Môn nguyên lý máy, bài tập lớn, đồ án (9)

Nội dung    Phần 1: Cấu trúc động học cấu Phần 2: Những vấn đề thiết kế nguyên lý máy  Phân tích động học  Phân tích lực  Cải thiện chất lượng làm việc máy (động lực học máy)  Làm chuyển động máy  Cân máy Phần 3: Lý thuyết cấu có khớp cao  Cơ cấu cam  Cơ cấu bánh Bài 4: Cân máy Bài Cân máy Cân máy gì? Nhận xét  Phản lực khớp động  Ngoại lực  Lực quán tính => phản lực động phụ  Phản lực động phụ  Biến thiên có chu kỳ  Khi vận tốc máy lớn, lớn so với thành phần lực ngoại lực gây Bài 4: Cân máy Cân máy gì?  Ví dụ: Đĩa mỏng quay quanh trục khơng qua trọng tâm B  Tốc độ n = 9000 vg/ph  Khối lượng m = 10 kg R R w  BK lệch tâm rS = mm Pqt  mrs w  18000 N G R rs P  mg  100 N P R>>B  Pqt  P mr s w P qt mr s w2 Bài 4: Cân máy Cân máy gì?   Phản lực động phụ nguyên nhân gây rung động cho máy móng Tác hại rung động  Biên độ rung lớn (đặc biệt cộng hưởng) ảnh hưởng đến q trình cơng nghệ mà máy thực  Tăng ma sát khớp động  Tăng nguy phá hủy tượng mỏi vật liệu  Rung động truyền qua móng tới thiết bị, cơng trình, người ‘xung quanh’ Bài 4: Cân máy Cân máy gì?  lớp tính cân máy  Cân vật quay: triệt tiêu (giảm) lực quán tính khâu  Cân cấu nhiều khâu: giảm phản lực động phụ từ máy truyền xuống móng Cân máy Cân vật quay CB tĩnh Bài 4: Cân máy CB động Cân cấu CB tĩnh CB động Cân vật quay   Giả thiết: vật quay rắn tuyệt đối Phân loại vật quay  Vật quay mỏng  Vật quay dày Vật quay dày Vật quay mỏng Có thể CB: tĩnh, động, tồn phần Có thể CB tĩnh Bài 4: Cân máy Cân vật quay  Hiện tượng cân tĩnh: Khi vật trạng thái tĩnh ta thấy vật CB Trọng tâm Vật có xu hướng quay lắc đến vị trí trọng tâm thấp Bài 4: Cân máy Cân vật quay  Hiện tượng cân động: thấy vật quay tác động khơng lực qn tính mà đặc biệt mơ-men lực qn tính 180 r1  r2  r m1  m2  m Pq1  Pq  w mr M q  lPq1  lPq Pq  Pq1  Pq  Trọng tâm nằm trục quay → trạng thái tĩnh không phát CB Bài 4: Cân máy 10 Cân vật quay 2.1 Cân VQM – Điều kiện CB  Khi VQM quay với vận tốc góc w có khối lượng mi ri Pqi  miw ri     VQM cân Pqi hệ lực cân Pqi hệ lực phẳng đồng quy nên   P   P   P n qi  q Điều kiện CB: Bài 4: Cân máy i 1 𝑃𝑞2 𝑃𝑞1 𝑃𝑞 𝑚2 𝑚1 𝑟Ԧ 𝑟Ԧ1 𝑟Ԧ𝑛 𝑚𝑖 𝑟Ԧ𝑖 𝑃𝑞𝑖 w 𝑚𝑛 𝑃𝑞𝑛 qi Pq  11 Ví dụ 1: CB tĩnh cấu tay quay trượt Xét cấu tay quay trượt B S2 S1 r1 A ▪ r2 rs S r3 C S3 Khối tâm chung cấu xác định véctơ rS : m1.r1  m2 r2  m3 r3 rs  m với r1  s1; r2  l1  s2 ; r3  l1  l2  s3  rs  m1.s1  m2 (l1  s2 )  m3 (l1  l2  s3 ) m  rs  m1.s1  (m2  m3 ).l1  m2 s2  m3 l2  m3 s3 m Bài 4: Cân máy 24 Ví dụ 1: CB tĩnh cấu tay quay trượt Xét cấu tay quay trượt B S2 S1 r1 r2 A rs S r3 C S3 Muốn rS không đổi, điều kiện sau buộc phải thỏa mãn: m1.s1  (m2  m3 ).l1   m2 s2  m3 l2   (m2  m3 )  s   l1 1 m1    s   m3 l  m2 Đây điều kiện trọng tâm khâu (1) (2) để khối tâm chung S cấu tay quay trượt có vị trí khơng đổi, cấu cân 25 Bài 4: Cân máy Ví dụ 1: CB tĩnh cấu tay quay trượt Phần đối trọng Bài 4: Cân máy 26 Ví dụ 2: CB tĩnh cấu khâu lề y S2 2 B S1 1 1 1 r1 r2 2 3 l2 2 O2 C O3 2 r3 l1 2 S3 l3 1 4 A O1 l4 Cơ cấu khâu lề      Hệ tọa độ cố định: Oxy Hệ tọa độ động: Oiii Vị trí trọng tâm: Si (ri cos i ; ri sin i ) Các góc định hướng:i Thơng số