Cơ cấu tay quay – con trượt không gian

Trong cơ cấu tay quay – con trượt phẳng mọi điểm trên khâu động di chuyển trong các mặt phẳng song song với nhau, con trượt chạy theo phương vuông góc với đường tâm ổ quay của tay quay.
Cơ cấu tay quay – con trượt không gian không chịu các ràng buộc trên nên rất đa dạng.

Bậc tự do của cơ cấu không gian:
W = 6.n – 5.p5 – 4.p4 – 3.p3 – 2.p2 – 1.p1
n là số các khâu động, n = 3
p1, p2, p3, p4, p5 là số khớp loại 1, 2, 3, 4, 5.
Tổng số khớp: 4
Nếu chỉ xét cơ cấu có 1 bậc tự do và khâu nối giá là khớp loại 5 (khớp quay và khớp tịnh tiến) thì:
W = 6.3 – 5.2 – Rc = 1
Rc = 7
Số ràng buộc còn lại Rc của hai khớp của thanh truyền không được quá 7. Có thể nhỏ hơn 7 vì trong một số trường hợp cơ cấu có thể hoạt động được với bậc tự do thừa.
Các cơ cấu lúc đó chỉ khác nhau ở kiểu khớp nối của thanh truyền với tay quay và khớp nối thanh truyền với con trượt như trong mục A và B dưới đây.
Ở đây chỉ xét trường hợp hay gặp trong thực tế: con trượt chạy theo phương song song với đường tâm ổ quay của tay quay.

A. Khớp nối thanh truyền với tay quay và với con trượt đều là khớp cầu loại 3, hình 1a.

Tính bậc tự do:
Số khâu động n = 3
Số khớp loại 5 p5 = 2
Số khớp loại 4 p4 = 0
Số khớp loại 3 p3 = 2
Số bậc tự do W = 6.n – 5.p5 – 3.p3 – s = 6.3 – 5.2 – 3.2 – 1 = 1
Có 1 bậc tự do thừa s là chuyển động quay của thanh truyền quanh đường nối tâm hai ổ cầu.
Độ dài hành trình của con trượt H
Trong đó:
L: khoảng cách tâm hai khớp cầu của thanh truyền.
R: bán kính tay quay ( khoảng cách từ tâm ổ cầu đến đường tâm quay của tay quay).
A: khoảng cách giữa đường tâm quay của tay quay và quỹ đạo tâm khớp cầu của con trượt.
Nếu A = 0 thì H = 0.
Xem mô phỏng: