cƠ cẤu truyỀn ĐỘng

BÀI GIẢNG VẼ CƠ KHÍ

BÀI 4: CƠ CẤU

TRUYỀN ĐỘNG Ths. Nguyễn Việt Anh

Bài 4

Các cơ cấu truyền động

4.1. Một số khái niệm

- Cơ cấu truyền động: là một hệ gồm các chi tiết hoặc cấu trúc được liên kết

bởi bánh răng, cam, trục khuỷu… để truyền chuyển động hoặc truyền lực. Khi

thiết kế cơ cấu truyền động, cần nắm vững các định luật về cơ học

- Phân tích truyền động:

tính toán về chuyển động

và lực bao gồm:

+ Phân tích tĩnh học: tính

toán sự cân bằng của hệ

thống và các bộ phận

+ Phân tích động học:

nghiên cứu chuyển động

tương tác của cơ cấu

truyền động

+ Phân tích động lực học:

tính toán chuyển động của

tất cả các chi tiết dưới tác

dụng của lực

Bài 4


4.2. Cơ cấu bánh răng

- Bánh răng là một chi tiết cơ khí thường dùng để truyền lực và truyền chuyển

động giữa các bộ phận trong một cỗ máy. Bánh răng có độ bền cao và có thể

truyền lực đạt hiệu quả tới 98%.

- Cơ cấu truyền động bánh răng thông thường bao gồm từ hai bánh răng trở lên,

thường dùng trong các trường hợp:

1. Tăng tốc 2. Giảm tốc 3. Thay đổi hướng chuyển động

Bài 4


4.2. Cơ cấu bánh răng

- Phân nhóm bánh răng:

dựa theo vị trí các trục truyền động:

+ Song song

+ Giao nhau

+ Chéo nhau.

- Phân loại bánh răng:

dựa vào cấu tạo

+ Bánh răng trụ thẳng

+ Bánh răng trụ nghiêng

+ Bánh răng côn

+ Bánh vít, trục vít...

Loại bánh răng thông dụng nhất và đơn giản nhất là bánh răng trụ thẳng

Bài 4


4.2.1. Trục truyền động song song

- Các trục tuyền động được bố trí song song nhau khi cần thay đổi tốc độ và

chiều quay của các trục.

- Các loại bánh răng

thường được sử dụng cho

kiểu truyền động này bao

gồm:

+ Bánh răng trụ thẳng

+ Bánh răng trụ nghiêng

+ Bánh răng xương cá

Bài 4



Bánh răng trụ thẳng:

- Bánh răng trụ thẳng có bộ răng song song với trục.

- Do tương đối đơn giản khi thiết kế và lắp đặt nên nó là một trong những chi tiết

phổ biến nhất trong các thiết kế cơ khí. Tuy nhiên, bánh răng trụ thẳng có khả

năng chịu lực thấp và gây ra nhiều tiếng ồn hơn các loại bánh răng khác.

- Có 2 loại bánh răng trụ thẳng là răng ngoài và loại răng trong

Bài 4



Bánh răng trụ nghiêng

- Bánh răng trụ nghiêngcó răng

nghiêng góc so với trục, tạo ra sự

tiếp xúc đồng thời của nhiều răng

khi truyền động, khiến nó có khả

năng chịu lực cao hơn và vận hành

êm hơn.

- Góc giữa răng và trục gọi là góc

nghiêng của răng.

Bánh răng xương cá

- Bánh răng xương cá còn gọi là

bánh răng ăn khớp chữ V , đây là

bánh răng trụ nghiêng có răng

nghiêng theo hai hướng

Bài 4


4.2.2. Các trục truyền động giao nhau

- Bộ truyền động có trục giao nhau được dùng để thay đổi hướng của trục quay

với góc bất kỳ, nhưng thường là 90o.

- Trong bộ truyền động này người ta thường sử dụng bánh răng côn.

Bánh răng côn

- Bánh răng côn thường có hai dạng

là răng thẳng và răng xoắn.

- Các răng của bánh răng côn răng

thẳng được đặt dọc các theo đường

sinh của mặt côn.

- Khi hai bánh răng côn ăn khớp, các

đỉnh côn trùng nhau.

- Hai bánh răng côn ăn khớp có trục

vuông góc và có cùng kích thước gọi

là các bánh răng côn đỉnh vuông.

