Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 8: Cơ cấu CAM - Trương Quang Trường

Nội dung text: Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 8: Cơ cấu CAM - Trương Quang Trường

1. NGUYÊN LÝ MÁY GV: ThS. TRƯƠNG QUANG TRƯỜNG KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ TRƯỜNG 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 8 C CẤU CAM Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 2 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
3. I. ĐẠI CƯƠNG 1. Khái niệm C cu cam lƠ c cu khp loi cao, có kh năng thực hiện được những chuyển đng có chu kỳ phức tp của khơu bị dẫn vi đ chính xác cao. Khâu dẫn của cơ cấu được gọi là cam, còn khâu bị dẫn được gọi là cần. + AB là kích thước động của khâu 1, AB thay đổi trong quá trình làm việc. + Khớp cao giữa khâu 1 và khâu 2 là B. Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 3 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
4. I. ĐẠI CƯƠNG 2. Phân loi C C C 2 2 2 B - Cơ cấu cam phẳng: các 1 B 1 B 1 khâu chuyển động của một 1 1 1 mặt phẳng hay trong các mặt A A A phẳng song song nhau + Theo chuyển động của a) b) c) cam: cam quay, cam tịnh tiến C C C 2 2 2 + Theo chuyển động của B B B cần: lắc, tịnh tiến, chuyển 1 1 1 động song phẳng 1 A A 1 A 1 + Theo dạng đáy của cần: bằng, nhọn, con lăn, biên e) f) dạng bất kỳ d) 2 C 2 C B B g) h) 1 1 A A Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 4 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
5. I. ĐẠI CƯƠNG 2. Phân loi - Cơ cấu cam không gian: các khâu chuyển động trong các mặt phẳng không song song nhau 1 2 2 2 1 1 a) b) c) Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 5 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
6. I. ĐẠI CƯƠNG 3. Ni dung nghiên cứu - Hai bài toán cơ bản về cơ cấu cam + Bài toán phân tích: cho trước cơ cấu cam xác định quy luật chuyển động của cần + Bài toán tổng hợp: cho trước quy luật chuyển động của cần xác định hình dạng, kích thước của cam Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 6 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
7. II. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CƠ CẤU CAM 1. Thông số hình học của cam - Bán kính vectơ lớn nhất Rmax và bán kính vectơ nhỏ nhất Rmin. - Các góc công nghệ: là góc được xác định trên biên dạng cam ứng với các cung làm việc khác nhau của biên dạng này. Có 4 góc công nghệ: + Góc công nghệ đi xa đ: ứng với giai đoạn cần đi xa tâm cam. + Góc công nghệ đứng xa x: ứng với giai đoạn cần đứng yên ở vị trí xa tâm cam nhất. + Góc công nghệ về gần v: ứng với giai đoạn cần về gần tâm cam. + Góc công nghệ đứng gần g: ứng với giai đoạn cần đứng yên ở vị trí gần tâm cam nhất. Để cần chuyển động qua lại, tối thiểu trên biên dạng cam phải có 2 góc đ, v. C d 2 Bm d B'm Bm B'm 1 d Bo C 1 d Bo 1 2 A H A 1 Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM a) - 7 - b)
8. II. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CƠ CẤU CAM 2. Thông số đng học của cam - Đối với cơ cấu cam cần tịnh tiến đầu nhọn : + Độ lệch tâm e = AH (Khi e = 0 tức là khi phương trượt BC đi qua tâm A, ta có cơ cấu cam cần tịnh tiến chính tâm). - Đối với cam cần lắc đầu nhọn: + Khoảng cách tâm cam – tâm cần lAC. + Chiều dài cần lBC. - Các góc định kỳ là góc quay của cam ứng với các giai đoạn chuyển động khác nhau của cần. C + Góc định kỳ đi xa đ + Góc định kỳ đứng xa x 2 d + Góc định kỳ về gần v Bm d B'm Bm B'm + Góc định kỳ đứng gần g 1 d Bo C 1 d Bo 1 2 A H A 1 Khoa Cơ Khí – Công Nghệ a) Ths. Trương Quang Trường b) - 8 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
9. II. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CƠ CẤU CAM 3. Thông số lực học của cam Góc áp lực đầu cần: N = P.VB2.cos( + ) : Góc áp lực đầu cần : Góc ma sát giữa cam và cần C n N VB2 P VB2 n 1 1 B B C n F 1 n 2 A A 1 a) b) Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 9 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
