›
›

Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 6: Cơ cấu CAM - Nguyễn Chí Hưng

Download
CHƢƠNG 6  
CƠ CẤU CAM  
Chương 6  
CƠ CẤU CAM  
6.1. Định nghĩa, phân loại  
6.1.1. Định nghĩa  
Cơ cấu cam  
Là cơ cấu có dùng khớp cao để truyền chuyển động, quy luật  
chuyển động của khâu bị dẫn là do sự thay đổi kích thƣớc động trên  
khâu dẫn quyết định. Khâu dẫn (1) gọi là cam, khâu bị dẫn (2) gọi là  
cần.  
C
Bx  
2
B
B'x  
B
x  
d  
Bg  
2
e
v  
A
H
g  
B'g  
1
1
Chương 6  
CƠ CẤU CAM  
6.1. Định nghĩa, phân loại  
6.1.2. Phân loại  
Cơ cấu cam phẳng  
B
3
D
B
2
2
2
B
 
  
  
C
C
C
A
A
A
1
1
1
(c)  
(a)  
(b)  
D
2
2
2
B
3
B
B
  
  
  
A
A
A
1
1
1
(f)  
(e)  
C
2
C
2
3
B
D
B
1
1
A
A
(g)  
(h)  
Chương 6  
CƠ CẤU CAM  
6.1. Định nghĩa, phân loại  
6.1.2. Phân loại  
Cơ cấu cam không gian  
B
A
1
1  
Chương 6  
CƠ CẤU CAM  
6.1. Định nghĩa, phân loại  
6.1.3. Thông số cơ bản của cơ cấu cam  
Bx  
Góc công nghệ, góc định kỳ  
B
B'x  
x  
d  
Bg  
2
C
Quá trình chuyển động của cần  
ứng với một vòng (chu kì) quay của  
cam (2) gồm bốn giai đoạn:  
A
v  
g  
B'g  
1
- Khi khớp cao B đi từ Bg đến Bx thì đầu cần ngày càng xa tâm cam  
nên gọi đây là thời kỳ “đi xa”. Góc quay của cam là đ, góc mặt cam  
tƣơng ứng là đ.  
- Khi khớp cao B đi từ Bx đến B’x thì đầu cần đứng yên ở vị trí xa tâm  
cam nhất, gọi là giai đoạn “đứng xa” (ở xa)  , .  
- Khi khớp cao B đi từ B’x đến B’g thì đầu cần càng về gần tâm cam  
hơn, gọi là giai đoạn “về gần” v, v.  
- Khi khớp cao B đi từ B’g đến Bg thì đầu cần đứng yên ở vị trí gần  
tâm cam nhất, gọi là giai đoạn “đứng gần” (ở gần)  g, g.  
Chương 6  
CƠ CẤU CAM  
6.1. Định nghĩa, phân loại  
6.1.3. Thông số cơ bản của cơ cấu cam  
Góc công nghệ, góc định kỳ  
C
.đ, x, v, g góc định kì (th.số đ.học của cam)  
.đ, x, v, g góc công nghệ (th.số h.học của  
cam)  
2
B
Ta thấy đ + x + v + g = đ + x + v + g = 2.  
Tuy nhiên nói chung thì các góc định kì và công  
nghệ ở thời kì đi xa và về gần không bằng nhau  
(và phải khác 0), còn thời kì đứng xa và đứng gần  
chúng bằng nhau (và có thể bằng 0):  
e
A
H
1
đ ≠ đ ≠ 0; v ≠ v ≠ 0; x = x;  
g = g  
Cơ cấu cam cần đẩy, đáy nhọn, ngoài những thông số đặc trƣng của  
cam nhƣ đã trình bày ở trên ta còn có thêm một thông số nữa gọi là  
tâm sai e. Tâm sai e là khoảng cách từ tâm quay của cam A đến  
phƣơng tịnh tiến của cần đẩy BC, e = AH. Đƣờng tròn (A,e) gọi là  
đƣờng tròn tâm sai. Nếu e = 0 ta có cam cần đẩy chính tâm, còn khi e  
≠ 0 tatcâólmệcc.ahm  
Chương 6  
CƠ CẤU CAM  
6.1. Định nghĩa, phân loại  
6.1.3. Thông số cơ bản của cơ cấu cam  
Góc công nghệ, góc định kỳ  
Chương 6  
CƠ CẤU CAM  
6.1. Định nghĩa, phân loại  
6.1.3. Thông số cơ bản của cơ cấu cam  
Góc công nghệ, góc định kỳ  
Cx  
C’g  
Cg  
Chương 6  
CƠ CẤU CAM  
6.1. Định nghĩa, phân loại  
6.1.3. Thông số cơ bản của cơ cấu cam  
Thông số lực học của cơ cấu cam  
Chương 6  
CƠ CẤU CAM  
6.1. Định nghĩa, phân loại  
6.1.4. Nội dung nghiên cứu  
• Phân tích cơ cấu cam.  
GT: - Cho cc cam: b.dạng cam, tâm cam, cần.  
- Cho quy luật c.động của cam, 1 = const.  
KL: - Xđ quy luật c.động của cần (vị trí, v.tốc, g.tốc): bài toán đ.học  
- Đại lƣợng đ.l.học: góc áp lực , ma sát, h.suất của cơ cấu.  
