Bộ truyền cam | Tiểu luận môn học bảo trì và bảo dưỡng công nghiệp Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT L Ợ Ư NG CAO
TIỂU LUẬN MÔN HỌC
BẢO TRÌ VÀ BẢO DƯỠNG CÔNG NGHIỆP BỘ TRUYỀN CAM
SVTH: PHAN HỒNG PHÚC MSSV: 20145099
SVTH: LƯƠNG PHẠM VŨ MSSV: 20145660 Khóa: 2020
Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ TH Ậ U T Ô TÔ
GVHD: ThS. TRẦN THÁI SƠN
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2023
DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA THỰC HIỆN
HỌC KỲ II NĂM HỌC 2022-2023
Nhóm: 9 (Lớp thứ 2- Tiết 10-11) Phần trăm STT Họ và tên MSSV Nhiệm Vụ công việc 1 Lương Phạm Vũ 20145660 Full 100% 2 Phan Hồng Phúc 20145099 Full 100% Ghi chú:
Tỷ lệ % = 100%: Mức độ phần trăm của từng sinh viên tham gia.
Trưởng nhóm: Phan Hồng Phúc; SĐT: 0942339267
Nhận xét của giáo viên:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
Ngày 08 tháng 05 năm 2023 Ký tên Thầy T ầ r n Thái Sơn Danh mục hình ảnh
Hình 1. Cơ cấu cam .......................................................................................................... 3
Hình 2: Các loại cơ cấu cam ............................................................................................ 3
Hình 3: Các loại cơ cấu cam phẳng.................................................................................. 4
Hình 4: Cơ cấu cam phẳng theo kiểu tiếp xúc giữa cảm và ầ
đ u cần ngoài và trong ....... 5
Hình 5: Các loại cơ cấu cam không gian ......................................................................... 6
Hình 6: Máy đào khoai tây ............................................................................................... 7
Hình 7: Cơ cấu tay quay thanh truyền có vị trí dừng ....................................................... 7
Hình 8: Cam màu cam cố định có bán kính biên dạng là R ............................................. 8
Hình 9: Cơ cấu máy xọc ................................................................................................... 9
Hình 10: Kéo tự động di chuyển đến vị trí cắt ................................................................. 9
Hình 11: Đồ gá phay rãnh tam giác ................................................................................. 9
Hình 12: Cam màu cam là khâu dẫn .............................................................................. 10
Hình 13: Hai cam đỏ tịnh tiến, cần là đĩa răng xanh quay gián đoạn ............................ 10
Hình 14: Cam màu hồng chuyển độnng song phẳng, cần là đĩa răng xanh quay gián đoạn
........................................................................................................................................ 11
Hình 15: Đồ gá khoan lỗ vuông ..................................................................................... 11
Hình 16: Dao thái lăn ..................................................................................................... 12
Hình 17: Trục dẫn màu hồng có đoạn lệch tâm mang cam màu cam ............................ 13
Hình 18: Ê tô .................................................................................................................. 13
Hình 19: Cam màu cam lắp chặt với bánh răng hành tinh, do vậy có chuyển động song
phẳng .............................................................................................................................. 13
Hình 20: Cam ................................................................................................................. 14
Hình 21: Lực tác dụng lên cam ...................................................................................... 16
Hình 22: Sơ đồ phân loại ................................................................................................ 20
Hình 23: Cơ cấu phân phối khí xupap treo .................................................................... 21
Hình 24: Kiểu DOHC (Double overhead camshaft): Hai trục cam nằm trên ắ n p máy . 21
Hình 25: Kiểu OHV và SOHV (over head valve): Trục cam nằm trong thân máy ....... 22
Hình 26: Cơ cấu phân phối khí xupap đặt ...................................................................... 23
Hình 27: Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt .............................................................. 25
Hình 28: Hệ thống quét thẳng qua xupap thải ............................................................... 26
Hình 29: Kiểu DOHC (Double overhead camshaft): Hai trục cam nằm trên ắ n p máy . 28
Hình 30: Bơm cao áp trong động cơ diesel của Bosch .................................................. 28
Hình 31: Trục cam ......................................................................................................... 29
Hình 32: Cấu tạo trục cam ............................................................................................. 30
Hình 33: Các dạng cam thường gặp ............................................................................... 30
Hình 34: Đồ thị khai triển nâng xupap ........................................................................... 32
Hình 35: Cơ cấu dẫn động cam ...................................................................................... 33
Hình 36: Cam bị mòn ..................................................................................................... 35
Hình 37: Dấu và chiều nắp gối đỡ ................................................................................. 35
Hình 38: Thứ tự tháo bulông nắp gối đỡ ........................................................................ 36
Hình 39: Thứ tự xiết bulông nắp gối đỡ ......................................................................... 36
Hình 40: Thứ tự và chiều lắp nắp gối đỡ ....................................................................... 37
Hình 41: Kiểm tra độ cong của trục cam ....................................................................... 37
Hình 42: Kiểm tra độ nâng của mấu cam ....................................................................... 38
Hình 43: Đo khe hở dầu của trục cam ............................................................................ 38
Hình 44: Đo khe hở dọc trục cam .................................................................................. 39
Hình 45: Kiểm tra khe hở ăn khớp giữa 2 bánh răng trục cam ...................................... 40
Hình 46: Kiểm tra độ dich .............................................................................................. 41
Hình 47: Thay bạc lót trục cam bằng cảo ...................................................................... 42
Hình 48: Thay bạc lót trục cam bằng một đầu đóng ...................................................... 42 Mục lục
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN .......................................................................................... 2
1.1. Nội dung ................................................................................................................ 2
PHẦN II: NỘI DUNG .................................................................................................... 3
2.1. Khái niệm.............................................................................................................. 3
2.2. Phân loại cơ cấu cam ........................................................................................... 3
2.2.1. Cơ cấu cam phẳng ......................................................................................... 3
2.2.2. Cơ cấu cam không gian ................................................................................. 5
2.3. Các dạng thường thấy ......................................................................................... 6
2.3.1. Cam cố định, ầ
c n chuyển động song phẳng ................................................ 6
2.3.2. Cam quay, cần chuyển ộ
đ ng song phẳng .................................................... 8
2.3.3. Cam tịnh tiến, ầ
c n quay gián đoạn ............................................................ 10
2.3.4. Cam song phẳng, cần quay gián đoạn ....................................................... 10 2.3.5. Cần ố
c định, cam chuyển động song phẳng .............................................. 11 2.3.6. Cần ắ
l c hoặc tịnh tiến, cam chuyển động song phẳng ............................. 12
2.4. Các thông số cơ bản ủ
c a cơ cấu cam ................................................................ 14
2.4.1. Thông số hình học cam ............................................................................... 14
2.4.2. Thông số động học ....................................................................................... 14
2.4.3. Thông số lực học của cam ........................................................................... 15
2.5. Bảo dưỡng ........................................................................................................... 16
2.5.1. Khái niệm ..................................................................................................... 16
2.5.2. Nhiệm vụ của bảo dưỡng ............................................................................ 16
2.6. Sữa chữa ............................................................................................................. 17
2.7. Ưu và nhược điểm .............................................................................................. 18
2.7.1. Cơ cấu cam phẳng ....................................................................................... 18
2.7.2. Cơ cấu cam không gian ............................................................................... 18
PHẦN III: HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ TRÊN Ô TÔ ....................................... 20
3.1. Nhiệm vụ hệ thống phân phối khí .................................................................... 20 3.2. Cấu ạ
t o chung của hệ thống phân phối khí ..................................................... 20
3.3. Phân loại ............................................................................................................. 20
3.3.1. Cơ cấu phân phối khí xupap treo .............................................................. 21
3.3.2. Cơ cấu phân phối khí xupap đặt (xupap nằm trong thân máy) ............. 23
3.3.3. Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt ....................................................... 25
3.3.5. Cơ cấu phân phối khí hỗn hợp ................................................................... 26
3.3.6. So sánh ưu nhược điểm giữa hệ thống phân phối khí xu páp treo và xupáp
đặt............................................................................................................................ 26
3.4. Trục cam ............................................................................................................. 28
3.4.1. Công dụng .................................................................................................... 28 3.4.2. Điều k ệ
i n làm việc ........................................................................................ 29
3.4.3. Vật liệu chế tạo ............................................................................................ 29 3.4.4. Cấu ạ
t o trục cam ......................................................................................... 29
3.4.5. Phương pháp dẫn động ............................................................................... 32
3.4.6. kiểm tra và sữa chữa trục cam ................................................................... 33
3.4.7. Bảo dưỡng trục cam .................................................................................... 43
PHẦN IV: KẾT LUẬN ................................................................................................ 45
TÀI LIỀU THAM KHẢO ........................................................................................... 46 LỜI CẢM ƠN
Bài tiểu luận “Cơ cấu cam” phản ánh công việc mà chúng em đã thực hiện trong
suốt thời gian học môn “Bảo trì và bảo dưỡng công nghiệp” tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ th ậ
u t TP HCM. Trước tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu Trường
Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM đã đưa ra môn học này để chúng em có thể tiếp xúc,
va chạm đến các kiến thức về bảo trì bão dưỡng các máy móc thiết bị, từ đó tích lũy kiến
thức làm hành trang cho người kỹ sư ô tô trong tương lai.
