Bài giảng Cơ khí ứng dụng: Chương 4 - Trường ĐH Bách khoa Hà Nội

Bài giảng "Cơ khí ứng dụng: Chương 4 - Nguyên lý máy" được biên soạn với các nội dung chính sau: Khái niệm về máy và cơ cấu; Khái niệm về khâu và khớp; Bậc tự do của cơ cấu; Các cơ cấu cơ bản; Các cơ cấu đặc biệt;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết bài giảng tại đây!

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ khí ứng dụng: Chương 4 - Trường ĐH Bách khoa Hà Nội CHƯƠNG 4NGUYÊN LÝ MÁY- Nguyên lý máy là môn học cơ sở kỹ thuật,nghiên cứu về nguyên lý cấu tạo, động học vàđộng lực học cơ cấu và máy.- Ba vấn đề trên được nghiên cứu dưới dạnghai bài toán: bài toán phân tích và bài toántổng hợp. Bài toán phân tích: xác định các đặctrưng cấu trúc, động học và động lựchọc của cơ cấu đã cho trước, từ đó suyra tính năng làm việc của chúng. BÀI TOÁN PHÂN TÍCH• Phân tích cấu trúc: nghiên cứu các nguyên tắc của cấu trúc cơ cấu và khả năng chuyển động của cơ cấu• Phân tích động học: xác định chuyển động của các khâu, chỉ xét đến quan hệ hình học giữa chúng• Phân tích động lực học: phân tích chuyển động dưới các nguyên nhân như lực tác động và sức ì Bài toán tổng hợp: xác định các lược đồ cơ cấu và các kích thước của các khâu thỏa mãn những điều kiện động học và động lực học đã cho.→ Bài toán phân tích và bài toán tổng hợp là ngược nhau và là cơ sở của nhau. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 4.1.1. KHÁI NIỆM VỀ MÁY VÀ CƠ CẤU1. Máy: - Là tập hợp các vật thể do con người tạo ra, nhằm mục đích thực hiện và mở rộng các chức năng lao động. - Là tập hợp những cơ cấu, có nhiệm vụ biến đổi hay sử dụng cơ năng để làm ra công có ích . Ví dụ: + Động cơ nổ + Máy bào quangCÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Phân loại máy Căn cứ vào chức năng, có thể chia máy thành:• Máy năng lượng: dùng để truyền hay biến đổi năng lượng, gồm hai loại:- Máy động cơ: biến đổi các dạng năng lượng khác thành cơ năng. Ví dụ: động cơ nổ, động cơ điện, tuốcbin…- Máy biến đổi cơ năng: biến đổi cơ năng thành các dạng năng lượng khác. Ví dụ: máy phát điện, máy nén khí… CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN• Máy công tác: có nhiệm vụ biến đổi hoặc hình dạng, kích thước hay trạng thái của vật thể (máy công nghệ), hoặc thay đổi vị trí của vật thể (máy vận chuyển).• Máy tổ hợp: gồm các loại máy được phối hợp với nhau để thực hiện một nhiệm vụ cụ thể nào đó.• Máy tự động: các động tác của máy được thực hiện một cách tự động bằng các cơ cấu của chúng, không cần sự can thiệp trực tiếp của con người. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢNKhi phân tích hoạt động của một máy, có thể xem máy là một hệ thống gồm các bộphận điển hình, theo sơ đồ khối sau:Bộ nguồn: cung cấp năng lượng cho toàn máyBộ chấp hành: trực tiếp thực hiện nhiệm vụ công nghệ của máyBộ biến đổi trung gian: thực hiện các biến đổi từ bộ nguồn đến bộ chấp hànhBộ điều khiển: thu thập các thông tin của máy, đưa ra tín hiệu điều khiển máy CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN2. Cơ cấu: - Là tập hợp những vật thể chuyển động theo quy luật xác định, có nhiệm vụ biến đổi hay truyền chuyển động. Ví dụ: + Cơ cấu bánh răng dùng truyền chuyển động quay từ trục chủ động sang trục bị động. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN+ Cơ cấu tay quay con trượt dùng biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến khứ hồi. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Theo đặc điểm các vật thể hợp thành cơ cấu, có thể xếp các cơ cấu thành các lớp:- Cơ cấu chỉ gồm các vật rắn tuyệt đối.- Cơ cấu có vật thể đàn hồi. Ví dụ: cơ cấu dùng dây đai, cơ cấu có lò xo, cơ cấu dùng tác dụng của chất khí, chất lỏng, cơ cấu di chuyển nhờ thủy lực.- Cơ cấu dùng tác dụng của điện từ. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 4.1.2. KHÁI NIỆM VỀ KHÂU VÀ KHỚP1. Khâu và chi tiết máy: Khâu: - Trong máy và cơ cấu, những bộ phận có chuyển động tương đối đối với nhau gọi là các khâu. - Mỗi khâu là một vật thể chuyển động riêng biệt và có thể là một tiết máy độc lập hoặc là một số chi tiết máy ghép cứng (không chuyển động tương đối với nhau được nữa) lại với nhau. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Chi tiết máy (tiết máy): - Máy và cơ cấu trong máy có thể tháo rời thành nhiều bộ phận khác nhau. - Bộ phận không thể tháo rời nhỏ hơn được nữa của cơ cấu hay máy gọi là chi tiết máy (hay gọi tắt là tiết máy) . CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Ví dụ: Cơ cấu tay quay con trượt như hình vẽ:- 4 khâu: trục khuỷu, thanh truyền, piston và xi lanh gắn liền với vỏ máy.- Khâu 1 quay xung quang tâm O, khâu 2 chuyển động song phẳng, khâu 3 chuyển động tịnh tiến, khâu 4 cố định.- Mỗi khâu trên lại có thể do nhiều tiết máy ghép cứng lại với nhau hợp thành. Ví dụ, thanh truyền gồm các chi tiết máy sau: thân, nắp, lót trục, bu lông, đai ốc, các vòng đệm. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN2. Nối động, thành phần khớp động và khớp động: Bậc tự do tương đối giữa hai khâu: - Số bậc tự do tương đối giữa hai khâu là số khả năng chuyển động tương đối của khâu này đối với khâu kia (tức là số khả năng chuyển động độc lập của khâu này trong một hệ quy chiếu gắn liền với khâu kia). - Ví dụ: khi để rời hai khâu trong không gian, giữa chúng có 6 bậc tự do tương đối. ...