Bài tập cơ cấu cam nguyên lý máy

Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM

CHƯƠNG IX: CƠ CẤU CAM

TS. Lê Thanh Long

1

Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí

Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM

Nội dung

9.1 Khái niệm và phân loại.

9.2 Phân tích động học cơ cấu cam.

9.3 Phân tích lực cơ cấu cam.

9.4 Tổng hợp cơ cấu cam.

2

Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí

Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM

9.1 Khái niệm và phân loại

1. Khái niệm

Cơ cấu cam là cơ cấu khớp loại cao, thực hiện chuyển động qua lại của

khâu bị dẫn nhờ vào đặc tính hình học của thành phần khớp cao trên

khâu dẫn.

3

Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí

Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM

9.1 Khái niệm và phân loại

1. Phân loại

- Cơ cấu cam phẳng: các khâu chuyển động trong một mặt phẳng hay trong

các mặt phẳng song song nhau.

. Theo chuyển động của cam: cam quay, cam tịnh tiến

. Theo chuyển động của cần: lắc, tịnh tiến, chuyển động song phẳng

. Theo dạng đáy của cần: bằng, nhọn, con lăn, biên dạng bất kỳ

4

Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí

Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM

9.1 Khái niệm và phân loại

1. Phân loại

- Cơ cấu cam không gian: các khâu chuyển động trong các mặt phẳng

không song song nhau.

5

Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí

Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM

9.2 Phân tích động học cơ cấu cam

9.2.1 Cơ cấu cam cần đẩy đáy nhọn

1. Đồ thị chuyển vị

1. Phương pháp chuyển động thực

6

Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí

Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM

9.2 Phân tích động học cơ cấu cam

9.2.1 Cơ cấu cam cần đẩy đáy nhọn

1. Đồ thị chuyển vị

1. Phương pháp đổi giá

7

Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí

Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM

9.2 Phân tích động học cơ cấu cam

9.2.1 Cơ cấu cam cần đẩy đáy nhọn

1. Đồ thị chuyển vị

1. Các giai đoạn chuyển động

8

Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí

Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM

9.2 Phân tích động học cơ cấu cam

9.2.1 Cơ cấu cam cần đẩy đáy nhọn

2. Vận tốc

s  s[]

ds

dt

d ds



 v 



  [t]



\=

dt d

ds

1 d

\= 

3. Gia tốc

dv

d2s

d2

a   12

dt

9

Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí

Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM

9.2 Phân tích động học cơ cấu cam

9.2.2 Cơ cấu cam cần lắc đáy nhọn

10

Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí

Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM

9.2 Phân tích động học cơ cấu cam

9.2.2 Cơ cấu cam cần lắc đáy nhọn

11

Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí

Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM

9.3 Phân tích lực cơ cấu cam

Mục đích là xác định khả năng làm việc của cơ cấu cam dưới tác dụng của

tải trọng

- Lực tác dụng lên cần cam

. Tải trọng Q theo phương chuyển vị của cần

. Phản lực P từ cam tác dụng lên cần

  

P  N  F

. Phản lực R từ giá tác dụng lên cần

 



R  N'  F'

- Điều kiện cân bằng lực

  

Q  R  P  0

- Từ đa giác lực

Q

P



2





sin[  [  ' ]] sin[ ' ]]

2

P

cos'

Q cos[  ' ]

φ : góc ma sát giữa cam và cần

φ,: góc ma sát giữa giá và cần

 

12

Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí

Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM

9.3 Phân tích lực cơ cấu cam

- Góc áp lực α: góc giữa phương tác dụng

lực và vận tốc điểm đặt lực

- Khi α đạt giá trị sao cho α + φ + φ, \= π/2

P/Q → ∞ đây là trường hợp tự hãm của

cơ cấu cam → góc áp lực không được lớn

hơn giá trị giới hạn cho phép

- Góc áp lực α tỉ lệ nghịch với kích thước

của cam → α ≤ [αmax] nhưng phải đủ lớn

để đảm bảo kích thước cam nhỏ gọn

- Với cam cần tịnh tiến [αmax] = 350 ÷ 380

Với cam cần lắc [αmax] = 400 ÷ 450

13

Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí

Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM

9.4 Tổng hợp cơ cấu cam

Tổng hợp cơ cấu cam là thiết kế cơ cấu cam thỏa mãn các điều kiện

• Làm việc được, tức là α ≤ [αmax]

• Đảm bảo quy luật chuyển động cho trước của cần

• Kích thước của cam nhỏ gọn nhất có thể

Như vậy bài toán tổng hợp cơ cấu cam bao gồm 2 phần

• Xác định vị trí tâm cam

• Xác định biên dạng cam

14

Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí

Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM

9.4 Tổng hợp cơ cấu cam

9.4.1 Xác định tâm quay của cơ cấu cam [Bài toán tổng hợp động lực

học cơ cấu cam]

Cho góc áp lực α ≤ [αmax], chiều quay ω1 của cam 1, chiều dài cần lBC

Vị trí CB của cần lắc 2 và vận tốc ꢀ⃗ của đầu cần tại thời điểm đang xét

ꢃ

i

ꢁ

ꢂ

Yêu cầu: Phải đặt tâm cam A ở đâu để thỏa mãn các điều kiện cho trên?

