Sách bài tập nguyên lý máy

Sách bài tập nguyên lý máy, Tạ Ngọc Hải, PDF, 252 trang, 7 MB

NỘI DUNG:

Chương 1. CẤU TRÚC VÀ XẾP LOẠI CƠ CẤU 1.1. Xếp loại khớp động Vấn đề cần chú ý Bài tập giải sản Bài tập cho đáp SỐ 1.2. Vẽ lược đồ động và tính bậc tự do của cơ cấu phẳng Vấn đề cần chú ý Bài tập giải sản Bài tập cho đáp số 1.3. Xếp loại cơ cấu phẳng Vấn đề cần chú Bài tập giải sẵn Bài tập cho đáp số Chương 2. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẢNG 2.1. Xác định vị trí và vẽ quỹ đạo các điểm trên cơ cấu phẳng Vấn đề cần chú ý Bài tập giải sản | Bài tập cho đáp số 2.2. Xác địnli vận tốc và gia tốc của cơ cấu bằng hoa đỏ vectơ loại hai Vấn đề cần chú ý Bài tập giải sản Bài tập cho đáp số 2.3. Xác định vận tốc và gia tốc của cơ cấu loại hai bằng phương pháp hình học Vấn đề cần chú ý Bài tập giải sản Bài tập cho đáp số 2.4. Xác định vận tốc và gia tốc của cơ cấu loại ba Vấn đề cần chú ý Bài tập giải sẵn Bài tập cho đáp số 2.5. Xác định vận tốc và gia tốc của cơ cấu bằng phương pháp tâm vận tốc tức thời Vấn đề cần chú ý Bài tập giải sản Bài tập cho đáp số . Chương 3. PHÂN TÍCH LỰC TRÊN CƠ CẤU PHẲNG 3.1. Tính lực quán tính trên cơ cấu Vấn đề cần chú ý Bài tập giải săn Bài tập cho đáp số 3.2. Tính áp lực khớp động của cơ cấu và mô men cân bằng trên khâu dẫn Vấn đề cần chú ý Bài tập giải sản Bài tập cho đáp số 3.3. Tính áp lực khớp động của cơ cấu bằng phân lực trực tiếp Vấn đề cần chú ý 01: à Send A . 2 96 96 98 108 114 114 115 123 126 126 126 132 135 135 140 143 Bài tập giải sản | Bài tập cho đáp số Chương 4. CHUYỂN ĐỘNG THỰC VÀ LÀM ĐỀU CHUYỂN ĐỘNG THỰC CỦA MÁY Vall để cần chú ý Bài tập giải sản Bài tập cho đáp số Chương 5. MA SÁT VÀ HIỆU SUẤT Vấn đề cần chú ý Bài tập giải sản Bài tập cho đáp số Chương 6. CÂN BẰNG MÁY Vấn đề cần chú ý Bài tập giải sản Bài tập cho đáp số Chương 7. CƠ CẤU BỐN KHÂU PHẢNG Bài tập giải sản Bài tập cho đáp số Chương 8. CƠ CẤU BÁNH RÁNG PHẢNG Vấn đề cần chú ý Bài tập giải săn Bài tập cho dáp số Chương 9, CƠ CẤU BÁNH RĂNG KHÔNG GIAN Vấn đề cần chú ý Bài tập giải sản Bài tập cho đáp số Chương 10. HỆ BÁNH RĂNG Vấn đề cần chú ý Bài tập giải sản Bài tập cho đáp số Chương II. CƠ CẤU CAM Van de cần chú ý Bài tập giải sầu | Bài tập cho đáp số Chương 12. MỘT SỐ BÀI TẬP ÔN TẬP TỔNG HỢP Vấn đề cần chú ý Bài tập giải săn Bài tập cho đáp số Đề thi Olympic Nguyên lý máy toàn quốc" 143 143 148 158 158 158 162 163 163 163 174 179 179 179 189 191 191 191 205 209 Phần đáp số các bài tập Phân phụ lục Tài liệu tham khảo 218 239 246 LỜI NÓI ĐẦU 2 # ! Cuốn "Bài tập nguyên lý máy" này là tài liệu học tậg lùng cho ngành cơ khí chế tạo nay, máy chính xác, và lập, ôtô, máy kéo, động cơ đốt trong tay xây dựng. Hy vo, váy hoá chất... biên soạn theo giáo visit " Nguyên lý láy" to Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp xuất xi in 1970. f 2 Toàn bộ cuốn sách thu 2 lưỡi g, trong đó có 1 chương là những bà tay cần thiết có trollg giáo trình và thiết chut xi g ôn tập tổng hợp, tu bày dưới lung 86 Đài tập có lời giui sein vi 170 bài tớip chi ciw dip số. 17 Các bài tập đã được cô gái chọn lọ• sởo cho vừa sát với nội dung giáo trình, vừa là những mô hình cơ cấu máy. 11/ững thí dụ sát với thực tế kỹ thuật. Một số bài tập có thể hợp lại thì tột bài tập lớn vì một số khách đi that thi kết hợp ôn tập lý thuyết, mà không có đơn thuầu vào luyện kỹ năng tính toán thiết kế "Bài tập nguyên lý máy" còn có thể dùng cho học sinh các ngày không học giáo tại 12gtyên lý nháy- i học các giáo trình "Cơ học ( g lung", "Cơ học lấy". "Cơ kỹ tit". Ngoài ra còn có thể tung tin tài liệu tham khảo cho các cán bộ giet ( 01011 11gtyêu lý nay. (ở đi!g lung và các bộ kỹ tZuct nói chung. NE SA Tuy đã cố gắng rút kinh nghiệm trong giăng hay và biên soạn, nhưng chắc chắn còn có những sai sót. Tác giả mong nhận được sự góp ý của bạn đọc. ! !! O y 3 dy Tác giả luận thì kín? Ở các loại đồng tigli ti Oilg tác Bộ tuốn Ng; yên lý thuy, Cơ trg clulg Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, đặc biệt là Gx. Nguyễn Xuân Lực đã nhiệt tì? góp những ý kiến rất xác đáng 10/10 tá trình bien sot. & Tác giả Lời nói đầu nhân lần tái bản thứ 4 Lần tái bản này tác giả bổ sung thép một số dạng bài tập tương đối tổng hợp vào chương 12 có thể dùng để kiểm tra hoặc thi sau khi học xong phần lý thuyết. Một lần nữa xin cảm ơn các bạn đồng nghiệp và Nhà xuất bản Giáo dục. Hà nội, năm 1994 Tác giả Lời nói đầu nhân lần tái bản thứ 5 Lần tái bản này được thực hiện sau khi các giáo trình "Ứng dụng tin học trong thiết kế nguyên lý | Máy" (1994) và "Nguyên lý máy" (1999) đã xuất bản. Cùng các bạn đồng nghiệp - tác giả đã kiểm tra lại một số bài tập điển hình qua việc nó phong nguyên lý cấu tạo - động học - lực học cơ cấu trên máy tính và nghiện lại kết quả ở những vị trí cần thiết của phương pháp truyền thống điện nãy còn được dùng phổ biến. Cong với việc sửa - hoàn chỉnh cuốn sách, tác giả còn bổ sung thêm một số đề thi OLYMPIC Cơ học toàn quốc năm 1999 và 2000, hy vọng có thể rộng đường tham khảo với bạn đọc quan tâm