Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 8: Cơ cấu phẳng toàn khớp thấp - Nguyễn Tân Tiến
CIMEC lab
10/11/2009
Theory of Machine
8.01
laar Mechanism with Lower Pairs
8. CƠ CẤU PHẲNG
TOÀN KHỚP THẤP
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
Theory of Machine
8.02
laar Mechanism with Lower Pairs
1. Đại cương
Cơ cấu phẳng toàn khớp thấp là cơ cấu phẳng trong đó khớp động giữa các khâu
là khớp thấp (khớp tịnh tiến loại 5 hay khớp bản lề)
Được sử dụng nhiều trong thực tế kỹ thuật
+ Cơ cấu culít dùng trong máy bào
+ Cơ cấu tay quay con trượt dùng trong động cơ nổ, máy ép trục khủy, …
+ Cơ cấu 4 khâu bản lề dùng trong hệ thống giảm chấn của xe đạp, …
3
4
5
1
2
3
E
B
Fc
C
2
1
e
1
D
F
A
B2
B
1
B
1
A
C
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
1
CIMEC lab
10/11/2009
Theory of Machine
8.03
laar Mechanism with Lower Pairs
1. Đại cương
Ưu điểm
+ Thành phần tiếp xúc là mặt nên áp suất tiếp xúc nhỏ
ền 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
3
2
1
+ 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
C
Nhược điểm
B
+ Việc thiết kế các cơ cấu này theo những điều kiện
cho trước rất khó kó thực hiện chính xác bất kỳ
quy luật chuyển động cho trước nào
A
D
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
Theory of Machine
8.04
laar Mechanism with Lower Pairs
2. Cơ cấu bốn khâu bản lề và các biến thể
1. Cơ cấu bốn khâu bản lề (four bar linkage)
Cơ cấu có 4 khâu nối với nhau bằng 4 khớp bản lề
+ khâu 4 cố địnhgiá (frame)
+ khâu 2 đối diện với giáthanh truyền (coupler)
+ 2 khâu còn lại
2
3
4
1
C
B
1
3
quay được toàn vòngtay quay (crank)
không quay được toàn vòngtay quay (rocker)
A
D
crank - rocker
crank - crank
rocker - crank
rocker - rocker
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
2
CIMEC lab
10/11/2009
Theory of Machine
8.05
laar Mechanism with Lower Pairs
2. Cơ cấu bốn khâu bản lề và các biến thể
1. Cơ cấu bốn khâu bản lề (foubar 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 btăng máy dệt, …
+ khâu 1 lắc, khâu 3 quay: cơ cấu bàn đạp máy may, …
+ khâu 1 lắc, khâu 3 lắc: cơ cấu đo vải, …
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
Theory of Machine
8.06
laar Mechanism with Lower Pairs
2. Cơ cấu bốn khâu bản lề và các biến thể
2. Các biến thể của cơ cấu bốn khâu bản lề
Xét cơ cấu 4 khâu bản lề, cho khớp D lùi ra ∞ theo phương AD cơ cấu tay
quay con trượt
1
2
3
B
2
3
1
C
B
y
y
e
D
1
C
A
y
y
1
A
cơ cấu tay quay con trượt lệch tâm
1
2
3
B
3
C
1
D
y
y
A
D
cơ cấu tay quay con trượt chính tâm
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
3
CIMEC lab
10/11/2009
Theory of Machine
8.07
laar Mechanism with Lower Pairs
2. Cơ cấu bốn khâu bản lề và các biến thể
2. Các biến thể của cơ cấu bốn khâu bản lề
Từ cơ cấu tay quay con trượt chính tâm, đổi khâu 1 làm giá cơ cấu clít
1
2
3
4
1
2
3
B
C
D
B
2
C
1
y
y
A
D
A
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
Theory of Machine
8.08
laar Mechanism with Lower Pairs
2. Cơ cấu bốn khâu bản lề và các biến thể
2. Các biến thể của cơ cấu bốn khâu bản lề
Từ cơ cấu tay quay con trượt chính tâm, đổi khâu 2 làm giá cơ cấu clít
4
3
1
2
A
1
2
3
B
D
B
C
1
