Nguyên lí máy - Chương 8: Cơ cấu cam

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Ths. Trương Quang Trường 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 Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Ths. Trương Quang Trường - 2 - Nguyên Lý Máy Chưѫng 8 CѪ CẤU CAM Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Ths. Trương Quang Trường - 3 - I. ĐẠI CƯƠNG Cѫ cҩu cam lƠ cѫ cҩu khӟp loҥi cao, có khҧ nĕng thực hiện được những chuyển đӝng có chu kỳ phức tҥp của khơu bị dẫn vӟi đӝ 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. 1. Khái niệm Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Ths. Trương Quang Trường - 4 - I. ĐẠI CƯƠNG 2. Phân loҥi - Cơ cấu cam phẳng: các khâu chuyển động của một mặt phẳng hay trong các mặt phẳng song song nhau + Theo chuyển động của cam: cam quay, cam tịnh tiến .. + Theo chuyển động của cần: lắc, tịnh tiến, chuyển động song phẳng + Theo dạng đáy của cần: bằng, nhọn, con lĕn, biên dạng bất kỳ h) f)e)d) c)b)a) B 1 2 C AA C2 1 B 2 B C 2 B C 111 111 C B A 2 1 1 A 1 A C B A 2 1 C B A 2 11 2 A B C g) Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Ths. Trương Quang Trường - 5 - I. ĐẠI CƯƠNG 2. Phân loҥi - Cơ cấu cam không gian: các khâu chuyển động trong các mặt phẳng không song song nhau 2 1 2 12 1 c)b)a) Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Ths. Trương Quang Trường - 6 - I. ĐẠI CƯƠNG 3. Nӝi 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 Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Ths. Trương Quang Trường II. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CƠ CẤU CAM 1. Thông số hình học của cam - 7 - - 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. d d B'm Bo C b) 1 2 A Bm 1H d d B'mBm C Bo A 2 1 1 a) Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Ths. Trương Quang Trường - 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. - 8 - II. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CƠ CẤU CAM 2. Thông số đӝng học của cam d d B'm Bo C b) 1 2 A Bm 1H d d B'mBm C Bo A 2 1 1 a) + Góc định kỳ đi xa đ + Góc định kỳ đứng xa x + Góc định kỳ về gần v + Góc định kỳ đứng gần g Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Ths. Trương Quang Trường - 9 - II. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CƠ CẤU CAM 3. Thông số lực học của cam  n n nVB2 VB2  n F P N 1 1 A B C 1A 2 1 CB a) b) Góc áp lực đầu cần: N = P.VB2.cos(+) : Góc áp lực đầu cần : Góc ma sát giữa cam và cần Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Ths. Trương Quang Trường III. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM - 10 - 1. Cam cần đầu nhọn a) Cam cần tịnh tiến đầu nhọn Lập đồ thị chuyển vị d s2 s1 gvxd  s   s1 2 B'2 Bo 1 0 O B2 1 B1 B'1 Ho H1 Phương pháp trực tiếp Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Ths. Trương Quang Trường III. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM - 11 - 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 Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Ths. Trương Quang Trường - 12 - III. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM 1. Cam cần đầu nhọn a) Cam cần tịnh tiến đầu nhọn Phương pháp đồ thị phân tích động học cơ cấu cam cần tịnh tiến c) b) a) gvdx 0121086642 H2 H' H H1 a() v() 0 t t 0  0 t S 1 ds ds d v( t ) v( ). dt d dt      2 1 12 dd s dv( t ) dv( ) a( t ) ( . v( ). ) dt dt dt dt       1 2 1 1 const dv( ) d a( t ) . a( ). d dt          Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Ths. Trương Quang Trường - 13 - III. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM 1. Cam cần đầu nhọn b) Cam cần quay đầu nhọn       2 B'2 Bo C a) 1 2 O B2 1 B1 B'1 1 C1 1 2   O b) 01 max 1  O2 m O2 3 O2 2 1 O2 m    Bm B2 O2 B1 1 B3 O1 Bo  a)   d d)(2 122 ).()(  tvà   d d )()( 22  2122 ).()(  tvà Lập đồ thị chuyển vị: + Phương pháp trực tiếp + Phương pháp đổi chuyển động Phân tích động học: Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Ths. Trương Quang Trường - 14 - III. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM 2. Cam cần đầu bằng B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 B0 I0 x6 x7 x0=x8 x1 x2 x3 x4 87654321 1 O 0  s x5 Lập đồ thị chuyển vị: + Phương pháp trực tiếp + Phương pháp đổi chuyển động Phân tích động học (tương tự cam cần đầu nhọn) Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Ths. Trương Quang Trường - 15 - III. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM 3. Cam cần đầu con lĕn Thực hiện tương tự cam cần đầu nhọn  Biên dạng lý thuyết Vẽ các vòng tròn = đường kính con lĕn  Biên dạng thực Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Ths. Trương Quang Trường IV. PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU CAM - 16 - '   Mc c h M F R P N VB2 t t C n A B 1 n Mục đích xác định khả nĕng làm việc của cơ cấu cam dưới tác dụng của tải trọng - Điều kiện cân bằng lực: P.h – R. c – Mc = 0 - Lực tác dụng lên cần cam: + Lực đẩy của cam t/d lên cần: P + Momen cản t/d lên cần: MC + Phản lực từ giá t/d lên cần: R BC c l MP )].'sin()[cos(  Với h = lBC.cos( + ) và R = P Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Ths. Trương Quang Trường V. TRÌNH TỰ THIẾT KẾ - 17 - 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 lĕn - Vẽ biên dạng cam lý thuyết - Xác định bán kính con lĕn - Xác định biên dạng cam thực tế TỔNG HỢP CƠ CẤU CAM (Xem trong giáo trình) Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Ths. Trương Quang Trường VI. TỔNG HỢP CƠ CẤU CAM - 18 - (Xem trong giáo trình) Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Ths. Trương Quang Trường VII. BҦO TOÀN KHӞP CAO TRONG CѪ CҨU CAM - 19 -