Bài 4


4.2.2. Các trục truyền động chéo nhau

- Trường hợp này, các trục bánh răng

thường vuông góc nhau.

- Trong bộ truyền động này, người ta

thường sử dụng bánh răng trụ nghiêng,

bánh vít và trục vít, thanh răng...

Bánh răng trụ nghiêng

- Cặp bánh răng trụ nghiêng gồm bánh

răng lớn và bánh răng nhỏ ăn khớp và có

trục vuông góc với nhau.

- Dạng bánh răng này sử dụng để thay

đổi hướng trục quay trong trường hợp

truyền lực nhỏ

Bài 4


4.2.2. Các trục truyền động chéo nhau

Bánh vít và trục vít: Bánh vít là bánh răng nghiêng, trục vít có ren hình thang

nằm trên trục. Khi bánh răng không hoạt động, trục vít lập tức dừng chuyển

động, vì vậy chúng thường được sử dụng khi cần giảm tốc nhanh .

Bánh vít hypoid: là bánh răng có răng nghiêng 90o với trục, dùng để đổi hướng

chuyển động. Bánh vít này được dùng khi truyền lực lớn, vận hành êm.

Thanh răng và bánh răng: gồm bánh răng trụ thẳng ăn khớp với thanh răng

thẳng . Thanh răng và bánh răng được dùng để biến chuyển động quay thành

chuyển động thẳng .

Bài 4


4.2.2. Cấu tạo kỹ thuật của bánh răng

(Xem bảng 5.1 trang 257-258 SGK)

Bài 4



Profile răng:

- Hầu hết răng trong bánh răng trụ

thẳng có dạng profile là đường

thân khai của đường tròn, được gọi

là vòng tròn cơ sở của bánh răng.

- Để vẽ chính xác đường thân khai

cần nhiều thời gian, vì vậy khi trong

bản vẽ kỹ thuật bánh, profile răng

thường được vẽ gần đúng

Vòng tròn cơ sở

- Là vòng tròn để xây dựng profile

răng

- Khi hai bánh răng ăn khớp, tiếp

tuyến chung của các vòng tròn cơ sở

đi qua điểm tiếp xúc của các răng

bánh răng

Bài 4



Góc áp lực:

- Là góc giữa tiếp tuyến của đường tròn ăn

khớp và phương của lực tác dụng.

- Góc áp lực quyết định kích thước vòng

tròn cơ sở và dạng profile răng.

- Góc áp lực tiêu chuẩn thường là 14.5o,

20o, và 25o.

- Danh mục bánh răng cũng được phân

loại dựa theo số lượng răng và góc áp lực.

Bài 4



Hệ số truyền động

- Hệ số truyền động của các bánh răng được tính bằng tỷ số giữa các đường

kính của các vòng tròn ăn khớp. Tùy theo tỷ số này, ta có dạng truyền động

tăng tốc hoặc giảm tốc.

- Hệ số truyền động còn được tính theo tỷ số vòng quay hoặc theo tỷ số giữa số

lượng răng của bánh răng.

Bài 4


4.2.3. Biểu diễn bánh răng

- Trong thiết kế, bánh răng được lựa chọn lập dựa trên hệ thống các tiêu

chuẩn đã được quy định. Khi một bánh răng được lựa chọn, không cần thể

hiện nó một cách chi tiết trên bản vẽ, chỉ cần biểu diễn giản lược và kèm theo

một bảng các thông số kỹ thuật đặc trưng.

- Bản vẽ chi tiết bánh răng chỉ sử dụng khi thiết kế bánh răng đặc biệt hay khi

bánh răng thuộc các bộ phận bắt buộc phải thể hiện rõ. Bản vẽ chi tiết cũng có

thể sử dụng các hình minh hoạ từ catalog, tập quảng cáo hay các hướng dẫn

sử dụng và bảo trì sản phẩm.

Bài 4



Biểu diễn bánh răng trụ thẳng

Theo các tiêu chuẩn ANSI Y14.5.1 – 1971 và Y14.5.2-1976:

- Hình chiếu chính, vòng đỉnh và vòng chân được vẽ bằng đường ảo, vòng ăn

khớp được vẽ nét trục.

- Ở hình chiếu cạnh, vòng chân dùng nét khuất, vòng ngoài dùng nét liền đậm,

và vòng ăn khớp dùng nét trục.