C
1
A
1
y
y
A
D
B
2
3
4
1
C
D
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
4
CIMEC lab
10/11/2009
Theory of Machine
8.09
laar Mechanism with Lower Pairs
2. Cơ cấu bốn khâu bản lề và các biến thể
2. Các biến thể của cơ cấu bốn khâu bản lề
Từ cơ cấu clít, cho khớp B lùi ra ∞ theo phương của giá 1 cơ cấu tang
1
2
3
4
2
1
4
3
B
C
C
D
D
B
2
A
A
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
Theory of Machine
8.10
laar Mechanism with Lower Pairs
2. Cơ cấu bốn khâu bản lề và các biến thể
2. Các biến thể của cơ cấu bốn khâu bản lề
Từ cơ cấu clít, cho khớp A lùi ra ∞ theo phương của giá 1 cơ cấu sin
2
3
4
1
2
3
4
C
C
D
B
B
2
1
A
4
3
2
1
A
C
B
A
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
5
CIMEC lab
10/11/2009
Theory of Machine
8.11
Plaar Mechanism with Lower Pairs
2. Cơ cấu bốn khâu bản lề và các biến thể
2. Các biến thể của cơ cấu bốn khâu bản lề
Từ cơ cấu sin, đổi khâu 4 làm giá cơ cấu ellipse
4
3
2
1
4
3
2
1
C
C
B
B
A
A
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
Theory of Machine
8.12
laar Mechanism with Lower Pairs
2. Cơ cấu bốn khâu bản lề và các biến thể
2. Các biến thể của cơ cấu bốn khâu bản lề
Từ cơ cấu sin, đổi khâu 2 làm giá cơ cấu oldham
4
3
2
1
4
C
1
B
C
B
A
3
2
2
4
3
1
C
B
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
6
CIMEC lab
10/11/2009
Theory of Machine
8.13
laar Mechanism with Lower Pairs
3Đặc điểm động học cơ cấu 4 khâu bản lề
1. Tỉ số truyền
Trong cơ cấu 4 khâu bản lề
+ khâu dẫn 1 quay đều với vận tốc góc 1
+ khâu 2 chuyển động song phẳng với vận tốc góc 2
+ khâu bị dẫn 3 quay với vận tốc góc 3
Tỉ số truyền giữa hai khâu tùy ý của một cơ
cấu là tỉ số vận tốc góc giữa hai khâu đó
1
2
C
3
4
2
1
1
2
2
3
i12
, i23
B
A
Tỉ số truyền của cơ cấu là tỉ số truyền giữa
khâu dẫn và khâu bị dẫn của cơ cấu
3
1
i13
D
3
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
Theory of Machine
8.14
laar Mechanism with Lower Pairs
3Đặc điểm động học cơ cấu 4 khâu bản lề
1. Tỉ số truyền
Định lý KennedyTrong 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
P24
VP
13
lAP
lDP
13
1
3
13
i13
13
VP
lAP
1
2
C
3
4
13
2
1
lDP
13
B
A
3
Công thức trên được phát biểu dưới dạng
định lý sau
P
13
D
Định lý WillisTrong cơ cấu bốn khâu bản lề, đường thanh truyền chia đường
giá ra làm hai phần tỉ lệ nghịch với vận tốc của hai khâu nối giá
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
7
CIMEC lab
10/11/2009
Theory of Machine
8.15
laar Mechanism with Lower Pairs
3Đặc điểm động học cơ cấu 4 khâu bản lề
1. Tỉ số truyền
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
lDP
1
3
13
i13
lAP
13
+ P1chia ngoài đoạn AD i1> cùng chiều 3
P
1chia trong đoạn AD i13 < ngược chiều 3
C
C
B
VP
13
3
1
P
13
P
13
1
3
VP
13
A
D
A
B
D
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
Theory of Machine
8.16
laar Mechanism with Lower Pairs
3Đặc điểm động học cơ cấu 4 khâu bản lề
1. Tỉ số truyền
Đặc điểm động học cơ cấu 4 khâu bản lề
+ Khi tay quaAvà thanh truyềBduỗi thẳng hay dập nhau, tứP13 ,
khâu 3 đang ở vị trí biên và chuẩn bị đổi chiều quay
C2
C
A3
A
A2
1
B2
B
3
O3
O1
O2
C1
1
D
A
B1
1
3
+ Nếu AB = CDAD = BC : cơ cấu hình bình hành P i13
