GV: ThS. TRƯƠNG QUANG TRƯỜNG KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ

(1)

Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Ths. Trương Quang Trường

NGUYÊN LÝ MÁY

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM

(2)

- 2 -

Nguyên Lý Máy

Chư ng 8

C CẤU CAM

(3)

- 3 -

I. ĐẠI CƯƠNG

C c u cam lƠ c c u kh p lo i cao, có kh năng thực hiện được những chuyển đ ng có chu kỳ phức t p của khơu bị dẫn v i 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.

1. Khái niệm

(4)

- 4 -

I. ĐẠI CƯƠNG

2. Phân lo i

- 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 lăn, biên dạng bất kỳ

h) e) f)

d)

c) b)

a)

B

1

2 C

A A

2 C

1

B

2 B

C B 2

C

1

C

B

A 2

1 1

A

1

A

C

B

A 2

1 C

B

A 2

1 1

2

A

B C

g)

(5)

- 5 -

I. ĐẠI CƯƠNG

2. Phân lo i

- Cơ cấu cam không gian : các khâu chuyển động trong các mặt phẳng không song song nhau

2

1 2

2 1

1

b) c) a)

(6)

- 6 -

I. ĐẠI CƯƠNG

3. N i 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

(7)

II. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CƠ CẤU CAM 1. Thông số hình học của cam

- 7 -

- Bán kính vectơ lớn nhất R

_max

và bán kính vectơ nhỏ nhất R

_min

.

- 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

B

^o

C

b) 1

2 A

B

^m



¹

H



^d



^d

B'

^m

B

^m

C

B

^o

A

2

1



¹

a)

(8)

- 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 l

_AC

. + Chiều dài cần l

_BC

.

- 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 đ ng học của cam



^d



^d

B'

^m

B

^o

C

b) 1

2 A

B

m



¹

H



^d



^d

B'

^m

B

^m

C

B

^o

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

(9)

- 9 -

II. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CƠ CẤU CAM 3. Thông số lực học của cam



n n

n V

^B2

V

^B2

 

n

F

P N



¹

1

A B

C



¹

A

2 1

B C

a) b)

Góc áp lực đầu cần: N = P.V B2 .cos(+)

 : Góc áp lực đầu cần

 : Góc ma sát giữa cam và cần

(10)

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

s

²

s

¹

g

v

x

d



s



 s

¹

2

B'

²

B

^o

1

0

O B

²

 1

B

¹

B'

¹

H

^o

H

¹

Phương pháp trực tiếp

(11)

III. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM

- 11 -

Lập đồ thị chuyển vị Phương pháp đổi chuyển động (đổi giá)

(12)

- 12 -

Phương pháp đồ thị phân tích động học cơ cấu cam cần tịnh tiến

c) b) a)

^g

v

d

x

0 12 10 8 6 6

4 2

H2

H' H

H¹ a() v()

0 

t t

0 

t S

1

ds ds d

v( t ) v( ).

dt d dt

     



2

1 2 1

d d s dv( t ) dv( )

a( t ) ( . v( ). )

dt dt dt dt



      

1

2

1 1

const

dv( ) d

a( t ) . a( ).

d dt

 

 

     



(13)

- 13 -

b) Cam cần quay đầu nhọn

 



  

 



  



²

B'²

B^o

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

O12

^m

^



^ Bm

B2

O² B1



1

B3

O1

Bo

^

a)



 

 d

 d )

2

( và  2 ( t )   2 (  ).  1



 

 d

d ( ) )

(

²

2

 và 

₂

( t )  

₂

(  ). 

₁²

Lập đồ thị chuyển vị :

+ Phương pháp trực tiếp

+ Ph ương pháp đổi chuyển động

Phân tích động học :

(14)

- 14 -

2. Cam cần đầu bằng

B⁷

B⁶

B⁵ B⁴

B³ B2

B¹

I⁷

I⁶

I⁵

I⁴ I³

I2

I¹ B0

I⁰

x

⁶

x

⁷

x

⁰

=x

⁸

x

¹

x

²

x

³

x

⁴

8 7 6 5 4 3 2 1



¹

O 0

 s

x

⁵

Lập đồ thị chuyển vị : + Phương pháp trực tiếp

+ Ph ương pháp đổi chuyển động

Phân tích động học (tương tự cam cần đầu nhọn)

(15)

- 15 -

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

(16)

IV. PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU CAM

- 16 -

' 





M

^c



^c

h

M

F R

P N

V

^B2

t t

C

n

A B



¹

n

Mục đích xác định khả năng làm việc của cơ cấu cam dưới tác dụng của tải trọng

- Điều kiện cân bằng lực:

P.h – R.  c – M c = 0

- Lực tác dụng lên cần cam:

+ Lực đẩy của cam t/d lên cần: P + Momen cản t/d lên cần: M C + Phản lực từ giá t/d lên cần: R

BC c

l P M

)].

' sin(

)

[cos(     



Với h = l

_BC

.cos( + )

và R = P

(17)

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 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)

(18)

VI. TỔNG HỢP CƠ CẤU CAM

- 18 -

(Xem trong giáo trình)

(19)

VII. B O TOÀN KH P CAO TRONG C C U CAM

- 19 -