CBHD NGUYỄN VĂN LONG ĐỒ ÁN CƠ HỌC MÁY CBHD Nguyễn Văn Long Đồ Án Cơ Học Máy BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ ĐỒ ÁN CƠ HỌC MÁY PROJECT ON THEORY OF MACHINE MÁY BÀO NGANG Cán bộ hương dẫn S[.]
Xếp hạng cơ cấu
Nếu coi khâu 1 là khâu dẫn thì cơ cấu gồm các nhóm axua:
Nhóm 2 tay (khâu 4, khâu 5, khớp 5, khớp 6, khớp 7): hạng 2.
Nhóm 2 tay (khâu 2, khâu 3, khớp 2, khớp 3, khớp 4): hạng 2.
Khi thay khâu dẫn là khâu khác ta vẫn chỉ được cơ cấu hạng hai.
Vậy cơ cấu máy bào ngang là cơ cấu hạng 2.
Hoạt động của máy và lược đồ cơ cấu
Dẫn động từ động cơ vào bánh răng Z4 của hệ vi sai, làm bánh răng Z5 quay, con trượt
Bánh răng Z5 được lắp vào bằng khớp loại 5, giúp chuyển động quay của bánh răng gây ra chuyển động lắc cho thanh lắc O5B qua khâu BF Chuyển động này làm đầu bào chuyển động qua lại, đảm bảo quá trình cắt diễn ra chính xác Cam O2 tạo ra chuyển động lắc cho hệ thống các thanh CO4, O4D, DE và bánh cóc, giúp định vị phôi chuẩn bị cho quá trình cắt Sau một hành trình của đầu bào, hệ thống chuyển động này đưa phôi P vào vị trí cắt chính xác, đảm bảo hiệu quả và độ chính xác của quá trình gia công.
Trong bài, lực cắt tác dụng lên đầu bào (lực cản) được xem là hằng số, còn quy luật biến thiên gia tốc góc của cần lắc O2A theo hình sin, thể hiện tính chất tuần hoàn Trong quá trình làm việc, xuất hiện lực quán tính tại các khâu, đặc biệt là ở đầu bào, dẫn đến các khớp quay chịu áp lực động và khiến khâu dẫn không còn quay đều như giả thuyết ban đầu.
TỔNG HỢP CƠ CẤU TOÀN THANH PHẲNG TOÀN KHỚP THẤP
Tóm tắt yêu cầu
2.1.1Các số liệu đã biết:
Hành trình đầu bào: H = 600(mm).
Chiều dài giá: lo2o5 = 370(mm)
Tỉ số chiều dài λ = O BF
Góc lắc của cần lắc O5B ( Ө ).
Chiều dài thanh truyền BF (lBF)
Khoảng cách từ O5 đến phương trượt XX của con trượt F (1O5M)
Thực hiện
Dựa trên lược đồ cấu tạo đã cho, ta vẽ lượt đồ động của cơ cấu (hình 2), trong đó thể hiện cơ cấu ở ba vị trí quan trọng: một vị trí trung gian và hai vị trí giới hạn Các vị trí giới hạn thể hiện điểm biên của hành trình của cơ cấu, đặc biệt là ở hai đầu của đường tâm Culít, giúp xác định phạm vi hoạt động của cơ cấu một cách chính xác Lượt đồ động này giúp phân tích chuyển động và xác định các trạng thái hoạt động khác nhau của cơ cấu trong quá trình làm việc.
O5B tiếp tuyến với vòng tròn qũi đạo của con trượt A Vẽ hành trình F1F2 = H của con trượt F. Góc lắc φ của Culít O5B tính như sau: θ0 k −1 k+ 1 0 1,2−1
Trục đối xứng O5E của góc lắc θ vuông góc với phương chuyển động XX của con trượt F, dẫn đến B1B2 bằng H Trong các tam giác vuông O5DB1 và O5A1O2, chiều dài của Culít O5B và tay quay O2A được tính dựa trên mối liên hệ hình học, với một kết quả quan trọng là lO5B bằng H.
Chiều dài thanh truyền BF lấy bằng: lBF=1O5 B × λ=0,34 ×691.429= 235.0858(mm)
Trong quá trình phân tích, phương trượt XX của con trượt F được đặt ở vị trí trung tâm của đoạn biểu thị độ võng DE của cung quay của B, vì tại điểm này, giá trượt chịu lực pháp tuyến nhỏ nhất, tối ưu hóa lực tác dụng Khoảng cách từ XX đến tâm quay O5 được tính dựa trên vị trí chính xác của nó, giúp xác định chính xác góc quay và độ võng của cung quay B trong quá trình vận hành Phương pháp này giúp tối ưu hóa cấu trúc và nâng cao độ chính xác trong thiết kế cơ khí liên quan đến hệ thống cung quay.
