Cấu trúc và xếp loại cơ cấu Cam
CHƯƠNG 1: CẤU TRÚC VÀ XẾP LOẠI CƠ CẤU 1) Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu phối hơi đầu máy xe lửa trên hình 1.1a và 1.1b.
CHƯƠNG 1: CẤU TRÚC VÀ XẾP LOẠI CƠ CẤU
1) Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu phối hơi đầu máy xe lửa trên hình 1.1a và 1.1b.
K
9
H
I
K
9
H
I G G 8
O2
7
O1
8
G 6
7
B
O1 2
6 B
D 2
D E
G
1 3
A 3
1 O1 A
E C
C A
5
4 E
D C
F
5
Hình 1.1a Hình 1.1a.a 4
F
Bậc tự do cơ cấu được tính theo công thức:
W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
= 3 * 9 – (2 * 13 + 0) + 0 – 0 = 1
Chọn khâu 1 là khâu dẫn, nhóm tĩnh đinh được tách ra bao g ồm 4 nhóm lo ại 2 (6,9; 7,8; 2,3;
4,5) như hình 1.1a.a. Đây là cơ cấu loại 2.
Công thức cấu tạo cơ cấu : 1 = 1 + 0 + 0 + 0 + 0
H
A K
O2 9 10
H
8
K
O2 9 10 I
M G
1
8 6
O
F
I O1
G O3
L
O 11
1
5
11 6
L
A 7 M
1
G F
E O
M O 7
1 B
2
O 5
1
1
O1
3 E
2
1
A B
D
4
C
C 4
3 D
Hình 1.1b Hình 1.1b.b
Bậc tự do cơ cấu được tính theo công thức:
W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
= 3 * 11 – (2 * 16 + 0) + 0 – 0 = 1
Chọn khâu 1 là khâu dẫn, nhóm tĩnh đinh đ ược tách ra bao g ồm 1 nhóm lo ại 2 (2,3) và 2
nhóm loại 3 (4,5,6,7; 8,9,10,11) như hình 1.1b.b. Đây là cơ c ấu loại 3.
Công thức cấu tạo cơ cấu : 1 = 1 + 0 + 0 + 0
2) Tính bậc tự do và cơ cấu máy dập cơ khí (hình 1.2a) và máy ép thuỷ động (hình 1.2b)
A
A
A
1 2
1 B
2
4 5
B O1
O1 4 5 3 B
3 C
O2
O2 C
Hình 1.2a Hình 1.2a.a
Bậc tự do cơ cấu được tính theo công thức:
W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
= 3 * 5 – (2 * 7 + 0) + 0 – 0 = 1
Chọn khâu 1 là khâu dẫn, nhóm tĩnh đinh được tách ra bao g ồm 2 nhóm lo ại 2 (2,3; 4,5) nh ư hình
1.2a.a. Đây là cơ cấu loại 2.
Công thức cấu tạo cơ cấu : 1 = 1 + 0 + 0
C
C 3
3 D
D O
O
4
4 B
B 5 1
5 2
1
O2
2
O2
A
A
E
E A
O1 1
O1 1
Hình 1.2b Hình 1.2bb
Bậc tự do cơ cấu được tính theo công thức:
W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
= 3 * 5 – (2 * 7 + 0) + 0 – 0 = 1
Chọn khâu 1 là khâu dẫn, khi tách nhóm ta ch ỉ có 1 nhóm tĩnh đinh lo ại 3 (2,3,4,5 nh ư hình
1.1bb. Đây là cơ cấu loại 3.
Công thức cấu tạo cơ cấu : 1 = 1 + 0
3) Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu động cơ diesel (hình 1.3a)
E
B 3
5
B 3 O3
E
2 E
C
5
O3
2 6 C 4
F 6
C 7 F
4 7
A A
D A 1
O1
1
O1
Hình 1.3a Hình 1.3b
Bậc tự do cơ cấu được tính theo công thức:
W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
= 3 * 7 – (2 * 10 + 0) + 0 – 0 = 1
Chọn khâu 1 là khâu dẫn, khi tách nhóm ta ch ỉ có 3 nhóm tĩnh đinh lo ại 2 (2,3; 4,5; 6,7) nh ư
hình 1.3b. Đây là cơ cấu loại 2.
