ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP NGUYÊN LÝ MÁY F1
Chương 1 PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CƠ CẤU

Khâu: Khâu do 1 hoặc 1 số chi tiết máy nối cứng với nhau tạo thành. Khâu là đơn vị cđ, còn chi
tiết máy là đvị chế tạo. Bất cứ cơ cấu hoặc máy nào đều chỉ gồm 1 khâu cố định nối với 1 hoặc 1
số khâu động.


Khớp động: Khớp động là 1 liên kết động của 2 khâu. Điểm, đường, mặt theo đó hai khâu tiếp
xúc với nhau khi tạo thành khớp động gọi là thành phần của khớp.

Chuỗi động: Hệ thống các khâu được nối với nhau bằng khớp động gọi là chuỗi động.

Cơ cấu: Cơ cấu là 1 chuỗi động có 1 khâu cố định và các khâu còn lại là các khâu động có quy
luật cđ hoàn toàn xác định. Khâu của cơ cấu có quy luật cđ cho trước gọi là khâu dẫn. Các khâu
động còn lại của cơ cấu gọi là khâu bị dẫn. Quy luật cđ của các khâu bị dẫn phụ thuộc vào quy luật
cđ của các khâu dẫn và cấu trúc của cơ cấu.

Máy: Là tập hợp các vật thể liên kết với nhau cđ theo quy luật xác định, dùng để truyền biến đổi
hoặc sử dụng năng lượng, tập hợp và xử lý các thông tin nhằm mục đích nâng cao năng suất, thay
thế hoặc giảm nhẹ lao động chân tay và lao động trí óc của con người.

Các phương pháp phân loại và các loại khớp:
+ Phân loại khớp động theo dạng tiếp xúc của thành phần khớp:
- Khớp loại cao: là khớp động có thành phần của khớp là điểm hoặc đường
- Khớp loại thấp: là khớp động có thành phần của khớp là mặt
+ Phân loại khớp động theo tính chất cđ tương đối của các khâu:
- Khớp không gian: Là khớp động có các điểm thuộc khâu trong cđ tương đối vạch nên các
đường cong không gian.
- Khớp phẳng: Là khớp động có các điểm thuộc khâu di chuyển trong các mặt phẳng song
song khi cđ tương đối, nghĩa là quỹ đạo của chúng là các đường cong phẳng.

+ Phân loại khớp động theo số điều kiện ràng buộc: Loại của khớp động tương ứng với số điều
kiện ràng buộc hoặc số bậc tự do khi bị hạn chế trong cđ tương đối của các khâu tạo thành khớp.
Theo đó khớp động có 5 loại: Khớp loại I, II, III, IV, V.

Phân loại chuỗi động:
+ Chuỗi kín: là chuỗi động có các khâu tham gia ít nhất từ 2 khớp động trở lên.
+ Chuỗi hở: là chuỗi động chỉ có 1 khâu tham gia 1 khớp động.
+ Chuỗi phẳng: là chuỗi động có tất cả các điểm thuộc tất cả các khâu động của chuỗi có thể cđ
trong cùng 1 mặt phẳng hoặc trong các mặt phẳng song song với nhau.
+ Chuỗi không gian: là chuỗi động khi các điểm thuộc các khâu của chuỗi vạch nên quỹ đạo là
nhưng đường cong nằm trong các mặt phẳng không song song với nhau.

Phân loại cơ cấu:
+ Các cơ cấu truyền cđ: Nhiệm vụ chủ yếu là truyền cđ quay giữa các trục quay theo nhưng tỉ số
truyền nhất định.VD: bộ truyền bánh răng, bộ truyền động ma sát…
+ Các cơ cấu biến đổi cđ: Có nhiệm vụ biến đổi cđ từ dạng này sang dạng khác. Biến đổi cđ quay
thành cđ tịnh tiến và ngược lại, biến đổi cđ quay thành cđ lắc và ngược lại…
1

Xây dựng công thức tính bậc tự do của cơ cấu phẳng và cơ cấu không gian:
+ Bậc tự do của cơ cấu không gian:
Giả sử W
0
: là số các khâu để rời bậc tự do trong không gian
n : là số khâu động.
 W
0
= 6n
R : là số ràng buộc của các khớp động hay số bậc tự do bị hạn chế
k

1
; k
2
… k
5
là số khớp động loại 1; 2; …; 5.
 R = k
1
.1 + k
2
.2 + … + k
5
.5 =
∑
=
5
1
.
i
i
ik
( i là số khớp loại i)
 bậc tự do của cơ cấu không gian là: W = W
0
– R = 6n -
∑
=
5
1
.

i
i
ik
+ Bậc tự do của cơ cấu phẳng:
Gọi W
0
là số bậc tự do của các khâu động để rời so với giá.
n : là số khâu động.
 W
0
= 3n
Gọi k
t
là số khớp thấp  số bậc tự do khớp thấp hạn chế là 2.k
t

k
c
là số khớp cao  số bậc tự do của khớp cáo hạn chế là 1.k
c

 số bậc tự do của cơ cấu phẳng là : W = W
0
– (2k
t
+ k
c
) = 3n - (2k
t
+ k

c
)

Các khái niệm: ràng buộc trùng, ràng buộc thừa và bậc tự do thừa:
+ Ràng buộc trùng: Ràng buộc xuất hiện trước khi ghép kín chuỗi động được gọi là ràng buộc
trùng. W = W
0
– R (R: là số ràng buộc trùng)
+ Ràng buộc thừa: Là ràng buộc xuất hiện khi hệ cho là 1 khung tĩnh định
+ Bậc tự do thừa: là số bậc tự do mà khi thêm vào hay bớt đi thì không làm ảnh hưởng đến quy luật
cđ của cơ cấu.