Và đặc biệt, nhóm chúng em muốn gửi lời cảm ơn đặc biệt sâu sắc đến Giảng viên
bộ môn Ths. Trần Thái Sơn vì đã cung cấp cho chúng em một nền kiến thức quý giá
về đề tài này nói riêng và môn “Bảo trì và bảo dưỡng công nghiệp ” nói chung vô cùng
thú vị và đầy thử thách. Thầy cũng kiên nhẫn giải thích cho chúng em các khái niệm liên
quan đến bảo trì, bảo dưỡng hướng dẫn cho chúng em cách làm việc, nội dung bài học
một cách đơn giản và dễ hiểu nhất. Sự hướng dẫn của Thầy trong suốt quá trình học và
của bài tiểu luận là rất quan trọng để chúng em có được kết quả cuối cùng này. Chắc
chắn đây là những kinh nghiệm, kỹ năng, kiến thức hành trang quý báu để cho chúng em
tích lũy hành trang trên con đường tri thức ở phía trước.
Trong quá trình thực hiện nghiên cứu đề tài của mình, mặc dù nhóm chúng em đã cố
gắng hết sức mình nhưng do điều kiện hạn chế về kiến thức và thời gian thực hiện có
hạn nên không tránh được những sai sót, rất mong nhận được sự góp ý từ quý thầy cô và
các bạn để đề tài của chúng em có thể ngày càng hoàn thiện hơn. Một lần nữa chúng em
xin cảm ơn thầy, kính chúc thầy nhiều sức khỏe và luôn thành công trên con đường đào tạo nhân tài của mình.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 04 năm 2023
Nhóm sinh viên thực hiện Nhóm 9 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. Nội dung
Cơ cấu cam là một phần quan trọng trong công nghệ cơ khí và được sử dụng trong
nhiều lĩnh vực khác nhau của công nghiệp. Nó được sử dụng để điều khiển chuyển động
của các bộ phận máy móc, để đảm bảo chúng hoạt động chính xác và điều chỉnh được
tốc độ và hướng chuyển động. Các cơ cấu cam có thể được chế tạo trên máy CNC hoặc
được gia công thủ công trong các cơ sở sản xuất.
Với sự phát triển của công nghệ và yêu cầu của thị trường, cơ cấu cam đã đạt được
nhiều tiến bộ trong thiết kế và chế tạo. Các cơ cấu cam hiện đại được thiết kế và sản xuất
với độ chính xác cao để đảm bảo hoạt động đáp ứng được yêu cầu của ngành công nghiệp.
Cơ cấu cam có các loại khác nhau, bao gồm cam có dạng vuông, cam có dạng nhọn
và cam có dạng tròn. Các loại này được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau, ví dụ
như trong động cơ đốt trong, trong các loại máy móc công nghiệp và trong các thiết bị y tế.
