ts. phẠm huy hoÀng - hcmut - project management ...phhoang/nlm/nlm_chpt1+8+13.pdfw = n-k p...

TS. Phạm Huy Hoàng 1

CHƯƠNG 1 + 8 + 13CẤU TẠO CƠ CẤU

CƠ CẤU PHẲNG TOÀN KHỚP THẤPCƠ CẤU ĐẶC BIỆT

TS. PHẠM HUY HOÀNG

I. Khái niệm: Chi tiết máy (CTM, machine element) và

Khâu (Link)

TS. Phạm Huy Hoàng 2

1. Chi tiết máy: cơ

phận nhỏ nhất tháorời từ một máy.

2. Khâu: một hay nhiều

CTM lắp chặt với nhauthành một vật cứng; có

chuyển động tương đối

với các vật cứng khác.

TS. Phạm Huy Hoàng 3

3. Khớp:

a/ Bậc tự do: khả năng chuyển động độc lập.

b/ Ràng buộc: bậc tự do bị triệt tiêu do 2 khâu luôn tiếp xúc

nhau theo một cách nào đó.

c/ Thành phần khớp động: phần bề mặt tiếp xúc thuộc vềmỗi khâu khi phát sinh ràng buộc.

d/ Khớp động: 2 thành phần khớp động cuả 2 khâu tiếp xúc

tạo ràng buộc.

TS. Phạm Huy Hoàng 4

TS. Phạm Huy Hoàng 5

TS. Phạm Huy Hoàng 6

e/ Phân loại khớp động:

- Số ràng buộc tạo ra: khớp loai k có k ràng buộc

- Bề mặt tiếp xúc: khớp cao - tiếp xúc theo điểm hay đường.

khớp thấp - tiếp xúc theo mặt

TS. Phạm Huy Hoàng 7

Biểu diễn khâu và khớp động _ Kích thước động: - Kích thước động: kích thước ảnh hưởng bài tóan

động học.- Biểu diễn dạng đơn giản.

4. Chuỗi động, Cơ cấu và Máy:

a/ Chuỗi động: tập hợp các khâu liên kết với nhau bởi cáckhớp động.

- Chuỗi động kín

- Chuỗi động hở

TS. Phạm Huy Hoàng 8

b/ Cơ cấu: một chuỗi động có một khâu cố định (khâu giá),

một hoặc nhiều khâu được cung cấp chuyển động (khâudẫn) và các khâu còn lại chuyển động tùy theo chuyển động

của các khâu dẫn.

Cơ cấu dùng để truyền hay biến đổi chuyển động và lực.

TS. Phạm Huy Hoàng 9

c/ Máy: một hay nhiều cơ cấu kết hợp lại

để truyền hay biến đổi năng lượng.

TS. Phạm Huy Hoàng 10

II. Bậc tự do cơ cấu:

1. Công thức tổng quát (cơ cấu không gian):

n: số khâu động;

pk: số khớp lọai k (có k ràng buộc);

rth: số ràng buộc thừa;

rtr: số ràng buộc trùng;

wth: số bậc tự do thừa.

W n k p r r wk th tr th= - - -æèç

öø÷ -å6

1

5

. .

Ví dụ:

3 ràng buộc trùng

- Tịnh tiến theo trục z.

- Quay quanh trục x.

- Quay quanh trục y.

Ràng buộc trùng:Ràng buộc sinh ra (khi hai khâu liên kết bởi khớp động) trùngvới ràng buộc sẵn có của khâu tham gia liên kết.

TS. Phạm Huy Hoàng 11

Ràng buộc thừa:

Bậc tự do “âm” củanhóm khâu và khớp

thừa về mặt động học.

Ví dụ:

Nhóm thừa {khớp C,

khớp D và khâu 3} có

bậc tự do “ - 1”.

• Dấu hiệu: các điềukiện nghiêm ngặt về

kích thước và vị trí.

Ví dụ:

Chuyển động xoaycủa con lăn quanh

tâm của nó là bậc tự

do thừa.

Dấu hiệu: các khả

năng chuyển động

của một khâu mà

không ảnh hưởngđến chuyển động

của các khâu khác.

Bậc tự do thừa:Bậc tự do không cần thiết về mặt động học.

TS. Phạm Huy Hoàng 12

2. Công thức cho cơ cấu phẳng:

- Cơ cấu phẳng: có các khâu chuyển động trên một mặtphẳng hoặc những mặt phẳng song song nhau.

- Bậc tự do phẳng và ràng buộc phẳng: chỉ quan tâm khả

năng chuyển động: tịnh tiến theo trục x, tịnh tiến theo trụcy và quay quanh trục z (trục x và y nằm trong mặt phẳng).

- Không quan tâm các ràng buộc ngòai mặt phẳng: tịnh

tiến theo trục z, quay quanh trục x và quay quanh trục y.

Khớp lọai 4 – có 4 ràng buộc{1 ràng buộc phẳng và 3 ràng buộc không gian}

Khớp lọai 5 – có 5 ràng buộc{2 ràng buộc phẳng và 3 ràng buộc không gian}

n: số khâu động;

p4 và p5: số khớp lọai 4 (có 1 ràng buộc phẳng) và số khớplọai 5 (có 2 ràng buộc phẳng);

rth: số ràng buộc thừa;

wth: số bậc tự do thừa.

( ) thwthrppnW --+-= 5.24.3

TS. Phạm Huy Hoàng 13

n = 7; p4 = 4; p5 = 8; rth = 0; wth = 0

W = 1

Lift platform

Hãy vẽ lược đồ cơ cấu và tính bậctự do cho các cơ cấu sau:

TS. Phạm Huy Hoàng 14

Hãy vẽ lược đồ cơ cấu và tính bậctự do cho các cơ cấu sau:

III. Cơ cấu toàn khớp thấp tương đương:

Cách thay thế:

- Xác định khớp cao.

- Xác định tâm cong

của các thành phầnkhớp cao.

- Đặt các khớp bản

lề tại các tâm cong.

- Nối hai khớp bản lề

lại bằng một khâu.

- Lọai bỏ khớp cao.

TS. Phạm Huy Hoàng 15

IV. Cơ cấu phẳng toàn khớp thấp:

1. Các cơ cấu thường gặp: cơ cấu 4 khâu bản lề, cơ cấutay quay con trượt, cơ cấu Coulisse, cơ cấu Sin, cơ

cấu Tang, cơ cấu Coulisse lắc.

TS. Phạm Huy Hoàng 16

2. Hệ số làm việc.

kttlv

ck

= =+-

180180

qq

TS. Phạm Huy Hoàng 17

kttlv

ck

= =+-

180180

qq

3. Điều kiện quay toàn vòng của khâu nối giá.

{l l l l

l l l l2 3 1 4

2 3 4 1

+ ³ +

- £ -

TS. Phạm Huy Hoàng 18

V. Cơ cấu đặc biệt:

Cơ cấu bánh cóc - con cóc (ratchet mechanism).

Cơ cấu bánh cóc - con cóc.

TS. Phạm Huy Hoàng 19

Cơ cấu Cardan

Cơ cấu Oldam

TS. Phạm Huy Hoàng 20

Cơ cấu Malt

TS. Phạm Huy Hoàng 21

Tham quan