Giáo trình Nguyên Lí Máy - Chương 7: Cơ cấu nhiều thanh - Trương Quang Trường

Nội dung text: Giáo trình Nguyên Lí Máy - Chương 7: Cơ cấu nhiều thanh - Trương Quang Trường

1. NGUYÊN LÝ MÁY GV: ThS. TRƠNG QUANG TRỜNG KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ TRỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
2. Nguyên Lý Máy Chưng 7 C CẤU NHIỀU THANH Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 2 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
3. NỘI DUNG I. ĐẠI CNG II. C CU 4 KHỂU BN L VÀ CÁC BIN TH III. ĐẶC ĐIM ĐỘNG HỌC CA C CU 4 KHỂU BN L IV. ĐẶC ĐIM ĐỘNG HỌC CA CÁC BIN TH V. GÓC ÁP LỰC VI. NG DNG CA C CU NHIU THANH Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 3 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
4. I. ĐẠI CƠNG - So với các loại cơ cấu khác, cơ cấu nhiều thanh có những đặc điểm sau: lâu mòn, tuổi thọ cao, khả năng truyền lực lớn; có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo và lắp ráp; dễ dàng thay đổi kích thước động; khó thiết kế cơ cấu theo 1 quy luật chuyển động cho trước. - Trong cơ cấu nhiều thanh, c cu 4 khâu bn l là cơ cấu thường gặp và điển hình nhất. Cơ cấu 4 khâu bản lề là cơ cấu gồm có 4 khâu nối với nhau bằng các khớp quay (còn gọi là khớp bản lề). Trong đó: + Khâu cố định gọi là giá: khâu 4. + Khâu đối diện khâu cố định gọi là thanh truyền có chuyển động song phẳng: khâu 2. + Hai khâu còn lại, nếu quay được toàn vòng gọi là tay quay, nếu không quay được toàn vòng gọi là cần lắc. Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 4 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
5. I. ĐẠI CƠNG - u đim + Thành phần tiếp xúc là mặt nên áp suất tiếp xúc nhỏ bền mòn và khả năng truyền lực cao + Chế tạo đơn giản và công nghệ gia công khớp thấp tương đối hoàn hảo chế tạo và lắp ráp dễ đạt độ chính xác cao + Không cần các biện pháp bảo toàn như ở khớp cao + Dễ dàng thay đổi kích thước động của cơ cấu bằng cách điều chỉnh khoảng cách giữa các bản lề. Việc này khó thực hiện ở các cơ cấu với khớp cao - Nhc đim + Việc thiết kế các cơ cấu này theo những điều kiện cho trước rất khó khó thực hiện chính xác bất kỳ qui luật chuyển động cho trước nào Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 5 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
6. II. CƠ CẤU 4 KHÂU BẢN LỀ VÀ CÁC BIẾN TH 1. C cu bốn khơu bn l (four bar linkage) - Được dùng nhiều trong thực tế + khâu 1 quay, khâu 3 quay: cơ cấu hình bình hành + khâu 1 quay, khâu 3 lắc: cơ cấu ba-tăng máy dệt + khâu 1 lắc, khâu 3 quay: cơ cấu bàn đạp máy may + khâu 1 lắc, khâu 3 lắc: cơ cấu đo vải Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 6 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
7. II. CƠ CẤU 4 KHÂU BẢN LỀ VÀ CÁC BIẾN TH 2. Các bin th ca c cu bốn khơu bn l - Xét cơ cấu 4 khâu bản lề, cho khớp D lùi ra theo phương  AD c cu tay quay - con trt Cơ cấu tay quay - con trượt lệch tâm Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 7 - Cơ cấu tay quay - Trườngcon trượtĐH Nông chính Lâm TPHCM tâm
