PHẦN ĐIỆN TỬ
CHAPTER 1: INTRODUCTION
Có rất nhiều hệ thống điều khiển có liên quan với các sự kiện thiết lập
trong chuyển động hoặc ngăn chặn chúng khi điều kiện nhất định được
đáp ứng. Ví dụ với máy giặt gia dụng, bộ sấy chỉ được bật lên khi có nước
trong thùng và đó là mức quy định. Như vậy điều khiển bao gồm tín hiệu kĩ
thuật số chỉ có hai mức tín hiệu .Trong hệ mạch kĩ thuật số cơ bản của
máy tính số và hệ thống vi xử lý. Có 2 tín hiệu đầu vào và đâu ra là 0 và
1. Bộ điều khiển ở đây được lập trình để cho đầu ra ở mức 1 khi cả 2 tín
hiệu đầu vào là mức 1.Cổng logic cơ bản xây dựng nên các mạch điện kĩ
thuật số. Và tổ hợp 2 hay nhiều công logic cơ bản đó lại để tạo ra cổng
logic khác đáp ứng chức năng yêu cầu.
LOGIC GATE
Cổng logic là nhưng thành phần cơ bản trong điện tử số. Chúng được sử
dụng để tạo ra
mạch kỹ thuật số và thậm chí ngay cả mạch tích hợp phức tạp. Ví dụ,
mạch tích hợp phức tạp này tạo thành 1 mạch hoàn chỉnh sẵn sàng mang
đi sử dụng cho bộ vi xử lý và
vi điều khiển là những ví dụ tốt nhất- bên trong nó đã được thiết kế sử
dụng một số cổng logic
Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ dạy cho bạn mọi thứ mà bạn cần biết
về cổng logic và những ví dụ về chúng.
Như bạn đã biết, trong điện tử số chỉ chấp nhận hai con số "0" và "1"
0 có nghĩa là điện áp 0 V, trong khi đó "1" có nghĩa là 5 V hoặc 3,3 V trong
các mạch tích hợp.Bạn có thể hiểu rằng "0" và "1" như một bóng đèn tắt
hoặc bật hay một công tắc lúc đóng và mở.
a. Cổng AND : giả sử chúng ta có 1 cổng cho đầu ra ở mức cao chỉ khi cả 2
đầu vào và đầu ra ở mức cao, những trường hợp khác cho đầu ra ở mức
thấp.Đây là được gọi là cổng logic AND
Chúng ta có thể hình dung cổng AND là 1 mạch điện gồm 2 công tắc
Nó tương ứng với 1 cổng NOT để đảo ngược tín hiệu khi tới cổng
AND.Hình dưới đây cho thấy KH của cổng NAND theo sau là một vòng
tròn của ở cổng AND
Phương trình mô tả cổng NAND :
/A.B=Y
Sau đây là bàng trạng thái:
e.Cổng NOR :Cổng NOR có thể được coi như sự kết hợp của một cổng
OR theo sau là 1 cổng NOT. Vì vậy khi đầu vào A hoặc B bằng 1 thì đầu ra
bằng 0.Đầu ra cổng OR được đảo lại.Nó có thể được coi như là 1 cổng OR
với 1 cổng NOT đảo ngược trước khi đến cổng OR. Hình dưới đây cho
thấy kí hiệu được sử dụng cho cổng NOR, Nó là biểu tượng theo sao vòng
tròn chỉ sự đảo ngược.
Phương trình boolean cổng NOR:
f.XOR gate: XOR viết tắt riêng của cổng OR.cổng XOR nó so sánh 2 giá trị
và nếu chúng khác nhau sẽ cho đầu ra =1, Hoạt động của cổng OR được
đại diện bới kí hiệu +. Vì vậy Y=A+B là phương trình boolean cho cổng
XOR.
Sau đây là bảng trạng thái của cổng XOR
g. XNOR gate: XNOR là viết tắt của riêng NOR và là một cổng XOR với
đầu ra được đảo lại. Vì vậy đầu ra sẽ =1 khi đầu vào có giá trị giống nhau
và = 0 , khi có giá trị khác nhau. Hoạt động XNOR được đại diện bởi các
biểu tượng (·).Phương trình Boolean cho cổng XNOR là:
A (·) B = Y
RESISTANCE(Điện Trở)
Điện trở của 1 đối tượng được đo bằng sự cản trở lại dòng điện đi qua đối tượng
đó.Một đối tượng đồng nhất về mặt cắt ngang đều có điện trở và nó tỉ lệ thuận với
chiều dài, tỉ lệ nghịch với diện tích mặt cắt ngang đó, và tỉ lệ thuận với điện trở
suất của vật liệu.