Tay quay OA được chọn chiều quay phù hợp để đảm bảo trong quá trình bào, tay quay quay một góc lớn hơn khi về không, giúp truyền lực kéo hiệu quả cho truyền BF Trong quá trình làm việc, tay quay O2A cần quay theo chiều kim đồng hồ để phù hợp với hướng tiến của quá trình bào từ trái sang phải Khoảng chừa đầu và cuối hành trình của dao được quy định là 0,05H, tương ứng khoảng 21,5 mm, nhằm đảm bảo dao không tiếp xúc với sản phẩm gia công khi không hoạt động Góc quay của tay quay O2A tại các vị trí khác nhau được xác định chính xác bằng phương pháp vẽ, giúp điều chỉnh hành trình hiệu quả.
Kết quả ta thu được bảng sau:
Thông số θ (°) l O 2 A (mm) l O 5 B (mm) 1BF (mm) 1O5M(mm)
Giá trị 51.4285̊ 160.537 691.429 235.086 657.1865 àl= 1(mm/mm) ta cú :
Khoảng cách O2O5 (mm) O2A (mm) O5B (mm) BF (mm) O5M (mm)
TOÁN VẬN TỐC
Thưc hiên
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
Từ đó ta có bảng sau đây:
Nhận xét Kết luận Biểu diển trên họa đồ
1 Khâu 1 nối khâu 2 bằng khóp quay ⃗ V A 1= ⃗ V A 2
2 Khâu 2 nối khâu 3 bằng khớp trượt
3 Điểm A3 và điểm B3 cùng thuộc khâu 3 ⃗ VB = l O lO 5 B
4 Khâu 4 nối khâu 5 nối bằng khớp trượt ⃗ V F = ⃗ V B + ⃗ V FB ⃗ pf = ⃗ pb + ⃗ pfb
5 Điểm S3 và điểm B3 cùng thuộc khâu 3 ⃗ V S 3 = lO l O 5 S 3
6 Điểm s4 thuộc khâu 4 ⃗ V S 4 = lB S 4 lBF ⃗ VFB ⃗ ps 4= lB S 4 lBF ⃗ pfb
Phương Chiều Cách tính độ dài
1 ⃗ pa 2 Vuông góc O2 A Theo chiều ω 1 ω 1 ×l O 2 A
2 ⃗ pa 3 a 2 Song song O5B Xác dịnh trên hoạ đồ Đo trên hoạ đồ
3 ⃗ pa 3 Vuông góc O5B Cùng chiều ⃗ pa 3 Đo trên hoạ đồ
4 ⃗ pb Cùng phương ⃗ pa 3 Xác dịnh trên hoạ đồ Đo trên hoạ đồ
5 ⃗ pfb Vuông góc BF Xác định trên hoạ đồ Đo trên hoạ đồ
6 ⃗ pf Song song XX Xác định trên hoạ đồ Đo trên hoạ đồ
7 ⃗ ps 3 Cùng phương ⃗ pb Cùng phương ⃗ pa 3 ⃗ ps 3= lO l O 5 S 3
8 ⃗ ps 4 Xác định trôn hoạ đổ Xác định trên hoạ đồ Đo trên hoạ đồ
Ta khảo sát trình tự dựng họa đổ vận tốc cho cơ cấu ở vị trí 3, các vị trí khác tiến hành tương tự.
Tay quay O2A quay đều với vận tốc góc ω 1= π n 1
Chọn tỷ xớch họa đồ vận tốc àv= 0.01 mm/ mm s
Vận tốc của đỉểm A 3 của Culít trùng với điểm A 2 của con trượt xác định theo pt: Đại lượng ⃗ V A 3 ⃗ V A 2 + ⃗ V A 3 A 2
Phương Vuông góc O5A Vuông góc O2A // O5A
Chiều ? Cùng chiều ω1 ? Độ lớn 3049,14(mm/s) hay ⃗ pa 3 = ⃗ pa 2 + ⃗ pa 3 a 2 ( ⃗ pa 3 ⊥ O5A, ⃗ pa 3 a 2 // O5A).
