Thảo luận Thiết kế cam

Thảo luận trong 'Nguyên lý máy'

Đang xem chủ đề này ( Thành viên: 0, Khách: 0)

  1. chuong_prof

    chuong_prof Kỹ sư

    Tham gia ngày:
    3/9/12
    Bài viết:
    149
    Đã được thích:
    281
    Điểm thành tích:
    63
    Giới tính:
    Nam
    Nghề nghiệp:
    Tooling Engineer Trainee in Schneider Electric
    Nơi ở:
    Ho Chi Minh City
    Loạt bài này mình xin chia sẻ quy trình tính toán thiết kế CAM theo sách CAM DESIGN của tác giả CLYDE H.MOON
    [​IMG]
    Mình sẽ đi từng bước theo sách để chúng ta dễ hình dung hơn,nếu có kiến thức gì sai mong các bạn cứ thoải mái và tự nhiên chỉ giáo. :))
    1/Các vấn đề cơ bản(Fundamental Mechanic): Vận tốc,gia tốc, vector-Hình minh họa dưới đây
    [​IMG]
    [​IMG]
    2/Phân loại CAM(Cam and Follower Classification)
    Cơ cấu cam là thiết bị cơ khí biến chuyển động quay thành chuyển động
    thẳng (bằng cách sử dụng bề mặt hoặc một đường rãnh của một bộ phận, được
    gọi là cam, để điều khiển sự chuyển động của bộ phận thứ hai, được gọi là con
    đội)
    -Thời gian và kiểu chuyển động của con đội là cơ sở để thiết kế cam.
    Có nhiều kiểu phân loại,ở đây sách phân loại theo kiểu vận hành của cam
    1/Theo chu trình con đội trong 1 vòng quay 360 của CAM
    [​IMG]
    Dừng-Chuyển động-Dừng-Lặp lại
    Dừng-Chuyển động-Lặp lại
    Chuyển động-lặp lại liên tục
    2/Theo bề mặt con đội
    [​IMG]
    -Bề mặt con lăn
    -Bề mặt mũi nhọn
    -Bề mặt phẳng
    -Bề mặt cầu
    3/Chuyển động của con đội
    [​IMG]
    -Con lăn chuyển động lắc
    -Con lăn chuyển động tịnh tiến
    4/Theo vị trí con đội
    -Tâm con đội trùng tâm quay của CAM(B-2)
    -Tâm con đội lệch tâm quay của CAM(B-7)
    5/Chuyển động của CAM
    -CAM tịnh tiến
    -CAM quay
    -CAM tĩnh
    [​IMG]
    6/Hình dạng cam
    -CAM dạng mở(Hình đĩa)
    -CAM dạng đóng(Rãnh)
    -CAM dạng trụ.
    [​IMG]
    -CAM dạng lõm
    -CAM dạng ăn khớp(Răng)
    [​IMG]
    (Các bạn có nhìn ra cách hoạt động của ảnh B-15,B-11,B-10 không?^^)
    Ngoài ra chúng ta còn có kiểu phân loại theo phẳng và không gian
    -Các khâu của hệ thống cam chuyển động trong cùng một mặt phẳng thì gọi là cam phẳng,còn các khâu chuyển động trên các mặt phẳng khác nhau thì là cam không gian
    Hình dưới đây mô tả đầy đủ các thành phần cần có của 1 hệ thống cam[​IMG]
    CAM là một hệ thống,chi tiết cơ khó nhưng hay và thú vị,ở đây có một bài báo khá hay về CAM nhưng mình nghĩ mình chưa đủ tầm để phân tích cho các bạn nghe.^^
    --The science behind Performent CAMSHAFT
    The Science Behind Camshaft Design - Circle Track Magazine

    [​IMG]

    Hình ảnh nói lên rất nhiều điều.
    Bài viết tiếp theo sẽ nói về vận tốc,gia tốc trong thiết kế CAM.
     
    vanliemspk, demon52, congtd4 others thích bài này.
  2. chuong_prof

    chuong_prof Kỹ sư

    Tham gia ngày:
    3/9/12
    Bài viết:
    149
    Đã được thích:
    281
    Điểm thành tích:
    63
    Giới tính:
    Nam
    Nghề nghiệp:
    Tooling Engineer Trainee in Schneider Electric
    Nơi ở:
    Ho Chi Minh City
    Tiếp theo bài trước,hôm nay chúng ta tiếp tục xét,phân loại và phân tích đồ thị chuyển vị.
    Phân loại dựa trên chuyển động của CAM
    -CAM quay với vận tốc không đổi(Constant Velocity)
    -CAM quay với gia tốc không đổi(Constant Acceleration)
    -CAM chuyển động dạng Cycloid.
    -CAM chuyển động dạng điều hòa.
    Các khái niệm ban đầu:
    [​IMG]
    a:Gia tốc.
    v:Vận tốc
    y:độ chuyển vị phương tại điểm bất kì
    h : Tổng cộng độ dịch chuyển của con đội
    β: tổng cộng góc dịch chuyển(tính theo h)
    θ: góc chuyển vị tại y
    t: Thời gian cam quay được 1 góc θ
    T: Thời gian cam quay được 1 góc β
    1/CAM quay với vận tốc không đổi
    [​IMG]
    Đồ thị chuyển vị có dạng đường thẳng tuyến tính
    2/CAM quay với gia tốc không đổi
    [​IMG]
    Chú ý là các công thức được áp dụng cho từng giai đoạn khác nhau là khác nhau
    -θ [0;0.5β]-công thức 8,9,10
    -θ [0.5β;β]-công thức 11,12,13
    Cách xây dựng đồ thị chuyển vị của trường hợp này
    [​IMG] [​IMG]

    -Đường AB thể hiện góc quay của CAM nó được chia nhỏ ra thành nhiều phần bằng nhau.(8 phần)
    -Đường AC thể hiện tỉ lệ chuyển vị của con đội
    -Vẽ trục chuyển vị AD bất kì;chia AD thành 2 phần bằng nhau;mỗi phần ta tiếp tục chia thành 4 theo tỉ lệ 1:3:5:7
    -Nối CD
    -Vẽ các đoạn thẳng nhỏ song song với CD.
    -Từ các điểm gia trên AC,dóng ngang qua giao với các đoạn dóng thẳng đứng từ AB ta có được các giao điểm cần thiết.
    (Thế nhưng theo hình kế bên người ta chia theo tỉ lệ 1:4:9-Vậy thì tại sao?Mấu chốt vấn đề là ở đâu?)
    [​IMG]
    3/CAM chuyển động dạng Cycloid
    [​IMG]
    Cách xây dựng mô hình cũng tương tự như trên,chỉ có 2 điều phải chú ý và khác là:
    -Tâm A ta vẽ hình tròn có chu vi bằng độ dài AC.
    -Chia hình tròn thành N phần bằng nhau(=N trên đoạn AB)
    -Từ các điểm chia trên đường tròn,vẽ các đoạn song song với AD => ta được các giao điểm.
    3/CAM chuyển động điều hòa
    [​IMG]
    [​IMG]
    Cách xây dựng mô hình cũng tương tự như trên,nhưng chỉ có 2 điều phải làm:
    -Vẽ nữa đường tròn đường kính AC
    -Chia đường tròn thành N phần bằng nhau.
    -Dóng ngang qua và tìm được giao điểm.
    Dưới đây là hình ảnh tổng hợp lại
    [​IMG]
    (Hình ảnh mình sử dụng là được sưu tầm từ Internet)
    Các bạn có thể tham khảo thêm ở đây : INTRODUCTION
    Và muốn hiểu rõ hơn về cách xây dựng các bạn có thể search từ khóa : Displacement Diagram of CAM
    Và hơn hết mong anh em thoải mái đóng góp ý kiến.
     