Được khám phá bới Georg Ohm vào cuối thập niên 1820, điện trở có khái niệm
Năng lượng này được lưu trử dưới dạng điện trường.Một tụ điện lý tưởng
được đặc trưng bởi 1 giá trị không đổi duy nhất, điện dung, được đo bằng
farads.Đây chính là tỉ ố giữa điện tích trên dây dẫn và sự chênh lệch giữa
điện áp khác nhau của chúng
Điên dụng có giá trị lớn nhất khi khoảng cách 2 cặp cực hẹp diện tích tiếp xúc 2
mặt lớn, do đó dây dẩn tụ thường được gọi là tấm,…… Trong thực tế, điên môi
giữa các tấm có xuất hiện một khoảng dòng rò nhỏ và có một giới hạn bền trường
điện từ, kết quả có một điện áp đánh thủng, trong khi dây dẩn và vật chỉ thị xuất
hiện điện trở xuất và điện cảm không mong muốn.
Tụ điện được sử dụng rộng rải trong mạch điện tử nó cản dòng điên 1chiều trong
khi cho phép dòng xoay chiều đi qua, Trong mạch lọc, Làm phẳng đầu ra nguồn
cung cấp, trong mạch khuếch đại nó điều chỉnh tần số của radio và nhiều ứng dụng
khác
Một tụ điện bao gồm 2 chân dẩn điện được ngăn cách bởi vùng ko dẩn điện. Vùng
ko dẩn điện được gọi là điện môi. Trong điều kiện đơn giản, điện môi như là vật
cách điện. Ví dụ của diện môi như thủy tinh, giấy……vùng nghèo hóa học đồng
nhất của chất bán dẩn của dây dẩn. Một tụ điện được giả định như độc lập và cách
ly, khong lien kết với điện tích và bị ảnh hưởng của điện từ trường bên ngoài. Vật
dẩn giử điện tích cùng dấu và trái dấu trên bề mặt đối diện của chúng, và điện môi
phát triển như một trường điện.Trong hệ đo lường quốc tế đơn vị điện dung
…………………….
Một tụ điện lý tưởng là hoàn toàn đặc trưng bởi một điện dung C không đổi, được
định nghĩa là tỷ lệ phí ± Q trên mỗi dây dẫn điện áp V giữa chúng…
LIGHT EMITTING DIODE(DIOT PHÁT QUANG)
LED, viết tắt của Light-Emitting-Diode có nghĩa là “đi-ốt phát
sáng” là một nguồn sáng bán dẫn .LED được sử dụng như đền
chiếu sáng trong nhiều thiết bị và càng ngày được sữ dụng cho
nhiều thiết bị chiếu sáng khác.Và nó được giới thiệu vào năm
1962 như là 1 linh kiện điện tử, ban đầu led phát sáng với cường
độ thấp với ánh sáng đỏ, nhưng các phiên bản hiện đai cho thấy
//Ledmatrix!!
Led ma trận hay một màn hình led lớn, có độ phân giải thấp các
chấm led, hửu ích các hiển thị thông tin công nghiệp, buôn bán
và các bafnphims led
A dot matrix display //1 màn hình led ma trận là thiết bị được sử
dụng để hiển thị thông tin về máy móc, đồng hồ, các chỉ số
đường sắt và nhiều thiết bị khác đòi hỏi phải có 1 màn hình hình
hiển thị và nhưng thiết bị có độ phân giải thấp
BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR(BJT- Tranzito lưỡng cực)
Transistor lưỡng cực(BJT) là 1 linh kiện điện tử bán dẫn 3 chân, cấu trúc
của nó pha tạp chất bán dẫn sử dụng trọng mạch khuếch đại hoặc các ứng
dụng đóng ngắt.
Transistor lưỡng cực nó được đặt tên như vậy bởi vì hoạt động của nó liên
quan tới cả lổ trống và các hạt electron. Dòng dịch chuyển của các hạt điện
tích trong BJT được khếch tán hai hướng giữa vùng tiếp giáp giữa 2 khu
vực có nồng độ pha tạp khác nhau. Chế độ này hoạt động trái ngược với
transistor bán dẫn đơn cực, như transistor hiệu ứng trường Đa số dẫn điện
bằng các hạt dẫn.Phần lớn BJT có dòng chảy từ cực Colect được khuếch
đại lên tới cực E chủ yếu bằng các hạt electron là thiểu số
NPN TYPE( LOẠI NPN)
NPN là một trong 2 loại transistor lương cực, bao gồm lớp bán dẫn pha tạp
P( cực B) ở giữa và 2 lớp bán dẫn N pha tạp. Chỉ một dòng điên nhỏ ở cực
nền B nó được khuếch đại ra cực góp C, cực E. Transistor NPN đóng khi
cực B được kéo cao so với cực emitter. Và hầu hết dòng dẫn điện đa số
bởi hạt electron di chuyển từ cực C->E trong vùng bán dẫn P.Hầu hết các
transistor lượng cực được sự dụng ngày nay là NPN vì có tính linh động
cao hơn các lổ trông trong bán dẫn cho phép nhiều hơn dòng chảy hoạt
động nhanh hơn.kí hiệu để dễ nhớ cho npn này là dấu mũi tên và bên
ngoài là vòng đó chính là transistor NPN.
