Nghiên ứu động lự họ ụm ơ ấu khâu trên ủa máy mài nghiền hi tiết quang cnc mb 250

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ XUÂN TRƯỜNG NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CỤM CƠ CẤU KHÂU TRÊN CỦA MÁY MÀI NGHIỀN CHI TIẾT QUANG CNC MB-250 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : GS.TSKH NGUYỄN VĂN KHANG PGS.TS NGUYỄN TRỌNG HÙNG Hà Nội - Năm 2013 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061132094921000000 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn GS.TSKH Nguyễn Văn Khang (Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội) PGS.TS Nguyễn Trọng Hùng (Khoa Cơ khí, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên) chưa cơng bố cơng trình khác Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực, trừ phần tham khảo nêu rõ luận văn Tác giả luận văn Vũ Xuân Trường LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn GS.TSKH Nguyễn Văn Khang (Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội) PGS.TS Nguyễn Trọng Hùng (Khoa Cơ khí, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên) tận tình hướng dẫn tác giả định hướng nghiên cứu, tổ chức thực hoàn chỉnh luận văn Tác giả bày tỏ lòng biết ơn đến Ban lãnh đạo Viện Cơ khí Viện đào tạo Sau đại học, trường Đại học Bách khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thiện Luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo khoa Cơ khí, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên nơi tác giả tham gia công tác giảng dạy, tạo điều kiện thuận lợi thời gian, chuyên môn để tác giả an tâm học tập hoàn thành Luận văn Cao học Do lực thân nhiều hạn chế nên Luận văn không tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận đóng góp ý kiến thầy, cô giáo, nhà khoa học bạn đồng nghiệp Hà nội, ngày 15 tháng 03 năm 2013 Tác giả luận văn Vũ Xuân Trường MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU CHƯƠNG I CƠ SỞ PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU THANH PHẲNG 1.1 Cơ cấu phẳng bậc tự 1 1.1.1 Tổng quan 1.1.2 Động học cấu tay quay trượt 1.1.3 Động học cấu bốn khâu lề phẳng 11 1.1.4 Cơ hệ bậc tự gồm nhiều chuỗi động kín 15 1.1.5 Tổng quát phân tích động học hệ bậc tự 17 1.2 Cơ cấu phẳng nhiều bậc tự 19 1.2.1 Phân tích động học chuỗi động kín 20 1.2.2 Phân tích động học phương pháp số 23 1.2.3 Phân tích động học tổng quát cho cấu nhiều bậc tự 25 1.2.4 Kết luận phân tích động học cấu nhiều bậc tự 28 CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC CỤM CƠ CẤU KHÂU TRÊN CỦA MÁY MÀI NGHIỀN CNC MB-250 30 2.1 Phương pháp số Newton Raphson 30 2.2 Máy mài nghiền CNC MB-250 34 2.3 Phân tích động học cụm cấu khâu máy mài nghiền MB-250 38 2.3.1 Phương pháp ma trận Jacobi 39 2.3.2 Phương pháp ma trận truyền 43 2.4 Xác định quỹ đạo, vận tốc, gia tốc tương đối điểm thuộc đĩa gá đĩa mài 47 CHƯƠNG III NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CỤM CƠ CẤU KHÂU TRÊN CỦA MÁY MÀI NGHIỀN CNC MB-250 54 3.1 Xác định khối lượng, mơmen qn tính tọa độ khối tâm khâu 54 3.2 Thiết lập phương trình vi phân chuyển động cụm khâu 61 3.3 Thuật tốn tự động thiết lập hệ phương trình vi phân chuyển động 67 3.4 Động lực học ngược