• Tổng hợp cơ cấu cam.  
GT: - Quy luật c.động của cần và điều kiện đ.l.học (góc áp lực )  
KL: - Tìm k.thƣớc h.học của cam (b.dạng, vị trí tâm cam, cần)  
. 2 bài toán:  
Tổng hợp động học --> Vẽ biên dạng cam.  
Tổng hợp động lực học --> Tâm cam A.  
(cơ cấu cam phẳng)  
Chương 6  
CƠ CẤU CAM  
6.2. Phân tích động học cơ cấu cam  
GT: Cho lƣợc đồ cơ cấu: Các kích thƣớc động học li; 1 = const.  
KL: Xác định quy luật chuyển động của cần: (), (), (): cần  
lắc hoặc S(), v(), a(): cần đẩy  
+ Phƣơng pháp: Có thể sử dụng nhiều phƣơng pháp để phân tích  
động học cơ cấc
- Phƣơng pháp chuyển động tuyệt đối (dựa vào chuyển động  
tuyệt đối của các khâu trong cơ cấu).  
- Phƣơng pháp đổi giá.  
- Phƣơng pháp tâm quay tức thời  
- Phƣơng pháp giải tích.  
Chương 6  
CƠ CẤU CAM  
6.2. Phân tích động học cơ cấu cam  
6.2.1. Cơ cấu cam cần lắc nhọn  
Phƣơng pháp chuyển động thực (Cđ tuyệt đối)  
- Dựng l.đồ cơ cấu, tỷ lệ xích l  
- Ban đầu, cam và cần tiếp xúc  
tại B0 = Bg (bắt đầu cung đi xa).  
-Lấy AC làm gốc để đo góc  
quay của cần  
khi cam quay ứng với mỗi vị  
trí của cam thì cần có vị trí  
xác định .  
Bx  
B
B'x  
x  
d  
Bg  
2
C
g  
B'g  
1
- Dựng hệ trục toạ độ Ovới tỉ lệ xích của các trục là  [rad/mm],  
 [rad/mm].  
Nội dung của phƣơng pháp chính là xác định chuyển vị i (i = 0,1,2,…  
,n) của cần theo các góc quay liên tiếp của cam i (khi đầu cần tiếp  
xúc với các điểm trên biên dạng cam). Từ đó xây dựng đồ thị ().  
Việc xác định các cặp giá trị (i, i) dựa trên chuyển động thực của cơ  
cấu.  
Chương 6  
CƠ CẤU CAM  
6.2. Phân tích động học cơ cấu cam  
6.2.1. Cơ cấu cam cần lắc nhọn  
Phƣơng pháp chuyển động thực (Cđ tuyệt đối)  
Chương 6  
CƠ CẤU CAM  
6.2. Phân tích động học cơ cấu cam  
6.2.1. Cơ cấu cam cần lắc nhọn  
Phƣơng pháp chuyển động thực (Cđ tuyệt đối)  
Giả sử khi cam quay đƣợc một góc i thì đầu cần tiếp xúc với biên  
dạng cam tại điểm , ta đi xác định góc quay tƣơng ứng của cần i?  
Dễ dàng nhận thấy quỹ đạo chuyển động của đầu cần là cung tròn  
tâm C, bán kính CB (chiều dài cần), quỹ đạo chuyển động của các  
điểm trên biên dạng cam là cung tròn tâm A, bán kính . Giao điểm  
của hai cung tròn này chính là vị trí của đầu cần khi tiếp xúc với điểm  
trên biên dạng cam. Nhƣ vậy ta sẽ xác định đƣợc:  
là góc quay của cam.  
góc quay tƣơng ứng của cần.  
góc quét của đầu cần trên mặt cam.  
Chuyển vị thật của cần là i = i – 0  
Biểu diễn cặp giá trị (i,i) này trên hệ trục tọa độ O ta sẽ đƣợc  
một điểm i của đồ thị cần tìm () với tung độ và hoành độ tƣơng ứng  
nhƣ sau:  
i  
i  
i   
, i   
Chương 6  
CƠ CẤU CAM  
6.2. Phân tích động học cơ cấu cam  
6.2.1. Cơ cấu cam cần lắc nhọn  
Phƣơng pháp chuyển động thực (Cđ tuyệt đối)  
Làm tƣơng tự cho các góc quay i (i = 0,1,2,… ,n) khác trong một chu  
kỳ động học, sau đó nối các điểm i lại với nhau bằng 1 đƣờng cong  
trơn ta sẽ thu đƣợc đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa góc lắc của cần  
theo góc quay của cam: ().  
Đạo hàm đồ thị chuyển vị của cần () ta thu đƣợc đồ thị vận tốc góc  
của cần () và đồ thị gia tốc góc của cần () theo góc quay .  
ddd  
  1 1.()  
dt ddt d  
d  
Vận tốc góc của cần:  
t   
   
