Bài giảng nguyên lý máy chương 2 ths trương quang trường

NGUYÊN LÝ MÁY GV: ThS TRƯ NG QUANG TRƯỜNG KHOA C KHÍ – CƠNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI H C NƠNG LÂM TP.HCM Nguyên Lý Máy Chương PHÂN TÍCH Đ NG HỌC Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường -2- Trường ĐH Nông Lâm TPHCM I N i dung Ý nghĩa Phân tích động học cấu nghiên cứu chuyển động cấu cho trước cấu quy luật chuyển động khâu dẫn N i dung - Bài toán vị trí - Bài tốn vận tốc - Bài tốn gia tốc Ý nghĩa - Xác định vị trí  phối hợp sử dụng chuyển động cấu để hoàn thành nhiệm vụ máy đặt ra, bố trí khơng gian, vỏ máy… - Vận tốc gia tốc thông số cần thiết phản ánh chất l ợng làm việc máy Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường -3- Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Phương pháp Tùy theo nội dung, u cầu tốn, ta sử dụng ph ơng pháp khác nhau: giải tích, đồ thị, họa đồ vector… Phư ng pháp đồ th , phư ng pháp họa đồ vector u điểm + Đơn giản, cụ thể, dễ nhận biết kiểm tra Nh ợc điểm + Thiếu xác sai số dựng hình, sai số đọc… + Ph ơng pháp đồ thị, kết cho quan hệ đại l ợng động học theo thông số định th ờng khâu dẫn + Ph ơng pháp họa đồ vector, kết không liên tục, điểm rời rạc  Phư ng pháp gi i tích u điểm + Cho mối quan hệ đại l ợng biểu thức giải tích, dễ dàng cho việc khảo sát dùng máy tính + Độ xác cao Nh ợc điểm + Đối với số cấu, công thức giải tích phức tạp vàKhoa khóCơkiểm traNghệ Khí – Công Ths Trương Quang Trường -4- Trường ĐH Nông Lâm TPHCM II BÀI TỐN XÁC Đ NH V TRÍ C A C C U (Phân tíƠh động h Ơ Ơ Ơấu phẳng h a đồ veƠt ) Tỉ lệ xích (TLX): Giá tr thực K= Chiều dài đoạn biểu diễn (mm) Các giá tr nên chọn c a TLX: 1:1; 1:10; 1:100; 1:1000; 1:10.000 1:2; 1:20; 1:200; 1:2000; 1:20.000 1:5; 1:50; 1:500; 1:5000; 1:50.000 Chiề u dà i thực (m) Chiề u dà i đoạn biể u diễ n ( mm ) Tỉ lệ xích chiều dài: Kl Kl  Tỉ lệ xích vận tốc: Kv Kv  VB pvb Tỉ lệ xích gia tốc: Ka Ka  aB pab' (m / s) ( mm ) -5- pv  VC = pvc.Kv ( m / s2 ) ( mm ) Tỉ lệ xích thời gian, góc quay, vận tốc góc, gia tốc góc,… Ths Trương Quang Trường c Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM II BÀI TỐN XÁC Đ NH V TRÍ C A C C U (Phân tíƠh động h Ơ Ơ Ơấu phẳng h a đồ veƠt ) A3 A4 A2 M A1 A5 B1 B2 A8 B3 B4 B5 A6 A7 - Chọn TLX Kl - Vẽ vịng trịn (O, OA) - Chia vịng trịn nhiều phần nhau, VD: A1, A2, …Ai… A8 - L y Ai lƠm tơm, vẽ vòng tròn (Ai, AB), cắt phư ng ngang Bi - T p hợp điểm Bi lƠ quỹ đạo điểm B Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường -6- Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM II BÀI TỐN XÁC Đ NH V TRÍ C A C C U (Phân tíƠh động h Ơ Ơ Ơấu phẳng h a đồ veƠt )   L u ý cách xác định vị trí điểm VD: Cho cấu tay quay – tr ợt ABCD Biết lAB = 1m, lBC = 2,5m, lCD = 2m; lAD = 3m song song ph ơng ngang Cho góc quay khâu dẫn AB 1 = 45o Vẽ l ợc đồ cấu? Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường -7- Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM III BÀI TỐN XÁC Đ NH V N T C, GIA T C (Phân tíƠh động h Ơ Ơ Ơấu phẳng h a đồ veƠt ) Lý thuyết vectơ Cộng vect ur ur ur A BC Vect tổng: G c = g c vect Ngọn = vect cu i Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường -8- Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM III BÀI TỐN XÁC Đ NH V N T C, GIA T C (Phân tíƠh động h Ơ Ơ Ơấu phẳng h a đồ veƠt ) Lý thuyết vectơ ur ur ur  A  B  C  ur ur ur  A  D  E Hệ phư ng trình vect Với: A: vect cần tìm B, D: vect biết C, E: vect ch biết phư ng Vect cần tìm: B2 Bn-1 B1 Bn G c = g c vect Ngọn = điểm giao c a hai phư ng vect cu i A p Cn C1 Ths Trương Quang Trường C2 Cn-1 -9- Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM III BÀI TỐN XÁC Đ NH V N T C, GIA T C (Phân tíƠh động h Ơ Ơ Ơấu phẳng h a đồ veƠt ) Lý thuyết động học - Định lý liên hệ vận tốc + Hai điểm A, B khác thuộc khâu chuyển động song phẳng r r r v B  v A  v BA + Hai điểm A1, A2 trùng nhau, thuộc hai khâu chuyển động song phẳng t ơng đối r r r v A2  v A1  v A2 A1 Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 10 - Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM III BÀI TỐN XÁC Đ NH V N T C, GIA T C (Phân tíƠh động h Ơ Ơ Ơấu phẳng h a đồ veƠt ) Lý thuyết động học - Định lý liên hệ gia tốc + Hai điểm A, B khác thuộc khâu chuyển động song phẳng + Hai điểm A1, A2 trùng nhau, thuộc hai khâu chuyển động song phẳng r t ơng đối r r rk rr a A2  a A1  a A2 A1  a A2 A1 Ths Trương Quang Trường ur rk   / / v A2 A1 _ quay _ 90 _ theo _ 1 a A2 A1   Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ  v   A2 A1 Trường ĐH Nông Lâm TPHCM - 11 III BÀI TOÁN XÁC Đ NH V N T C, GIA T C (Phân tíƠh động h Ơ Ơ Ơấu phẳng h a đồ veƠt ) Lý thuyết động học a) Khâu chuyển động t nh tiến Vận tốc tất điểm khâu tiếp tuyến với quỹ đạo, vectơ gia tốc có độ lớn song song với Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 12 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III BÀI TOÁN XÁC Đ NH V N T C, GIA T C (Phân tíƠh động h Ơ Ơ Ơấu phẳng h a đồ veƠt ) Lý thuyết động học b) Khâu quay quanh tr c c đ nh - V n t c: VAO  .l AO + Độ lớn: VAO  .l AO + Ph ơng:  OA VAO + Chiều: theo chiều tác dụng  Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 13 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III BÀI TOÁN XÁC Đ NH V N T C, GIA T C (Phân tíƠh động h Ơ Ơ Ơấu phẳng h a đồ veƠt ) Lý thuyết động học b) Khâu quay quanh tr c c đ nh a  a AO - Gia t c: n AO a t AO + Gia tốc pháp: rn a AO rt a AO n a AO  2 l AO Độ lớn: Ph ơng: OA Chiều: A  O t + Gia tốc tiếp: VA2  l AO a AO  .l AO t Độ lớn: aAO  .l AO Ph ơng:  OA Chiều: theo chiềuKhoa tácCơ dụng  Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 14 - Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM III BÀI TỐN XÁC Đ NH V N T C, GIA T C (Phân tíƠh động h Ơ Ơ Ơấu phẳng h a đồ veƠt ) Lý thuyết động học b) Khâu quay quanh tr c c đ nh Đặc biệt: r aA Nếu khâu dẫn  Khâu quay   = const   = ’ = atAO =  aA = anAO = 2.lAO Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 15 - Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM III BÀI TỐN XÁC Đ NH V N T C, GIA T C (Phân tíƠh động h Ơ Ơ Ơấu phẳng h a đồ veƠt ) Lý thuyết động học c) Khâu chuyển động song phẳng uur uur uuur VB  VA  VBA r uuur uur uur uuu n t aB  a A  aBA  aBA Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 16 - Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM III BÀI TỐN XÁC Đ NH V N T C, GIA T C (Phân tíƠh động h Ơ Ơ Ơấu phẳng h a đồ veƠt ) Lý thuyết động học d) Trùng điểm   Nếu khớp quay: (không uuur làm uur thay đổi v n t c, gia t c) VA2  VA1 Nếu khớp trượt: uuur uuur a A  a A1 uuur uur uuuuur VA2  VA1  VA2 A1 r uuuuur uuur uuur uuuuu K r a A2  