nhiều tới một học Nguyên lý máy. Đặc biệt tác giả tỏ lòng cảm ơn sự giúp đỡ của các bạn đồng nghiệp và Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật trong lần tái bản này. Hà Nội, năm 2000 | Tác giả Lời nói đầu nhân lần tái bản thứ 6 So với sách tái bản lần thứ 5, tác giả theo mục 2.5 "Xác định vận tốc và gia tốc của cơ cấu bằng phương pháp tàu vận tốc tức thời" vào chương 2. Đây là một phương pháp tương đối dễ hiểu, ngắn gọn, hệ thống và hiệu quả không chỉ trong vấn đề phân tích động học cơ cấu (trên cơ sở tham khảo {3}, {6}, {7}, {8}, {{3}, chủ yếu là các công trình khoa học của các nhà khoa học trong nước). Ngoài ra, còn một số bổ sung vào chương 3,6 và 12, tác giả hy vọng sẽ làm cho cuốn sách phong phú và sâu sắc hơn. Một lần nữa xin cảm ơn các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ và khuyến khích tác giả chuyển hoá vội dung nghiên cứu vào giảng dạy, cảm ơn Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật trong lần xuất bản này. Hà nội, năm 2002 | Tác giả Lời nói đầu nhân lần tái bản thứ 7 Lần tái bản này tác giả tên mục 3.3 "Tính áp lực khớp động bằng phương pháp phân lực trực tiếp" và cũng bổ sung nội dung ấy vào chương 12, với mong muốn cung cấp thêm những phương pháp vlghiên cứu về lực cho tương xứng với phương pháp phân tích động học cơ cấu. Xin chân thành cảm ơn Nhà giáo Nhân dân GS. TS Nguyễn Xuân Lạc đã động viên góp ý, cản Tu Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. Hà Nội, năm 2005 Tác giả Nhà giáo ưu tú. PGS. Tạ Ngọc Hải 1 Chương 1 CẤU TRÚC VÀ XẾP LOẠI CƠ CẤU 1.1. XẾP LOẠI KHỚP ĐỘNG MAY wy . . a 1. Khớp động là chỗ nối động giữa hai khâu, nhờ đặc điểm tiếp xúc hình học tại chỗ nổi (thành phần khớp động trên mỗi khâu và khớp động có tác dụng hạn chế bớt bậc tự do tương đối độc lập giữa hai khâu này. 2. Căn cứ vào đặc điểm tiếp xúc hình học của khớp động, có thể phân loại khớp động như sau: - Khớp cao: tiếp xúc điểm hoặc đường. - Khớp thấp: tiếp xúc mặt. 3. Căn cứ vào tác dụng của khớp động, tức là bậc tự do tương đối độc lập giữa hai khâu bị hạn chế, có : Khớp loại 5: hạn chế 5 bậc tự do tương đối độc lập giữa hai khâu; • Khớp loại 4: hạn chế 4 bậc tự do tương đối độc lập giữa hai khâu; P PA PA 4. Vì thế, muôn xếp loại khớp động, thường đặt hệ toạ độ (Đề các loặc độc cực) vào chỗ tiếp xúc (hoặc tâm khớp động, hoặc trên trục mỗi khâu,...) mà xét bậc tự do tương đối độc lập bị hạn chế của khâu nọ đối với khâu kia. P ANET PA i 1. Xếp loại và vẽ lược đồ khớp động (hình 1.la), sau đó xét trường hợp biến thể: li tâm của khớp ở xa vô cùng. Giüi. Hai khâu tiếp xúc với nhau bằng một mặt trụ (hình 1.1a) tạo thành nội khớp thấp. Đặt hệ trục toạ độ Oxyz tại tân khớp và gắn với khâu 1, xét bậc tự do tương đối độc lập của khâu 2 đối với khâu 1. Do đặc điểm tiếp xúc hình học của khớp, chỉ có một khả năng khâu 2 quay quanh trục z: Q, không bị hạn chế, còn 5 khả năng: khâu 2 tịnh tiến theo ba trục: T, T, T, và quay quanh hai trục: Q1, Q, đều bị hạn chế. Nên đây là khớp loại 5, còn gọi là khớp quay, hay bản lề, với lược đồ khớp động như ở hình 1.1b. . Nếu tâm quay 0 của khớp ở xa vô cùng thì mặt tiếp xúc trụ trở thành mặt tiếp xúc phẳng (hình 1.1c) nên cũng là khớp thấp; khả năng Q, trở thành khả năng T, và cũng là khớp loại 5, còn gọi là klớp tịnh tiển với lược đồ khớp động như ở lình Ild. ai Hình 1.1 | Hai loại khớp thấp này được dùng phổ biến nhất trong cơ cấu phẳng và trong thực tế kỹ thuật. 2. Xếp loại và vẽ lược đồ khớp động (hình 1.2a). Xét trường hợp biến thể (hình 1.2c) nếu gắn chốt vào khâu 2, xẻ rãnh trên khâu 1. Giải. Hai khâu tiếp xúc với nhau bằng nuột mặt cầu (hình 1.2a) tạo thành một khớp thấp. Đặt | hệ trục toạ độ Oxyz vào tâm mặt cầu và gắn với khâu 1, klhâu 2 chỉ có ba khả năng chuyển động quay tương đối độc lập với khâu 1: C, Q, Q. ; ba khả năng chuyển động tịnh tiến T,, | T, T, đều bị hạn chế do mặt cầu ngoài của khâu 1. Vậy đây là khớp loại 3, còn gọi là khớp cầu với lược đồ khớp động như ở hình 1.2b. with 1. b) 2 C) Hình 12 Nếu gắn chốt vào khâu 1 và xẻ rãnh trên khâu 2 (11ình 1.2c) thì thêm một trong hai khả | năng chuyển động quay Q, hoặc Q, bị hạn chế, chỉ còn hai khả năng chuyển động quay QC ! và Q, (Q,) hoặc 0,(0,), vì Q và Q, không phải là hai khả năng chuyển động độc lập đối với nhau nên khớp cầu chốt là khớp thấp, loại 4 với lược đồ khớp động như hình 1.2d. | Hai loại này thường dùng trong cơ cấu không gian hoặc trong cơ cấu phẳng cho phép một độ hở nhất định. 3. Xếp loại và vẽ lược đồ khớp động (hình 1.3.1). Xét trường hợp biến thể (1ình 1.3c) nếu Imặt tiếp xúc của hai khâu lại là mặt răng thân khai của cặp bánh răng thẳng ăn khớp khít. Gici. Hai mặt trụ tiếp xúc ngoài theo một đường tạo thành một khớp cao. Đặt một hệ trục toạ độ đường tiếp xúc và giới hạn việc xếp loại klớp trong mặt phẳng xOy (hình 1.3a), vì thể có ba khả năng chuyển động: 2, Q1, Q, bị hạn clẽ sẵn. Ngoài ra do phải đảm bảo luôn tiếp xúc theo đường song song với trục z nên khâu 2 chỉ có hai khả năng chuyển động: lãn trên khâu 1 tức là quay qua11 3 trục z: Q, và trượt trên khâu , tức là tịnh tiến theo một trụ của khâu 1: T (T) lay T. (T), vì T và TT phụ thuộc vào nhau qua liên hệ của phương trình mặt trụ. Vì tiếp xúc đường và có bốn hạn chế nên là khớp cao, loại 4, với lược đó khớp động như. hình 13b. Khớp động của các cơ cấu cam và bánh răng trụ thẳng thuộc loại này. AZE PS. PP . 