Chương 7: Chuyển động và biến đổi công suất môn Nhập môn kỹ thuật cơ khí | Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

lOMoAR cPSD| 59595715
NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
(AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING)
Chương 7: Chuyển động và biến đổi công suất 7.1. Tổng quan 7.2. Chuyển động quay 7.2.1 Vận tốc góc
7.2.2 Chuyển động quay và công suất
7.3. Ứng dụng thiết kế: Bánh răng
7.3.1. Bánh răng trụ răng thẳng
7.3.2. Bánh răng – thanh răng 7.3.3. Bánh răng côn
7.4. Vận tốc, mô-men xoắn và công suất bộ truyền bánh răng
7.5. Xích truyền động bánh răng đơn giản và phức tạp
7.6. Ứng dụng thiết kế: Bộ truyền đai – xích
7.7. Bộ truyền bánh răng hành tinh lOMoAR cPSD| 59595715
NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
(AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING) 7.1. Tổng quan
Suspended above the bay of the Space Shuttle
Mechanical engineers design the links and joints lOMoAR cPSD| 59595715
Orbiter, the Hubble Space Telescope was
that form this robot's manipulator arm in order to maneuvered into sunlight during a servicing
precisely move and place cargo in a warehouse
mission. Each link of the robotic manipulator
arm rotated about its support joints
NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
(AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING)
Relationship of the topics emphasized in this chapter (shaded boxes) relative to
an overall program of study in mechanical engineering lOMoAR cPSD| 59595715
NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
(AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING) 7.2. Chuyển động quay lOMoAR cPSD| 59595715
7.2.1. Vận tốc góc (Angular Velocity) Δs =r. Δθ Δs ↔ Δθ = ௥ Thứ nguyên: Δs(mm) r (mm) Δθ (rad) Δs Δθ v = = r. Δt Δt v=r. ω Thứ nguyên: Δt (s) ω (rad/s) lOMoAR cPSD| 59595715
(a) Rotational motion of a link,
(b) Each point moves in a circle, and the velocity increases with radius lOMoAR cPSD| 59595715
NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
(AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING)
Chuyển đổi 4 đơn vị đo vận tốc góc:
Conversion Factors between Various Units for Angular Velocity lOMoAR cPSD| 59595715
NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
(AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING)
7.2.2 Công và công suất của chuyển động quay (Rotational Work and Power)
Động cơ truyền mô men xoắn T cho bánh răng quay một góc Δθ
Công của chuyển động quay : W=T. Δθ
Công suất của chuyển động tịnh tiến:
P=F.v (lực x vận tốc dài)
Công suất của chuyển động quay:
P=T.ω (mô men x vận tốc góc) Torque, T Torque, T lOMoAR cPSD| 59595715
Work performed by a torque acting on a rotating gear,
(a) The torque supplied by the motor reinforces the rotation and W is positive .
(b) The torque opposes the rotation and W is negative
NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN
INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING) VD:
Một quạt làm mát cho bảng mạch điện tử quay với tốc độ 1800 rpm -
Hãy biểu diễn tốc độ góc của động cơ quạt ra thứ nguyên 0 /s và rad/s -
Xác định tốc độ dài tại điểm đầu cánh quat cách tâm trục 4 cm lOMoAR cPSD| 59595715
Theo bảng chuyển đổi: 1 rpm = 6 deg/s = 0,1047 rad/s tốc độ góc: deg/s 4 deg/s ω =(1800 rpm) (6 ) = 1,080 x 10 ௥௥௥ rad/s ω =(1800 rpm) (0,1047 ) = 188,5 rad/s ௥௥௥ lOMoAR cPSD| 59595715
Tốc độ dài tại điểm đầu cánh: v = (0,04 m) x (188,5 rad/s) = 7,54 m/s NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
(AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING)
7.3. Ứng dụng thiết kế: Bánh răng (Gear) 7.3. 1. Bánh răng trụ răng thẳng ( Spur Gear)
Các răng thẳng song song với đường tâm, phân bố cách đều trên bề mặt trụ
Truyền động giữa hai trục song song với nhau lOMoAR cPSD| 59595715
(a) Two external spur gears in mesh,
(b) Internal or ring gears of several sizes. lOMoAR cPSD| 59595715
NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
(AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING)
Các thuật ngữ bộ bánh răng thẳng lOMoAR cPSD| 59595715
Thông số cơ bản của bánh răng trụ răng thẳng: d m: Modun Z Z : số răng. d : đường kính vòng
: Góc ăn khớp (góc áp lực) trên vòng chia chia m = t: bước răng : hệ số dịch dao
NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
(AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING)
Tiếp xúc của cặp profile răng: lOMoAR cPSD| 59595715 A pair of teeth in contact. lOMoAR cPSD| 59595715
NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
(AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING)
Đặc tính của bộ truyền bánh răng thân khai: lOMoAR cPSD| 59595715
NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
(AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING)
Nếu một bánh răng quay với tốc độ không đổi thì bánh răng ăn khớp với nó cũng quay với
tốc độ không đổi bộ truyền có tỷ số truyền không đổi lOMoAR cPSD| 59595715
NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
(AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING)
7.3.2. Thanh răng - Bánh răng (Rack and Pinion) (a) Gear racks, (b) Rack-and-pinion mechanism -
Cơ cấu bánh răng – thanh răng dùng để biến chuyển động quay của trục thành
chuyển động tịnh tiến thẳng hoặc ngược lại. -
Cơ cấu bánh răng – thanh răng thường được sử dụng trong các cơ cấu lái bánh trước
của xe ô tô, định vị vị trí bàn máy phay, máy tiện, máy mài,, cung cấp chuyển động chạy dao cho máy khoan bàn,…. lOMoAR cPSD| 59595715
NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
(AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING)
7.3.3. Bánh răng côn ( bevel gear)
- Bánh răng côn : các răng phân bố trên mặt nón cụt, các răng có thể là thẳng hoặc cong.
- Truyền động bánh răng côn thường được sử dụng cho truyền động giữa hai trục
vuông góc với nhau và có đường tâm các trục kéo dài cắt nhau lOMoAR cPSD| 59595715
NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
(AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING)
7.3.4. Bánh răng xoắn (helical gears)