IMPORTANT FEATURES(Tính năng quan trọng)
Cấu trúc của 8051 cung cấp nhiều chức năng (cpu,ram, rom, i/o, ngắt
logic, bộ định thời…) trong 1 gói.
*8bit alu ,tích lũy và 8bit thanh ghi, do đó nó được gọi là vđk 8bit
*8 bit dữ liệu bus-Nó có thể truy câp 8bit dữ liueej
*16 bit địa chỉ bus-nó có thể truy cập 216 đại chỉ bộ nhớ -64kbkb( 65536
địa chỉ) mỗi bộ nhớ của Ram và Rom.
*On chip Ram-128byte ( 128 byte bộ nhớ dữ liệu)
*ON chip ROM-4Kbyte(4Kbyte bộ nhớ chương trình)
*4 bit vào/ra 2 chiều
*Giao tiếp UATR( cổng nối tiếp)
*2 bộ đếm 16bit/bộ định thời
*2 mức ngắt ưu tiên
Chế độ tiết kiệm năng lượng( trên 1 số chất dẫn suất)
Đối với bất kì thiết bị điện tử nào thì việc thiết kế nguồn cung cấp điện
năng đóng vai trò rất quan trọng phù hợp cho hoạt động của nó.Trong
thiết kế này chúng tối sữ dụng nguồn cung cấp đầu vào là 220Volts xoay
chiều và điện áp này được chuyển đội thành 12vol 1 chiều AC bằng biến
áp, sau đó điện áp này thông quan các bộ lọc, cầu chỉnh lưu để chuyển đổi
thành điện áp DC .Và sau đó sử dụng ic ổn áp lm 7805,7812 để cho ra
điện áp tương ứng 5,12V liên tục và ổn định.
Vi điều khiển MCS-51 thường gồm 2 giao tiếp UATR, 2 hoặc 3 bộ định thời,
128 hoặc 256 byte dữ liệu RAM( 16byte của bit địa chỉ) 128 byte i/0, 512
byte dến 64KB bộ nhớ chương trình và Bộ nhớ mở rộng ngoài (Eram).
Trong bản thiết kế gốc của 8051 mỗi chu kì máy chạy 12xung clock và hầu
hết các lệnh được thực hiện trong 1 hoặc 2 chu kì máy. Với thạch anh
12MHz ,Trong 1 chu kì 8051 có thể thực hiện được 1 triệu lệnh /1S hoặc
50000 lệnh 2 chu kì trong mỗi giây.Để nâng cấp tốc độ xử lý của 8051
người ta sử dụng 6,4,2 hoặc thậm chí là 1 xung clock trong 1 chu kì máy
và có tần số lên đến 100MHz và có khả năng thực hiện rất nhiều lệnh
ngôn ngữ asm)
Để viết một chương trình cho vi điều khiển, phải sự dụng 1 chương trình
đặc biệtmôi trường Windows Nó có thể , nhưng nó chưa đủ Khi sử dụng
như một
phần mềm, có rất nhiều công cụ tạo điều kiện cho các hoạt động ( công cụ
mô phỏng đi kèm đầu tiên)… Nó đem lại lợi ích rõ ràng .Nhưng đó cũng là
một cách để viết một chương trình . Về cơ bản,Vấn đề chính đó là đoạn
văn bản Bất kỳ chương trình xử lý văn bản có thể được sử dụng cho mục
đích này. Vấn đề là để viết tất cả những lệnh đó được thực hiện bởi các vi
điều khiển, tuân thủ các quy tắc ngôn ngữ asem và viết câu lệnh chính
xác khi chúng được xác định. Nói cách khác, bạn chỉ cần thực hiện theo
các Ý tưởng chương trình. Tất cả sẽ đúng.