10. III. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM 1. Cam cần đầu nhọn a) Cam cần tịnh tiến đầu nhọn Lập đồ thị chuyển vị s Phương pháp trực tiếp 2 s2 B2 B'2 B1 B'1 s1 s1  Bo 0  d x v g H1 O d Ho 1 1 Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 10 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
11. III. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM 1. Cam cần đầu nhọn a) Cam cần tịnh tiến đầu nhọn Lập đồ thị chuyển vị Phương pháp đổi chuyển động (đổi giá) Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 11 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
12. III. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM S 1. Cam cần đầu nhọn a) Cam cần tịnh tiến đầu nhọn a) Phương pháp đồ thị phân tích t 0 2 4 6 6 8 10 12 0 động học cơ cấu cam cần tịnh v( ) x d v g tiến ds ds d b) v(t ) v(  ).  1 t dt d dt H 0 d2 s dv(t ) dv( ) d H1 a(t) ( .  v().  1 ) dt2 dt dt1 dt a( ) c)  1 const dv( ) d 2 t a( t )  . a(  ).  H' 110 d dt Khoa Cơ Khí – Công Nghệ 2 Ths. Trương Quang Trường - 12 - H Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
13.  III. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM 1. Cam cần đầu nhọn Lập đồ thị chuyển vị: + Phương pháp trực tiếp b) Cam quay cần đầu nhọn + Phương pháp đổi chuyển động C1  2 B2 B'2 max B1 1  B'1 1 C 0 Bo 2 1 2 1 1  O 1 O a) b) m O2 3 O2 Phân tích động học: m  2 d Bm  B3 O2 và  (t)  ( ). 2  ( ) B  2 2 2 1 B1 d 1 Bo O2  d ( ) 2 2 và  (t)  ( ).   2 ( ) 2 2 1 O2 O1 d Khoa Cơ Khí – Công Nghệ a) Ths. Trương Quang Trường1 - 13 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
14. III. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM 2. Cam cần đầu bằng Lập đồ thị chuyển vị: + Phương pháp trực tiếp + Phương pháp đổi chuyển động Phân tích động học (tương tự cam cần đầu nhọn) x0=x8 s x7 x1 I1 I0 I7 0 x2 I2 B1 B B7 I6 O x6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 B2 B6 I3 I5 B5 x3 B3 x5 B4 I4 1 Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường x4 - 14 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
15. III. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM 3. Cam cần đầu con lăn Thực hiện tương tự cam cần đầu nhọn Biên dạng lý thuyết Vẽ các vòng tròn = đường kính con lăn  Biên dạng thực Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 15 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
16. IV. PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU CAM Mục đích xác định khả năng làm việc của cơ cấu cam dưới tác dụng của tải trọng - Lực tác dụng lên cần cam: VB2 n t N + Lực đẩy của cam t/d lên cần: P + Momen cản t/d lên cần: MC P h + Phản lực từ giá t/d lên cần: R M ' c B R F Mc C 1 - A t Điều kiện cân bằng lực: P.h – R. c – Mc = 0 n M c Với h = lBC.cos( + ) P và R = P [cos( ) sin( ')].lBC Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 16 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
17. V. TRÌNH TỰ THIẾT KẾ 1. Lập đồ thị chuyển vị, đồ thị vận tốc và đồ thị gia tốc của cần cam 2. Xác định tâm quay của cam (tổng hợp động lực học) 3. Xác định biên dạng cam (tổng hợp động lực học) Nếu là cam cần đáy con lăn - Vẽ biên dạng cam lý thuyết - Xác định bán kính con lăn - Xác định biên dạng cam thực tế TỔNG HỢP CƠ CẤU CAM (Xem trong giáo trình) Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 17 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
18. VI. TỔNG HỢP CƠ CẤU CAM (Xem trong giáo trình) Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 18 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
19. VII. BO TOÀN KHP CAO TRONG C CU CAM Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 19 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM