 r : khoảng cách từ 1 điểm trên cam. Smax S
 r : Bán kính vòng tròn c ơ sở.
 0 ϕ®x a 2
 rmax
 Khi cam quay 1 vòng: ϕ
 ϕ dx
 a 0
 2π = ϕđx + ϕdx + ϕtv + ϕdg r
 ϕđx: Góc ứng với hành trình đi xa
 ϕdx : Góc ứng vớihànhtrìnhdừng xa
 r0 ϕ
 ϕtv,: Gócứng vớihànhtrìnhtrở về tv
 a'0
 ϕdg : Góc ứng vớihànhtrìnhdừng gần
 ϕ dg
10/01/2011 9
 6.2 . PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC
„ Cơ cấu cam cầnlắc đáy nhọn
 „ Đồ thị chuyểnvị:
 „ Phương pháp chuyển động thực
 B3
 B2
 B1 B'3
 ϕ1
 B'2
 B'1
 γ1
 B'
 0 ψ1
 ψ0
 A C
10/01/2011 10
 6.2 . PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC
 C
„ Cơ cấu cam cầnlắc đáy nhọn 3
 „ Đồ thị chuyểnvị:
 C
 4 C
 „ Phương pháp đổigiá 2
 ψ2 − ω
 B2
 B3
 B1
 β
 ϕ2 ψ
 A 1
 C 5 B8
 C 1
 B4
 B7
 B6
 B5
 C6
 C8
10/01/2011 11
 C7
 6.2 . PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC
 ψ
 „ Xác định vậntốc,
 β
 gia tốccủacần O'
 ϕ
 ψ
 „ Sau khi có đồ thị ψ = ψ(ϕ), sử 1
 dụng phương pháp số O 123 4 56781 ϕ
 ϕ®x ϕdx ϕtv ϕdg
 2
 ddψψdψ
 ⇒=ψ '();"()ϕψ = ϕ dϕ
 ddϕϕ2
 „ Vân tốccủacần (theo t): ϕ
 d2ψ
 dddψ ψϕ d ψ dϕ2
 Ω= = =ω .
 dt dϕ dt1 dϕ
 ϕ
 „ Gia tốccủacần (theo t)
 dd22ψ Ω dω dddψψϕ d ψ d 2 ψ
 ξ ===1 +ωε = + ω2
 dddddddt 22dt dt dddϕ ϕϕϕt 11dd d 1 d 2
10/01/2011 12
 6.3 . PHÂN TÍCH LỰC
10/01/2011 13
 6.3 . PHÂN TÍCH LỰC
10/01/2011 14
 646.4. T ỔNG H ỢPPC CƠ CẤU CAM
 „ Tổng hợp cơ cấu cam là thiếtkế cơ cấucamthỏa mãn các
 điềukiện sau:
 „ Làm việc được, tức là góc áp lực α ≤ [αmax],
 „ Đảm bảo quy luật cho trước của cần,
 „ Kích thướccủa cam nhỏ nhấtcóthể.
 „ Nội dung:
 „ Xác định vị trí tâm cam,
 „ Xác định biên dạng cam.
10/01/2011 15
 636.3. T ỔNG H ỢPPC CƠ CẤU CAM
„ Xác định vị trí tâm cam
10/01/2011 16
 636.3. T ỔNG H ỢPPC CƠ CẤU CAM
„ Xác định vị trí tâm cam
10/01/2011 17
 636.3. T ỔNG H ỢPPC CƠ CẤU CAM
„ Xác định vị trí tâm cam
10/01/2011 18
 636.3. T ỔNG H ỢPPC CƠ CẤU CAM
„ Xác định vị trí tâm cam
10/01/2011 19
 636.3. T ỔNG H ỢPPC CƠ CẤU CAM
„ Xác định vị trí tâm cam
10/01/2011 20
 636.3. T ỔNG H ỢPPC CƠ CẤU CAM
„ Xác định vị trí tâm cam
10/01/2011 21
 636.3. T ỔNG H ỢPPC CƠ CẤU CAM
„ Xác định vị trí tâm cam
10/01/2011 22
 636.3. T ỔNG H ỢPPC CƠ CẤU CAM
„ Xác định vị trí tâm cam
10/01/2011 23
 636.3. T ỔNG H ỢPPC CƠ CẤU CAM
 O2
 − ω
 „ Xác định biên dạng cam l
 a
 O21
 „ Cơ cấucamcầnlắc
 B1
 O29
 B
 ™ Chia các góc ϕ , ϕ trên đồ thị 2 C1 B0
 đx tv C0
 600
 thành các thành phầnbằng nhau C2
 O28
 0
 O22 180
 ™ Dựng 2 đường tròn đồng tâm (O, C
 3 O 0 C9 B9
 B3 90
 r )và(O, OO )(r và a đãxác C8
 0 2 0 0
 30 B8 O27
 C4 C7
 C
 định) C5 6
 B7
 ™ Dựng cung tròn (O2, l)cắt(O, r0) O26
 B4
 O23
 tại B (≡ C ). B chọn ở bên phải B6
 0 0 0 B5
 OO nếukhiđixacầnlắc quay O25
 2 O24
 ngượcchiềukimđồng hồ.
 ψ
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 ϕ
 1800 300 900 600
10/01/2011 24
 636.3. T ỔNG H ỢPPC CƠ CẤU CAM
 O2
 − ω
 „ Xác định biên dạng cam l
 a
 O21
 „ Cơ cấucamcầnlắc
 B1
 O29
 B
 ™ Theo chiềungược ω ,lầnlượtchia 2 C1 B0
 1 C0
 600
 (O, OO )thànhcácphần có các C2
 2 O28
 0
 góc ϕ nhưđãchiatrênđồ thị ta O22 180
 i C
 3 O 0 C9 B9
 B3 90
 đượccácđiểm O21, O22,,O29 là C8
 0
 30 B8 O27
 C4 C7
 vị trí tâm lắccủacần trong chuyển C
 C5 6
 động ngược.
 B7
 O26
 B4
 O23
 ™ Lấy các O2i làm tâm, dựng các B6
 B5
 O25
 cung tròn CiBi có là các tung độ
 trên đồ thị ψ = ψ(ϕ) O24
 ψ
 ™ Nối các điểm B0, B1,,B9 bằng 1
 đường cong kín, trơntađượcbiên
 dạng cam cần tìm. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 ϕ
 1800 300 900 600
10/01/2011 25
 636.3. T ỔNG H ỢPPC CƠ CẤU CAM
 s
 „ Xác định biên dạng cam
 „ Cơ cấucamcần đẩy 0 1 2 3 4 5 6 7 8 90 ϕ
 1800 300 900 600
 ™ Chia các góc ϕđx, ϕtv trên đồ thị thành
 các thành phầnbằng nhau
 3
 ™ Vẽ 2 vòng tròn đồng tâm bán kính r0
 2
 và e − ω
 B0
 ™ C0
 Kẻ đường ccuyhuyển động của cần đẩy B1
 B9
 C1 0
 tiếp xúc với(O, e)cắt(O, r0)tại B0 (≡ 60 C9
 B8
 C0)làđiểmbanđầucủacần. C8
 1800
 C2 900
 ™ B2 C
 Trên vòng cơ sở, theo chiều ngược ω1, 7
 B7
 ta dựng các điểm C1, C2, .., C9 tương e 300 C6
 C3
 ứng với các góc ϕi đãchiatrênđồ thị. C5
 C4
 B6
 B3
 B5
 B
10/01/20114 26
 636.3. T ỔNG H ỢPPC CƠ CẤU CAM
 s
 „ Xác định biên dạng cam
 „ Cơ cấucamcần đẩy 0 1 2 3 4 5 6 7 8 90 ϕ
 1800 300 900 600
 ™ Qua các điểm Ci,kẻ các tiếptuyếnvới
 (O, e). Chúng chính là phương trượt
 củacần khi quay ngược. 3
 2
 ™ Dọc theo các tiếptuyếnvừakẻ,talấy − ω
 B0
 các đoạntađượccácđiểm B1, B2,, C0
 B1
 B9
 B là các vị trí củamũi đầucần. C1 0
 9 60 C9
 B8
 ™ Nối các điểm B0, B1,,B9 bằng 1 C8
 1800
 C 0
 đường cong kín, trơntađượcbiên B 2 90
 2 C7
 dạng cam cần tìm. B7
 e 300 C6
 C3
 C5
 C4
 B6
 B3
 B5
 B
10/01/20114 27
 636.3. T ỔNG H ỢPPC CƠ CẤU CAM
„ Xác định biên dạng cam
10/01/2011 28
 636.3. T ỔNG H ỢPPC CƠ CẤU CAM
 „ Xác định biên dạng cam 3 
 „ Cam có cầnmangconlăn
 ™ Xem tâm con lănnhư mũinhọn
 đầucầncủacơ cấucamcần đẩy
 đáy nhọn
 ™ Theo phương pháp như trên ta
 sẽ tìm đượcbiêndạng cam lý
 O
 thuyết
 e
 ™ Vẽ 1loạt các đường tròn có bán
 kính rl,tâmnằmtrênbiêndạng
 cam lý thuyết
 ™ Vẽ bao hình của các đường tròn
 đó (phía trong) ta đượcbiên
 dạng cam thực.
10/01/2011 29
 636.3. T ỔNG H ỢPPC CƠ CẤU CAM
„ Xác định biên dạng cam
„ Cam có cầnmangconlăn
10/01/2011 30
 636.3. T ỔNG H ỢPPC CƠ CẤU CAM
„ Trình tự thiếtkế cơ cấucam
10/01/2011 31