Để cho phép trình biên dịch của chung ta hoạt động thành công, điều cần
thiết là một tệp chứa chương trình phần mở rộng .asm trong tên của nó. Ví
dụ :Program .asm
Khi một chương trình chuyên dụng(maplap) được sử dụng. Phần mở rộng
này sẽ tự động thêm vào . Nếu bất kì 1 chương trình được xử lý bằng văn
bản (notepad) thì tệp này này khi sử dụng phải đổi tên và lưu lại ví dụ:
Program.txt -> Program.asm. .Thủ tục này không nhất thiết phải thực
hiện. Tệp này có thể được lưu ở định dạng ban đầu trong khi văn bản của
nó có thể được sao chép vào các lập trình viên để sử dụng tiếp.
Compiling a program( Biên dịch chương trình)
Vi điều khiển "không thể hiểu được " ngôn ngữ asm. Đó là lý do tại sao
phải cần 1 chương trình biên dịch sang ngôn ngữ máy. Nó sẽ đơn giản
hơn khi sử dụng 1 chương trình chuyên biệt ( MPLAB )và một trình biên
dịch trong phần mềm này sẽ được sử dụng. Đầu tiên click vào biểu tượng
tương ứng và một tệ có phần mở rộng .hex sẽ xuất hiện. Nó chứa một
chương trình tương tự, biên dịch thành ngôn ngữ máy mà vi điều khiển
hoàn toàn có thể hiểu. Tài liệu này được đạt tên là”mã hex” và đại diện
cho một chuỗi vô nghĩa các con số trong hệ thập lục phân
một bộ cảm biến tích hợp trong một thiết bị thực.
Phần 2 : Cơ khí
Chương 1: Giới thiệu
Cơ cấu truyền động
Cơ cấu truyền động là các thiết bị mà có thể đc coi như là bộ biến đổi chuyển động
mà trong đó chúng biến đổi chuyển động từ dạng này thành dạng yêu cầu khác. Ví
dụ như là chúng có thể biến đổi chuyển động thẳng thành chuyển động quay, hay
chuyển động theo 1 chiều thành chuyển động vuông góc, hay có lẽ là 1 chuyển
động thẳng qua lại thành 1 chuyển động tròn, như trong động cơ đốt trong có
chuyển động qua lại của pittong đc chuyển đổi thành chuyển động quay của trục
khuỷu và cũng như là của trục truyền động chính.
Các thành phần cơ khí có thể bao gồm việc sử dụng các hệ thống thanh, cam, bánh
răng, thanh răng-bánh răng, bộ truyền xích, bộ truyền đai, … Ví dụ bộ truyền thanh
răng-bánh răng có thể dùng để chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động
thẳng. các trục bánh răng song song có thể đc dùng để lagm giảm tốc độ trục quay.
Bánh răng nón có thể dùng để truyền chuyển động quay qua 1 góc 90 độ. 1 bộ
truyền đai răng hay bộ truyền xích có thể đc dùng để biến chuyển động quay quanh
1 trục thành chuyển động quay quanh 1 trục khác. Hệ thống bánh cam và thanh có
thể dùng để tạo ra đc các chuyển động mà đãđc quy định để biến đổi theo 1 cách cụ
thể.
Tuy nhiên, nhiều hoạt động mà trc đây đc tạo ra bằng việc sử dụng các cơ cấu
truyền động thì ngày nay thường bằng các hệ thống vi điều khiển với sự tiếp cận
của cơ điện tử. Ví dụ những bánh cam trên trục quay trc đây đc dùng trong máy
giặt gia dụng để tạo ra 1 chuỗi các hoạt động như mở van cho nước vào trong
thùng giặ, đóng nước lại, bật máy sấy lên, … Còn máy giặt hiện đại thì sử dụng hệ
thống vi điều khiển với bộ vi xử lý đc lập trình để bật các tín hiệu điều khiển lên
theo trình tự yêu cầu.
Trong khí các thiết bị điện tử giờ đây có thể đc thg` sử dụng cho nhiều chức năng
mà trc đây đc thực hiện bằng các cơ cấu truyền động, các cơ cấu này vẫn còn đc sử
dụng để cung cấp các chức năng sau:
này dùng trong việc cố định 1 vật thể hay hướng nó theo 1 loại chuyển động cụ thể
nào đó, thì số lượng các liên kết nên dùng là ít nhất, tức là ko nên có bất kì liên kết
thừa nào. Điều này thg` đc gọi là thiết kế động học.
Chương 2: Cam
Bánh cam là 1 vật thể quay hoặc dao động và bằng cách hoạt động như vậy nó sẽ
tạo ra các chuyển động qua lại hay dao động đến vật thể thứ 2, gọi là khâu bị dẫn
mà tiếp xúc với nó.