Công thức cấu tạo cơ cấu : 1 = 1 + 0 + 0 + 0
4) Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu bơm oxy (hình 1.4a)
B
B 3
3
O C
O2 C G
2 5
G 2
2 4
H
5
4 D
A
D E
A
E 2’
6
K
6 O
1
O 1
O
O 6
1 6
1
Hình 1.4b
Hình 1.4a B 3
B
Bậc tự do cơ cấu được tính theo công thức: C
O2
W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth 2 G
5
1 4
= 3 * 6 – (2 * 8 + 1) + 0 – 0 = 1 D
2’
O1 E
Chọn khâu 1 là khâu dẫn, vì có khớp loại cao là hai A 6
O6
biên dạng răng đang tiếp xúc với nhau tai A, do v ậy ta ph ải
thay thế khớp cao thành khớp thấp (hình 1.4b).
Bậc tự do cơ cấu thay thế: Hình 1.4c
W = 3 * 7 – (2 * 8 + 0) + 0 – 0 = 1
khi tách nhóm ta có 1 nhóm tĩnh đinh loại 2: (2’,2) và nhóm lo ại 3: (3,4,5,6) nh ư hình 1.4c.
Đây là cơ cấu loại 3.
Công thức cấu tạo cơ cấu : 1 = 1 + 0 + 0
5) Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu điều khiển nối trục (hình 1.5a)
1
2
1
2
3
2 3
4
5
3
4
5
5 4
Hình 1.5a Hình 1.5b Hình 15c
Bậc tự do cơ cấu Hình 1.5a được tính theo công thức:
W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
= 3 * 5 – (2 * 6 + 1) + 0 – 1 = 1
Chọn khâu 1 là khâu dẫn, vì có khớp loại cao là kh ớp cam do v ậy ta ph ải thay th ế kh ớp cao
thành khớp thấp (hình 1.5b).
Bậc tự do cơ cấu thay thế:
W = 3 * 5 – (2 * 7 + 0) + 0 – 0 = 1
Khi tách nhóm ta có 2 nhóm tĩnh đinh loại 2: (2,3; 4,5) nh ư hình 1.5c. Đây là c ơ c ấu lo ại 2.
Công thức cấu tạo cơ cấu : 1 = 1 + 0 + 0
6) Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu máy dệt vải dày, đập khổ dở (hình 1.6a)
O4
O4 4 D
O4 C
4 D C
4 D C +4
C +4
+4
AO B
B 6
1 B 6
6 B
O2 2
O1 O2
O1
A 1
+4
O1 2
2 2
+4 +4 +4
+4 1
+4
O6
O6
O6
3 +4
O3
+4
+4 3
O3
3
O3 +4
+4
+4
Hình 1.6a Hình 1.6b Hình 1.6c
Bậc tự do cơ cấu Hình 1.6a được tính theo công thức:
W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
= 3 * 8 – (2 * 10 + 2) + 0 – 1 = 1
Chọn khâu 1 là khâu dẫn, vì có khớp loại cao là kh ớp cam và khớp bánh răng, do v ậy ta ph ải
thay thế khớp cao thành khớp thấp (hình 1.6b).
Bậc tự do cơ cấu thay thế:
W = 3 * 9 – (2 * 13 + 0) + 0 – 0 = 1
Khi tách nhóm ta có 4 nhóm tĩnh đinh loại 2 như hình 1.6c. Đây là c ơ c ấu lo ại 2.
Công thức cấu tạo cơ cấu : 1 = 1 + 0 + 0 + 0 + 0
7) Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu cắt kẹo tự động (hình 1.6a):
Bậc tự do cơ cấu Hình 1.6a được tính theo công thức:
W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
= 3 * 7 – (2 * 9 + 1) + 0 – 1 = 1
Chọn khâu 1 là khâu dẫn, vì có khớp O7
loại cao là khớp cam (tiếp xúc giữa cam 1 và O2
E D A
con lăn 2, do vậy ta phải thay thế khớp cao 6
2
thành khớp thấp (hình 1.6b). 4 1
5 O3 O1
Bậc tự do cơ cấu thay thế: 3
W = 3 * 7 – (2 * 10 + 0) + 0 – 0 = 1 C B
Khi tách nhóm ta có 3 nhóm tĩnh đinh
loại 2 như hình 1.6c. Đây là cơ cấu loại 2.
