3nguyên lý máy , chương 3 động lực học cơ cấu

ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤUNGUYÊN LÝ MÁY Ths.. Phản lực ở các khớp động... Lực quán tính - Cơ cấu là hệ thống chuyển động có gia tốc có lực quán tính Pqt, Mqt, ngọai lực tác động lên nó không t

CHƯƠNG 3 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU

NGUYÊN LÝ MÁY

Ths Vũ Thế Truyền

NỘI DUNG

3.1 Đại cương các lực tác dụng lên cơ cấu

3.2 Lực quán tính

3.3 Phản lực ở các khớp động

3.1 Đại cương các lực tác động lên cơ cấu

3.1.1 Ngoại lực

- Lực cản kỹ thuật (Pc):

- Trọng lượng các khâu Gi:

3.1.2 Lực quán tính

- Cơ cấu là hệ thống chuyển động có gia tốc (có lực quán tính Pqt, Mqt), ngọai lực tác

động lên nó không triệt tiêu nhau

Nếu ngoài những lực tác dụng lên một hệ cơ chuyển động, ta thêm vào đó những lực quán tính và xem chúng như những ngọai lực thì cơ hệ xem là ở trạng thái cân bằng, khi đó có thể dùng phương pháp tĩnh học để phân tích lực cơ hệ

 không thể dùng điều kiện cân bằng lực để giải bài toán

- Để giải quyết bài toán hệ lực không cân bằng

 dùng nguyên lý D’Alambert

Là những lực ngoài cơ cấu tác dụng vào cơ cấu lực từ đối tượng công nghệ tác dụng lên bộ phận làm việc của máy Khi trọng tâm các khâu đi lên nó có tác dụng như lực cản và ngược lại

Lực từ nguồn dẫn động tác dụng lên khâu dẫn của cơ cấu thông qua một hệ truyền lực để khắc phục các lực cản khác trên cơ cấu

Tồn tại ở những khâu chuyển động có gia tốc, tác dụng từ khâu được gia tốc lên khâu gây gia tốc

- Lực phát động MD:

- Là lực tác dụng lẫn nhau giữa các khâu trong cơ cấu (phản lực liên kết)

- Tại mỗi tiếp điểm của thành phần khớp động, phản lực này gồm hai phần + Thành phần áp lực: vuông góc với phương chuyển động tương đối

Tổng các thành phần áp lực trong một khớp  áp lực khớp động

+ Thành phần ma sát: song song với phương chuyển động tương đối Tổng các thành phần ma sát trong một khớp  lực ma sát

3.1.3 Nội lực (Phản lực khớp động)

3.1 Đại cương các lực tác động lên cơ cấu

Xét một khâu có khối lượng m(kg), mômen quán tính đối với trọng tâm Js (kgm2) chuyển động với gia tốc của trọng tâm as (m.s2), gia tốc góc ԑ (rad/s2)

a Khâu chuyển động tịnh tiến b Khâu quay quanh điểm cố định trùng trong tâm

c Khâu quay quanh trục không đi qua khối tâm

Khâu quay đều (ԑ=0)

d Khâu chuyển động song phẳng

Tìm vị trí K:

3.3.1 Điều kiện tĩnh định của chuỗi động phẳng

Xét chuỗi động phẳng gồm n khâu động, p4 khớp loại 4, p5 khớp loại 5

- Một khâu của chuỗi động phẳng lập được 3 phương trình

->n khâu thiết lập được 3n phương trình cân bằng tĩnh học

Áp lực khớp xác định bởi 3 yếu tố: độ lớn, phương chiều và điểm đặt

- Khớp loại 5: mỗi phản lực cần tìm chứa 2 ẩn số => có 2p5 ẩn cần phải xác định

- Khớp loại 4: độ lớn của phản lực là 1 ẩn => có 1p4 ẩn cần phải xác định

 Số ẩn số của phản lực cần tìm của chuỗi động phẳng là: (2p5 + p4)

 Điều kiện tĩnh định của chuỗi là : chuỗi động hở tách ra khỏi cơ cấu có w = 0 và 3n = 2p5 + p4 (số phương trình bằng số ẩn số lập được)

=> Để xác định phản lực khớp động phải tách cơ cấu thành nhóm tĩnh định rồi viết phương trình cho từng nhóm

3.3.2 Phản lực khớp động cơ cấu phẳng loại II

3.3.2.1 Cơ cấu bốn khâu bản lề

Cho cơ cấu 4 khâu bản lề như hình vẽ, biết lAB, lBC, lCD , P1,

P2, P3 Tìm phản lực khớp động tại B, C, D ?

Bài giải

* Tách nhóm tĩnh định BCD (khâu 2,3)

* Đặt các phản lực ; vào các khớp chờ B,C

* Viết phương trình cân bằng lực cho toàn nhóm:

(1)

* Phân tích và phương

trình (1) được viết lại như sau: (2)

+ Khâu 2 cân bằng:

h2

h3

+ Khâu 3 cân bằng:

- Xác định ;

- Xác định ; : Vẽ đa giác lực khép kín phương trình 2 (hình vẽ) b

P2

P3

=> Vecto ab, db biểu diễn phản lực ;

a

d

- Tìm phản lực tại khớp động C:Tách khớp C, xét cân bằng khâu 2:

Vẽ đa giác lực khép kín => Vecto cb biểu diễn phản lực

c

3.3.2 Phản lực khớp động cơ cấu phẳng loại II

3.3.2.2 Cơ cấu tay quay con trượt

Cho cơ cấu tay quay con trượt như hình vẽ, biết lAB,

lBC, P1, P2, P3 Tìm phản lực khớp động tại B, C?

Bài giải

* Tách nhóm tĩnh định (khâu 2,3)

* Đặt các phản lực ; vào các khớp chờ B,C

* Viết phương trình cân bằng lực cho toàn nhóm:

* Phân tích phương trình (1) được

viết lại như sau:

(1)

(2)

- Xác định Khâu 2 cân bằng:

- Xác định ; : Vẽ đa giác lực khép kín hình vẽ

=> Vecto ba, cb biểu diễn phản lực ;

b

P2

P3 c a

- Xác định điểm đặt của Khâu 3 cân bằng:

=> đặt cách tâm C phía bên phải 1 đoan x

- Tìm phản lực tại C: => vecto db biểu diễn

d

h2

-Vẽ đa giác lực