    congtdtrimyka thích bài này.
  3. Coffee-Bean

    Coffee-Bean Mechatronics

    Tham gia ngày:
    29/9/13
    Bài viết:
    484
    Đã được thích:
    1,286
    Điểm thành tích:
    93
    Giới tính:
    Nam
    Bạn cho mình hỏi cái... mình vẫn chưa rõ lắm về qui trình thiết kế Cam... theo mình hiểu thì biểu đồ dịch chuyển, vận tốc và gia tốc của cần Cam là yêu cầu đặt ra của hệ thống ...còn nhiệm vụ chính là mình phải thiết kế biên dạng Cam sao cho đạt được mục đích đó ... không biết có đúng không nhỉ...

    Nếu được bạn có thể cho một ví dụ cụ thể mẫu về thiết kế Cam ....để mình dễ nắm hơn... ví dụ đầu ra của bài toán thiết kế Cam là gì... và mình cần phải xác định được thông số nào ở đầu vào để tính ra nó....

    Cám ơn bạn trước...
     
  4. chuong_prof

    chuong_prof Kỹ sư

    Tham gia ngày:
    3/9/12
    Bài viết:
    149
    Đã được thích:
    281
    Điểm thành tích:
    63
    Giới tính:
    Nam
    Nghề nghiệp:
    Tooling Engineer Trainee in Schneider Electric
    Nơi ở:
    Ho Chi Minh City
    uhm,đúng rồi!
    Vấn đề là trong thực tế CAM thường được chế tạo,sử dụng với các chu trình như mình đã giới thiệu,vì thế phải tìm hiểu các biểu đồ chuyển vị này trước!
    Còn nếu bạn muốn có 1 biểu đồ chuyển vị phức tạp hơn,khác hơn,không theo tiêu chuẩn nào,nhưng với điều kiện là bạn đã biết được quy luật này rồi;sau đó thì bạn chỉ cần tìm tâm CAM,bán kính CAM;kích thước;tiếp đến là biên dạng nữa là xong.
    Tóm lại là trình tự thiết kế CAM là như thế này
    1. Xác định quy luật chuyển vị của cần.
    Nếu đã có yêu cầu đầy đủ về quy luật này thì qua bước 2.
    Nếu chỉ mới có yêu cầu về thời điểm và thời điểm quay 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,gia tốc hoặc sin, cos, …để tìm ra quy luật chuyển vị của cần, theo tiêu chí về độ bền,độ va đập.
    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.
    Thì một bài toán thiết kế CAM đơn giản thế này: Thiết kế CAM làm sao cho cần trượt tịnh tiến đạt điểm xa nhất là 100mm tại thời điểm 2s kể từ lúc ban đầu,đảm bảo độ bền, độ quán tính trong khoảng cho phép ,biết động cơ quay với tốc độ 500v/p(Ở đây mình ko có số liệu cụ thể cho lắm,nói chung là đề bài mình ra chưa đầy đủ đâu,nhưng một cách cơ bản là như thế)
    Mình sẽ cố gắng tìm ví dụ về bài toán thiết kế CAM ngoài thực tế đăng lên cho bạn và mọi người tham khảo.
     
    Coffee-Bean thích bài này.
  5. Coffee-Bean

    Coffee-Bean Mechatronics

    Tham gia ngày:
    29/9/13
    Bài viết:
    484
    Đã được thích:
    1,286
    Điểm thành tích:
    93
    Giới tính:
    Nam
    OK, cám ơn bạn... khi nào có bạn cho mình ví dụ để tham khảo nhé....:)
     
  6. vanliemspk

    vanliemspk Học sinh phổ thông

    Tham gia ngày:
    10/12/15
    Bài viết:
    7
    Đã được thích:
    0
    Điểm thành tích:
    1
    Giới tính:
    Nam
    Nghề nghiệp:
    Kỹ sư cơ khí
    Nơi ở:
    Gifu, Nhật bản
    Hay quá.cám ơn bạn.
     

Chia sẻ trang này