Công thức cấu tạo cơ cấu :
1=1+0+0+0+0
Hình 1.6a
A
2
O3
O7 3 K
C B O7
O2
E D A 7
6 K E
O7
2
4
5 O3
3 D
O1 5
C B 6 1
1
O1
4 C
B
Hình 1.6b Hình 1.6c
8) Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu máy nghiền (hình 1.8a):
O5
O5 B
A 2 B
C
B 3
C
2 4
O5 4 A O3 5
3 5
B O3
C
2
A 4 1
3 5 1
O3O1 O1
1
O
Hình 1.8a Hình 1.8b Hình 1.8c
1
Bậc tự do cơ cấu Hình 1.8a được tính theo công thức:
W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
= 3 * 5 – (2 * 6 + 1) + 0 – 1 = 1
Chọn khâu 1 là khâu dẫn, vì có khớp loại cao là kh ớp cam (ti ếp xúc gi ữa cam 1 và con lăn 2),
do vậy ta phải thay thế khớp cao thành khớp thấp (do biên d ạng cam t ại v ị trí ti ếp xúc là ph ẳng nên
thay thế khớp thấp là khớp tịnh tiến)(hình 1.8b).
Bậc tự do cơ cấu thay thế:
W = 3 * 5 – (2 * 7 + 0) + 0 – 0 = 1
Khi tách nhóm ta có 2 nhóm tĩnh đinh loại 2 như hình 1.8c. Đây là c ơ c ấu lo ại 2.
Công thức cấu tạo cơ cấu : 1 = 1 + 0 + 0
9) Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu phanh má (hình 1.9a)
D
B 2
B
D
B D
2 D
2 3
3
5 4
3 O3
5 4
O3
O3 5
A
1 1
A 1
A 4
O54
O5 O1 O1 O1
O4
O5
4
4
4
Hình 1.9a Hình 1.9b Hình 1.9c
Bậc tự do cơ cấu Hình 1.9a được tính theo công thức:
W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
= 3 * 5 – (2 * 6 + 2) + 0 – 0 = 1
Chọn khâu 1 là khâu dẫn, vì có khớp loại cao là kh ớp cam (ti ếp xúc gi ữa cam 3 và khâu 4 và
5), do vậy ta phải thay thế khớp cao thành kh ớp th ấp (do biên d ạng cam t ại v ị trí ti ếp xúc là ph ẳng
nên thay thế khớp thấp là khớp tịnh tiến)(hình 1.9b).
Bậc tự do cơ cấu thay thế:
W = 3 * 7 – (2 * 10 + 0) + 0 – 0 = 1
Khi tách nhóm ta có 3 nhóm tĩnh đinh loại 2 như hình 1.9c. Đây là c ơ c ấu lo ại 2.