15

Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí

Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM

9.4 Tổng hợp cơ cấu cam

9.4.1 Xác định tâm quay của cơ cấu cam [Bài toán tổng hợp động

lực học cơ cấu cam]

- Xét cơ cấu cam thỏa mãn α = [αmax]

- Quan hệ vận tốc

i

i

i

v

 vB  v

B2

B B2

1

1

 CBi

?

// tt

i

vB

?

?

2

- Ứng với mỗi vị trí của b trên tt → ta có

một họa đồ vận tốc và một vị trí của tâm

cam mà

ABi  Bibi



1



v Bibi

vBi



ABi 



1

1









16

Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí

Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM

9.4 Tổng hợp cơ cấu cam

9.4.1 Xác định tâm quay của cơ cấu cam [Bài toán tổng hợp động

lực học cơ cấu cam]

- ꢄꢅꢆ chạy trên tt → A chạy trên ∆i // nn và cách

∗

Bi một đoạn xi [∆Bi AA* ~ ∆Bi ꢄꢅꢆ ꢄꢅꢆ ]

- Gọi Xi \= ∆i ∩ CBi , ta tính xi \= Bi Xi

- Tam giác đồng dạng ∆Bi ꢄꢅꢆ ꢄꢇꢆ ~ ∆Bi AXi

xi

r

Bi X i Bi A

hay







vBi

vBi

Bib2i Bibi

1

2

1



i

d

d

vBi  r, vBi  il  

l

Chú ý









1

1

 d i

 xi  Bi X i 

l





d





- Vậy quỹ tích ∆i của tâm cam A // nn và cắt

cần cam tại điểm Xi cách đầu cần một đoạn xi

như trên, chiều Bi Xi là chiều vector ꢀ xoay

ꢃ

ꢁ

ꢂ

900 theo chiều ω1

17

Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí

Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM

9.4 Tổng hợp cơ cấu cam

9.4.1 Xác định tâm quay của cơ cấu cam [Bài toán tổng hợp động

lực học cơ cấu cam]

- Góc áp lực có thể đặt bên phải / trái ꢀꢁ

ꢃ

ꢂ

- Nếu góc áp lực đặt bên trái , quỹ tích

của tâm cam A là đường thẳng ∆’i // n’n’

và cũng đi qua điểm Xi như đã xác định

→ Tâm cam có thể đặt tùy ý trên ∆i và ∆’i

- Nếu thay điều kiện α = [αmax] bằng điều

kiện α ≤ [αmax] và cho biết cam đang ở

giai đoạn đi xa hay về gần → tâm cam

A có thể đặt tùy ý trong hai miền ꢈꢉꢆ

hoặc ꢈꢊꢆ giới hạn bởi ∆i và ∆’i

18

Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí

Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM

9.4 Tổng hợp cơ cấu cam

9.4.2 Tổng hợp động học cơ cấu cam

- Đây là bài toán vẽ biên dạng cam theo quy luật chuyển vị cho trước

của cần sau khi xác định tâm quay theo các điều kiện động học, động

lực học đã cho

- Bài toán này là bài toán ngược với việc

phân tích động học cơ cấu cam đã xét

- Nếu là cơ cấu cam cần lắc đáy con lăn,

biên dạng cam tìm được là biên dạng lý

thuyết → xác định biên dạng cam thật

+ Lấy các điểm trên biên dạng lý

thuyết làm tâm, vẽ các cung tròn bán

kính bằng bán kính con lăn

+ Hình bao của họ đường tròn này là

biên dạng thật của cam cần tìm

19

Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí

Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM

9.4 Tổng hợp cơ cấu cam

9.4.2 Tổng hợp động học cơ cấu cam

Khi chọn bán kính con lăn rL cần chú ý

- rL càng lớn → tổn thất ma sát càng ít

- rL quá lớn → xảy ra hiện tượng tự giao của

biên dạng cam

- rL \= ρmin → biên dạng cam thật có điểm

nhọn, mòn nhanh

- rL \> ρmin → biên dạng cam thật giao nhau

không dùng được

- rL < ρmin → thường chọn rL \= 0.7 ρmin

20

Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí

Tải về để xem bản đầy đủ

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 9: Cơ cấu CAM - Lê Thanh Long", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

• bai_giang_nguyen_ly_may_chuong_9_co_cau_cam_le_thanh_long.pdf