a A1  a A2 A1  a A2 A1 - Vận tốc tr ợt VA2A1 gia tốc tr ợt arA2A1 có ph ơng // ph ơng tr ợt - Gia tốc Coriolic aKA2A1 tính theo lý thuyết Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 17 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM III BÀI TOÁN XÁC Đ NH V N T C, GIA T C (Phân tíƠh động h Ơ Ơ Ơấu phẳng h a đồ veƠt ) 1 Ví dụ 1: Cho cấu khâu lề vị trí nh hình vẽ Tay quay quay với vận tốc góc 1= 10rad/s Kích th ớc khâu lAB = 0,1m, lBC = 0,25m, lCD = 0,2m; lAD = o Xác đ nh v n t c, gia 0,3m Góc quay khâu dẫn  = 90 t c điểm C vƠ v n t c góc, gia t c góc khơu 2, Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths Trương Quang Trường - 18 - Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM III BÀI TỐN XÁC Đ NH V N T C, GIA T C (Phân tíƠh động h Ơ Ơ Ơấu phẳng h a đồ veƠt ) 1 Đ nh lỦ đồng dạng b D pv C d B a pa C' A b' C a' d' O Ths Trương Quang Trường nBC nAB - 19 - Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM III BÀI TỐN XÁC Đ NH V N T C, GIA T C (Phân tíƠh động h Ơ Ơ Ơấu phẳng h a đồ veƠt ) 1 Ví dụ 2: Cho cấu tay quay – tr ợt vị trí nh hình vẽ Tay quay quay với vận tốc góc 1= const Kích th ớc khâu lAB = …, lBC =… Góc quay khâu dẫn 1 = …o Xác đ nh v n t c, gia t c điểm C vƠ gia t c góc khơu Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 20 - Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM III BÀI TỐN XÁC Đ NH V N T C, GIA T C (Phân tíƠh động h Ơ Ơ Ơấu phẳng h a đồ veƠt ) Ví dụ 3: cho cấu culit vị trí nh hình vẽ Khâu quay với vận tốc góc 1 Xác định 2; 3; 2; 3 Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường - 21 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM IV Phân tíƠh động h Ơ gỌảỌ tíƠh 1 Xét cấu tay quay – tr ợt lệch tâm có vị trí xét nh hình vẽ với Cho: lAB, lBC, 1 số độ lệch tâm e Xác định: xC, C, aC  1  1 (t )  1t; 2  2 (t )  f (1 ) xC  l1cos1  l2cos2 với  l1 sin 1  e    sin sin arcsin l e l     2 1 l2  xC  xC 1   xC 1 (t )  Ths Trương Quang Trường vC  vC (t )  l11 (sin 1  cos1 tan 2 )  l1cos 21    cos(1 + )  Cơ Khí 3– Công  Nghệ aC  aC (t )  l11  cos Khoa l2cĐHosNông 2 Lâm   TPHCM Trường  - 22 - V Phân tíƠh động h Ơ đồ thị 1 Xét cấu khâu lề có vị trí xét nh hình vẽ Cho: lAB, lBC, lDA, 1 số Xác định: 3, 3, 3 Xác định giá trị 3 từ ph ơng pháp vẽ, Xơy dựng đồ th Ths Trương Trường đo lậpQuang bảng - 23 - 3  3 1  Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Trường ĐH Nơng Lâm TPHCM V Phân tíƠh động h Ơ đồ thị 1 Xét cấu tay quay – tr ợt có vị trí xét nh hình vẽ Cho: lOA, lAB, 1 số Xác định: sB, vB, aB Xác định giá trị 3 từ ph ơng pháp vẽ, đo lập bảng A3 s A4 A2 b) A1  A5 0 B1 B2  s  A6 A8 c)  A7  a) Ths Trương Quang Trường d) - 24 - Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ  Trường ĐH Nông Lâm TPHCM .. .Nguyên Lý Máy Chương PHÂN TÍCH Đ NG HỌC Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Ths Trương Quang Trường -2- Trường ĐH Nông Lâm TPHCM I N i dung Ý nghĩa Phân tích... A1  a A2 A1  a A2 A1 Ths Trương Quang Trường ur rk   / / v A2 A1 _ quay _ 90 _ theo _ 1 a A2 A1   Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ  v   A2 A1 Trường ĐH Nông Lâm TPHCM - 11 III BÀI TOÁN XÁC Đ NH... 1 (t )  1t; ? ?2  ? ?2 (t )  f (1 ) xC  l1cos1  l2cos? ?2 với  l1 sin 1  e    sin sin arcsin l e l     2 1 l2  xC  xC 1   xC 1 (t )  Ths Trương Quang Trường vC  vC (t