Biểu diễn trờn họa đổ: pa2 = VA àv 2 =2.1854 (m/ s ) (pa2 ⊥ O2A theo chiều ω 1).
Chọn điểm p tùy ý làm gốc, vẽ pa2 ⊥ O2A theo chiều ω 1, pa2=2.1854 (m/s).
Qua p kẻ Δ 1 ⊥ O5B, qua a2 kẻ Δ2//O5B, a3 là giao của Δ1 và Δ2,vẽ ⃗ pa 3 và ⃗ pa 3 a 2. Đo trên họa đồ ta được: pa3 =0.9929(m/s).
Vận tốc điểm B của Culít xác định theo định lý đồng dạng:
Vận tốc điểm F xác theo phương trình:
⃗ V F = ⃗ V B + ⃗ V FB hay ⃗ pf = ⃗ pb + ⃗ pfb ¿//xx)
Trên tia pa3 lấy điểm b sao cho pb =1.6576 (m/s), vẽ ⃗ pb ,
Qua p kẻ Δ3//XX, qua b kẻ Δ4 ⊥ BF, f là giao của Δ3 và Δ4, vẽ ⃗ pf và ⃗ pfb
Lấy S3, S4 là trung điểm của pb và pbf, vẽ ⃗ ps 3và ⃗ ps 4 Đo trên họa đồ ta được: pf=0.6436 (m/s), bf =1.4771 (m/s).
Vận tốc trọng tâm S3 của Culít 3 và S4 của thanh truyền là trọng tâm khâu 3 và khâu 4
Trên họa đổ vận tốc, nối p với S4 ta được véctơ vận tốc tuyệt đối ⃗ ps 4của S4. Đo trên họa đồ ta được ps4 =1.5375(m/s)
Vận tốc góc Culít 3 và thanh truyền 4 ở vị trí này là ω3= VB lO 5 B = pbì à v lO 5 B =¿2.3974552 (s -1 ) ω 4 = VFB
Chọn chiều dương của ω cùng chiều kim đổng hổ Muốn xác định chiều ω 3 và ω 4 ta tịnh tiến véctơ ⃗ pb và ⃗ pfb đến B và F.
Kết quả đo trên họa đồ:
Công thức xác định vận tốc ω3= pb ì àv lO 5 B , ω 4 = fbì à v lbf
Dấu các đại lượng được quy ước cùng chiều ω1 mang dấu (+) ngược mang dấu (-)
VB(m/s) VS3(m/s) VF(m/s) Bf(m/s) VS4(m/s) ω 4
BÀI TOÁN GIA TỐC
Nhận xét Kết luận Biểu diển trên họa đổ
1 Vận tốc góc tay quay O2A không đổi ⃗ aA 1 = ⃗ aA t ⃗ a A 2
2 Khâu 1 và 2 nối với nhau bằng khớp quay
4 Khâu 2 nối khâu 3 bằng khớp trượt ⃗ aA 3= ⃗ aA 2+⃗ aA 3 A 2 Biểu diễn trên hoạ đồ
5 Điểm A3 và điểm B3 cùng thuộc khâu 3 ⃗ aB 3 = l O lO 5 B
6 Khâu 4 nối khâu 3 bằng khớp quay ⃗ aB 3=⃗ aB 4
⃗ aS 4 B lB S 4 lBF ⃗ aFB ⃗ a S 4 = lB S 4 lBF ⃗ aFB
2 B ⃗ VB3 Biểu diễn trên hoạ đồPhương chiều,giá các gia tốc : (Trong bảng cho dưới đây )
Vectơ Phương Chiều Giá trị
Vuông góc O5B Khi ⃗ V A 3 A 2 quay góc
5 ⃗ a r A 3 A 2 Song song A3A2 Biểu diễn trên hoạ đồ Đo trên hoạ đồ
6 ⃗ aF Song song XX Xác định trên hoạ đồ Đo trên hoạ đồ
8 ⃗ a t B Vuông góc O5B Xác định trên hoạ đồ ε
9 ⃗ a n FB Song song FB Từ F đến B ω 4 2 ×lFB
10 ⃗ a t FB Vuông góc FB Xác định trên hoạ đồ Đo trên hoạ đồ
Ta cũng khảo sát trình tự dựng họa đồ gia tốc cho cơ cấu ở vị trí 3, các vị trí khác tiến hành tương tự:
Chọn tỷ xớch họa đổ gia tốc àa = 0.03 ( mm/ mm ¿ ¿ s 2 )
Do vận tốc góc tay quay O2A không đổi nên A1 và A2 chỉ có gia tốc pháp tuyến.
