Giáo trình Nguyên lý máy Chương 8

Chươngư8: Chuyển động thực của máy -ưMáyưlàmưviệcưdướiưtácưdụngưcủaưcácưlựcưưchuyểnưđộngưnhấtư địnhưgọiưlàưchuyểnưđộngưthựcưcủaưmáy.ư -ưNghiênưcứuưCĐTưcủaưmáyưưCĐTưcủaưcácưkhâuưdẫn.ưưư

Chươngư8: Chuyển động thực của máy

-ưMáyưlàmưviệcưdướiưtácưdụngưcủaưcácưlựcưưchuyểnưđộngưnhấtư

địnhưgọiưlàưchuyểnưđộngưthựcưcủaưmáy.ư

-ưNghiênưcứuưCĐTưcủaưmáyưưCĐTưcủaưcácưkhâuưdẫn.ưưưư

-ưMôưtảưchuyểnưđộngưcủaưmáyưbằngưcácưphươngưtrìnhưđộngưlựcư

họcưưphươngưtrìnhưchuyểnưđộngưcủaưmáy.

-ưPTCĐưcủaưmáyưưviếtưdướiưnhiềuưdạng,ưởưđâyưsửưdụngưPTCĐư

củaưmáyưviếtưdướiưdạngưđộngưnăng.

1 PTCĐ của máy viết d ới dạng động năng

1.1.ưPhươngưtrình

-ưPTưđộngưnăngưcủaưmộtưcơưhệưchuyểnưđộngưdướiưtácưdụngưcủaư

cácưlựcưcóưdạng:

Aư=ưE

A đ ư+ưA c ư=ưE

A đư làưtổngưcôngưcủaưcácưlựcưphátưđộngư[t ot]

A c ưlàưtổngưcôngưcủaưcácưlựcưcảnư(Kỹưthuật,ưmaưsát,ưmôiưtrường,ư

trọngưlượngưcácưkhâu)ư[t ot]

ưưư

N c ­lµ­tæng­c«ng­suÊt­cña­c¸c­lùc­c¶n­t¸c­dông­lªn­m¸y.

N k ­lµ­c«ng­suÊt­cña­c¸c­lùc­c¶n­t¸c­dông­lªn­kh©u­thø­k.

Thu­c¸c­lùc­c¶n­t¸c­dông­lªn­kh©u­thø­k­vÒ­mét­®iÓm­ta­®­îc­mét­ lùc­c¶n­­­­vµ­­mét­ngÉu­lùc­cã­m«­men­

Nªn:­

Gi¶­sö­m¸y­chØ­cã­mét­m«­men­­­­­­­t¸c­dông­lªn­kh©u­dÉn.

Hay

§éng­n¨ng­cña­m¸y:­

­

 



t

t

t

t n

k c

c

dt N dt

N A

k



t

k k k

k c

o

dt M

v P

d M





t

t

d t

to

d d

o

dt M

dt N







o

d M dt

N

t

to

d d



















n

k k

sk k

n

E

E

2 2

2 2



Biếnưthiênưđộngưnăngưcủaưmáyưtrongưkhoảngưthờiưgianư[t ot].

Eư=ưEt -E 0 ThayưvàoưPTưđộngưnăngưcủaưmáyưtaưcó:

Trongưđó: ưưư0ưưưưưưưchuưkỳưđộngưhọcưmáy

ưư ưưưGiảiưPTưtrênưtaưsẽưđượcư 1 =ư 1 ()ưlàư

ư ư ư mụcư đíchư củaư bàiư toánư chuyểnư

ưưưđộngưthực.ưư

1.2.ưCácưđạiưlượngưthayưthếư

 Môưmenưthayưthếưcácưlựcưcản

Sửưdụngưbiếnưđổiưtoánưhọcưđơnưgiảnưtaưđặt:

 ưMôưmenưquánưtínhưthayưthếư

) , (

2 2

0 0































n

k sk

sk k

t

k k k

k

 1,  

k

k v

 1,  

sk

sk v



k  k 1,

















n k

k k

k k

M



















0

d M

A c ctt

Taưcó:ư ưưưư ýưnghĩa?

ViếtưlạiưphươngưtrìnhưCĐưcủaưmáyưdướiưdạngưđộngưnăngư

tácưdụngưcủaưngẫuưlựcưM d ưvàưM cttư cóưvậnưtốcưgócư 1

1.3.ưPhươngưtrìnhưmôưmen

ĐặtưM dư +ưM ctt ư=ưMưtaưcó:

Viưphânưtheoưt:ưưư

















n k

k sk

sk k

J

2

2 1

2

























0

2

2 1

tt

J E

   

































0 0

2 1

tt ctt

M

























2 1

tt

J Md

1

2 1 1

2 1

2









tt

d

dJ dt

d J

d dJ

2 Chuyển động thực của máy

2.1 Chếưđộưchuyểnưđộngưcủaưmáy

 Chếưđộưchuyểnưđộngưbìnhưổnư(chuưkỳưđộngưlựcưhọcư)

 Chếưđộưchuyểnưđộngưkhôngưbìnhưổnư

2.1.1.ưChếưđộưchuyểnưđộngưbìnhưổn

Rútư 1 ưtừưphươngưtrìnhưđộngưnăngưcủaưkhâuưthayưthếưtaưcó:

 Nếu:ưJ tt ()ư=ưconstưvà ưthì:ư 1 ()ư=ư 1 ( 0 )

 Doư J tt ()ư biếnư thiênư theoư chuư kỳư độngư họcư ,ư nếuư ư

biếnư thiênư theoư chuư kỳư côngư  A ,ư vàư nếuư

ư vàư Aư cóư bộiư sốư chungư nhỏư nhấtư làư ư

=ư pư =ư q Aư máyư sẽư chuyểnư độngư bìnhư ổnư theoưchuưkỳ .

2.1.2.ưChếưđộưchuyểnưđộngưkhôngưbìnhưổn

 Khi ư A d +A cư khôngưtriệtưtiêuưtheoưchuưkỳưưkhôngưbìnhưổn ư

            











d M

M J

J

J

ctt

d tt

tt

tt





0

2

0

2 1

0 1

0









d M

0









d M

 Nếu vậnưtốcưthựcưcủaưmáyưítưnhấtưsauư

mỗiưchuưkỳưđộngưhọcưsẽưtăng.ư

 Nếu vậnư tốcư thựcư củaư máyư ítư nhấtư sauư

mỗiưchuưkỳưđôngưhọcưsẽưgiảm.

2.2.ưVậnưtốcưthựcưcủaưkhâuưdẫn ưư

0









d M

0









d M

- Để xác định vận tốc thực của khâu dẫn sử dụng PTCĐCM.

- Mđ, Mctt, Jtt nói chung là các đại l ợng biến thiên

- Mđ, Mctt có thể phụ thuộc vào từng, hai hoặc ba thông số , 1, t

- Jtt thuộc vào  hoặc là hằng số

2.2.1.ưMđ,ưMctt,ưJttưlàưhàmưsốưcủaư

Từ ph ơng trình CĐ của máy rút ra 1

Khi các hàm Mđ, Mctt, Jtt cho d ới dạng bảng hoặc đồ thị 1

có thể xác định bằng đồ thị

- Thiết lập đồ thị J(), Mđ(), Mctt()

- Cộng các đồ thị Mđ(), Mctt() và tích phân đồ thị này ta đ ợc

E() và  E() nhờ điều kiện đầu

- Khử thông số  của hai đồ thị E() và J() ta đ ợc đồ thị E(J)

-Đặc điểm đ ờng cong Wittenbauer































o

d M

M J

J

E

ctt d

tt tt

2

2

1

J

E







J





J





Xác định đồ thị E(J)

3 Làm đều chuyển động máy

3.1.ưPhươngưtrìnhưmôưmen ư

Vi phân ph ơng trình CĐ của máy d ới dạng động năng theo 

3.2.ưHệưsốưkhôngưđềuưvậnưtốc ư

Gia tốc góc 1 của khâu dẫn có thể tính nh sau:

Nói chung 1  0  1  const

Hệ số không đều của máy:

Máy chuyển động đều khi:   [ ]

Phân biệt với 1?

3.3.ưBiệnưphápưlàmưđềuưchuyểnưđộngưmáyư ưbánhưđà– bánh đà

Làm đều chuyển động máy là giảm biên độ dao động của khâu dẫn trong phạm vi của hệ số không đều cho phép []

dt

d J d

dJ M

M

2

2















J

d

dJ M





2 1 1







tb

n mi

1

1 max

1







  

2

min 1 max

1 1





 tb  

trong giai đoạn chuyển động bình ổn của máy

-Biện pháp: Tăng phần cố định Jc của Jtt bằng cách lắp trên khâu dẫn hoặc khâu có tỷ số truyền cố định với khâu dẫn một khối l ợng phụ gọi là bánh đà với mô men quán tính là Jđ khi đó Jtt  J’tt và J’tt

= Jtt +Jttđ

-Tác dụng của bánh đà khi lắp vào khâu x có tỷ số truyền cố định với khâu dẫn làm trở ngại sự biến thiên vận tốc của khâu x  giảm biên độ dao động vận tốc khâu x  của khâu dẫn

-Hay: bánh đà có tác dụng tích luỹ năng l ợng khi Ađ > Actt và giải phóng năng l ợng khi Ađ < Ac  điều hoà sự phân phối năng l ợng trong các giai đoạn khác nhau của một chu kỳ động lực học máy

3.4.ưXácưđịnhưmônưmenưquánưtínhưcủaưbánhưđà

Vẽ đ ờng cong E = E(J) vì ch a biết Eo

 Khi lắp bánh đà thì: J’tt = Jtt +Jttđ dạng đ ờng cong J’tt() chính là dạng của đ ờng cong J()

 Động năng của máy sẽ tăng lên một l ợng cố định E do E là hằng số do Ađ + Actt = const  dạng của đ ờng cong E sau khi lắp bánh đà không thay đổi

2 1















x

d d

J

Xác định đồ thị E = E(J) sau khi lắp bánh đà

 Để hệ số không đều   [] ta phải tính: [max] và [min]

tg [max] =

tg [min] =

 Để xác định Jttd từ đ ờng cong E = E(J) vẽ các tiếp tuyến trên

và d ới hợp với đ ờng cong các góc [max] và [min], giao của chúng là gốc O của hệ toạ độ EO J của đ ờng cong E = E(J) ’ ’

sau khi lắp bánh đà

 Tính Jđ

Từ đây có thể tính đ ợc bán kính và khối l ợng bánh đà

 

o

ttd o

J E

E

E      

2

' 2



 

  









1 2

2

tb E

J

 

  









1 2

2

tb E

J

  max  tg  min

tg

ab

Jttd





2 1



















x

ttd

J





Xác định mô men quán tính của bánh đà