Nguyên lý tạo thành cơ cấu:
Cơ cấu hình thành theo nguyên lý sau: Bất cứ cơ cấu nào cùng có thể hình thành bằng cách nối lần
lượt các nhóm chuỗi có bậc tự do bằng 0 với 1 hoặc 1 số khâu dẫn với giá cố định. Số khâu dẫn
phải bằng số bậc tự do của cơ cấu.
2
Chương 2 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU

Nội dung và mục đich phân tích động học cơ cấu:
+ Nội dung: Nội dung phân tích động lực học cơ cấu gồm 3 bài toán cơ bản sau:
- Xác định vị trí các khâu và quỹ đạo các điểm đặc trưng trên các khâu của cơ cấu.
- Xác đinh vận tốc của các điểm đặc trưng trên các khâu và vận tốc góc của các khâu.
- Xác định gia tốc của các điểm đặc trưng trên các khâu và gia tốc góc của các khâu.
+ Mục đích: Phân tích động lực học cơ cấu nhằm MĐ nghiên cứu cđ của cơ cấu khi biết trước lược
đồ cơ cấu, kích thước các khâu và quy luật cđ của khâu dẫn.
Chương 3 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU

Nội dung, mục đích và phương pháp phân tích lực cơ cấu:
3

 Mục đích:
+ Xác định cđ thực của cơ cấu
+ Tính toán các kích thước, độ bền của các khâu
+ Quy định được chế độ bôi trơn hợp lý cho các khớp động và xác định công suất cho máy.
 Phương pháp: có 2 phương pháp
+ Phương pháp đồ giải (họa đồ)
+ Phương pháp giải tích

Nguyên lý Ddalambe và phương pháp động tĩnh học trong bài toán động lực cơ cấu và máy:
4

Các loại lực tác dụng lên cơ cấu và máy:
+ Lực phát động: là lực làm cho cơ cấu cđ. Lực phát động sinh công dương, nghĩa là tăng động
năng của máy.
+ Lực cản có ích: còn gọi là lực cản sản xuất hay lực cản công nghệ phát sinh khi máy thực hiện
chức năng của mình.
+ Lực cản có hại: là lực cản mà cơ cấu hoặc máy buộc phải khắc phục khi cđ. Đó là lực ma sát
trong các khớp động, lực cản của môi trường trong đó các khâu của cơ cấu cđ
Cả lực cản có ích và có hại đều sinh công âm, nghĩa là làm tiêu hao năng lượng của máy.
+ Trọng lực của các khâu: Trọng lực là lực hút của trọng trường tác dụng lên trọng tâm của khâu.
Độ lớn và phương chiều của trọng lực không đổi. Công của trọng lực là âm hay dương tùy theo
hướng cđ của trọng tâm khâu lên cao hay xuống thấp. Khi tăng độ cao trọng tâm của khâu, trọng
lực là lực cản, còn khi hạ thấp trong tâm của khâu trọng lực là lực phát động. Cong của trọng lực
sau 1 chu kỳ cđ bằng 0
+ Lực quán tính: Xuất hiện khi các khâu cđ với vận tốc biến đổi, nghĩa là có gia tốc. Lực quán tính
gây nên các áp lực động phụ và lực ma sát phụ trong các khớp trong. Trong cđ chu kỳ công của lực
quán tính sau 1 chy kỳ cđ bằng 0.
+ Phản lực khớp động: Dưới tác dụng của các lực trên, trong các khớp động của cơ cấu phát sinh
phải lực. Phản lực khớp động là lực từ mỗi thành phần khớp động tác động lên thành phần khớp
động liên kết với nó.

Phản lực khớp động gồm 2 thành phần: thành phần phản lực pháp tuyến được gọi là áp lực khớp
động không sinh công trong cđ tương đối nên không ảnh hưởng trực tiếp đến tc cđ của cơ cấu
nhưng lại gây ra thành phần thứ 2 của phản lực là ma sát tại các bề mặt tiếp xúc của thành phần
khớp động.

Cách xác định hợp lực của lực quán tính tác động lên khâu cđ quay quanh trục cố định không
đi qua trọng tâm:
+) Khâu quay đều: (
ε
= 0)
Lực quán tính:
OS
n
ssqt
lmamamP ....
2
ω
−=−=−=
Lực QT P
qt
ngược chiều với gia tốc hướng tâm a
s
n
nên thường được
gọi là lực quán tính ly tâm.
Mô men của lực quán tính M
qt
= 0 vì gia tốc góc
ε
= 0.

+) Khâu quay không đều: (
ε
# 0)
sqts
amP .−=
; M
qts
= J
s
.
ε
s

Dời lực
qts
P
từ S tới K
5