Cơ cấu cam phẳng: dạng chuyển động của cần và cam

[NguyenDucThang]

Trong cơ cấu cam phẳng mà cam là khâu dẫn, thường thấy hai trường hợp:
1. Cam quay hoặc lắc và cần tịnh tiến hoặc lắc
2. Cam tịnh tiến và cần tịnh tiến hoặc lắc
Các ví dụ sau cho thấy, nếu dùng phương pháp đổi giá, cam và cần còn có các chuyển động khác và sự phối hợp chuyển động cũng rất đa dạng.

A1. Cam cố định, cần chuyển động song phẳng

Hình 1a: Máy đào khoai tây. 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.
Xem mô phỏng:
http://youtu.be/MEfBhY9Rl08

Hình 1b: Cơ cấu tay quay thanh truyền có vị trí dừng. 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.
Xem mô phỏng:
http://youtu.be/0ZTaScDawKs

Hình 1c: Cam màu cam cố định có bán kính biên dạng là R. 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).
Xem mô phỏng:
http://youtu.be/1HdJEO3iHrM

A2. Cam quay, cần chuyển động song phẳng

Hình 2a: Cơ cấu máy xọc. 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.
Xem mô phỏng:
http://youtu.be/Ul5KDnQ9gTM

Hình 2b: Kéo tự động di chuyển đến vị trí cắt. 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.
Xem mô phỏng:
http://youtu.be/Qx0UItGXFRQ

Hình 2c: Đồ gá phay rãnh tam giác. 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.
Xem mô phỏng:
http://www.youtube.com/watch?v=LOr-lb7E2YM

Hình 2d: Cam màu cam là khâu dẫn. 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.
Xem mô phỏng:
http://youtu.be/NXA99a7HjXg

A3. Cam tịnh tiến, cần quay gián đoạn

Hinhf3a: Hai cam đỏ tịnh tiến, cần là đĩa răng xanh quay gián đoạn.
Xem mô phỏng:
http://youtu.be/OTNmbroZkqc

A4. Cam song phẳng, cần quay gián đoạn
Hinhf3b: Cam màu hồng chuyển độnng song phẳng, cần là đĩa răng xanh quay gián đoạn.
Xem thêm bài:
http://www.meslab.org/mes/threads/29335-Mot-so-co-cau-quay-dung-qua-mo-phong.html
Xem mô phỏng:
http://youtu.be/QO2UoKZagIQ

B1. Cần cố định, cam chuyển động song phẳng

Hình 3c: Đồ gá khoan lỗ vuông. Tấm dẫn khoan màu tím cố đình. Mũi khoan có phần cán 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.
Xem mô phỏng:
http://www.youtube.com/watch?v=TioBY-JGI4I
Hình 3d: Dao thái lăn. 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.
Xem mô phỏng:
http://youtu.be/Gr-2Hbun0TA

B2. Cần lắc hoặc tịnh tiến, cam chuyển động song phẳng

Hình 4a: Trục dẫn màu hồng có đoạn lệch tâm mang cam màu cam. 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.
Xem mô phỏng:
http://youtu.be/qGHpenVs6wg

Hình 4b: Ê tô. 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).
Xem mô phỏng:
http://youtu.be/vIU9uzsOLbU

Hình 4c: Cam màu cam lắp chặt với bánh răng hành tinh, do vậy có chuyển động song phẳng. Cần màu xanh là khâu dẫn. Cần cam màu hồng có chuyển động lắc.
Xem mô phỏng:
http://youtu.be/xGQjTeLqTq0

Bảng sau kê ra các trường hợp phối hợp chuyển động.
Suy nghĩ theo kiểu này gây ít nhiều rối rắm, không thực dụng, nhưng giúp hiểu hơn về cơ cấu cam với ai có hứng thú.

 

[minhquangclc06m]

Ðề: Cơ cấu cam phẳng: dạng chuyển động của cần và cam

Bác cho cháu hỏi chút ạ, khi thiết kế cam người ta phải xây dựng biên dạng cam để tạo ra đúng quy luật chuyển động cho trước của cần, tuy nhiên trong các tài liệu thì các quy luật này thường là tiêu chuẩn(vận tốc đều, hình sin. cos..)tương ứng với các góc định kỳ của cam. Vậy khi cần thiết kế cam để tạo ra một quy luật chuyển vị bất kỳ thì sao ạ? lý thuyết tính toán của nó thế nào thưa bác?

 

[NguyenDucThang]

Ðề: Cơ cấu cam phẳng: dạng chuyển động của cần và cam

Thiết kế hình học cơ cấu cam gồm 3 bước, lần lượt như sau (ví dụ cam quay cần lắc):

1. Xác định quy luật chuyển vị của cần.
Nếu đã có yêu cầu đầy đủ về quy luật này (từ yêu cầu công nghệ) thì không cần phải làm gì thêm.
Nếu chỉ mới có yêu cầu về thời điểm và thời gian ở xa hoặc ở gần của cần, còn quy luật chuyển động trong giai đoạn đi xa, về gần thì để ngỏ. Lúc này mới áp dụng các quy luật vận tốc đều hoặc sin, cos, … nhằm có được quy luật chuyển vị của cần, theo tiêu chí ít va đập, ít quán tính (rất cần đối với cam quay nhanh, khối lượng lớn).

2. Xác định tâm cam, tâm cần, bán kính nhỏ nhất của cam để kích thước cơ cấu cam nhỏ nhất mà góc áp lực lớn nhất không vượt góc áp lực cho phép.

3. Xác định biên dạng cam, đường kính con lăn, bằng vẽ (dùng chuyển động ngược) hay bằng giải tích.

Qua đó thấy rằng các quy luật vận tốc đều hoặc sin, cos, … chỉ dùng để xác định quy luật chuyển vị khi không có yêu cầu đầy đủ về quy luật này. Nếu đã có quy luật đầy đủ rồi thì chuyển ngay sang bước 2 và 3. Giáo trình nguyên lý máy đã nói kỹ hai bước này.