PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU

Thiết kế máyChọn LOẠI cơ cấu, kích thước động học Phân tích động học, lực, động lực học Thiết kế chi tiết máy Nguyên lý làm việc Công nghệ chế tạo Thiết kế nguyên lý máy cuu duong than c

Thiết kế máy

Chọn LOẠI cơ cấu, kích thước động học

Phân tích động học, lực, động lực học

Thiết kế chi tiết máy

Nguyên lý làm việc

Công nghệ chế tạo

Thiết kế nguyên lý máy

cuu duong than cong com

Tại sao phải phân tích lực?

n Một số điểm/khâu trên cơ cấu/máy cần làm việc với giớihạn lực cho trước

n Cơ sở để

n Tính toán độ bền, thiết kế chi tiết

n Tính toán chế độ bôi trơn, mài mòn

n Tính toán hiệu suất

n Chọn động cơ dẫn động

cuu duong than cong com

Những vấn đề mấu chốt

n Cho trước cơ cấu với

n Kích thước động học

n Quy luật chuyển động của khâu dẫn

n Kết cấu sơ bộ: Phân bố khối lượng (khối lượng, mô men quán tính của các khâu, vị trí trọng tâm)

n Lực tác dụng lên điểm làm việc (lực cản kỹ thuật)

n Mục tiêu: Xác định tải trọng đặt lên các khâu, khớp => làm

cơ sở thiết kế hoàn chỉnh kết cấu của các chi tiết máy, thiết

kế bôi trơn, tính chọn động cơ có mô-men dẫn động phù

hợp

n Bài toán phải giải quyết:

n Phân tích áp lực khớp động

Tính mô men cân bằng trên khâu dẫn

cuu duong than cong com

1 Các loại lực tác dụng lên cơ cấu

n Ngoại lực: lực từ bên ngoài

1 Các loại lực tác dụng lên cơ cấu

n Lực quán tính

n Tồn tại ở những khâu chuyển động có gia tốc

n Trong trường hợp tổng quát khâu chuyển động song phẳng có:

n Khối lượng khâu m i

1 Các loại lực tác dụng lên cơ cấu

n Nội lực: Lực tác động tương hỗ giữa các khâu trong cơ

2 Nội dung

n Các dữ liệu cho trước

n Kích thước động và vị trí khâu dẫn

n Đã giải xong bài toán gia tốc

n Các thông số cấu tạo (sơ bộ) các khâu

n Khối lượng khâu m i

n Vị trí trọng tâm S i

n Mô men quán tính đối với trọng tâm J Si

n Các ngoại lực đã biết: lực cản kỹ thuật

3 Các giả thiết gần đúng

n Coi các khâu rắn tuyệt đối

n Coi khâu dẫn chuyển động đều

Bài toángia tốc

Lực ma sát

Phântích lực

Tính lựcquán tính

4 Nguyên tắc giải bài toán lực

n Các khâu chuyển động có gia tốc => ngoại lực tác dụngkhông cân bằng => không viết được phương trình cân

bằng lực => không giải được bài toán => Sử dụng

n Coi lực quán tính là ngoại lực cùng với các ngoại lực

khác tác động lên cơ hệ => coi là cơ hệ cân bằng =>

thiết lập phương trình cân bằng lực

n Tách cơ cấu thành khâu dẫn và các chuỗi động hở làmxuất hiện phản lực khớp động

n Tách thế nào?

cuu duong than cong com

4 Nguyên tắc: Điều kiện tĩnh định

4 Nguyên tắc: Điều kiện tĩnh định

Giải cho các nhóm từ xa khâu dẫn về gần khâu dẫn Vì sao?

cuu duong than cong com

5 Trình tự giải bài tính lực cơ cấu

n B1: Xác định ngoại lực tác dụng lên cơ cấu

n B2: Xác định lực quán tính

n B3: Tách cơ cấu làm xuất hiện áp lực khớp động

n Với mỗi nhóm:

n B4: Áp dụng PP tĩnh động học thiết lập PTCB lực

n B5: Giải hệ phương trình cân bằng lực

n Chú ý: giải cho các nhóm từ xa khâu dẫn về gần

khâu dẫn

n B6: Phân tích lực khâu dẫn: lực tác dụng lên giá và mô

men cân bằngcuu duong than cong com

6 Tính lực quán tính

n Khâu chuyển động tịnh tiến

n Khâu quay quanh một điểm cố định

trùng với trọng tâm

n Khâu quay quanh một điểm cố định

KHÔNG trùng với trọng tâm

0

q S

q

P ma M

-ï í

= ïî

= ïî

J h

Phân tích lực cơ cấu 4 khâu bản lề

lượng các khâu, lực quán

trung điểm của BC

Bài 3: Phân tích lực cơ cấu 18

Lời giải: 1 Tách nhóm tĩnh định

Vì trong cơ cấu trên không có khớp cao nên điều kiện tĩnh định là 3n

= 2T Với cơ cấu này, ta tách cơ cấu thành hai phần:

- Nhóm tĩnh định gồm 2 khâu 2, 3 và 3 khớp B, C, D Có các lực:

n

N4343

P2

2 B

1

? 1

1 f

2 Viết phương trình cân bằng lực cho nhóm tĩnh định và giải bằng

BC

P + M !!"N =

-Phương trình cân bằng mômen

của khâu 2 đối với điểm C:

-Phương trình cân bằng mômen của khâu 3 đối với điểm C:

• Chú ý: nếu > 0 thì chiều chọn là đúng, nếu < 0 thì chiều thực tế

12

2 2

3 Gải phương trình cân bằng lực

Viết lại phương trình (1):

Do vậy có thể giải bằng cách vẽ họa đồ lực như hình vẽ.

N

n 43

Trên họa đồ lực ta chọn tỉ lệ xích họa đồ , ta giải phương trình véc tơ như sau:

- Từ a lần lượt vẽ các véc tơ ab, bc, cd biểu diễn cho

- Ta có:

khớp C dựa vào phương trình cân bằng lực cho khâu 2:

hoặc cho khâu 3:

P

N mm

8 Phân tích lực khâu dẫn

n Sau khi tách hết các nhóm còn lại khâu dẫn

nối với giá cố định bằng một khớp thấp có áp

một trong hai yếu tố của ngoại lực dùng để

cân bằng các lực trên khâu dẫn

n Lực cân bằng khâu dẫn là lực xác định được

ở khâu dẫn để cân bằng toàn bộ các ngoại lực

khác trên toàn bộ cơ cấu, kể cả lực quán tínhcuu duong than cong com

8 Phân tích lực khâu dẫn

n Nếu trên khâu dẫn đặt lực cân bằng:

cho trước điểm đặt và phương

n Nếu trên khâu dẫn đặt mô men cân

9 Ý nghĩa mô men cân bằng

n Ứng với mỗi vị trí của khâu dẫn xác định được mô

n Mỗi động cơ có M d , M kd xác định → chỉ có thể chọn

n Nên nhìn chung → khâu dẫn không cân bằng lực

n Giả thiết khâu dẫn chuyển động đều là gt gần đúng

n Để máy làm việc ổn định thì trong mỗi chu kỳ tổng côngcủa mô men động cơ phải bằng tổng công của mô mencân bằng

Ví dụ tổng quát

cuu duong than cong com

Ví dụ tổng quát

cuu duong than cong com

Ví dụ tổng quát

cuu duong than cong com

Ví dụ tổng quát

cuu duong than cong com

Ví dụ tổng quát

cuu duong than cong com

Ví dụ tổng quát

cuu duong than cong com