⃗ a A 2 =ω 1 2 × lO 2 A ).7523 (m/s 2 ) Điểm A3 trên Culít chuyển động phức tạp nên ta chia gia tốc của nó thành 2 thành phần:
Biểu diễn trên hoạ đồ :
⃗ a A 3 = ⃗ a t A 3 +⃗ a n A 3= ⃗ a A 2 +⃗ a c A 3 A 2 +⃗ a r A 3 A 2 ( ⃗ a n A 3 // O5B, ⃗ a t A 3 ⊥ O5B, ⃗ a r A 3 A 2 // O5B) ta3 + na3 = nA2 + na2k + ka3Gia tốc hướng tâm ⃗ a n A 3 tính như sau: ⃗ a n A 3 = a n A 3 àa 2.3806(m), ( ⃗ a n A 3 // O5B) ⃗ a c A 3 A 2 là gia tốc coriolix xác định như sau: phương, chiều: xoay
⃗ V A 3 A 2 1 góc 90° theo chiều ω 3, (vị trí 3 là cùng chiều kim đồng hồ): ⃗ a k A 3 A 2 =9.3351( m/s 2 ) Như vậy trình tự dựng họa đồ gia tốc của cơ cấu ở vị trí 3 như sau:
Chọn điểm q tùy ý làm gốc, vẽ ⃗ a A 2 //O2A chiều A → O2, ⃗ a A 2 ).7523 (m/s 2 ).
Vẽ véctơ ⃗ a c A 3 A 2 phương chiều xác định như trên, ⃗ a k A 3 A 2 =9.3351 (m/s 2 ).
Qua ⃗ a n A 3 kẻ Δ1 ⊥ O5B, qua ⃗ a c A 3 A 2 kẻ Δ2 //O5B, a3 là giao của Δ1 và Δ2, vẽ ⃗ a A 3 , ⃗ a t A 3 và
⃗ a r A 3 A 2 Đo trên họa đồ ta được: ⃗ a A 3.3332(m/s 2 ).
Gia tốc của điểm B xác định theo định lý đồng dạng: ⃗ aB = l O lO 5 B
Trên tia ⃗ a A 3 lấy điểm b sao cho ⃗ aB (.9355 (mm).
Xác định gia tốc của điểm F trên họa đổ vận tốc theo phương trình sau:
⃗ a F = ⃗ a B + ⃗ a n FB + ⃗ a t FB hay ⃗ a F = ⃗ a B + ⃗ a n FB + ⃗ a t FB ( a F // XX, a n FB ⊥ FB ), do a n FB =1.8931 (mm) nên coi như nFB trùng với b Qua q kẻ ∆ 3 //xx, qua b kẻ
∆ 4 vuông góc BF, giao của ∆ 3 và ∆ 4, vẽ qf và bf.
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
Gia tốc góc Culít và thanh truyền BF được tính như sau: Ɛ2= Ɛ 3= atA 3
0.41418 A.452346rad/s 2 Ɛ4= LBF∗ul atbf = 0.243 7.278390 O 86 0.9605 rad/s 2
Chọn chiều dương của ε cùng chiều kim đồng hồ Muốn xác định chiều ε 3 và ε 4 ta tịnh tiến véctơ a t a3 và a t bf đến B và đến F.
Kết quả đo trên hoạ đồ (m/s 2 )
Theo các công thức tính trên ta có bảng kết quả sau:
TRÍ ab a n bf a t bf bf af as3
THỊ ĐỘNG HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP VI PHÂN ĐỒ THỊ
Đồ thị vận tốc
- Vi phân đồ thị chuyển vị với phân cực P 1 (với O P 10mm) ta được đồ thị vận tốc với μ v =0.0278 ( mm/ s mm ).
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
( P 1 y i // b x b x +1 ) Đường biểu diễn vận tốc là đường cong đi qua các điểm có tọa độ ( x i +1 + x i
2 ; y i ).Nối các điểm này lại ta được đồ thị biểu diễn vận tốc đầu bào.
Đồ thị gia tốc
- Vi phân đồ thị vận tốc bằng phương pháp tương tự ta được đồ thị gia tốc với O P 2Pmm. μ a =0.1549 ( mm/ s 2 mm ).
TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU THANH PHẲNG TOÀN KHỚP
Lực cản kĩ thuật
Lực cản có ích chỉ tách động lên khâu 5 ở các vị trí 3,4,5,6,7,8 và ở tất cả vị trí đó đều bằng hằng số
Ta có giá trị của lực này P ci 00( N ).
Trọng lượng các khâu: (lấy g=9,81( ms 2 )
s 2 ) Theo đầu đề cho ta có: m 3 "( kg); m 4 =3(kg); m 5 R( kg)
Xác định lực quán tính, điểm đặt và moment quán tính các khâu
Theo cơ học lý thuyết:
Lực quán tính xác định theo công thức: Fqt = -m.as
Với m: khối lượng khâu as: gia tốc trọng tâm khâu
Lực quán tính có chiều ngược với chiều gia tốc, riêng khâu chuyển động quay có thêm moment quán tính, được xác định theo công thức: Mqt = -Js.
Với Js: moment quán tính của khâu tương ứng với trục đi qua khối tâm và vuông góc với mặt phẳng chuyển động.
: gia tốc góc của khâu.
Theo đâu đề ta có: J s3 =0.9(kg m 2 ); J s 4 =0,015 ( kg m 2 ).
Lực Phương, chiều, điểm đặt Độ lớn
⃗ F qt 3 Cùng phương, ngược chiều với ⃗ a s 3, đặt tại s 3 F qt 3 =m 3 a s3
⃗ F qt 4 Cùng phương, ngược chiều với ⃗ a s4, đặt tại s 4 F qt 4 =m 4 a s 4
⃗ F qt 5 Song song với xx, ngược chiều với ⃗ a F , đặt tại s 5 F qt 5 =m 5 a s5
Thay các giá trị gia tốc ta được bảng giá trị của lực quán tính và moment quán tính
Fqt3 Fqt4 Fqt5 Mqt3 Mqt4 pci
Phản lực tại khớp động
Trong quá trình làm việc, các khớp động chịu áp lực và ma sát, nhưng ban đầu các phép tính bỏ qua ma sát do lực ma sát phụ thuộc vào áp lực chưa xác định Sau khi xác định được áp lực, các yếu tố ma sát mới được đưa vào để tính chính xác lực tác dụng lên các khớp động Để giải bài toán, ta tách các nhóm phụ và biểu diễn phương trình cân bằng lực bằng phương pháp biểu diễn trên đồ thị, thực hiện ở một vị trí cụ thể và áp dụng cho các vị trí khác Vì cơ cấu đặt nằm ngang, khi xét các trọng lực không cần tính đến tác động của trọng lực.
6.4.1 Xét cơ cấu ở vị trí thứ 3 (vị trí có lực cản kĩ thuật P ci )
Tách cơ cấu thành nhóm axua (4-5), (2-3) và khâu dẫn 1
Xét nhóm axua thứ nhất gồm khâu 4-5:
+ ⃗ R 34 là áp lực khâu 3 tác dụng lên khâu 4 có phương chiều hợp bởi ⃗ R 34 t và ⃗ R 34 n , có điểm đặt tại khớp B.
Lực tiếp tuyến của khâu 3 tác dụng lên khâu 4, được ký hiệu là ⃗ R 34 t, có phương vuông góc với khâu 4, đóng vai trò quan trọng trong phân tích lực của hệ cơ cấu Bên cạnh đó, lực tiếp tuyến của khâu 3 tác dụng lên khâu 4, ký hiệu là ⃗ R 34 n, có phương song song với lực ⃗ FB, giúp xác định hướng lực trong quá trình thiết kế và tính toán cơ cấu.
Phương trình cân bằng lực khâu 4,5:
Trong đó + P ci , F qt 5, F qt 4 đã xác định được độ lớn, phương chiều, điểm đặt.
+ R 34 t , R 34 n đã xác định được phương chiều, chưa biết độ lớn.
+ G 4 có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống, đặt tại trọng tâm s 4.
+ G 5 có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống, đặt tại trọng tâm s 5.
+ R 05 có phương thẳng đứng, đặt tại điểm cách điểm F 1 khoảng cách x.
Họa đồ lực tác dụng lên khâu 4-5 Tách riêng khâu (4) và khâu (5), trên khâu (5) ta được phản lực khớp động tại điểm F gồm
R 45 t có phương vuông góc với xx, chiều từ trên xuống và R 45 n có phương song song với xx,chiều từ trái sang phải.
