Thiết kê công nghiệp_Bài 5: Chọn loại cơ cấu chính và phụ động, chọn sơ đồ động học

I) Chọn loại cơ cấu chính và phụ động, chọn sơ đồ động học

Căn cứ vào công dụng, chức năng, tính năng kỹ thuật của sản phẩm đã được để ra,
người thiết kế trước hết phải xác định được loại cơ cấu chính để thực hiện chức năng chủ
yếu của sản phẩm, việc này đòi hỏi người thiết kế phải có một số vốn lớn về các loại cơ cấu
để chọn lựa sử dụng.

Ví dụ: Trong một sản phẩm, người ta cần có một bộ phận của sản phẩm chuyển động
thẳng (hoặc gần như thẳng) theo phương z với chiều dài đoạn chuyển động đó là Zl.
Chuyển động này cần đi theo một chiều, không tịnh tiến qua lại trên đoạn Z1 đó.

Với yêu cầu tính năng như vậy, không thể dùng loại cơ cấu tay quay thanh truyền
được (hình 2.2-2a), cơ cấu này dễ dàng thoả mãn chuyển động Zí thẳng đứng nhưng lại là
chuyển động tịnh tiến qua lại. Người ta phải nghiên cứu các phương án khác (hình 2.2-2b,c).

Trên hình 2.2-2b, nếu các khâu có tỷ lệ hợp lý: AB = 1,4AD; AE = 2,4AD; BC =
2,6AD; CD = 3,0AD, khi khâu 1 quay quanh trục cố định D, điểm E của khâu 2 sẽ vẽ nên
một quỹ đạo, trong quỹ đạo đó có một phần gần như thẳng, theo phương Z-Z.

Trên hình 2.2-2c, nếu các khâu bảo đảm tỷ lệ: AB = 1,92BC, AE = 2.92BC; AD =
2BC; CD = 2,3BC, khi khâu 1 quay quanh trục cố định c, điểm E của khâu 2 sẽ vẽ nên một
quỹ đạo, trong quỹ đạo đó có một phần gẩn như thẳng theo phương zz.

Như vậy yêu cầu thiết kế có thể được thoả mãn khi chọn lựa một trong hai phương án.

Điều quan trọng là người thiết kế phải biết chọn loại cơ cấu phù hợp với tính năng, yêu cầu kỹ thuật mà nhiệm vụ thiết kế đề ra.

Ví dụ: Đều là những bộ phận công tác có chuyển động không liên tục như supáp của
động cơ đốt trong, bàn nâng giây của máy in, cơ cấu cấp phôi liệu cho máy đóng gói, người
thiết kế phải biết khi nào dùng cơ cấu cam, khi nào dùng bánh cóc, khi nào dùng cơ cấu
Mantơ, hoặc là phối hợp nhiều cơ cấu với nhau (hình 2.2-3a,b,c).

Hỉnh 2.2-3

Trong kỹ thuật hiện nay, người ta thường dùng các loại cơ cấu sau:

1. Cơ cấu bánh răng: Bánh răng trụ, bánh răng côn, bánh răng hypecbon, trục vít tạo nên các bộ truyền bánh răng, từ bộ truyền bánh răng trụ thẳng đơn giản đến các bộ truyền
   bánh răng không gian, bộ truyền ngoại luân, bô truyền hành tinh hoặc các tổ hợp bánh răng phức tạp.
2. Cơ cấu cam: Cam lồi, cam lõm, cam phức hợp, cam tang trống, cam rãnh phẳng,cam không gian, với các biến dạng, kết cấu khác nhau cơ cấu cam được sử dụng rất nhiều trong các máy tự động phức tạp đặc trưng là máy dệt, máy thêu.
3. Cơ cấu ma sát: với các bề lặt ma sát dạng đĩa, côn, trụ, với bộ truyển đai và các loại bộ truyền ma sát khác người ta dùng nhiểu trong kỹ thuật để làm các bộ truyền cókhoảng cách trục lớn, làm các bộ biến tốc vó cấp, làm các cơ cấu phanh. Hiện nay do kỹthuật chế tạo vật liệu phát triển, nhiểu loại vật liệu ma sát mới được đưa vào sử dụng do đócơ cấu ma sát có xu hướng được dùng rộng rãi do những ưu điểm về truyển động và kết cấunhư: kết cấu đơn gian, chế tạo không phức tạp, nhẹ, êm.
4. Cơ cấu có khâu bị động chuyển động không liên tục: Thường được sử dụng trong thực tế là: cơ cấu mỏ neo, cơ cấu bánh cóc, cơ cấu Mantơ, cơ cấu nhiều thanh có kết câ’udừng, cơ cấu cam có kết cấu dừng, cơ cấu bánh răng có kết cấu dừng. Loại cơ cấu nàythường được dùng cho các máy tự động có nhiều mối liên kết theo chu kỳ làm việc v.v…
5. Cơ cấu hệ thanh phẳng và hệ thanh không gian: loại cư cấu này thường dùng cho
   các máy công tác với yêu cầu có các quỹ đạo chuyển động của khâu bị động phù hợp với  tính năng làm việc của máy như: máy trộn, cầu trục cảng, các máy có cơ cấu cui ít, các cơcấu lượng giác v.v…