Bánh răng trụ thẳng răng ngoài Bánh răng trụ thẳng răng trong

Bài 4



Biểu diễn bánh răng trụ thẳng cùng trục

Bài 4



Biểu diễn cặp bánh răng trụ thẳng ăn khớp

Bài 4


4.2.3. Biểu diễn thanh răng

Theo tiêu chuẩn ANSI

- Trên hình chiếu chính, chỉ thể hiện răng đầu tiên và cuối cùng, các răng khác

ký hiệu bằng đường ảo.

- Trên hình chiếu cạnh, chân răng biểu diễn bằng nét khuất và vòng lăn biểu

diễn bằng nét chấm gạch mảnh.

- Ghi các kích thước cơ bản và có bảng thông số chế tạo của thanh răng.

Bài 4


4.2.3. Biểu diễn bánh vít, trục vít

Các thông số cơ bản của cơ cấu bánh vít - trục vít

Bài 4


4.2.3. Biểu diễn bánh vít, trục vít

Bài 4


4.2.4. Biểu diễn bánh răng côn

Các thông số cơ bản của bánh răng côn

(Xem bảng 5.2 trang 268 - SGK)

Bài 4



Bản vẽ chế tạo quy ước - tiêu chuẩn ANSI

Bài 4



Bản vẽ lắp quy ước - tiêu chuẩn ANSI

Bài 4


4.2.4. Biểu diễn các cơ cấu bánh răng theo TCVN

Biểu diến quy ước một số loại bánh răng trụ thẳng

Bài 4



Bản vẽ chế tạo bánh răng trụ thẳng

Bài 4



Bản vẽ biểu diễn bánh răng trụ thẳng

Bài 4



Biểu diễn cặp bánh răng trụ thẳng răng ngoài ăn khớp

Bài 4



Biểu diễn cặp bánh răng trụ thẳng răng trong ăn khớp

Bài 4



Bản vẽ biểu diễn bánh răng côn

Bài 4



Bản vẽ chế tạo bánh răng côn

Bài 4



Bản vẽ cặp bánh răng côn ăn khớp

Bài 4



Bản vẽ bánh vít - trục vít

Bài 4



Bản vẽ thanh răng - bánh răng

Bài 4


4.3.Cơ cấu Cam

- Cơ cấu cam là thiết bị cơ khí biến chuyển động quay thành chuyển động

thẳng (bằng cách sử dụng bề mặt hoặc một đường rãnh của một bộ phận, được

gọi là cam, để điều khiển sự chuyển động của bộ phận thứ hai, được gọi là con

đội)

- Thời gian và

kiểu chuyển động

của con đội là cơ

sở để thiết kế

cam. Chu trình

chuyển động của

con đội ứng với

một vòng quay

360o của cam và

được gọi là chu

trình chuyển vị.

- Trong các thiết bị cơ khí, cơ cấu Cam thường được dùng để đóng mở các

van hoặc điều chỉnh chuyển vị của pittông.

Bài 4


4.3.1. Các lại cơ cấu Cam thông dụng

- Cam mặt: có dạng đĩa phẳng, hình dạng đường chu vi của cam điều

khiển sự chuyển động của con đội.

- Cam rãnh: là đĩa phẳng được tạo rãnh, hình dạng rãnh điều khiển sự

chuyển động của con đội.

- Cam hình trụ: có dạng mặt trụ với rãnh cắt trên mặt trụ để điều khiển

sự chuyển động của con đội.

Bài 4


4.3.Cơ cấu Cam

- Phân loại con đội theo hình dạng

Bài 4


4.3.2.Phân loại con đội

- Phân loại con đội theo vị trí so với Cam

Bài 4


- Phân loại con đội theo vị trí so với Cam

4.3.2.Phân loại con đội

Bài 4


- Chuyển vị là sự di chuyển của con đội trong một vòng quay 360o (một

chu kỳ) của cam. Biểu đồ chuyển vị là bản vẽ đồ thị chuyển vị của con đội trên

cam. Con đội có thể chuyển động theo các kỳ sau:

Kỳ lên- con đội chuyển động lên.

Kỳ xuống- con đội chuyển động xuống.

Kỳ dừng- con đội không thay đổi vị trí.