Họa đồ lực tác dụng lên từng khâu 4 và khâu 5 Gọi α 1 là góc hợp bởi F qt 4 với FB, α 2 là góc hợp bởi FB với phương xx.
, M qt 4), xét moment tại điểm F:
Vẽ họa đồ đa giác lực cho khâu 4-5 (chọn tỉ lệ xích μ F = ¿10 ( mm N )
Chọn 1 điểm bất kì, vẽ vecto P ci 0 (mm) song song với phương xx, chiều từ phải sang trái biểu diễn cho lực P ci Tại điểm đuôi của của vecto ⃗ P ci , vẽ vecto
Trong bài viết, chúng tôi mô tả các bước vẽ và xác định các vectơ trong hệ thống cơ học, bắt đầu với vectơ ⃗Fqt 5.1128 (mm), song song với vectơ xx và ngược chiều với ⃗af, thể hiện lực tác dụng tại điểm đuôi của vectơ ⃗Fqt 5 Tại điểm đó, vẽ vectơ ⃗G 5 Q.012 (mm) có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới để biểu diễn vectơ G 5 Tiếp theo, tại điểm đuôi của vectơ ⃗G 5, chúng tôi vẽ vectơ ⃗G 4 với độ dài 2.943 mm, có phương thẳng đứng và chiều từ trên xuống dưới, thể hiện vectơ G 4 Các bước này giúp xác định chính xác các vectơ lực và hướng trong phân tích cơ học.
Lực ⃗ F qt 4 có độ lớn 8.6551 mm, song song và ngược chiều với ⃗ p s 4, thể hiện tác dụng của lực này tại điểm đuôi của nó Tại điểm đuôi của ⃗ F qt 4, vẽ vecto ⃗ R 34 t có độ lớn 2.1861 mm, vuông góc với lực FB và cùng chiều với ⃗ R 34 t, biểu diễn lực R 34 t Từ điểm đuôi của ⃗ R 34 t, vẽ đường thẳng ∆ 1 vuông góc với ⃗ R 34 t tại điểm đầu, nhằm xác định hướng của các lực tác dụng trong hệ thống.
R 34 n ( ∆ 1 ∩ ∆ 2 = R 34 n ), khoảng cách giữa R 34 n và điểm đầu của vecto ⃗ P ci chính là lực R 05 Nối 2 điểm F qt 4 và R 34 n ta được R 34 ( R 34 n ≡ R 34 ).
Từ phương pháp họa đồ trên ta tìm được độ lớn các lực:vt3
+ R 05 t.588∗10t5.88 (N) Đa giác lực khâu 4-5 Để tìm điểm đặt của R 05, ta tách riêng khâu 5 ( P ci , F qt 5, G 5, R 05)
Trên khâu 5, xét moment tại điểm F:
745.88 =0.36483(m) Vậy R 05 đặt trên phương xx, cách điểm F 1 khoảng x=0,3648 (m)
Họa đồ lực tác dụng khâu 2-3
Khâu 2-3 chịu lực tác dụng của các lực bao gồm ⃗ R 43, ⃗ F qt 3, ⃗ R 12, ⃗ G 3, ⃗ M qt 3, ⃗ R 03 (⃗ R 03 = ⃗
Trong phân tích hệ thống, ta nhận thấy phản khớp động của khâu 2 tác dụng lên khâu 3, thể hiện mối liên hệ chặt chẽ giữa các khâu Lực ⃗ R 23 tác dụng lên khâu 3 xuất phát từ khâu 2 và có phương vuông góc với đoạn O 5 B, góp phần vào quá trình truyền lực trong hệ thống Đồng thời, lực tác dụng lên khâu 2 bao gồm hai thành phần chính là ⃗ R 32 và ⃗ R 12, tạo thành các yếu tố quyết định cân bằng lực của khâu 2 Phương trình cân bằng lực của khâu 2 được thiết lập dựa trên các thành phần lực này, giúp xác định chính xác trạng thái cân bằng của hệ thống.
Vậy R 12 có phương vuông góc với O 5 B
Ta xác định được phương chiều, độ lớn, điểm đặt của lực lên các khâu như sau:
Hình 4.4: Họa đồ lực tác dụng khâu 2-3
G 3 phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống, đặt tại s 3 m 3 g
R 12 vuông góc với O 5 B , đặt tại điểm A ?
R 03 đặt tại điểm O 5, cần xác định phương chiều ?