4 1 2 3 LE f LOU . TT NI hed th no Hinh 13 Khi thay hai mặt trụ tròn bằng hai mặt trụ thân khai (hình 1.3c) ta cũng sẽ được một khớp loại 4 vì khâu 2 có hai khả năng chuyển động tương đối độc lập đối với khâu 1: quay tức thời quanh đường tiếp xúc giữa hai răng và trượt trên mặt răng 1. A 6. S Bài tập cho đáp số 4. Xếp loại và vẽ lược đồ khớp động giữa ở trượt và trục trơn (hình 1.4a) rồi suy ra trường hợp trục có gờ (hình 1.4b). 5. Xếp loại và so sánh các khớp động giữa hình cầu tiếp xúc với máng trụ và hình câu chốt (hình 1.5a) tiếp xúc với máng trụ xẻ rãnh (hình 1.5b). 6. Xếp loại và vẽ lược đồ khớp vít (hình 1.6). 7. Xếp loại khớp động tại rãnh trượt chữ V (hình 1.7a) so sánh với mặt phẳng (hình 1,7b). 8. Xếp loại khớp động giữa hai hình xuyến tròn lồng khít với nhau (hình 1.8). . !. 22 1 here 1 . With Hình 1.4 - Hinh 1.5 Hinh 1.6 17 Hình 1.7 Hinh 18 9. Hãy biểu thị khớp động (hình 1.1a) thành khớp động loại 6 và khớp động (hình 1.5a) | thành khớp động loại 1, rồi loại 0. Có thể có khớp đúng loại 6 và khớp động loại 0 được không? Tại sao? 10 BB 1.2. VỀ LƯỢC ĐỒ ĐỘNG VÀ TÍNH BẬC TỰ DO CỦA CƠ CẤU PHẲNG Vấn đề cần chú ý | 1. Muốn vẽ lược đồ động phải căn cứ vào những kích thước động (khoảng cách giữ: các khớp động ảnh hưởng đến tính chất động học và động lực học của cơ cấu); số khâu động, số khớp động và loại khớp động (ảnh hưởng đến khả năng chuyển động của cơ cấu). So với hình vẽ cấu tạo thực của cơ cấu, những yếu tố nêu trên không thay đổi, nhưng việc nghiên cứu về nguyên lý máy đơn giản hơn, 2. Hầu hết các cơ cấu phẳng, có thể sử dụng công thức sau đây để tính bậc tự do: W = 311 - 2p5 - Pa + R, - W, trong đó: n - số khâu động, ps - số khớp 5 thấp. pa - số khớp 4 cao. R - Số ràng buộc thừa (ràng buộc đưa vào trong cơ cấu qua những khâu và khớp không ảnh hưởng đến khả năng chuyển động và chỉ tăng cường độ bền, độ chính xác của cơ cấu) thường nhận biết qua những cấu tạo kích thước đặc biệt (bằng nhau, song song đôi một...), W - bậc tự do thừa, thường là chuyển động của những con lăn tròn (để biến ma sát trượt thành ma sát lăn cho cơ cấu dỡ mòn, chuyển động nhẹ nhàng hơn, nhưng cũng không ảnh hưởng đến khả năng chuyển động của cơ cấu). Tất nhiên phải xác định các yếu tố trên với tính ra bậc tự do của cơ cấu phẳng theo công thức đã nêu; trừ hai trường hợp: - Cơ cấu chêm phẳng toàn khớp tịnh tiến, Cơ cấu tâm tích, cơ cấu bánh răng phẳng ăn khớp khít (không thuộc phạm vi giáo trình?), phải dùng công thức: W = 2n - Ps. 10 RA! A RA L SI A PR Bài tập giải sẵn 10. Vẽ lược đồ tính bậc tự do của cơ cấu trên hình 1.9a (động cơ đốt trong) và so sánh nguyên lý cấu tạo với cơ cấu trên hình 1.9c (máy dập lệch tâm). Gicii. Trong cấu tạo thực của động cơ ta thấy: áp lực khí đốt đẩy pittông (con trượt 3) đi xuống, qua tay biên (thanh truyền 2) khiến trục khuỷu (tay quay 1) quay. Cơ cấu có ba khâu động, n = 3 với các kích thước động là CB, AB, AC và 4 khớp: 3 khớp quay: A (giữa 1 và W A 0 ( Để tính số bậc tự do của cơ cấu không gian một cách tổng quát, bạn đọc có thể tham khảo 1 , 2 , 13].[10]. [11]. 1?? Bạn đọc có thể xem [1]. La po | giá), B(giữa 1 và 2), C(giữa 2 và 3); 1 khớp tịnh tiến C (giữa 3 và giá) đều là klớp thấp loại 5. Đồng thời các khâu trong cơ cấu đều chuyển động trong cùng một mặt phẳng nên có lược đồ như ở hình 1.9b. Đó là cơ cấu tay quay con trượt, với bậc tự do: W = 30 - 21:-1: = 3.3-2.4- () = 1 FI 1 N В4 1 1A a) Die D) Hình 1.9 | Hoàn toàn phân tích tương tự, ta thấy về mặt nguyên lý cấu tạo (lược đồ động, bậc tự do) của cơ cấu máy dập lệch tâm (1ình 1.9c và hình 1.9d) không khác cơ cấu động cơ đốt trong (hình 1.9a và hình 1.9b). 11. Về lược đồ động, tính bậc tự do của cơ cấu máy bào ngang (hình 1.12a). và so sánh nguyên lý cấu tạo với cơ cấu máy bào ngang trên hình 110c (bỏ thanh truyền 5 và thêm con trượt 7). 4 16 GM 1 . Hình 1.10 I Giui. Trên cấu tạo thực của máy bào ngang (hình 1.10a) ta thấy: chuyển động từ động cơ truyền đến bánh răng 1 nối với giá bằng khớp quay A rồi qua khớp loại cao B của hai bánh răng 1 và 2, bánh răng 2 nối với giá bằng khớp quay C. Trên bánh răng 2 lắp con trượt 3 | bằng khớp quay D, trượt trong culit 4 nhờ khớp trượt D giữa 3 và 4; culit kéo thanh truyền 5 làm đầu bào tịnh tiến trên giá nhờ các khớp quay E (giữa 4 và 5), F (giữa 5 và 6) và khớp trượt G (giữa 6 và giá). Ngoài ra, ở phía dưới cuit nối với giá bằng khớp quay H. Vậy cơ cấu có số khâu động n = 6, số khớp loại thấp p5 = 8, số khớp loại cao P = 1. Qua các kích 12 12 pe thước động AB, BC, CD, DE, DH, EF, GC, CH ta biểu diễn lược đồ cơ cấu máy bào ngang ở hình 1.10a như trên hình 1.10b, và tính được bậc tự do của cơ cấu: W = 311 - 2ps - pe = 3.6-2.8-1 = 1. So sánh với cơ cấu máy bào ngang ở hình 1.1c: bỏ thanh truyền 5, thêm con trượt 7, tổng số khâu động không đổi; bớt khớp quay F, thêm khớp trượt H (giữa 4 và 7) đều là loại 5 nên tổng số khớp và loại khớp cũng không đổi, do đó bạc tự do không đổi, chỉ có lược đổ thay đổi như ở hình 1.100. 