1
13
khâu dẫn và khâu bị dẫn quay cùng chiều và cùng vận tốc
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
8
CIMEC lab
10/11/2009
Theory of Machine
8.17
laar Mechanism with Lower Pairs
3Đặc điểm động học cơ cấu 4 khâu bản lề
2. Hệ số năng suất
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
C2
+ hành trình đi ứng với góc d
+ hành trình về ứng với góc v
chiều làm việc
C
+ thông thường v
B2
B
ét cơ cấu 4 khâu bản lề như hình, ếu
chọn hành trình về là hành trình làm việc,
hành trình đi là hành trình chạy không
3
C1
d
1
v
D
A
tlv
v 1 v 180
d 1 d 180
B1
k
tck
chu kỳ làm việc
Hệ số năng suấphụ thuộc
+ kết cấu của cơ cấu
+ chiều quay của khâu dẫn 1
+ chiều công nghệ của khâu bị dẫn
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
Theory of Machine
8.18
laar Mechanism with Lower Pairs
3Đặc điểm động học cơ cấu 4 khâu bản lề
3. Điều kiện quay toàn vòng của khâu nối giá
Điều kiện quay toàn vòng của khâu 1
C
{B2}
+ Tháo khớp B ét quỹ tích Bvà B2
{B } O(A,l1)
B
1
l1
| l2 l3 |
{B } O(D,l2 l3)O(D,|l2 l3 |)
1
1
D
A
{B1}
{B }{B }
+ Khâu 1 quay toàn vòng
1
2
| l l | | l l |
l
3
2
3
4
1
B
2
l2 l3 l4 l1
l2
B
2
Điều kiện quay toàn vòng của khâu nối giákhâu nối giá quay được toàn vòng
khi và chỉ khi quỹ tích của nó nằm trong miền với của thanh truyền kề với nó
Điều kiện quay toàn vòng của khâu 3 tương tự
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
9
CIMEC lab
10/11/2009
Theory of Machine
8.19
laar Mechanism with Lower Pairs
4Đặc điểm động học cơ cấu biến thể
1. Cơ cấu tay quay – con trượt lệch tâm
Tỉ số truyền
VP VP
1
13 /1
13 /3
1lAP VC
13
1
1
{B2}
i13
l2
VC lAP
13
1
2
3
Hệ số năng suất
P
13
B
D
1800
k
C
1800
e
x
1
x
Điều kiện quay toàn vòng
A
{B } O(A,l )
{B2}MR2:1 yM 2
đk khâu 1 quay toàn vòng
1
1
B2
haønh trình laøm vieäc
haønh trình chaïy khoâng
B1
{B1}
l2
{B }{B2}
1
l e l
1
2
l1 e l2
2
l1 e l2
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
Theory of Machine
8.20
laar Mechanism with Lower Pairs
4Đặc điểm động học cơ cấu biến thể
2. Cơ cấu clít
Tỉ số truyề: Tâm quay tức thời của khâu 1 và 3 là giao điểm của BC và AD
lCP
1
3 lAP
haønh trình laøm vieäc
13
VP VP 1lAP 3 lCP
i13
13 /1
13 /3
13
13
1
2
3
13
Hệ số năng suất
P
1800
13
B
k
1800
lv
1
Điều kiện quay toàn vòng
A
ck
+ Khâu 1
B1
B2
/2
{B } O(A,l1)
1
{B }{B }
1
2
{B2} R2
khâu 1 luôn quay được toàn vòng
+ Khâu 3 ?
D
Để khâu 3 quay toàn vòngl l4
2 const
lDP
1
13
Kh= :
i13
3 lAP
13
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
10
CIMEC lab
10/11/2009
Theory of Machine
8.21
laar Mechanism with Lower Pairs
4Đặc điểm động học cơ cấu biến thể
3. Cơ cấu sin
1
2
3
1
2
3
B
B
C
C
P
P
13
13
A
A
1
1
Tỉ số truyề: Tâm quay tức thời của khâu 1 và 3 là giao điểm của BC và AD
(D AD xx)
1
V3 lAP
1
VP /1 VP
1lAP V3 VC i13
13 / 3
13
13
13
Hệ số năng suấk = 1
Điều kiện quay toàn vòn: Khâu 1 luôn quay được toàn vòng
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
11
11 trang
24300
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 8: Cơ cấu phẳng toàn khớp thấp - Nguyễn Tân Tiến", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_nguyen_ly_may_chuong_8_co_cau_phang_toan_khop_thap.pdf
