I Cơ sở lý thuyết mô cấu máy Đặt vấn đề Máy móc, thiết bị đóng vai trị vơ quan trọng, giải phóng sức lao động người, nâng cao độ xác suất lao động, tiền đề thay đổi sống lịch sử loài người Nhằm giúp cho người thiết kế kiểm soát trạng thái làm việc sản phẩm ngồi cơng đoạn tính tốn, thiết kế mơ giúp nâng cao tính trực quan phân tích đặc tính học sản phẩm đại lượng động học, động lực học từ làm sở để hiệu chỉnh, tối ưu hóa q trình thiết kế Cơ sở lý thuyết 2.1 Nguyên tắc mô động học Điều kiện việc thực toán coi chi tiết máy cấu thành lên cấu máy vật rắn tuyệt đối Cơ sở việc mô động học dựa vào nguyên tắc bậc tự vật thể không gian hệ tọa độ tự nhiên Một vật rắn trạng thái không chịu liên kết có vơ số bậc tự (khả chuyển động), để thuận lợi q trình phân tích chuyển động chuyển động phân tích thành chuyển động thành phần Khi thành phần bị hạn chế gọi khống chế bậc tự do( dùng gá đặt chi tiết gia cơng) Hình Nguyên tắc BTD Thực tế cấu máy ln có chuyển động định dự vào liên kết(khớp), khâu đứng yên(khâu tĩnh), khâu chuyển động(khâu động), chuyển động tổng hợp chất điểm phân tích: r r r r r r r r r V=Vtt +Vq =(i.Vx +j.Vy +k.Vz )+(m.Vqx +n.Vqy +q.Vqz ) (1) Mặt khác đại lượng vận tốc biến thiên vị trí theo thời gian: r r dS V= dt (2) Công thức (1) (2) áp dụng cho mô động học cách thực thay đổi vị trí chi tiết cấu theo thời gian, đồng thời biểu diễn giàng buộc hình học chi tiết, đưa nguyên lý hoạt động cấu Nếu đặt nguồn lực tác dụng lên cấu ta toán động lực học cấu II Mô động lực học cấu máy Để cấu máy thực nhiệm vụ cụ thể số bậc tự cấu phải phù hợp, việc xác định số bậc tự cấu khớp tạo liên kết liên kết nhằm hạn chế số bậc tự do: W=6-R=3n-(2p5 +p -r)-s Trong đó: W- Số bậc tự R- Số giàng buộc n: Số khâu động p5 Khớp thấp loại p Khớp thấp loại r: Số ràng buộc thừa s: Số bậc tự thừa Trong q trình mơ cấu máy việc lựa chọn khớp động phù hợp đóng vai trị quan trọng đảm bảo cho chương trình chạy Nếu cấu cấu thành nhiều khâu khớp việc giàng buộc tiến hành từ khâu nhóm tĩnh định sau giàng buộc nhóm tĩnh định với nhau: Trình tự thực mơ động lực học cấu máy: - Thiết lập giàng buộc vị trí - Chọn khớp động - Thiết lập thông số chuyển động khâu dẫn - Đặt nguồn chuyển động - Phân tích, ứng xuất biến dạng Thiết lập giàng buộc Giàng buộc vị trí xác định vị trí khâu nhóm tĩnh định cấu bao gồm: giàng buộc vị trí hình học, quan hệ động học, tỉ số truyền Hình Nguyên tắc BTD Chọn khớp động Hệ tọa độ hai khâu nối động qua khớp động có trục tọa độ chiều Hình Thiết lập thông số chuyển động nhanh dần Thiết lập thông số chuyển động khâu dẫn Thông số chuyển động khâu dẫn xác định tham số thời gian, vận tốc thời điểm dạng đồ thị biến thiên vận tốc Hình Thiết lập thông số chuyển động nhanh dần Thiết lập nguồn chuyển động Nguồn chuyển động đặt khâu dẫn thường mô men xoắn lực, tính tốn cơng suất theo quy đổi sau: T=9,55.106 P n Hình Thiết lập thơng số chuyển động nhanh dần Thiết lập nguồn chuyển động Hình Thiết lập thơng số chuyển động nhanh dần Phân tích ứng suất, biến dạng - Thiết lập liên hệ môi trường mơ với mơi trường phân tích(FEM) - Chọn thời điểm khảo sát - Phân tích - Kết Hình Ứng suất Hình Biến dạng Từ việc phân tích đưa giải pháp cơng nghệ để đảm báo độ bền khả làm việc chi tiết Với việc sử dụng công cụ đại mơ phỏng, tính tốn thiết kế cấu chi tiết máy giải pháp công nghệ đại kỹ thuật khí đem lại hiệu cao thực tiễn sản xuất