12. Vẽ lược đổ động, tính bậc tự do của cơ cấu bơm mỡ (hình 1.11a) và so sánh với cơ cấu bơm hình 1.11c. YA 1 XE PP Giui. AR Trên cấu tạo thực của cơ cấu bơm mỡ (hình 1.11a): tay quay 1 nối với thanh truyền 2 (có tác dụng như một pittông) bằng khớp quay B; thanh truyền 2 vừa quay theo, vừa trượt trong khâu 3 (có tác dụng như một xylanh) nhờ khu trượt C; giá (là thân bơi) nói với 1 và 3 bằng những khớp quay: A và C. Tất cả đều là khớp thấp. Vậy số khâu động n = 3, số khớp thấp p = 4. Qua các kích thước động AB, BC và AC, lược đổ động của cơ cấu bơi70 nỡ được biểu diễn như ở hình 1.11b. Bậc tự do của cơ cấu: W = 3n - 2ps - pe = 3.3-2.4 -0 = 1 Cũng phân tích tương tự cơ cấu đơn hình 1.11c với thanh truyền 2 là mố xylanh và con trượt 3 là nuột pittông, ta thấy lược đổ động và bậc tự do không đổi (hình 1.11d). HO A9 At+ den 2. m AR . W AGUA * AM R 12 et ettsutapos r ch - - - Hinh 1.1 1 13. Vẽ lược đổ động và tính bậc tự do cơ cấu nối trục onđam (hình 1.12a). Giui. Trên cấu tạo thực của cơ cấu nối trục onlan (hình 1.12a) để truyền chuyển động giữa hai trục song song cách nhau một khoảng 20 = e, ta thấy trục 0 gắn chặt với đĩa 1, đĩa này có rãnh trượt để gờ trượt của đĩa 2 chạy trong đó, tạo thành khớp trượt B. Cấu tạo của địa 2 với hai gờ thẳng góc được vẽ trên hình 1.12b. Tương tự, giữa 2 và 3 có khớp trượt C; còn giá nối với hai trục O và O' bằng hai khớp quay 0 và 0. Vậy số khâu động n = 3, số khớp loại thấp px = 4. Qua kích thước động OO, lược đồ của cơ cấu nối trục ođam được vẽ trên hình 1.12c. Bậc tự do của cơ cấu: W = 311 - 2013 - P: = 3.3 -2.4 - () = 1. i 12 ,3 VO e Hình 1.12 14. Vẽ lược đổ động và tính bậc tự do của cơ cấu bánh răng vi sai hình 1.13a. Xét thêm trường hợp khi bánh răng 3 cố định. full MINNI OC VA 01 O 1110 Hinh 1.13 Gidi. Trên cấu tạo thực của cơ cấu bánh răng vi sai: những đường tâm O, và O, của hai bánh răng trung tân 1 và 3 cùng nằm trên nuột đường thẳng và cố định, còn đường tâm của hai bánh răng vệ tinh 2 và 2' - hai bánh răng này nối cứng với trục của chúng - quay theo cần C quanh 0 và O,. Số khâu động n = 4; số khớp loại thấp (đều là những khớp quay) p = 4 (tại O, có hai khớp theo định nghĩa của khớp động - là chỗ nội động giữa hai khâu). Như đã nêu trong bài tập 3, số khớp loại cao Pa = 2. Kích thước động là khoảng cách trục và bán kính vòng lăn của các bánh răng. Lược đồ động trường hợp này vẽ trên hình 1.13b và cơ cấu bánh răng vi sai có bậc tự do là: * Về cấu tạo và các thông số của cơ cấu bánh răng, hãy xem [1]. 14 . 1 W = 3n - 2p5 - PA = 3.4-2.4 - 2 = 2. Khi cố định bánh răng 3 (một trong hai bánh răng trung tâm) ta có cơ cấu bánh răng hành tinh. Số khâu động giảm 1, số khớp quay giảm 1 (tại O). Lược đồ động được vẽ trên hình 1.13c và bậc tự do của cơ cấu bánh răng hành tinh là: W = 313 - 2p3 - P= 3.3 -2.3 - 2 = 1. 1 Bài tập cho đáp số 15. Vẽ được đổ động, tính bậc tự do cơ cấu máy bừa rơm (hình 1.14a) và so sánh với cơ cấu cần trục cảng (hình 1. 14h). 16. Vẽ lược đồ động, tính bậc tự do cơ cấu mở cửa ôtô buýt (hình 1.15). 24 CE - APA kar TRANS . 12 HSR BASIN $23 SMO Hinh 1,14 SHORRO WEA1. A ---- ARES testo W 1. 6 P SA Anneri DO UN ge H A RTEH.. 1 AL Y WS PA TEN ES ORE ko M CA . HD Hinh 1.15 Hinh 1,16 17. Vẽ lược đồ động, tính bậc tự do cơ cấu máy cưa đĩa di động (hình 1.16). 18. Vẽ lược đồ động, tính bậc tự do cơ cấu bánh xe đầu máy xe lửa (hình 1.17). ed 1 DO au Hình 1.17 19. Vẽ lược đồ động, tính bậc tự do cơ cấu máy hơi nước (hình 1.18). 20. Vẽ lược đồ động, tính bậc tự do cơ cấu manto (hình 1.19). 21. Vẽ lược đồ động, tính bậc tự do cơ cấu vẽ elip (hình 1.20). PEN DEIRAS CALAR WANA WARGANEGARA NEWS. DENVERDA 2 A PRILOR Hình 1.18 Hình 1.19 Hình 1.20 22. Vẽ lược đồ động, tính bậc tự do của hai cơ cấu máy nén (hình 1.21a và hình 1.21b). Hãy phân tích xem mỗi máy hợp bởi những cơ cấu đơn giản nào?. Từ đó suy ra phải thêm hoặc bớt nhột nhóm như thế nào thì bậc tự do của cơ cấu không đổi. AR katas 29 NOVINKA UNUTAVARCIN BANDA ored O receptek Hình 1.21 16 23. Về lược đồ động, tính bậc tự do của hai cơ cấu máy bào (hình 1.22a và hình 1.22b). Có nhận xét gì về nguyên lý cấu tạo của hai cơ cấu đó. www wwmumuhuttil' D Hình 1.22 Hình 1.23 Hinh 1.24-- TRANSA'YOU TOSAS 24. So sánh lược đổ động và bậc tự do của hai cơ cấu máy nghiền ở hình 1.23a và hình 1.23b. 25. Về lược đồ động, tính bậc tự do của hai loại cơ cấu máy dệt ở hình 1.24a (bao gồm cả CƠ cấu cam, bánh răng và batăng) và ở hình 1.24b (chỉ có cơ cấu bánh răng và batăng). 