Gia tốc góc của cần  
d2d  
d  
dd2d  
d  
d2  
d2  
d  
t   
   
(  
)   
1   
   
12   
dt2
d2  
2
1
Nếu cam quay đều, ta có  
t   
   
d2  
1
2
x
ˆ
B AB  
Trên hình vẽ ta có: Góc định kỳ đi xa là:  
Góc công nghệ đi xa là:  
đ
x
1
ˆ
đ Bx AB0  
Chương 6  
CƠ CẤU CAM  
6.2. Phân tích động học cơ cấu cam  
6.2.1. Cơ cấu cam cần lắc nhọn  
Phƣơng pháp chuyển động thực (Cđ tuyệt đối)  
Nhƣợc điểm của phƣơng pháp:  
Phải đo 2 góc i, i --> sai số lớn.  
Khó xác địnể tiện biểu diễn  
trên trục hoành (khi 1 = const)  
Giá 0 :  
Chương 6  
CƠ CẤU CAM  
6.2. Phân tích động học cơ cấu cam  
6.2.1. Cơ cấu cam cần lắc nhọn  
Khi sử dụng phƣơng pháp chuyển động tuyệt đối, ta gặp phải khó  
khăn đó là, rất khó chọn các điểm Bi1 trên mặt cam để có đƣợc các  
góc quay i của cam cách đều nhau. Để khắc phục điều đó, phƣơng  
pháp đổi giá cho phép xác định chuyển vị của cần theo các góc quay  
chọn trƣớc của cam.  
Phƣơng pháp
- Dựng lƣợc đồ cơ cấu với tỷ lệ xích l. Xét thời điểm ban đầu, cam và cần  
tiếp xúc nhau tại điểm B0 (điểm bắt đầu cung đi xa), vị trí cơ cấu là AB0C0.  
- Lấy đƣờng giá AC (nối tâm quay của cam và tâm quay của cần) làm gốc  
để đo góc quay của cần.  
- Dựng hệ trục .  
-Cho cả cơ cấu quay với vận tốc – ω1 quanh tâm quay A. Khi đó vận tốc các  
khâu tƣơng ứng sẽ là:  
2 1  
  
Giá :  
0  
Cam 1:  
Cần 2 :  
1
1
1
Chương 6  
CƠ CẤU CAM  
6.2. Phân tích động học cơ cấu cam  
6.2.1. Cơ cấu cam cần lắc nhọn  
Phƣơng pháp đổi giá  
Chương 6  
CƠ CẤU CAM  
6.2. Phân tích động học cơ cấu cam  
6.2.1. Cơ cấu cam cần lắc nhọn  
Phƣơng pháp đổi giá  
- Cam 1 đƣợc xem nhƣ đứng yên (đƣợc đổi thành “giá”) và giá 0  
chuyển động với vận tốc – ω1.  
Quỹ đạo của điểm C là đƣờng tròn tâm A, bán kính AC gọi là vòng  
tròn tâm cần. Chia vòng tròn tâm cần thành n khoảng đều nhau (giả  
sử n = 8) và đheo chiều quay  
của giá – ω1 (ngƣợc chiều kim đồng hồ).  
Tại thời điểm i, vị trí tâm cần là Ci, vị trí khớp cao nối cam và cần là  
Bi = giao điểm của cung tròn tâm Ci, bán kính CB (chiều dài cần) cắt  
biên dạng cam. Nhƣ vậy ta có trong chuyển động đổi giá, góc quay  
của giá (tƣơng ứng với góc quay của cam trong chuyển động thực)  
ˆ
C AC  
là i =  
, chuyển vị tƣơng ứng của cần là =  
.Biểu diễn  
BiCi A  
0
i
i
cặp giá trị (i , i) này trên hệ trục toạ độ Ota đƣợc điểm i thuộc  
đồ thị () cần tìm.  
Chương 6  
CƠ CẤU CAM  
6.2. Phân tích động học cơ cấu cam  
6.2.1. Cơ cấu cam cần lắc nhọn  
Phƣơng pháp đổi giá  
Chuyển vị thật của cần là i = i – 0  
i  
i  
i   
,
i   
Làm tƣơng tự cho các điểm i (i = 0,1,2,… ,n) khác trong một chu kỳ  
động học, sau ƣờng cong trơn  
ta sẽ thu đƣợc đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa góc lắc của cần   
theo góc quay của cam: ().  
Đạo hàm đồ thị chuyển vị của cần () ta thu đƣợc đồ thị vận tốc  
góc của cần () và đồ thị gia tốc góc của cần () theo góc quay .  
Trên h
ˆ
C AC  
Góc định kỳ đi xa là:  
đ
0
x
ˆ
0
B AB  
Góc công nghệ đi xa là:  
đ
x
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 37 trang yennguyen 15/04/2022 3260
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 6: Cơ cấu CAM - Nguyễn Chí Hưng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_nguyen_ly_may_chuong_6_co_cau_cam_nguyen_chi_hung.pdf