Công thức cấu tạo cơ cấu : 1 = 1 + 0 + 0 + 0
10) Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu vẽ đường thẳng Lipkin với các chi ều dài AD = AE,
BD=DC=CE=EB, AF = FB (hình 1.11a)
C
D
6
C D
7 6
5
E 7 5
4 B E
B 4
3
B
1 3
1 A
2 2
F
F A A
Hình 1.10a Hình 1.10b
Bậc tự do cơ cấu Hình 1.10a được tính theo công thức:
W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
= 3 * 7 – (2 * 10 + 0) + 0 – 0 = 1
Chọn khâu 1 là khâu dẫn, vì có chuỗi động kín BDCE nên khi tách nhóm ta có 1 nhóm tĩnh
định loại 4 như hình 1.10b. Đây là cơ cấu loại 4
Công thức cấu tạo cơ cấu : 1 = 1 + 0
11) Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu chuyển động theo quỹ đạo cho trước (hình 1.11a)
G
G
C
5 5
2E
B
3
A
4F D 4F
1 G
C C
2E
B
A
3
1
D
Hình 1.11a Hình 1.11b Hình 1.11c
Bậc tự do cơ cấu Hình 1.11a được tính theo công thức:
G
W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
5
= 3 * 5 – (2 * 5 + 2) + 0 – 2 = 1
Chọn khâu 1 là khâu dẫn, vì có khớp loại cao ch ỗ ti ếp xúc c ủa hai con lăn 3 và 4 v ới giá và
A
khâu 5 nên ta phải thay thế khớp cao thành khớp thấp như hình 1.11b. B ậc t ự do c ơ c ấu thay th ế:
F
W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth = 3 * 5 –1 2 * 7 + 0) + 0 – 0 = 1
(
Khi tách nhóm ta có 2 nhóm tĩnh định loại 2 như hình 1.11c. Đây là c ơ c ấu loại 2
C
Công thức cấu tạo cơ cấu : 1 B 1 + 0 + 0
= 2 4
D
3
12) Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu nâng thùng hạt giống (hình 1.12a) và cơ cấu nh ấc l ưỡi cày
của máy nông nghiệp (hình 1.12b)
E
a) Xét hình 1.12a:
Bậc tự do cơ cấu Hình 1.12a được tính theo công thức:
W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
= 3 * 5 – (2 * 7 + 0) + 0 – 0 = 1
Chọn khâu 1 là khâu dẫn, tách nhóm ta có 2 nhóm tĩnh định loại 2 (2,3; 4,5) nh ư hình 1.12aa.
Đây là cơ cấu loại 2
Công thức cấu tạo cơ cấu : 1 = 1 + 0 + 0
O5
O3
3
O5 2
5
O3 B
5
A 4
D
4 O1
D
3
O1 C
1
C
1
2 B
A
Hình 1.12a Hình 1.12aa
b) Xét hình 1.12b:
O7
B
7 G
B 2
O7
1 1 C
A A 3 D
7 G O3
2
C 6
3 D
O3 D
F
4
4 6
E
O5 F
E F
O5 5
5
Hỉnh 1.12b Hình 1.12bb
Bậc tự do cơ cấu Hình 1.13b được tính theo công thức:
W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
= 3 * 7 – (2 * 10 + 0) + 0 – 0 = 1
Chọn khâu 1 là khâu dẫn, tách nhóm ta có 3 nhóm tĩnh định lo ại 2 (2,3; 4,5; 6,7) nh ư hình
1.12bb. Đây là cơ cấu loại 2
Công thức cấu tạo cơ cấu : 1 = 1 + 0 + 0 + 0
13) Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu trong máy tính : cộng (hình 1.13a) và nhân (hình 1.13b)
a) Xét hình 1.13a:
D
D 5
5
3C B B
4
E E 3C
6 B
1 1 4
x1
E
x3
6
2 2
x2
A A
F F
a2
a1
Hình 1.13.a Hình 1.13aa
x a + x 2 a1
x3 = 1 2
a1 + a 2
x1 + x 2
x3 =
Khi a1 = a2 thì
2
Bậc tự do cơ cấu Hình 1.14a được tính theo công thức:
W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
= 3 * 6 – (2 * 8 + 0) + 0 – 0 = 2
Chứng tỏ cơ cấu co 2 khâu dẫn, Chọn khâu 1 và 2 là khâu d ẫn, tách nhóm ta có 1 nhóm tĩnh
định loại 3 (3, 4, 5, 6) như hình 1.13aa. Đây là cơ cấu loại 3
Công thức cấu tạo cơ cấu : 2 = 2 + 0
b) Xét hình 1.14b:
5
5
3
z
x
4
3 4
6 y
x
2 6
2
1
h 1
Hình 1.13b Hình 1.13bb
xy
z=
h− y
y
= const = t , do vậy z = tx
hi khâu 2 cố định:
h− y
Bậc tự do cơ cấu Hình 1.13b được tính theo công thức:
W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
= 3 * 6 – (2 * 8 + 0) + 0 – 0 = 2
Chứng tỏ cơ cấu co 2 khâu dẫn, Chọn khâu 1 và 6 là khâu d ẫn, tách nhóm ta có 1 nhóm tĩnh
định loại 3 (2, 3, 4, 5) như hình 1.13bb. Đây là cơ cấu loại 3
Công thức cấu tạo cơ cấu : 2 = 2 + 0