4.3.2.Biểu đồ chuyển vị

- Chiều cao (tung độ) thể hiện sự chuyển vị của con đội. Chiều ngang

(hoành độ) thể hiện một chu kỳ cam, được chia thành những khoảng tăng dần từ

0o đến 360o

Bài 4


Dạng chuyển động gồm sự biến đổi về tốc độ hoặc cách di chuyển của

con đội theo chuyển động quay của cam. Cam được thiết kế để có thể tạo ra các

dạng chuyển động khác nhau của con đội. Các dạng chuyển động phổ biến là:

4.3.2. Các dạng chuyển động của con đội

1. Thẳng đều 2. Điều hoà

3. Tăng dần đều (có gia tốc,

dạng parabol)

4. Hỗn hợp

Bài 4


Các bước vẽ biểu đồ chuyển

vị thẳng đều:

- Chia trục chu kỳ làm 24 phần

bằng nhau, vẽ các đường vuông góc

với trục chu kỳ và ghi chú các cung từ

0o đến 360o

- Vẽ đường thẳng qua các

điểm biểu diễn độ chuyển vị từ 0o đến

180o và từ 180o đến 360o

- Điều chỉnh biểu đồ chuyển vị

bằng cách lượn tròn tại điểm 0o, 180o

và 360o với bán kính cung từ ¼ tới ½

giới hạn chuyển vị của con đội


Bài 4


Các bước vẽ biểu đồ chuyển vị điều hoà:

- Chia trục chu kỳ làm 12 phần bằng

nhau (tương ứng 12 cung 30o), sau đó vẽ các

đường chuyển vị vuông góc trục chu kỳ tại các

điểm chia

- Vẽ nửa đường tròn có đường kính

bằng giới hạn chuyển vị. Chia nửa đường tròn

thành 6 phần bằng nhau.

- Dóng các điểm chia trên đường tròn

theo phương ngang tới cắt các đường chuyển

vị ương ứng

- Nối các điểm trên bằng một đường

cong trơn


Bài 4


Các bước vẽ biểu đồ chuyển vị

biến đổi đều:

- Chia trục chu kỳ làm 12 phần bằng

nhau (tương ứng 12 cung 30o), sau đó vẽ các

đường chuyển vị vuông góc trục chu kỳ tại các

điểm chia

- Chia trục chuyển vị thành 2 đoạn

bằng nhau, mỗi đoạn chia thành 3 phần theo

tỷ lệ 1:4:9.

- Dóng các điểm chia theo phương

ngang tới cắt các đường chuyển vị tương ứng

- Nối các điểm trên bằng một đường

cong trơn


Bài 4


Vẽ biểu đồ chuyển vị hỗn hợp

- Chia chuyển động của con đội thành các kỳ

- Trong mỗi kỳ chuyển động, áp dụng cách vẽ biểu đồ tương ứng


Bài 4


Vẽ Profile cam con đội

thẳng trục - Vẽ biểu đồ chuyển vị

- Vẽ vòng tròn cơ sở,trục,

moay-ơ, rãnh chốt, hướng

quay của cam.

- Chia vòng tròn cơ sở thành

các phần ứng với biểu đồ

chuyển vị.

- Vẽ con đội, từ đó xác định

đường tròn gốc

- Vẽ đường tâm lăn dựa vào

đường tròn gốc và khoảng

chuyển vị, sau đó vẽ các bánh

lăn.

- Vẽ profile cam tiếp xúc với

các đường tròn bánh lăn

- Lập bảng độ chuyển vị của

con đội tương ứng với các góc

quay của cam

4.3.2. Profile cam

Bài 4


Vẽ Profile cam con đội

lệch trục - Vẽ biểu đồ chuyển vị

- Vẽ đường tròn gốc, con đội,

đường tròn lệch tâm, trục,

moay-ơ, chốt, hướng quay của

cam.

- Chia vòng tròn lệch tâm

thành các phần ứng với biểu

đồ chuyển vị.

- Tại các điểm chia, vẽ các

tiếp tuyến với đường tròn lệch

tâm

- Vẽ đường tâm lăn dựa vào

đường tròn gốc và khoảng

chuyển vị, sau đó vẽ các bánh

lăn.

- Vẽ profile cam tiếp xúc với

các đường tròn bánh lăn

- Lập bảng độ chuyển vị của

con đội tương ứng với các góc

quay của cam

4.3.2. Profile cam

cƠ cẤu truyỀn ĐỘng

Documents