Khi cam quay thì khâu bị dẫn sẽ đc nâng lên, đứng im và hạ xuống, khoảng thời
gian của mỗi vị trí phụ thuộc vào hình dáng của bánh cam. Phần nâng lên của cam
là phần mà nâng khâu bị dẫn đi lên, biên dạng của nó quyết định khâu bị dẫn đc
nâng lên nhanh như thế nào. Phần hạ xuống của cam là phần mà đưa khâu bị dẫn
hạ xuống, biên dạng của nó quyết định khâu bị dẫn của cam hạ xuống nhanh ra
sao. Phần dừng của cam là phần cho phép khâu bị dẫn duy trì ở cùng 1 mức trong
1 khoảng thời gian đáng kể. phần dừng của cam là phần có bán kính ko đổi.
Hình dạng của cam cần để tạo ra 1 chuyển động cụ thể cho khâu bị dẫn sẽ phụ
thuộc vào hình dạng và loại khâu bị dẫn đc sử dụng. Bán kính từ trục quay của
cam đến điểm tiếp xúc của cam với khâu bị dẫn là khoảng cách của khâu bị dẫn tới
trục chuẩn là trục quay của cam.
Cam lệch tâm
Cam lệch tâm là loại cam tròn có tâm quay bị lệch. Nó làm cho khâu bị dẫn dao
động và là dao động điều hòa đơn giản và thg` đc dùng trong các loại máy bơm.
Các biểu đồ (từ 1 đến 7) dưới đây cho ta thấy cam quay ngc chiều kim đồng hồ.
Khi quay thì nó sẽ đẩy khâu bị dẫn phẳng lên trên và sau đó hạ nó xuống. Chuyển
động này rất đều đặn và ở tốc độ ổn định.
1 món đồ chơi đc làm dựa trên 1 chuỗi các bánh cam lệch tâm đc cho dưới đây.
Khi ta quay tay cầm thì trục và những bánh cam đc gắn trên đó cũng sẽ quay. Đc
đặt trên những bánh cam là nhiều cái đốt tượng trưng cho 1con rắn. Khi ccam quay
thì 1 vài khâu bị dẫn sẽ đc đẩy lên trong khi số còn lại sẽ hạ xuống. Các chuyển
động này cho ta cảm giác như con rắn đang bò đi.
Cam xoắn ốc
khâu bị dẫn của cam. Những loại cam định hình thg` đc sử dụng trong cái loại máy
móc thực hiện các chuyển động lặp lại giống nhau.
Chương 3: Bánh răng
Bộ truyền bánh răng là 1 hệ thống truyền động mà đc sử dụng rộng rãi để truyền và
biến đổi chuyển động quay. Chúng đc dùng khi cần thay đổi tốc độ hay momen
xoắn của các thiết bị quay. Ví dụ hộp tốc độ xe oto cho phép ng` lái xe điều chỉnh
đc tốc độ và momen theo yêu cầu của địa hình với công suất động cơ phù hợp.
Khi 2 bánh răng ăn khớp với nhau, bánh răng lớn thg đc gọi là spur hay crown gear
còn bánh răng nhỏ gọi là pinion
Xét 2 bánh răng đã ăn khớp với nhau A và B.
Nếu bánh A có 20 răng và bánh B có 40 răng thì khi đó bánh A phải quay 2 vòng
thì bánh B mới quay đc 1 vòng. Do đó vận tốc góc w
A
của bánh A phải gấp 2 lần
w
B
của bánh B,
Ví số răng trên mỗi bánh tỉ lệ với đg kính của nó nên chúng ta có thể viết:
Dfsdgfgfsdgdfgd
Do đó với những dữ liệu mà chúng ta đang đã xem xét thì bánh B phải có đg kính
gấp đôi bánh A. Thuật ngữ tỉ số truyền đc dùng cho tỉ số giữa vận tốc góc của 1
cặp bánh răng an khớp, Do đó tỉ số truyền của ví dụ trên là 2.
Bánh răng thẳng
Bánh răng thẳng hay bánh răng trụ tròn răng thẳng là loại bánh răng đơn giản nhất.
Chúng bao gồm 1 trục hay đĩa có răng, và mặc dù chúng ko phải dạng răng sườn
thẳng, nhưng cạnh của mỗi răng thì thẳng và đc xếp song song với trục quay.
Những cái bánh răng này có thể ăn khớp với nhau chính xác chỉ khi chúng đc lắp
trên các trục song song.
Bánh răng thẳng đc dùng trong nhiều thiết bị như sung vặn vít, đồ chơi quái vật
nhảy múa, máy phun nước vườn, đồng hồ dây cót, máy giặt và máy sấy quần áo.
cách xếp 2 dãy răng theo hình chữ V. Mỗi bánh răng trong bánh răng chữ V có thể
coi như là 2 cái bánh răng nghiêng có ảnh phản chiếu đc xếp chồng lên nhau. Điều
này làm triệt tiêu đc lực dọc trục vì mỗi nửa của bánh răng chữ v sẽ đẩy vào hướng
đối diện nhau. Bánh răng nghiêng chữ V khó chế tạo hơn vì hình dáng phức tạp
hơn của chúng.
Đối với mỗi chiều quay,thì có thể có 2 cách sắp xếp 2 bánh răng hay 2 mặt răng
nghiêng có hướng đối diện nhau. Với cách định hướng thứ 1, mặt răng nghiêng đc
định hướng để lực dọc trục đc tạo ra bởi mỗi nửa bánh răng sẽ hướng ra khỏi tâm
bánh răng; cách sắp xếp này là ko ổn định. Trong cách định hướng thứ 2 mà cách
này là ổn định, thì các bề mặt bánh răng nghiêng đc định hướng để mà lực dọc trục
hướng vào đường tâm giữa của bánh răng. Trong cả 2 cách sắp xếp, khi mà các
bánh răng đc xếp đồng tâm thì tổng lực dọc trục trên mỗi bánh là bằng 0. Nếu các
bánh răng bị lệch tâm thì cách sắp xếp ko ổn định này sẽ tạo ra lực tổng hợp để
tách rồi bộ truyền bánh răng, trong khi dạng sắp xếp ổn định tạo ra 1 lực tổng hợp
chính xác. Nếu chiều quay bị đảo ngc thì chiều của lực dọc trục cũng bị đảo ngc,
và dạng ổn định sẽ trở thành ko ổn định hoặc ngc lại.
Bánh răng nghiêng chữ V ổn định có thể thay thế trực tiếp bánh răng thẳng mà ko
cần bất kì loại ổ đỡ nào.
Bánh răng nón.
Bánh răng nón có hình dáng giống như 1 cái nón với phần lớn đỉnh của nó bị cắt.
Khi 2 bánh răng nón ăn khớp với nhau, mà các đường sinh ảo của chúng gặp nhau
tại 1 điểm. Các đg tâm trục cũng cắt nhau tại điểm đó, và tạo thành 1 góc giữa các
trục này. Góc này có thể là bất kỳ giá trị nào trừ 0 và 180 độ. Bánh răng nón với số
răng bằng nhau và góc giữa các trục là 90 độ đc gọi là bánh răng tiêu chuẩn.
Răng của bánh răng nón có thể thẳng như răng của bánh răng thẳng, hay chúng
cũng có thể có nhiều dạng khác nhau. Răng của bánh răng côn xoắn đc uốn cong
dọc theo chiều dài răng và tạo 1 góc, tương tự như răng của bánh răng nghiêng
cũng đc nghiêng 1 góc so với răng của bánh răng thẳng. Bánh răng zerol có răng
đc uốn cong dọc theo chiều dài của chúng nhưng ko tạo thành 1 góc nghiêng. Bánh
răng côn xoắn có các ưu nhược điểm giống các họ bán răng thăng như bánh răng
răng bao phủ 1 phần vào nhau. Ta làm điều này bằng cách tạo cả 2 đường lõm và
cho chúng gặp nhau tại điểm yên ngựa; đây gọi là trục vít côn.
Trục vít có thể có ren trái hoặc phải dọc theo chiều dài chế tạo áp dụng cho các loại
ren vít.
Thanh răng và bánh răng
Thanh răng là 1 thanh có răng mà có thể đc coi như là 1 đoạn răng với bán kính
cong vô hạn. Momen đc chuyển thành lực tuyến tính bằng cách cho ăn khớp với 1
bánh răng: khi bánh răng quay thì thanh răng sẽ di chuyển theo đg thẳng. Cơ cấu
truyền động như thế đc sử dụng trong xe hơi để biến chuyển động quay của vô lăng
thành chuyển động qua trái-phải của rô-tuyn. Thanh răng cũng có các đặc trưng
giống bánh răng, chẳng hạn như dạng răng của bánh răng cũng giống như hình
dạng răng trên thanh răng (có bán kính vô tận), và khi đó dạng răng của các bánh
răng có bán kính cụ thể sẽ đc tạo ra từ đó. Loại bộ truyền thanh răng bánh răng này
đc dùng trong đường sắt có răng.
Bộ truyền thanh răng bánh răng thg` đc tìm thấy trong cơ cấu tay lái của xe hơi hay
những phương tiện có hệ thống lái khác. Bộ truyền này có ít lợi thế hơn so với các
cơ cấu khác như cơ cấu bi quay vòng, nhưng có ít khe hở hơn và phản hồi về tốt
hơn, hoặc là nó giúp có cảm giác lái hơn. Thanh răng sinh có biên dạng răng dùng
để chỉ ra các kích thước và chi tiết của răng cho việc thiết kế dao cắt răng như dao
phay hay dao bào răng.