khâu: mi , li Bài 4: Cân máy x D 3 i  1, 2, 27 Ví dụ 2: CB tĩnh cấu khâu lề  Cosi hướng tọa độ khối tâm cosφi Ai =   sinφi  -sinφi  cosφi     r cos i  bi   i    i  i   ri sin i  PT liên kết l1  l2  l3  l4  l  l  l  l  A1    A2    A3    A4    0 0 0 0  l1   l2   l4   A3   A1  l3   A2  l3   A4  l3               Tọa độ khối tâm chung y 2 1 B S1 1 S2 1 r1 r2 2 3 l2 2 O2 C O3 2 r3 l1 2 S3 l3 1 4 A O1 x l4 Cơ cấu khâu lề D 3     l1   l2   l4      l  l l      1    Oxy   rs   m1 A1 b1  m2  A1    A2 b2   m3  A1    A2     A1  l3   A2  l3   A4  l3   b3       m 0     0     0  0                   l1  l1  l2  1  l1  l2  l4  Oxy rs   A1  m1 b1  m2    m3   - m3 b3   A2  m2 b2  m3   - m3 b3   A4 m3 b3  m   l3  l3  l3  0 0 0  Bài 4: Cân máy 28 Ví dụ 2: CB tĩnh cấu khâu lề  Điều kiện cân Oxy rs  𝑂𝑥𝑦 𝑟𝑠 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡  l1  l1  l2  1  l1  l2  l4  A m b  m  m m b  A m b  m m b  A m b3   1 1 2  3  3 2 2 3  3 0 m   l l l        3     l1  l1  l1 m b  m  m m b3   1 2  3  0 l       l  l  m2 b2  m3   - m3 b3   l3 0  l1  m r cos   m l  m l m r3 cos 3  31  11 l3  l1  m r sin  m r3 sin 3  1  l3    m r cos   m l - m l2 r cos   2 3 3  l3  l  m2 r2 sin  - m3 r3 sin 3   l3 Cho trước số thông số chọn thông số lại! Bài 4: Cân máy 29 Ví dụ 2: CB tĩnh cấu khâu lề  TH đơn giản 𝛽𝑖 =    l1 ξ S1 =  m3 ξ S3 - m2l1 - m3l1  m1  l3    l3 m2 ξ S2 + m3l2  ξ S3 = m3l2     y 1 m2 l2 C 3 2 B  1bd 1 A Thêm đối trọng vào khâu đảm bảo đ/k CB l3 m3 m1 1 m*1  3bd l1  *1  *3 3 x l4 D m*3 ξ S* =  m1 + m1*  ξ S - m1ξ S bd  / m1* 1     * * * ξ S3 =  m3 + m3  ξ S3 - m3ξ S3bd  / m3 Bài 4: Cân máy 30 Ví dụ 2: CB tĩnh cấu khâu lề Mô số Bài tính vị trí - Xác định φ2, φ3 theo góc φ1 - Xác định xSi, ySi trọng tâm khâu (i = 1,2,3), tọa độ khớp Bài tính VT - Xác định ω2, ω3, vSi Bài tính GT - Xác định ε2, ε3, aSi … Bài tính lực - Xác định Pqti, Mqti, áp lực khớp động R12, R23, R41, R43 Tính lực qt - Xác định lực qn tính mơ men lực qn tính tác dụng lên cấu Bài 4: Cân máy 31 Ví dụ 2: CB tĩnh cấu khâu lề Mô số Thông số li(m) mi(kg) JSi(kgm2) 0,105 0,05 m1*  (kg) ;  * m3  (kg) Bài 4: Cân máy Khâu thứ i (i = 1,2,3,4) 0,270 0,330 10 15 0,1 0,15 0,360 1*  -0,0875 (m)  * 3  1,1098 (m) 32 Ví dụ 2: CB tĩnh cấu khâu lề Mô số Trước cân Sau cân Khối tâm chung hệ sau cân Bài 4: Cân máy 33 Ví dụ 2: CB tĩnh cấu khâu lề Mô số Lực truyền xuống Lực truyền xuống Trước cân Bài 4: Cân máy Sau cân 34 Ví dụ 2: CB tĩnh cấu khâu lề Mơ số Lực qn tính trước cân Lực quán tính sau cân Bài 4: Cân máy 35 Bài tập (1) Bài 4: Cân máy 36 Bài tập (2) Bài 4: Cân máy 37 Bài tập (3) Bài 4: Cân máy 38 ... Mơ số Lực qn tính trước cân Lực quán tính sau cân Bài 4: Cân máy 35 Bài tập (1) Bài 4: Cân máy 36 Bài tập (2) Bài 4: Cân máy 37 Bài tập (3) Bài 4: Cân máy 38 ... vSi Bài tính GT - Xác định ε2, ε3, aSi … Bài tính lực - Xác định Pqti, Mqti, áp lực khớp động R12, R23, R41, R43 Tính lực qt - Xác định lực qn tính mơ men lực quán tính tác dụng lên cấu Bài 4:... cho khối tâm chung cố định Bài 4: Cân máy 22 Cân cấu phẳng: Nguyên tắc n rS   m r i 1 i m Si  const n với m   mi i 1 rS bán kính véc tơ khối tâm chung cấu ri bán kính véc tơ khối tâm khâu