R 43 song song và ngược chiều với ⃗ R 34 R 34
Phương trình cân bằng lực khâu 2-3:
⃗ R 43 +⃗ F qt 3 +⃗ R 12 +⃗ G 3 +⃗ R 03 =0 Gọi α 3 là góc hợp bởi R43 với O5B, α 4 là góc hợp bởi Fqt3 với phương O5B, α 5 là góc hợp bởi
Trên khâu 3, xét phương trình moment tại điểm O 5:
Trong phương trình cân bằng lực của khâu 2-3, lực R12 bằng 4294.614 N đúng chiều đã chọn Tuy nhiên, lực R03 vẫn chưa được xác định, do đó chúng ta sử dụng phương trình họa đồ lực để xác định phương chiều và độ lớn của R03 một cách chính xác Phương pháp này giúp đảm bảo độ chính xác trong việc phân tích các lực tác dụng lên hệ thống cơ khí.
Dưới đây là phần tóm tắt ý chính trong đoạn văn đã chỉnh sửa theo quy tắc SEO: Hướng dẫn vẽ họa đồ lực cho nhóm axua 2-3 bắt đầu bằng việc chọn tỉ lệ xích μ F 0 (N mm) Đầu tiên, xác định một điểm bất kỳ và vẽ vectơ ⃗ G 3 = 7.194 mm có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống để biểu diễn lực G 3 Tiếp theo, tại đuôi của ⃗ G 3, vẽ vectơ ⃗ F qt 3.6097 mm có phương song song và ngược chiều với ⃗ as 3 để đại diện cho lực F qt 3 Đến điểm đuôi của ⃗ F qt 3, vẽ vectơ ⃗ R 43.142 mm có phương song song và ngược chiều với ⃗ R 34 để biểu diễn lực R 43.
R43 là vectơ ⃗ R 12 3.1538 mm vuông góc với O 5 B, cùng chiều với ⃗ R 12 Để xác định độ lớn của R 03, ta nối điểm đầu của ⃗ R 12 với điểm cuối của ⃗ G 3 Qua đo trên bản vẽ, ta nhận thấy R 03 có độ lớn là khoảng 36.346 N, được tính bằng cách nhân hệ số 0.8782 với μ và với 30.
Họa đồ đa giác lực khâu 2-3
Khâu dẫn O 2 A chịu các các lực tác dụng bao gồm: ⃗ R 21, ⃗ R 01, ⃗ M cb
+ ⃗ R 21 là lực tác dụng của khâu 2 lên khâu 1, đặt tại điểm A, cùng phương và ngược chiều với
⃗ R 12 và có cùng độ lớn với R 12
+ ⃗ R 01 là áp lực khâu dẫn, dặt tại điểm O 2, cùng phương và ngược chiều với ⃗ R 21 và có cùng độ lớn với R 21.
+ ⃗ M cb đặt tại trung điểm khâu dẫn O 2 A
Họa đồ lực tác dụng lên khâu dẫn Trên khâu dẫn 1, phương trình moment tại điểm O 2:
Gọi α 6 là góc hợp bởi R21 với O2A
TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU THANH PHẲNG TOÀN KHỚP
Xác định lực moment cản thay thế Mctt
Nguyên tắc xác định: Moment cản thay thế (công suất lực) phải bằng tổng công suất của tất cả ngoại lực tác dụng lên cơ cấu
Thành lập công thức tính: -Tổng công suất lực và moment tác dụng lên cơ cấu
+ P i : ngoại lực tác dụng lên khâu i
+ v i : vận tốc của khâu i tại điểm ngoại lực P i tác dụng
+ M i : moment ngoại lực của khâu i
+ ω i : vận tốc góc của khâu i.
Ngoại lực tác dụng bao gồm: P ci , G 3, G 4.
Gọi α 7 là góc hợp bởi Pci và vF , α 10 là góc hợp bởi G4 và vS4, α 12 là góc hợp bởi G3 và vS3
Xác định moment quán tính thu gọn JT
Nguyên tắc xác định: Động năng trước và sau cơ cấu phải như nhau.
Công thức xác định moment quán tính thu gọn
7.2.1 Moment quán tính của bánh đà
Bạn cần bắt đầu bằng cách vẽ đồ thị phản ứng moment cản thay thế \( M_{ctt} \) của tất cả các cơ cấu, trong đó trục tung thể hiện trị số \( M_{ctt} \) theo tỉ lệ \( \mu_M \) (N·m/mm), còn trục hoành biểu diễn góc quay \( \phi \) theo tỉ lệ \( \mu_\phi = 0.02 \) (rad/mm) Đồ thị này giúp phân tích chính xác mối quan hệ giữa phản ứng moment cản và góc quay của cơ cấu, từ đó đưa ra các kết luận đánh giá khả năng hoạt động của hệ thống.