Tóm lại, cơ cấu cam là một phần không thể thiếu trong công nghệ cơ khí hiện đại. Chúng
là một thành phần quan trọng của các bộ phận máy móc và được sử dụng để đảm bảo
hoạt động chính xác và hiệu quả của chúng. 2 PHẦN II: NỘI DUNG 2.1. Khái niệm
Xét cơ cấu có lược đồ như hình 1: khâu 1 là một đĩa (không tròn)
có thể quay quanh tâm A, thanh 2 có thể tr ợt ư theo một phương cố
định và có đấu tiếp xúc với mặt trụ của khâu 1. Khi khâu 1 quay quanh
A thì vị trí tiếp xúc giữa 1 và 2 thay đổi nên khâu 2 tịnh tiến.
Qui luật chuyển động tịnh tiến của khâu 2 phụ thuộc vào hình dáng
bề mặt tiếp xúc (giữa 1 và 2) trên khâu 2. Khâu dẫn 1 được gọi là cam,
Hình 1. Cơ cấu khâu bị dẫn 2 được gọi là cần. Bề mặt tiếp xúc giữa cam và cắn trên cam
cam được gọi là biên dạng cam.
Như vậy một cách tổng quát có thể định hình 1. nghĩa cơ cấu cam là cơ cấu có khâu
bị dẫn được nối với khâu dẫn bằng khớp cao và có chuyển động đi về (có thể liên tục
hay gián đoạn) theo qui luật nhất định; qui luật này phụ thuộc vào biên dạng cam.
Hình 2: Các loại cơ cấu cam
2.2. Phân loại cơ cấu cam
Cơ cấu cam được phân ra hai loại l ớn: cơ cấu cam phẳng và cơ cấu cam không gian.
2.2.1. Cơ cấu cam phẳng 3
Cơ cấu cam trên hình 3 đều là những cơ cấu cam phẳng. Cơ cấu cam phẳng có thể
phân ra nhiều loại nhỏ theo nhiều quan điểm khác nhau:
Theo chuyển động của khâu dẫn 1:
Ta có cam quay như trên hình a, b, c, d, e, f, i; cam tịnh tiến như trên các hình g, h.
Theo chuyển động của cần 2:
Ta có cần tịnh tiến như trên các hình a, b, c, g, h; cần quay (hay lắc) như trên các hình
d, e, f và cần chuyển động song phẳng như ở hình i.
Theo hình dạng dáy cản (chỗ tiếp xúc với cam):
Ta có các loại cần đáy nhọn ở các hình a, d, g; cần đáy con lăn ở các hình b, e, h, i;
cần đáy bằng ở các hình c, f.
Hình 3: Các loại cơ cấu cam phẳng 4
Theo mặt tiếp xúc giữa cam và đầu cần:
Ta có mặt làm việc của cam là mặt trụ ngoài như tất cả các cơ cấu cam trên hình 3,
mặt trụ trong như hình a và cả hai mặt trụ ngoài và trong (rãnh) như hình b trên hình 4.
Hình 4: Cơ cấu cam phẳng theo kiểu tiếp xúc giữa cảm và đầu cần ngoài và trong
2.2.2. Cơ cấu cam không gian
Trên hình 5, các cam 1 quay làm cho cần 2 tỉnh tiến như hình a, b và cần 2 lắc như
hình c. Trong mỗi cơ cấu ở hình 5, các khâu 1, 2 chuyển động trong 2 mặt phẳng không song song với nhau. 5
Hình 5: Các loại cơ cấu cam không gian
2.3. Các dạng thường thấy
Trong cơ cấu cam phẳng mà cam là khâu dẫn, thường thấy hai trường hợp:
• Cam quay hoặc lắc và cần tịnh tiến hoặc lắc.
• Cam tịnh tiến và cần tịnh tiến hoặc lắc.
2.3.1. Cam cố định, cần chuyển động song phẳng
Cam rãnh cố định cố định với máy đào di chuyển, vành màu xanh là khâu dẫn có
khớp quay cho các lưỡi cuốc màu xanh. Khi đi xuống dưới các lưỡi cuốc thò ra để đào. 6
Hình 6: Máy đào khoai tây
Cam màu vàng có biên dạng là cung tròn bán kính bằng chiều dài thanh truyền, có
tâm trùng tâm của khớp quay giữa thanh truyền và con trượt khi con trượt ở vị trí tận cùng bên trái.
Hình 7: Cơ cấu tay quay thanh truyền có vị trí dừng
Cần cong màu xanh có bán kính tiếp xúc với cam là r. Nếu R = 2r và trục của mặt trụ
tiếp xúc của cam cắt trục trượt (đi qua tâm khớp quay) của con trượt màu xanh thì cần
lăn không trượt trên cam (trường hợp hai vòng tròn Cac-dan). 7
Hình 8: Cam màu cam cố định có bán kính biên dạng là R
2.3.2. Cam quay, cần chuyển động song phẳng
Trục dẫn mang bánh răng màu xanh có đoạn lệch tâm trên đó lắp thanh truyền màu
hồng. Bánh răng mang cam màu cam ăn khớp với bánh răng màu xanh, tỷ số truyền 1/1.
Cần màu xanh có chuyển động song phẳng vì vừa chuyển động theo con trượt màu tím,
vừa chuyển động theo cam. Sự phối hợp này làm con trượt màu vàng mang dao xọc đạt hành trình rất lớn. 8
Hình 9: Cơ cấu máy xọc
Cam màu vàng điểu khiển trục kéo, cam màu hồng và tím điều khiển lưỡi kéo. Hai
lưỡi này chính là hai cần cam có chuyển động song phẳng.
Hình 10: Kéo tự động di chuyển đến vị trí cắt
Cam màu cam là khâu dẫn. Cần là tấm vuông màu xanh có chuyển động song phẳng.
Cần này mang đầu dao phay đi theo quỹ đạo tam giác.
Hình 11: Đồ gá phay rãnh tam giác
Cần là thanh truyền màu xanh lá có chuyển động song phẳng. Chuyển động của cần
gần như tịnh tiến thẳng. Cơ cấu được dùng khi không muốn bố trí khớp trượt cho cần. 9
Hình 12: Cam màu cam là khâu dẫn
2.3.3. Cam tịnh tiến, cần quay gián đoạn
Hình 13: Hai cam đỏ tịnh tiến, cần là đĩa răng xanh quay gián đoạn
2.3.4. Cam song phẳng, cần quay gián đoạn 10
Hình 14: Cam màu hồng chuyển độnng song phẳng, cần là đĩa răng xanh quay gián đoạn
2.3.5. Cần cố định, cam chuyển động song phẳng
Tấm dẫn khoan màu tím cố đình. Mũi khoan có phần cần là tam giác cong Ru lô chạy
trong tấm dẫn khoan. Trong đồ gá này có thể xem tấm dẫn khoan là cần cố định và mũi
khoan là cam có chuyển động song phẳng nhờ khớp nối Oldham giữa cam và trục chính máy khoan.
Hình 15: Đồ gá khoan lỗ vuông 11
Trục dẫn màu hồng qua cơ cấu nhiều khâu làm thanh màu xanh mang dao màu cam
lăn trên thớt màu vàng. Trong cơ cấu này có thể xem thớt là cần cam cố định, còn cam
là dao có chuyển động song phẳng.
Hình 16: Dao thái lăn
2.3.6. Cần lắc hoặc tịnh tiến, cam chuyển động song phẳng
Cam này nối với tay điều chỉnh màu tím qua cơ cấu thanh, do vậy có chuyển động
song phẳng. Thanh màu tím cố định khi làm việc. Điều chỉnh góc của thanh này để có
các chuyển động khác nhau của cần lắc màu xanh. 12
Hình 17: Trục dẫn màu hồng có đoạn lệch tâm mang cam màu cam
Cam màu hồng có chuyển động song phẳng khi quay tay kẹp màu xanh làm cần màu
xanh lá tịnh tiến. Cơ cấu có ưu điểm là tăng gấp đôi hành trình của cần mà không làm
tăng góc áp lực của cam. Nếu thêm con trượt đối diện (cần cam) thì sẽ có cơ cấu kẹp một
lúc hai vật, tự lựa (hai vật có chiều rộng khác nhau chút ít vẫn kẹp chặt được). Hình 18: Ê tô
Cần màu xanh là khâu dẫn. Cần cam màu hồng có chuyển động lắc.
Hình 19: Cam màu cam lắp chặt với bánh răng hành tinh, do vậy có chuyển động song phẳng 13