cụm cấu khâu 70 3.5.Trường hợp cụm cấu khâu chuyển động mp thẳng đứng 73 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC 1, 2, 3, 4, 5, 6, DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu, Diễn giải chữ viết tắt Đơn vị SDOF Cơ hệ bậc tự - MDOF Cơ hệ nhiều bậc tự - Phần mềm Autodesk Inventor 2012 - Ma trận Jacobi - J −1 Nghịch đảo ma trận Jacobi - K Ma trận hệ số vận tốc - L Ma trận đạo hàm hệ số vận tốc - i Chiều dài khâu thứ i m fi Phương trình liên kết thứ i - Ci Khối tâm khâu thứ i - Ii Mơmen qn tính khối khâu thứ i IV J (ξ Ci ,ηCi ) kg.m2 Tọa độ khối tâm khâu thứ i hệ tọa độ vật m q Véctơ tọa độ suy rộng - q Véctơ vận tốc suy rộng -  q Véctơ gia tốc suy rộng - rCi Véctơ định vị khối tâm khâu thứ i - ωi Véctơ vận tốc góc tuyệt đối khâu thứ i - J Ti Ma trận Jacobi tịnh tiến khâu thứ i - J Ri Ma trận Jacobi quay khâu thứ i - Ii Ma trận quán tính khối lượng khâu i - Ma trận khối lượng suy rộng - M(q) T Động hệ kg.m2/s2 Π Thế hệ kg.m2/s2 Ký hiệu, Diễn giải chữ viết tắt  C(q,q) Fq Ma trận ly tâm Coriolis Ma trận đạo hàm riêng phương trình liên kết theo tọa độ suy rộng Đơn vị - g(q) ma trận lực suy rộng lực - f(q) ma trận lực suy rộng lực không - Các nhân tử Lagrăng - λ j , μk DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1 Kết thực nghiệm (phục vụ phân tích động học) 38 Bảng 2.2 So sánh kết phân tích động học hai phương pháp 47 Bảng 3.1 Kết thực nghiệm (phục vụ phân tích động lực học) 55 Bảng 3.2 Các kết tính tốn phần mềm Inventor 2012 61 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1 Cơ cấu tay quay cần lắc Hình 1.2 Mơ hình động học cấu tay quay cần lắc Hình 1.3 Hệ tọa độ vật hệ tọa độ sở để tính tốn động học điểm P thuộc vật rắn quay quanh trục cố định Hình 1.4 Cơ cấu tay quay trượt điển hình Hình 1.5 Véc tơ định vị, Hệ tọa độ vật, Hệ tọa độ sở để xác định chuyển động điểm khảo sát P truyền 10 Hình 1.6 Cơ cấu bốn khâu lề điển hình 11 Hình 1.7 Mơ hình động học cấu bốn khâu lề điển hình 12 Hình 1.8 Véctơ định vị hệ tọa độ vật để tính tốn động học điểm P truyền 14 Hình 1.9 Mơ hình cấu bốn khâu lề máy đột dập 16 Hình 1.10 Cơ cấu bốn khâu lề trượt 20 Hình 2.1 Máy mài nghiền CNC MB-250 34 Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý máy mài nghiền MB-250 35 Hình 2.3 Mơ hình cấu bốn khâu đòn lề sử dụng máy mài nghiền CNC MB-250 Hình 2.4 Mơ hình cấu bốn khâu đòn lề sử dụng máy mài nghiền 4E-ĐB-91 36 37 Hình 2.5 Mơ hình động học cụm cấu khâu 38 Hình 2.6 Mơ hình cấu bốn khâu lề 39 Hình 2.7 Đồ thị phương trình liên kết 40 Hình 2.8 Thiết lập hệ tọa độ khâu góc định vị khâu 44 Hình 2.9 Sơ đồ xác định vị trí tương đối điểm P thuộc đĩa so với đĩa 48 Hình 2.10 Sơ đồ xác định vị trí tương đối điểm Q thuộc đĩa so với đĩa 52 Hình 3.1 Các thiết bị sử dụng thực nghiệm máy 54 Hình 3.2 Một số hình ảnh thực nghiệm máy CNC MB-250 55 Hình 3.3 Mơ hình 3D hệ tọa độ vật khâu 57 Hình 3.4.Mơ hình động lực học cụm cấu khâu 61 Hình 3.5 Đồ thị vận tốc góc gia tốc góc khâu 72 Hình 3.6 Đồ thị vận tốc góc gia tốc góc khâu 72 Hình 3.7 Đồ thị mơmen τ trường hợp cụm chuyển động mặt 73 phẳng nằm ngang Hình 3.8 Đồ thị mơmen τ trường hợp cụm chuyển động mặt phẳng thẳng đứng 75