Nhiều loại máy móc như máy phay hay máy mài có bàn máy di động. Cách mà
chúng hoạt động đc là nhờ có bánh răng đc gắn và cần trục khuỷu, và thanh răng
đc gắn dưới bàn máy. Khi ng` điều khiển quay cái cần thì bánh răng sẽ làm thanh
chuyển động thẳng, do đó bàn máy cũng chuyển động theo (đi lui đi tới). Điều này
đặc biệt hữu ích với máy mài và phay, nơi có dao cắt đứng im còn phôi đc gắn trên
bàn máy chuyển động lui và tới.
Bộ truyền bánh răng
Thuật ngữ bộ bánh răng truyền động đc dùng để mô tả 1 chuỗi các bánh răng ăn
khớp với nhau. CÒn thuật ngữ bộ bánh răng truyền động đơn giản đc dùng cho hệ
thống mà mỗi trục chỉ có 1 bánh răng.
Do đó nếu vận tốc góc vào bánh A là 40vg/phút thì khi đó vân tốc góc ra của bánh
răng là 40: (1/6) =160 vg/phút.
Với cách sắp xếp cho ở hình dưới đây, trục vào và trục ra ở trên cùng 1 đg thẳng
thì ta cũng có bán kính của các bánh răng:
r
A
+r
B
=r
C
+r
D
Chương 4: Truyền động đai và xích
Đai là 1 cái vòng làm từ vật liệu dẻo đc dùng để nối 2 hay nhiều các trục quay với
nhau. Dây đai có thể sử dụng như 1 nguồn chuyển động để truyền công suất 1 cách
hiệu quả hay là để kéo các chuyển động tương đối.
Dây đai đc vòng qua những cái puli, trong 1 hệ thống 2 puli, dây đai có thể làm
những cái puli quay theo cùng chiều, hay dây đai có thể đc bắt chéo để hướng quay
của các trục ngược nhau. Vì là nguồn chuyển động nên băng tải là 1 ứng dụng mà
đai đc lắp vào để liên tục mang tải đi giữa 2 điểm.
Ưu điểm và khuyết điểm
Hơn nữa, truyền động đai đơn giản, rẻ, và ko yêu cầu các trục phải thẳng hàng.
Nó giúp bảo vệ thiết bị không bị quá tải, bị kẹt, ẩm và không tạo tiếng ồn và rung
động. Các loại tải biến thiên thì đc chống sóc. Chúng không cần dầu bôi trơn và rất
ít khi cần bảo dưỡng. Chúng có năng suất cao (90%-98%, thường là 95%), có dung
sai lớn khi lệch trục và rẻ nếu các trục cách xa nhau. Bộ ly hợp đc khởi động bằng
cách làm giãn đai ra. Có thể đạt đc các tốc độ khác nhau bằng các puli biến tốc
hoặc các puli măng xông
Tỉ số vận tốc góc có thể ko phải là hằng số hoặc không bằng với tỉ số các đg kính
puli do có hiện tượng trượt và giãn. Tuy nhiên, vấn đề này phần lớn đã đc giải
cũng như là tăng công suất truyền động. Sự ma sát sẽ tốt hơn nếu đai đc lắp với
mặt ngoài của lớp da áp vào puli mặc dù đai cũng thg ` xoắn 1 chút trc khi nối các
đầu lại (trc đây gọi là dải mobius), vì thế mà sự hao mòn đc phân bố đều trên 2
bên của đai. Dây đai đc nối lại bằng cách khâu 2 đầu lại với nhau bằng dây da, hay
sau này là bằng các lược kẹp bằng thép. 1 cái ứng dụng hiện đại và hiệu quả của
đai dẹt là nó đc dùng với những loại bánh puli nhỏ hơn nhưng có khoảng cách tâm
rộng hơn. Chúng có thể kết nối trong và ngoài puli và có để đi vào các cấu trúc liền
khối hoặc cấu trúc đc ghép nối.
Đai tròn
Đai tròn là loại đai có mcn hình tròn đc thiết kế để chạy trong 1 bánh puli có rãnh
chữ V 60 độ. Các rãnh tròn chỉ thích hợp cho các bánh puli đệm dẫn hướng cho đai
hay khi dùng loại đai vòng chữ O. rãnh chữ V truyền đc momen xoắn thong qua 1
bánh chêm, theo đó mà có thể tăng đc ma sát. Tuy nhiên, đai tròn chỉ đc dùng trong
các trường hợp momen xoắn tương đối thấp và có thể tìm mua đc nhiều loại có
chiều dài khác nhau hoặc ta có thể cắt bớt rồi nối lại hoặc bằng 1 cái đinh ghim, 1
cái kẹp nối bằng kim loại (trong trg hợp đai làm từ nhựa rỗng), dùng keo hay hàn
(trong trg hợp đai bằng nhựa PU). Những cái máy may trc đây có dùng 1 dây đai
da đc nối với nhau hoặc bằng đinh ghim kim loại hoặc dán keo, để có đc hiệu quả
cao.
Đai thang
Đai thang (còn đc gọi là dây đai chêm) giải quyết đc vấn đề trượt và vấn đề thẳng
hang. Nó bây giờ là loại đai cơ bản dùng để truyền công suất. Chúng cung cấp sự
kết hợp tốt nhất giữa lực kéo, tốc độ chuyển động, tải trọng của ổ đỡ, và tuổi thọ
làm việc cao. Đai thang đc phát triển vào năm 1917 bởi John Gates của công ty
Gates Rubber. Đai thang thường liền khối, và mcn chung của chúng là hình thang.
Dạng chữ V của đai khớp với rãnh trên puli, với cách ăn khớp này thì đai không
thể trượt ra đc. Loại đai này cũng có xu hướng chèn vào rãnh khi tải trọng tăng –
tải trọng càng cao thì lực chèn càng lớn – cải thiện đc việc truyền momen và khiến
cho đai thang trở thành 1 giải pháp hiệu quả cần bề rộng và lực căng ít hơn đai
dẹt. Đai thang vượt trội hơn đai dẹt với khoảng cách tâm nhỏ và tỉ số truyền giảm
nó hiệu quả hơn trong việc truyền công suất (lên đến 98%).
Nhược điểm của nó bao gồm giá thành tương đối cao, chỉ cần dùng cho các loại
puli có răng đc chế tạo đặc biệt, ít đc bảo vệ khỏi hiện tượng quá tải và kẹt, và ko
có hoạt động ly hợp.
Bộ truyền xích
Bộ truyền xích là 1 phương pháp truyền công suât cơ học từ nơi này đến nơi khác.
Nó thg đc sử dụng để tải công suất đến các bánh xe, cụ thể là bánh xe máy và xe
đạp. Nó cũng đc dùng rộng rãi trong các loại máy móc bên cạnh xe cộ.
Thường thì hầu hết công suất đc tải bằng 1 dây xích con lăn, đc gọi là xích điều
khiển hay xích truyền động , nó đc vòng qua 1 bánh răng xích, với những cái răng
trên bánh răng ăn khớp vào các lỗ trên dây xích. Khi bánh răng quay, nó sẽ kéo dây
xích và đặt 1 lực cơ học lên hệ thống. Hiện tượng trượt đc ngăn cản bằng việc sử
dụng những dây xích mà khóa vào các răng trên trục quay cũng tương tự như 1 cặp
bánh răng ăn khớp nhau. Bộ truyền xích co mối quan hệ về tỉ số truyền như của 1
bộ truyền bánh răng đơn giản. Xích có khả năng điều khiển 1 vài trục chỉ bằng 1
bánh răng và vì vậy sẽ cho ra 1 bộ đa truyền động. Chúng ko đc như đai răng
nhưng lại có thể sử dụng cho các momen xoắn lớn.
Đai với xích
Bộ truyền xích hầu hết thg` đc làm từ kim loại, trong khi đai thg` là cao su, nhựa,
hay các chất khác. Mặc dù những cái xích đc chế tạo tốt có thể chắc chắn hơn đai,
nhưng khối lương lớn của chúng lại làm tăng lực quán tính của bộ truyền.
Bộ truyền đai có thể thg` bị trượt (nếu chúng ko có răng) nghĩa là bề mặt ngoài có
thể ko quay với 1 tốc độ chính xác đc, và 1 công việc nào đó sẽ bị mất vào lực má
sát giữa đai và bánh đai của nó. Những cái răng trên bộ truyền đai răng thường bị
mòn nhanh hơn so với các mối nối trên dây xích, nhưng mòn trên đai cao su và đai
nhựa thì dễ nhận ra hơn.
Các bộ truyền xích ống con lăn thường sẽ chịu sự rung động khi hoạt động, vì ảnh
hưởng của bán kính hoạt động trong bộ truyền xích và đĩa xích luôn luôn thay đổi
trong suốt 1 vòng quay. Nếu dây xích chuyển động với 1 tốc độ ko đổi, khi đó các