8. II. CƠ CẤU 4 KHÂU BẢN LỀ VÀ CÁC BIẾN TH 2. Các bin th ca c cu bốn khơu bn l - Từ cơ cấu tay quay – con trượt chính tâm, đổi giá c cu cu-lic - Đổi khâu 1 làm giá cơ cấu cu-lic Đổi khâu 2 làm giá cơ Khoacấu Cơ xy Khí -lanh– Công Nghệ quay Ths. Trương Quang Trường - 8 - Trường ĐH (cu- Nônglic Lâm lắc) TPHCM
9. II. CƠ CẤU 4 KHÂU BẢN LỀ VÀ CÁC BIẾN TH 2. Các bin th ca c cu bốn khơu bn l - Từ cơ cấu cu-lic, cho khớp B lùi ra theo phương của giá 1 c cu tang Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 9 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
10. II. CƠ CẤU 4 KHÂU BẢN LỀ VÀ CÁC BIẾN TH 2. Các bin th ca c cu bốn khơu bn l - Từ cơ cấu cu-lic, cho khớp A lùi ra theo phương của giá 1 c cu sin Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 10 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
11. II. CƠ CẤU 4 KHÂU BẢN LỀ VÀ CÁC BIẾN TH 2. Các bin th ca c cu bốn khơu bn l - Từ cơ cấu sin, đổi khâu 4 làm giá c cu ellipse - Từ cơ cấu sin, đổi khâu 2 làm giá c cu Oldham Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 11 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
12. III. ĐẶC ĐIM ĐỘNG HỌC CỦA CƠ CẤU NHIỀU THANH 1. Tỉ số truyn là tỉ số truyền giữa khâu dẫn và khâu bị dẫn của cơ cấu 1 i13 3 - Định lý Kennedy: Trong cơ cấu 4 khâu bản lề, tâm quay tức thời trong chuyển động tương đối giữa hai khâu đối diện là giao điểm giữa hai đường tâm của hai khâu còn lại V P13 ll 1 AP13 DP 13 PD i13  VP l PA 3 13 AP13 l DB13 Công thức trên được phát biểu dưới dạng định lý sau Định lý Willis: Trong cơ cấu 4 khâu bản lề, đường thanh truyền chia đường giá ra làm hai phầnKhoa tỉ Cơlệ Khí nghịch – Công Nghệ với Ths. Trương Quang Trường - 12 - vận tốc góc của haiTrường khâu ĐH Nôngnối Lâmgiá TPHCM
13. III. ĐẶC ĐIM ĐỘNG HỌC CỦA CƠ CẤU NHIỀU THANH 1. Tỉ số truyn - Đặc điểm động học cơ cấu 4 khâu bản lề + Tỉ số truyền là một đại lượng biến thiên phụ thuộc vị trí cơ cấu 1 PD i13 3 PA P cùng 13 chia ngoài đọan AD i13 0: 1 chiều 3 P chia trong AD i 0: 13 đọan 13 1 ngược chiều 3 Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 13 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
14. III. ĐẶC ĐIM ĐỘNG HỌC CỦA CƠ CẤU NHIỀU THANH 1. Tỉ số truyn - Đặc điểm động học cơ cấu 4 khâu bản lề + Khi tay quay AB và thanh truyền BC duỗi thẳng hay dập nhau, tức PA13  khâu 3 đang ở vị trí biên và chuẩn bị đổi chiều quay 1 + Nếu AB=CD, AD=BC: cơ cấu hình bình hành Pi13 13 1 3 khâu dẫn và khâu bị dẫn quay cùng chiều và cùng vận tốcKhoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 14 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
15. III. ĐẶC ĐIM ĐỘNG HỌC CỦA CƠ CẤU NHIỀU THANH 2. Hệ số năng sut -Hệ số năng suất là tỉ số giữa thời gian làm việc và thời gian chạy không trong một chu kỳ làm việc của cơ cấu -Hệ số năng suất dùng đánh giá mức độ làm việc của cơ cấu - Khâu dẫn có hai hành trình + hành trình đi ứng với góc lv + hành trình về ứng với góc ck + thông thường lv ck - Xét cơ cấu 4 khâu bản lề như hình, nếu chọn hành trình đi là hành trình làm việc, hành trình về là hành trình chạy không t /  180  k lv lv1 lv t /  180  ckchu___ ky lam viec ck1 ck - Hệ số năng suất phụ thuộc + kết cấu của cơ cấu + chiều quay của khâu dẫn Khoa  Cơ Khí – Công Nghệ 1 Ths. Trương Quang Trường + chiều- 15 - công nghệ của khâuTrường bị dẫnĐH Nông Lâm TPHCM
16. III. ĐẶC ĐIM ĐỘNG HỌC CỦA CƠ CẤU NHIỀU THANH 3. Điu kiện quay toƠn vòng ca khơu nối giá - Điều kiện quay toàn vòng của khâu 1 + Tháo khớp B xét quỹ tích B1 và B2 B11  O A, l B1  O D,, l 2 l 3 O D l 2 l 3 + Khâu 1 quay toàn vòng  BB12   l2 l 3 l 4 l 1 l2 l 3 l 4 l 1 Điều kiện quay toàn vòng của khâu nối giá: khâu nối giá quay được toàn vòng khi và chỉ khi quỹ tích của nó nằm trong miền với của thanh truyềnKhoa Cơ Khíkề – củaCông Nghệnó Ths.-Điều Trương kiện Quang quayTrường toàn vòng của khâu 3 - 16 tương- tự ????? Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
17. IV. ĐẶC ĐIM ĐỘNG HỌC CỦA CÁC BIẾN TH 1. C cu tay quay – con trt - Tỷ số truyền P VVPP/1 /3 B 2  lV a) 1 1 PA c A   1 C 3 i 1 x 13 Hc x D Vl ck v3 c PA b) C2 C1 lv B l1 - Hệ số năng suất l2 A l2 0 e e C 180  lv  B1 k x 0 A x 180  l2 ck c) B2 BB12   l12 e l Khoa Cơ Khí – Công Nghệ - Điều kiện khâu 1 quay toàn vòng l12 e l Ths. Trương Quang Trường - 17 - Trườngl12 eĐH Nông l Lâm TPHCM
18. IV. ĐẶC ĐIM ĐỘNG HỌC CỦA CÁC BIẾN TH 2. C cu cu-lic - Tỉ số truyền; 1 lPD P VP/1 V P /3  1 l PA 3 l PD i 13 3 lPA B 3 0 A 180  1 k  - Hệ số năng suất 0 2 C 180  - Điều kiện quay toàn vòng + Khâu 1 khâu 1 luôn quay được toàn vòng  D + Khâu 3 ? Để khâu 3 quay toàn vòng, ll14 lv B Khi A  1 2 ll14  A  3 ck 1 lPD B1 B2 ic13 2 onst  D 3 lPA Khoa Cơ Khí – Công Nghệ D Ths. Trương Quang Trường - 18 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
19. IV. ĐẶC ĐIM ĐỘNG HỌC CỦA CÁC BIẾN TH 3. C cu sin - Tỉ số truyền: Tâm quay tức thời của khâu 1 và 3 là giao điểm của BC và AD  1 D AD  xx V V  l V V i 1 P/1 P /3 1 PA 3 c 13  l - Hệ số năng suất: k = 1 3 PA - Điều kiện quay toàn vòng: Khâu 1 luôn quay được toàn vòng Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 19 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
20. V. GÓC ÁP LỰC Góc áp lực là góc hợp gởi vectơ lực tác dụng và vectơ vận tốc của điểm đặt lực P C B VC 2 1 2 B 3  C  VC 1 A  4 A D 3 P N P.V P.VC .cos - Góc phản ánh tác dụng gây ra chuyển động của lực P - Góc càng lớn thì NP càng nhỏ o - = 90 NP = 0 (vị trí biên) B2 C1 VC1 B1 V 2  B2 B1 1 P C2 O 2 D C1 P  C1 C2 A 1 Khoa Cơ Khí – Công Nghệ P Ths. Trương QuangVC2 Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM - 20 - VC2
21. VI. ỨNG DNG CỦA CƠ CẤU NHIỀU THANH 5 6 4 1 2 E C 3  5 4 3 D Vs 2 B 1 A b) a) Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 21 - c) Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
22. Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 22 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM