Bài giảng Nguyên lý máy: Chương 3 Phân tích lực cơ cấu cung cấp cho người học những kiến thức như: Mục đích, nội dung và phương pháp phân tích lực cơ cấu; Các loại lực tác dụng lên cơ cấu; Cách xác định lực quán tính; Điều kiện tĩnh định của chuỗi động; Phân tích lực cơ cấu; Tính lực cân bằng;...Mời các bạn cùng tham khảo!
Trang 1ƯỜ Ô Ậ Ả
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
Khoa Cơ Khí-Bộ môn Kỹ thuật máy
-&&&&& -NGUYÊN LÝ MÁY
CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
Trang 23 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
3.1 Mục đích, nội dung và phương pháp ụ , ộ g p g p p
Mục đích:
Xác định quy luật chuyển động thực của máy,
í h á kí h h ớ độ bề á khâ
Tính toán kích thước, độ bền các khâu,
Quy định hợp lý chế độ bôi trơn các khớp động,
Xác định công suất máy…
Trang 33 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
3.1 Mục đích, nội dung và phương pháp ụ , ộ g p g p p
Bỏ qua lực quán tính khi vận tốc thấp hay khối lượng khâu nhỏ
Nguyên lý Đalambe: Nế ngoài những lực tác động lên một cơ
Nguyên lý Đalambe: Nếu ngoài những lực tác động lên một cơ
hệ, ta thêm vào đó lực quán tính và coi chúng như những ngoại lựcthì cơ hệ được coi ở trạng thái cân bằng
dù h há tĩ h h để iải bài t á
⇒ dùng phương pháp tĩnh học để giải bài toán
Trang 43 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
3.2 Các loại lực tác dụng lên cơ cấu ạ ự ụ g
Xuất hiện khi các khâu chuyển động có gia tốc,
Lực quán tính gây nên áp lực động phụ và lực ma sát phụ
Lực quán tính gây nên áp lực động phụ và lực ma sát phụ,
Nội lực
Nội lực là phản lực trong các khớp động,Gồm 2 thành phần: ⊥ và ⁄ ⁄ với phương chuyển động tương đối
Trang 53 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
Trang 63 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
Trang 73 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
Trang 83 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
ω
Trang 93 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
3.4 Điều kiện tĩnh định của chuỗi động ệ ị ộ g
Điều kiện tĩnh định: Để giải bài toán áp lực khớp động
thì số phương trình cân bằng lực phải bằng số ẩn chứa
trong phương trình đó.
Xét 1 chuỗi động n khâu và pk khớp loại k
Số phương trình lập được 6n phương trình,p g ập ợ p g ,
Số ẩn chứa trong chuỗi động phụ thuộc vào số lượng và loạikhớp động, khớp loại k chứa k ẩn,
Theo điều kiện tĩnh định ta có:
Theo điều kiện tĩnh định ta có:
Trang 103 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
3.4 Điều kiện tĩnh định của chuỗi động ệ ị ộ g
Số ẩn cần xác định của các loại khớp động
Trang 113 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
3.4 Điều kiện tĩnh định của chuỗi động ệ ị ộ g
Số ẩn cần xác định của các loại khớp động
Trang 123 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
3.4 Điều kiện tĩnh định của chuỗi động ệ ị ộ g
Số ẩn cần xác định của các loại khớp động
Trang 133 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
3.5 Phân tích lực cơ cấu ự
Trang 143 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
3.5 Phân tích lực cơ cấu ự
Xác định áp lực khớp động
Tách các nhóm tĩnh định ra khỏi cơ cấu Các ngoại lực lúc nàygồm có: lực cản kỹ thuật trọng lực các khâu lực quán tính vàcác áp lực khớp chờ,
Tách các khâu trong nhóm tĩnh định, đặt các áp lực khớp động
và các ngoại lực lên khâu
và các ngoại lực lên khâu,
Viết phương trình cân bằng lực cho từng khâu,
Giải các phương trình viết cho các khâu thuộc 1 nhóm tĩnh
đị h Giải h á hó ở khâ dẫ ớ
định Giải cho các nhóm ở xa khâu dẫn trước
Chú ý: Với cơ cấu phẳng, 1 khâu có thể viết được 3 phương trình:
F = F = M =
∑Frx = 0; ∑Fry = 0; ∑M0z = 0
Trang 153 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
3.5 Phân tích lực cơ cấu ự
Phân tích lực cơ cấu tay quay - con trượt
Xét cơ cấu tay quay - con trượt như hình vẽ (a) Giả sử đã xácđịnh được các lực và các mômen là những ngoại lực bao gồmlực cản kỹ thuật, lực quán tính, trọng lượng các khâu
Trang 163 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
Phân tích lực cơ cấu tay quay - con trượt
Tách nhóm tĩnh định 2-3 ra khỏi cơ cấu
như hình (b)
M A
phân tích thành 2 thành phầnnhư hình vẽ Viết lại phương
3
M
2 2
Trang 173 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
Phân tích lực cơ cấu tay quay - con trượt
Nếu kết quả >0 thì chiều
đúng với chiều giả thiết
Trang 183 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
Phân tích lực cơ cấu tay quay - con trượt
43
R t
12
.
.
P n
12 μP
Trang 193 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
Phân tích lực cơ cấu tay quay - con trượt
Trang 203 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
Phân tích lực cơ cấu tay quay - con trượt
Trang 213 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
Tính áp lực khớp động ở khớp nối với khâu dẫn
Đặt vào khâu dẫn mômen hoặc lực cân bằng
Viết phương trình cân bằng mômen hoặc lực đối với khâu dẫn
để xác định mômen hoặc lực cân bằng
Trang 223 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
lên khâu dẫn như hình vẽ Viếtphương trình cân bằng mô men đối
Trang 233 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
3.6 Tính lực cân bằng ự g
Phương pháp công suất
Tính trực tiếp lực cân bằng từ ngoại lực và lực quán tính màkhông cần tính áp lực khớp động
không cần tính áp lực khớp động
Nguyên lý di chuyển khả dĩ: Trong một hệ lực cân bằng, tổng
công suất tức thời của tất cả các lực bằng 0 trong mọi di chuyểnkhả dĩ
Trang 243 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
3.6 Tính lực cân bằng ự g
Phương pháp công suất
VD: Cho cơ cấu culit như hình vẽ
Giả thiết kích thước hình học của A ω 1
2
B
Giả thiết kích thước hình học củacác khâu đã biết, S3B=S3C, S2trùng với B Khối lượng khâudẫn 1 coi như không đáng kể
dẫn 1 coi như không đáng kể,khối lượng và mômen quán tínhcủa khâu 2 và 3 lần lượt là m2,