26. So sánh lược đồ động, bậc tự do của hai cơ cấu đổ ben ôtô hình 1.25a và hình 1.25b. TTTILIU M BILLUMINIMININO INTIMITETIT * NUNU Hình 1.25 27. So sánh lược đổ động và bậc tự do của hai cơ cấu máy xúc trên hình 1.26a và hình 1.26b. RIH TOTEM HE Hình 1.26 1.3. XẾP LOẠI CƠ CẤU PHẲNG Vấn đề cần chú ý 1. Mục đích của việc xếp loại cơ cấu là để hệ thống hoá việc nghiên cứu, ứng với từng loại có thể sử dụng những phương pháp nghiên cứu động học và động lực học thích hợp. 2. Dựa vào đặc điểm cấu tạo (số lượng, cách sắp xếp các khâu, khớp trong lược đồ cơ cấu) của những nhóm tĩnh định là những nhóm có bậc tự do bằng không - còn gọi là nhóm Axua) để xếp loại cơ cấu. 18 i St .. Loại của nhóm là Số cạnh đa giác nhiều nhất tạo nên bởi cách nối những khớp của một khâu, hoặc hợp bởi nhiều khâu liên tiếp, mỗi khâu là một cạnh. Bậc của nhóm là số khớp chờ trong nhóm. 3. Loại cơ cấu là loại của nhóm tĩnh định có loại cao nhất tách ra từ cơ cấu đó (theo nguyên lý hình thành cơ cấu: gồm những nhóm tĩnh định nối với nhau, với klâu dẫn và giá). 4. Muốn xếp loại phải tách cơ cấu thành từng nhóm tĩnh định (nên tách từ nhóm xa khâu dẫn trước, nhóm đơn giản trước). Mỗi lần tách xong một nhóm, phần còn lại vẫn là một cơ cấu, nhưng đơn giản hơn, cuối cùng chỉ còn lại khâu dẫn nối với giá (tức là còn lại cơ cấu loại 1). 5. Nếu có khớp cao trong cơ cấu, phải thay thế một khớp loại cao bằng một khâu và hai khớp loại thấp; nếu có bậc tự do thừa hoặc ràng buộc thừa cũng phải bỏ đi trước khi tích. 1. Bài tập giải sẵn 28. Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu động cơ đốt trong xylanh quay (hình 1.27a). Hãy vẽ lược đồ riêng của một trong ba nhánh và so sánh nguyên lý cấu tạo với cơ cấu động cơ đốt trong ở hình 1.9b. DR 0 Xylanh 3 quay quanh tâm O, mang ba pittông 3, 5, 7 nối với nó bằng những khớp tịnh tiến vừa trượt vừa quay, ba pittông này nối với ba thanh truyền 2, 4, 6 bằng những khớp quay A, B, C; đầu kia của ba thanh truyền nối với giá bằng ba khớp quay tại 0,. Vì thế cơ cấu gồm 7 khâu động, 10 khớp thấp (3 khớp tịnh tiến và 7 khớp quay). Bậc tự do của cơ cấu là: W = 3n - 2ps - pe = 3.7-2.10 - 0) = 1. Để xếp loại, ta có thể tách cơ cấu thành ba nhóm loại 2: (7, 6); (5, 4); (3, 2) và khâu dẫn 1 (hình 1.27b). Cơ cấu thuộc loại 2. 5 P ViN M Hinh 1.27 19 Nêu tách riéng một trong ba nhánh, thí dụ như ba khẩu 1. 7. 6 ta có được độ như ở hình 1.27c là một dạng của cơ cấu culit: culit 1 đồng thời là tay quay, con trượt 7, thanh truyền 6. So sánh với cơ cấu động cơ đốt trong ở hình 1.9b - là một dạng của cơ cấu tay quay con trượt: trục khuỷu tay quay 1) quay. chóng qua tay biểu (thanh truyền 2) khiến pittông (con trượt 3) tinh tien lên xuống thì cơ cấu ở hình 1.27c cũng là cơ cấu như ở hình 1.9b nhưng tay quay là 1 (khâu BAC). Trong trường hợp này việc đổi giá không làm thay đổi loại cơ cấu. | 29, Xếp loại cơ cấu máy bào ở linh 1.10b và hình 1.000d. Nêu đổi khâu dẫn của cơ cấu máy | bào ở hình 1.10d (khâu 6 dẫn động thị loại cơ cấu có thay đổi không? Giii. | Ở đây khâu dẫn là bánh răng 1, truyền qua bánh răng 2 bằng khớp loại cao B. Hãy thay thế khớp này bằng một khâu và hai khớp loại thấp: tại thời điểm tiếp xúc, tìn hai tâm | cong của cánh răng (nếu cạnh răng thận khai, tân cong nằm trên vòng cơ sở: N, và N.) và đặt thêm vào đó hai khớp quay N , N,; còn khâu thêm vào là khâu nối hai khớp đó (hình 1.28). Từ đó, được cơ cấu toàn khớp thấp để tách nhóm và xếp loại. - - - .L . b) hinh 1.28 . Tách cơ cấu trên hình 1.100 thành ba nhóm loại 2: (6, 5); (4, 3); (2, 2) và khâu dẫn 1. Cơ cấu thuộc loại 2 (hình 1.28b). Tách cơ cấu ở hình 1.100 thành hai nhóm: loại 3 (6, 5, 4, 3); loại 2 (2, 2') và khâu dẫn 1. | Cơ cấu thuộc loại 3 (hình 1.28c). | Từ cơ cấu ở hình 1.10d, nếu đổi khâu 6 thành khâu dẫn thì có thể tách cơ cấu thành ba nhóm loại 2: (1, 2'); (2, 3); (4, 5) và khâu dẫn 6. Cơ cấu thuộc loại 2 (bạn đọc tự vẽ lấy lược | đồ tách nhóm). Việc đổi khâu dẫn trong trường hợp này đã làm thay đổi loại cơ cấu - cụ thể giản: từ loại 3 xuống loại 2. | 30. Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu máy dệt lụa ở hình 1.29a. Giai Đây là một tập hợp của ba cơ cấu: cơ cấu bánh răng gồm: hai khâu 1, 2; hai khớp thấp | 0, 0, và một khớp cao A; cơ cấu can 2 (cùng với bánh răng 2 là một khâu) nối với con lăn | 3 bảng khớp cao B (tuy con lăn tiếp xúc với hai thành rãnh, nhưng chỉ kể là 1 khớp vì một | trong hai thành chỉ cốt để giữ cho con lăn luôn tiếp xúc với thành kia) và cần 4 nối với con 20 lăn 3 bằng khớp quay Y; cần 4, thanh truyền 5 và batăng 6 là cơ cấu bón khâu bản lề. Toàn bộ cơ cấu máy dệt lụa gồm 6 khâu động, 7 khớp thấp, 2 khớp cao và một bậc tự do thừa là chuyển động quay quanh trục bản thân (klớp quay Y) của con laun. Bậc tự do của cơ cấu là: W = 3n - 205 - PA - W, = 3.6-2.7-1.2-1 = 1. Ne tok 2 time there is o em Hot Wheel s AL d siempre Hinh 1.20 A taron VAI. pu WA 1 Để xếp loại phải bỏ bậc tự do thừa bằng cách nói cứng con lăn 3 vào cản 4, rồi thay lô klớp cao: khớp A thay thể tương tự như bài 29. khớp B thay thế bằng một khâu 3 và hai khớp thấp X, Y đặt tại tâm cong X của bien dang cam tại thời điểm tiếp xúc và tân Y của con lăn 3 (hình 1.29b). tách cơ cấu thành ba nhóm loại 2: (6, 5); (4, 3); (2, 2') và khâu dẫn 1. Cơ cấu thuộc loại 2 (hình 129c). 31. Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu vẽ đường thẳng (còn gọi là cơ cấu định hướng Rôbéc như ở hình 1.30% (ED = FG = FD; CD = CF = 1,96 ED = EG)CH. BO" Gidi. Cơ cấu trên hình 1.30a gồm 6 khâu động, 9 khớp thấp. Bậc tự do tính ra là: W = 3n - 2ps - PA = 3.6-2.9 = 0. Nhờ việc chọn những kích thước câu tạo đặc biệt (như đề bài), điểm C vẫn chuyển động trên đường thẳng ACH nếu bỏ bớt một ràng buộc gồm một khâu 6 và Hinh 1.30 no 0 IN b) & CR 21 PS A que hai khớp thấp H và C (nối 6 với 2 hoặc với 3). Vì thế cơ cấu có một ràng buộc thừa mà khi nh bậc tự do phải thêm vào. Bậc tự do của cơ cấu là: W = 3n - 2ps - P+R, = 3.6-2.9+ 1 = 1. Số ràng buộc thừa R = 1 thêm vào cột để cơ cấu làm việc chắc chắn, chính xác hơn. Tất nhiên, nếu nhận biết ràng buộc thừa ấy ngay từ đầu, có thể bỏ trước rồi hãy tính bậc tự do: W = 3n - 24 - P4-W, = 3.5-2.7 = 1. Để xếp loại, phải bỏ ràng buộc thừa (khâu 6 và hai khớp H và C) rồi tách nhóm, cơ cấu gồm một nhóm loại 3, (5, 4, 3, 2) và khâu dẫn 1 (hình 1.30b). Cơ cấu thuộc nhóm loại 3. Nếu đổi khâu dẫn, cơ cấu sẽ giảm hạng, bạn đọc thử nghiệm lại. -V 22 PR 1 1 P Bài tập cho đáp số Xếp loại các cơ cấu đã vẽ lược đồ từ bài 18 đến bài 27 (xem tên các cơ cấu trong phân đáp số tương ứng để vẽ lược đồ). 32. Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu phối hơi đâu máy xe lửa trên hình 1.31a và hình 1.31b (coi bánh xe là khâu dẫn). YA ERR 1 1 . EMORY • M . on er 4: KOPED SAN b) Hinh 1.31 12 U ? 33. Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu máy dập cơ khí (hình 1.32a) và máy ép thuỷ động (hình 1.32b). b) Hình 1.32 22 34. Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu động cơ điêzen (hình 1.33). 35. Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu bơm ôxy (hình 1.34). --|-.B 3 12. Hình 1.33 Hình 1.34 36. Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu điều khiển nối trục (hình 1.35). 37. Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu máy dệt vải dây, đập khổ dở (hình 1.36). OTE Hình 1.35 Hình 1.36 38. Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu cắt kẹo tự động (hình 1.37). 39. Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu máy nghiền (hình 1.38). U Hinh 1.37 Hình 1.38 40. Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu phanh má (hình 1.39). 41. Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu máy dập kép (linh 1.40). - - to Hình 1.39 Hình 1.40 42. Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu vẽ đường thẳng của Lipkin với các chiều dài: AD = AE, BD = DC = CE = EB; AF = FB (hình 1.41). 43. Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu chuyển động theo qui đạo cho trước (hình 1.42). B 3 Hình 1.41 Hình 1.42 44. Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu nâng thùng hạt giống (hình 1.43a) và cơ cấu nhấc lưỡi cày của máy nông nghiệp (hình 1.43b). b) A O, A2BE40 Hinh 143 24 45. Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu trong máy tính: Cộng (hình 144a) và nhân (hình 1.44b). b) V • - - - - - - Hinh 1.44a Hình 1.446 _x, a2 + x2a, a, ta, 2=XY 2-7-y khi a = a, khi 2 cố định: Y = = const b- y X, = X, + x2 2 = tx. Chương 2 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG 2.1. XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÀ VẼ QUỸ ĐẠO CÁC ĐIỂM | TRÊN CƠ CẤU PHẲNG Vấn đề cần chú ý 1. Ngoài yêu cầu về công nghệ, cấu tạo hợp lý; việc xác định vị trí và vẽ quỹ đạo các điểm trên cơ cấu còn là bài toán đầu tiên không thể thiếu được để trên cơ sở đó, xác định chuyển vị, vận tốc, gia tốc, ... của cơ cấu. 2. Muốn xác định vị trí, vẽ quỹ đạo các điểm trên cơ cấu, phải xuất phát từ vị trí của khâu dẫn, kích thước động các khâu; qua phương pháp quỹ tích tường giao (đơn giản nhất là cách cắt cung) hoặc dò mẫu (với những cơ cấu phức tạp hoặc kích thước tương đối lớn) mà | lần lượt xác định vị trí, quỹ đạo các điểm trên khâu bị dẫn (lần lượt từng nhóm, kế từ nhóm gần khâu dẫn nhất). Bài tập giải sẵn 46. Vẽ quỹ đạo của trung điểm C của thanh truyền AB trên cơ cấu tay quay con trượt chính tâm, biết A = 0,0225 P1, AB = 0,068 m. Nếu nối thêm vào điểm C, một nhóm thanh truyền 4 và con trượt 5 với kích thước 1CD = 0,050 ; góc giữa hai phương trượt là 3 = 30". Hãy xác định vị trí biên của con trượt D. Gidi. Biết quỹ đạo của A là vòng tròn tâm O bán kính OA, quỹ đạo của B là đoạn BB" trên phương trượt của con trượt B được xác định bằng cách cắt cung như sau: Để vẽ cơ cấu đủ rõ, ta chọn OA = 22,5 mm, sẽ có tỷ lệ xích chiều dài: los 0,0225 m 0.001 (m/mm). M, 0A 22,5 mm Ứng với tỷ lệ xích ấy, các đoạn vẽ các thanh truyền là: no 'AB - 0,068 m __=68 mm, 0,001 m/mm H CD-! _ 0,05 m Hi 0,001 m/mm -= 50 nim. 26 Chia vòng quỹ đạo A thành 12 phần bằng nhau (cũng là các góc quay bằng nhau của tay quay 1) ứng với các điểm 1, 2, 3, ..., 12 (0); tại các điểm đó, lần lượt lấy A làm tâm cắt phương trượt B bằng các cung bán kính AB tại các điểm B. Hai vị trí biên của quỹ đạo B, ứng với các điểm 12 (0) và 6 là B' và B. Nối các điểm C tương ứng sẽ được quỹ đạo trung điểm C của thanh