cơ sở tự động học, chương 17 ppsx

Năng lượng được tích trữ dưới dạng động năng vă thế năng điêưu khiển tính "động" của hệ thống.. Ðối với một bộ phận ma sát, năng lượng biểu diễn một sự mất hoặc tiêu hao bởi hệ thống khi

Chương 17 : Cơ năng vă công suất.

Năng lượng vă công suất giữ vai trò quan trọng trong việc thiết kế câc hệ thống điện cơ

Năng lượng được tích trữ dưới dạng động năng vă thế năng điêưu khiển tính "động" của hệ thống Tuy nhiín, năng

lượng tiíu tân thường ở dạng nhiệt, cũng cần được kiểm soât

* Khối lượng hoặc quân tính của một vật chỉ khả năng tích trữ động năng Ðộng năng của một khối lượng di chuyển với vận tốc v lă:

(5.25) Wk: Joule, hoặc Nm ; M: N/m/sec2 ;v: m/s

đối với một hệ thống quay, động năng được viết:

(5.26) J: moment quân tính Kg.m2

(: vận tốc góc rad/s

*Ġlò xo tuyến tính bị biến dạng một chiều dăi y , sẽ tích trữ một thế năng: Ġ (5.27)

* lò xo xoắn, tích trữ thế năng:

(5.28) ( : Góc xoắn

Ðối với một bộ phận ma sát, năng lượng biểu diễn một

sự mất hoặc tiêu hao bởi hệ thống khi đối kháng với lực

ma sát Công suất tiêu tán trong bộ phận có ma sát là tích số của lực và vận tốc

P=f.v (5.29)

Vì f= B.v, với B là hệ số ma sát, nên:

P=B.v2 (5.30) ( P: N.m/s2 hoặc watt (w))

Vậy năng lượng tiêu tán trong bộ phận ma sát la:

(5.31)

6.Bánh răng - đòn bẩy dây courroir

Bánh răng, đòn bẩy hoặc dây courroir và pu-li là những cơ phận truyền năng lượng từ một bộ phận này đến một bộ phận khác của hệ thống đễ thay đổi lực, moment, vận tốc và độ dời Chúng cũng được xem như là những bộ phận phối hợp nhằm đạt đến sự truyền công suất tối đa

Hai bánh răng nối nhau như hình H.5_12 Quán tính và ma sát của chúng được xem như không đáng kể trong trường hợp

lý tưởng

Những hệ thức giữa moment T1 và T2, góc dời (1 và(2 , số răng N1 và N2 của bộ bánh răng được dẫn xuất từ các sự kiện sau đây:

1_ Số răng trên bề mặt các bánh răng tỉ lệ với bán kính r1và r2 của bánh răng:

r1N2=r2N1 (5.32) 2_ Khoảng dịch dọc theo bề mặt của mỗi bánh răng thì bằng nhau

q 1r1=q 2r2 (5.33) 3_ Giả sử không có sự mất năng lượng, công tạo bởi bánh răng này bằng công của bánh răng kia

T1q 1=T2q 2 (5.34)

Nếu (1 và (2 là vận tốc góc của chúng thì:

(5.35)

Thực tế, các bánh răng đều có quán tính và lực ma sát thường không bỏ qua

T= moment áp dụng

(1, (2: góc dời

T1, T2: moment được truyền đến bánh răng

J1, J2; quán tính của bánh răng

N1, N2: số răng

Fc1,Fc2: Hệ số ma sát coulomb

B1, B2: Hệ số ma sát nhớt (trượt)

Phương trình moment của bánh răng 2 được viết:

(5.36) Phương trình moment của bánh răng 1 là:

(5.37)

Dùng (5.35), phương trình (5.36) đổi thành:

(5.38)

Phương trình (5.38) chứng tỏ rằng có thể phản xạ quán tính, ma sát,momen,vận tốc và độ dời từ phía naỳ sang phía kia của bộ bánh răng

Như vậy, các đại lượng sau đây sẽ có được khi phản xạ từ bánh răng 2 sang bánh răng 1 :

Quán tính :Ġ

Hệ số ma sát nhớt :Ġ

Momen :

Góc dời :Ġ

Vận tốc góc :Ġ

Momen ma sát coulomb : Ġ

Nếu có sự hiện diện của lò xo xoắn, hằng số lò xo cũng được nhán bởiĠ, khi phản xạ từ bánh răng 2 sang bánh răng 1

Bây giờ, thay (5.38) vào (5.37) :

Dây courroir và dáy chain được dùng cùng mục đích như bộ bánh răng Nhưng nó cho phép chuyển năng lượng với

khoảng cách xa hơn mà không dùng các bánh răng với số răng quá lớn Hình H.5_14 vẽ sơ đồ của một dây courroir (hoặc chain) giữa hai ròng rọc (pulley) Giả sử không có sự trượt giữa chúng Dễ thấy rằng phương trình (5.41) vẫn còn được áp dụng trong trường hợp này Thật vậy, sự phản xạ (hay sự truyền dẫn) của momen, quán tính ma sát thì tương tự như trong một bộ bánh răng

Ðòn bẩy (lever) như trong hình H.5_15 truyền chuyển động thẳng và lực tương tự cách thức mà bộ bánh răng truyền chuyển động quay

Hệ thức giữa lực và khoảng cách là :

(5.43)