3.57127 Đồ thị moment cản thay thế M ctt
*Tiếp theo ta tích phân đồ thị moment cản thay thế M ctt để được đồ thị công cản A C Cách tích phân:
Trong quá trình phân tích đồ thị, ta chia trục hoành của đồ thị M và đồ thị AC thành các đoạn ∆x = xi+1 - xi, giúp dễ dàng xác định các phần của đồ thị Điều này cho phép chia đồ thị MC thành các đoạn BxBx+1 tương ứng với từng khoảng ∆x, xem chúng như những đoạn thẳng liên tiếp nhau, từ đó thuận tiện hơn trong việc nghiên cứu và tính toán các giá trị trên đồ thị.
+ Từ trung điểm các đoạn BxBx+1 lần lượt kẻ các đoạn thẳng song song với trục hoành cắt trục tung tại các điểm bi
+ Từ O kẻ OHP (mm) để làm cực tích phân P, nối các đoạn Pbi.
Trong hệ tọa độ mới, trục hoành được chia thành các đoạn giống như trên hệ tọa độ đồ thị Momen cản phía trên Các điểm bắt đầu mỗi đoạn trên hệ tọa độ mới được dùng để vẽ các đoạn song song với Pbi, liên tiếp nhau tạo thành một chuỗi các đoạn thẳng Cuối cùng, các đoạn này được nối lại bằng một đường cong để hình thành đồ thị công cản (AC), giúp mô phỏng chính xác mối quan hệ giữa các yếu tố trong hệ thống.
+ Tỉ lệ xích μ A =OH μ φ μ M @ ( N mm )
*Nối điểm đầu và điểm cuối của đồ thị (AC) ta được đồ thị công phát động (Ađ). Đồ thị công cản A c và công phát động A đ
*Cộng đại số 2 đồ thị A c và A đ ta được đồ thị động năng ∆ E (φ) với μ E = μ A = 40( N mm ).
*Ta vẽ đồ thị J tt nằm ở bên phải đồ thị ∆ E (φ) và quay đi 1 góc 90 ° để xác định đường cong
Wittenbauer là phương pháp vẽ đồ thị tương tự như đồ thị M ctt với trị số μ J = 0,1 kg·m²/mm, giúp xác định đường cong Wittenbauer bằng cách kẻ các đường thẳng ngang thể hiện giá trị ∆E(φ) theo từng vị trí và các đường thẳng đứng thể hiện giá trị JTT tại các điểm khác nhau Đồ thị này mô tả mối quan hệ giữa động năng ∆E(φ) và moment quán tính JTT của hệ thống Khi lắp bánh đà vào máy, moment quán tính tại mọi vị trí đều tăng thêm một lượng bằng J d, làm cho động năng tại các vị trí đó cũng tăng lên tương ứng, thể hiện rõ ảnh hưởng của bánh đà đến khả năng tích trữ năng lượng của hệ thống.
2 Vậy sau khi lắp bánh đà, hệ trục tọa độ sẽ chuyển dịch Gốc O sẽ dịch chuyển thành O’ Xác định O’ để xác định J d
Từ [ δ ]= 30 1 , μ J =0,1( kg m 2 mm ), μ E ( N mm ) ta xác định được: ᴪmax=arctan[ 2 μ μ J
Trong bài viết, ta xác định góc ω1 bằng công thức arctan của biểu thức 2×10^0,1, cho ra kết quả khoảng 41.8527° Tiếp theo, các đường ∆max và ∆min lần lượt tiếp tuyến với đường cong phía trên và phía dưới tại các điểm ứng với giá trị ᴪmax và ᴪmin Giao điểm của hai đường ∆max và ∆min chính là điểm O’ Khoảng cách từ điểm O’ đến trục tung Ɱ-trục là Jd, được gọi là h, và ta có mối liên hệ Jd = h.μJ, giúp xác định chính xác các tham số liên quan đến hình học của hệ thống.
Do O’ nằm rất xa so với O không xác định trực tiếp được, nên ta xác định thông qua đoạn ab là đoạn giao của ∆max và ∆min với Oy.