truyền AB gọi là đường cong thanh truyền (hình 2.1) với hành trình theo trục x: S, và trục y: Sc, của điểm C. Hy 20,001 m 0,12 1,11 - 2,7 3,9 Sre 4.8 57 Hình 2.1 Khi nói thêm vào Cmột nhóm: thanh truyền 4 và con trượt 5 (là nhóm tĩnh định loại 2: 2 khâu, 3 khớp thấp) ta được một cơ cấu mới phức tạp hơn. Để tìm hai vị trí biên D và D" của con trượt 5, trước hết vẽ quỹ đạo D, ứng với từng vị trí của C; rồi tại lân cận vị trí biên của quỹ đạo điểm D vẽ những cung tâm D bán kính CD = 50 on lần lượt cắt đường cong thanh truyền lại hai điểm. Nối những trung điểm của những cung này sẽ được hai quỹ đạo điểm C, và CC cắt đường cong thanh truyền C ở hai điểm C và C' (đây là phương pháp quỹ tích tương giao). Có thể dùng cách dò mẫu nhanh hơn: xê dịch đoạn CD tỳ trên hai quỹ đạo điểm C và D lân cận vị trí biên của con trượt D, sẽ tìm được hai điểm C và C xa nhất hoặc gần nhất quỹ đạo D. Từ C và C dùng cách cắt cung (lấy C làm tâm, bán kính CD vẽ cung cất quỹ đạo D) sẽ tìm được hai vị trí biên D và D" của con trượt D. Tất nhiên, như đã thấy, những vị trí biên của hai con trượt không xảy ra đồng thời (hình 2.1). 47. Xác định vị trí biên của cơ cấu máy bào loại 3 trên hình 2.2, biết A = 0,015 ; 0,8 = 0,020 ; Ca = 0,78 m ;x = 0,015 m; y = 0,083 m. Hãy suy ra bài tính xác định vị trí bất kỳ. Giai. Đây là cơ cấu loại 3, một bậc tự do. Hãy lấy đầu bào làm khâu dãn, vẽ quỹ đạo các điểm C, B trên cơ cấu tay quay con trượt CBO, ứng với vị trí 1, 2, ..., 5 sẽ tìm được quỹ đạo hệ (nét đứt trên hình 2.2 ) chân đường thẳng góc hạ từ tâm quay 9, xuống thanh truyền CB. Quỹ đạo này cắt quỹ đạo điểm A (vòng tròn tâm O, bán kính OA = OA = 15 năng với A = 0,001 [l ]) tại hai điểm A' và A" ứng với hai vị trí biên của CB và C"B" của culit 27 máy bào. Để xác định vị trí của cơ cấu theo vị trí của tay quay đã chọn bất kỳ (thí dụ A) chỉ cần vẽ nửa vòng tròn đường kính A0, tại những vị trí đã chọn (thường chọn cách đều nhau) cho cắt quỹ đạo h tại H. (tương ứng với A, là H ); nối AH - chính là vị trí culit tương ứng. Từ đó xác định tiếp vị trí các điểm còn lại của cơ cấu. (Bài toán biên do V.V. Đobrêvônxki giải, sau đó bài toán vị trí bất kỳ do Nguyễn Xuân Lạc giải). de 445.6.7.8T Me=0.001 mm Hình 2. 2 Hình 2. 3 48. Xác định quỹ đạo của ba điểm A, B và C (hình 2.3) trên đường thẳng gắn thẳng góc với đường thẳng TT lăn không trượt trên vòng tròn cố định tâm O bán kính I = 0,025 m, chiều dài A = 0,015 ; AB = AC = 0,005 m (giả sử chiều lặn là cùng chiều kim đồng hồ). Giải. | Theo chiều lãn, chia vòng tròn và đường thẳng thành những cung và những đoạn thẳng có chiều dài bằng nhau và bằng i-j+1 (vì lăn không trượt). Lần lượt tại các tia Oi kẻ các tiếp tuyến T. Trên các tiếp tuyến đó, về phía ngược chiều lần lấy đoạn: iA; = AP + li. Tập hợp các điểm A chính là quỹ đạo của điểm A khi đường lăn TT lăn không trượt trên vòng 0 (trong cấu tạo của bánh răng thân khai, đó là biên dạng răng) mang tên đường thân khai. Tương tự, quỹ đạo B là đường thân khai tóp; quỹ đạo C, là đường thân khai nong. 49. Cho cơ cấu vẽ đường hypécbon AB,C (hình 2.4) với kích thước ABH = a, < 7 CH = C, và B,HI BÁC. Hãy tìm xem bao hình của họ đường thẳng nào trong cơ cấu tạo thành đường | hypécbon chú ý rằng khâu 1' đưa vào chỉ cốt để thay đổi hình dạng của hypécbon tuỳ theo trị số ABS = a, yêu cầu). Sau đó giải bài toán cơ cấu vẽ đường elip với AB = a, > A = c. và BEI B.C. Giui. Giả sử yêu cầu AB = a, như hình vẽ (hình 2.4), bằng cách cố định tương đối giữa 1 và 1. Cho 1 quay những góc nhỏ bằng nhau, quỹ đạo B, là cung tròn tâm A bán kính a, sẽ xác 28 định được từng vị trí tương ứng của B, H. Bao hình h (đường nét đứt) của họ đường thẳng BH tạo thành đường hypécbon (trên hình mới chỉ vẽ nhánh phải, bạn đọc tự vẽ nhánh trái). | Tương tự, giải bài toán vẽ đường clip (hình 2.4) bằng cách thay đổi khoảng cách 1, ý có thành a > c. (thay đổi vị trí tương đối của C trên giá) do đó trong thực tế chỉ cần một cơ cấu. E 2 B Bài tập cho đáp số 50. Xác định vị trí của tay quay AB qua góc , trong cơ cấu tay quay con trượt (hình 2.5a) khi tay quay và thanh truyền BC thẳng góc. Biết các kích thước A = 0,040 1; K = 0,2 m giải bài toán trên. Tương tự với cơ cấu xylanh quay (hình 2.5b) có các kích thước (AB = (0,050 0; A = 0,20 m. c an ach Hinh 2.4 a) Hình 2.5 51. Xác định vị trí của cơ cấu máy khâu (hình 2.6) sau khi đĩa AB dã quay đi một góc 60" so với vị trí ban đầu (AB thẳng đứng) nếu: AB = (0,019 ; c = 0,02 ng; DE = 0,07 m và đường kính đĩa I = 0,05 m. 52. Về quỹ đạo điểm E trên thanh truyền BC của cơ cấu bản lề 4 khâu của Tchebusép; (xem hình 5.2 phần đáp số) với các kích thước: AB = 0,015 m; AD = 0,045 m; B = c = 1cE= 0,06 1. Liên hệ xem trong thực tế kỹ thuật có thể dùng loại cơ cấu này để làm gì. TT. Hình 2.6 Hình 2.7 53. Vẽ quỹ đạo của những điểm B và D (hình 2.7) trên cơ cấu nối trục chữ thập (khớp ondam) để truyền chuyển động giữa hai trục song song cách nhau một khoảng nhỏ là Ac = 0,04 m; còn BD = 0,02 m. Hãy xác định chu kì vị trí của điểm D và nhận xét. 54. Xác định quỹ đạo của điểm A (11ình 2.8) trên vòng tròn 0, bán kính x = 0,03 m lãn ngoài, không trượt trên vòng tròn cố định 0,, bán kính r = 0,06 mm. Giải bài toán tương tự, trong hai trường hợp: a) Nếu lăn trong. b) Nếu tâm O, ở vô cùng. 55. Cho cơ cấu vẽ đường parabôn ABC (Hình 2.9). Hãy tìm xem bao hình của họ đường thằng nào trong cơ cấu vẽ nên đường parabôn. Af . AL 9 Hình 2.8 Hình 2.9 2.2. XÁC ĐỊNH VẬN TỐC VÀ GIA TỐC CỦA CƠ CẤU LOẠI HAI Vấn đề cần chú ý 1. Vận tốc, gia tốc là những yếu tố biểu thị tính chất động học của cơ cấu phụ thuộc vào cấu trúc cơ cấu, cho nên mỗi loại cơ cấu có những phương pháp xác định vận tốc, gia tốc thích hợp. Vì thế trước khi xác định vận tốc, gia tốc phải xếp loại cơ cấu như phần 1.3. 2. Vận tốc, gia tốc là những đại lượng vectơ nên phương pháp thường dùng trong kỹ thuật là phương pháp hoạ đồ vectơ. Dựa vào điểm đã biết vận tốc, gia tốc (thường là một điểm trên khâu dẫn - hoặc giá - hoặc điểm đã xác định vận tốc, gia tốc, ở bước trước) mà viết phương trình vectơ vận tốc, gia tốc của điểm cần tìm, phân tích từng yếu tố của các vectơ trong phương trình đó, Tôi giải bằng phương pháp vẽ hoa đồ vectơ. 3. Vì giải bằng phương pháp vẽ, nên cần chú ý tới việc chọn tỷ lệ xích sao cho phù hợp bản vẽ hoặc có thể tận dụng phương pháp vẽ trong khi xác định trị số của các vectơ. 4. Sau khi giải bằng phương pháp hoa đồ vectơ có thể nghiệm lại kết quả bằng cách vi phân đô thị hoặc bằng phương pháp tâm vận tốc tức thời (xem 2.5) hoặc bằng phương pháp giải tích... để khẳng định kết quả tính toán và phân tích mức độ chính xác. 30 Bài tập giải sẵn . 56. Xác định vận tốc, gia tốc của mặt sàng E (hình 2.10), của trọng tâm S giữa thanh truyền CE trong cơ cấu sàng tải lắc, nếu biết: - Các kích thước (AB = BC =lcp = 0,1 m; lce = 0,4 m; h = 0,04 m; hạ= 0,02 m. - Tay quay AB quay đều theo chiều kim đồng hồ với vận tốc góc ( = 10 sự tại vị trí 0,= 90° | Nghiệm lại xem: nếu tay quay AB quay ngược chiều kim đồng hồ thì những kết quả trên có gì thay đổi. Từ đó có thể rút ra kết luận gì. EC Tre my Wro 7771 A77 prico peyy b) Ay Hình 2.10 a) Hoạ đồ cơ cấu H, = 0,005 [m/ n] và cách xác định trị số các gia tốc pháp tuyến: b) Hoạ độ vận tốc A = 0,05 [n/ nam.s]; c) Hoạ đồ gia tốc H. = 0,5 [l mms]. Giải. 1. Đây là một tổ hợp của hai cơ cấu: bản lề 4 khâu ABCD và tay quay con trượt DCE, một bậc tự do, loại 2. Khi khâu dẫn là tay quay AB quay, mặt sàng E chuyển động tịnh tiến qua lại: vừa sàng (vật liệu nhỏ lọt qua mặt sàng) vừa lắc (vật liệu lớn nhảy dân từ trái qua phải). | Để phù hợp với bản vẽ, biểu diễn kích thước của khâu lớn nhất CE bằng 80 tu, sẽ có tỷ lệ xích về chiều dài là: H1 = L = 0,* = 0,005 [m/ mm], US 80 suy ra các chiều dài khác trên bản vẽ: AB = BC = CE = 0.1 0,005 11111, 0,04 0,02 m; h, = = h, = 8 = 4 2011. 0.005 0,00 Từ đó vẽ cơ cấu ở vị trí cho trước (hình 2.10a). 2. Muốn tìm vận tốc của điểm E, phải tìm vận tốc của điểm C dựa vào vận tốc của điểm B trên khâu dẫn. Phương trình vectơ vận tốc của điểm C: v = va + vce (C và B trên cùng khâu 2). vc = vo + vcp (C và D trên cùng khâu 3, D là giá: vp = 0) hay: Vc = V8 + VCR ICD TAB JCB theo chiều , (1) (2) (1) Các số (1), (2) viết dưới phương trình vectơ vận tốc và gia tốc chỉ rõ (1): mới chỉ biết phương; (2): biết cả phương chiều và trị số của vectơ trong phương trình. Tương ứng trên hoạ đồ vận tốc: DC = pb + bc. Giải phương trình vectơ vận tốc của điểm C bằng cách vẽ hoa đồ vận tốc với tỷ lệ xích tay quay (xem [2]). H. = 0,4, = 10.0,005 = 0,05 [m/mm.s] khi đó pb = AB = 20 , (thật vậy, VB = AB = ( H-AB = Apb). Chọn p làm tâm vận tốc, vẽ pb; rối phương bx và py. Giao điểm c của hai phương xác định đoạn pc biểu diễn vận tốc của điểm C trên hoa đô vận tốc (hình 2.10b). Tương tự, xác định vận tốc của điểm E: VĘ = vc + Vec (1) // phương trượt (2) đã xác định (1) CE 32 N Des Tiếp tục vẽ vào hình 2.10b phương py, song song với phương trượt và cx, vuông góc với CE; giao điểm c của hai phương xác định đoạn pe biểu diễn vận tốc của điểm E (hình 2.10b)). Biết vận tốc của các điểm C và E, có thể tìm vận tốc trọng tâm S, trên cùng khâu 4 bằng phương pháp đồng dạng thuận theo tỷ lệ: S.C 5,0 S.E SE 2 t f CO 11 PER a Yr tức là trên hoa đô vận tốc s, ở giữa đoạn ce, nối p9, ta được đoạn biểu diễn vận tốc điểm Sa trên hoa đô vận tốc (hình 2.13b). Đo pe = 23 nam và PS, = 23 mm, nên: ve = pe.lv = 23.0,05 = 1,15 m/s, Vs4 = PS4.M. = 23.0,05 = 1,15 m/s. 3. Tương tự, khi giải bài toán gia tốc, ta lần lượt viết các phương trình: xác định gia tốc điểm C: ac = ag +aco + acs ac = 2, +acp +aco ag + ar + ace = aco + aco p'b' + b'nce + NCBC' = pnco + micut' (2) (2) (1) (2) (1) Xác định gia tốc điểm E: ag = ac + ac + acc p'e' = pc + c'nec' + nece (1) (2) (2) (1) Giải các phương trình gia tốc trên bằng cách vẽ họa đồ gia tốc (hình 2.10c) với tỷ lệ xích tay quay: Hi = ...

XEM VÀ TẢI VỀ:

[linkxem]https://drive.google.com/file/d/1vnInsg9CTs-kGSGgduL3oD9f3z8T4y4M/preview[/linkxem][linktai]https://drive.google.com/file/d/1vnInsg9CTs-kGSGgduL3oD9f3z8T4y4M/view[/linktai]