Nguyên lý máy chương 2

ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ NGUYÊN LÝ MÁY CHƯƠNG ĐỘNG HỌC CƠ CẤU (KINEMATIC OF MECHANISM) Chương 2: ĐỘNG HỌC CƠ CẤU     I Đại cương II Phân tích động học họa đồ III Phân tích động học giải tích IV Phân tích động học đồ thị I Đại cương Phân tích động học cấu nghiên cứu quy luật chuyển động cấu biết trước lược đồ động cấu quy luật chuyển động khâu dẫn Nội dung - Bài tóan vị trí - Bài tóan vận tốc - Bài tóan gia tốc Mục đích - Xác định vị trí , quỹ đạo khâu, điểm quan trọng phân cơng tác phân tích khâu làm việc có theo u cầu cơng nghệ hay không - Vận tốc gia tốc thông số cần thiết phản ánh chất lượng làm việc máy suất sức bền I.Phương phápương Đ ại c Tùy theo nội dung, yêu cầu tóan, ta sử dụng phương pháp khác nhau: giải tích, đồ thị, họa đồ vector… Phương pháp đồ thị (graphical method), phương pháp họa đồ vector Ưu điểm + Đơn giản, cụ thể, dễ nhận biết kiểm tra Nhược điểm + Thiếu xác sai số dựng hình, sai số đọc… + Phương pháp đồ thị, kết cho quan hệ đại lượng động học theo thông số định thường khâu dẫn + Phương pháp họa đồ vector, kết không lien tục, điểm rời rạc  Phương pháp giải tích (analytical method) Ưu điểm + Cho mối quan hệ đại lượng biểu thức giải tích, dễ dàng cho việc khảo sát dùng máy tính + Độ xác cao Nhược điểm + Đối với số cấu, công thức giải tích phức tạp khó kiểm tra II Phương pháp họa đồ    Bài tóan vị trí: Bài tóan vận tốc Bài tóan gia tốc Bài tóan vị trí  Qui trình giải tóan: + Chọn tỷ lệ xích họa đồ cấu lt µl = lbd ( m) (mm) n aCB = ω12 l BC n aCD = ω2 lCD lt : chiều dài thực khâu lbd : chiều dài biểu diễn + Dựng hình theo tỷ lệ xích chọn Bài tóan vị trí  Ví dụ: Bài tóan vận tốc -Định lý liên hệ vận tốc: + Hai điểm A, B khác thuộc khâu    chuyển động song phẳng v B = v A + v BA + Hai điểm A1, A2 trùng nhau, thuộc hai khâu chuyển động song phẳng tương đối    v A2 = v A1 + v A2 A1 Bài tóan vận tốc   Dữ liệu giải tóan : có tóan vị trí, vận tốc góc số Qui trình giải tóan: + Chọn tỷ lệ xích van toc thuc µv = Do dai vecto bieu dien van toc (m / s ) (mm) + Viết phương trình vận tốc điểm khảo sát + Vẽ họa đồ vận tốc theo phương trình vận Phương pháp vẽ họa đồ Bài tóan vận tốc  Họa đồ vận tốc    VC = VB + VCB    VC = V D+ VCD VB ,VD biết VCB : có phương vng góc CB VCD : có phương vng góc với CD Bài tóan gia tốc - 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 tương đối  u    k r a A2 = a A1 + a A2 A1 + a A2 A1 k  // v A2 A1 _ quay _ 900 _ theo _ ω1  a A2 A1 =   2ω1v A2 A1  Bài tóan gia tốc   Dữ liệu giải tóan: họa đồ vận tốc, xác định gia tốc điểm khảo sát Quy trình giải tóan + Chọn tỷ lệ xích gia toc thuc µa = Do dai vecto bieu dien gia toc (m / s ) (mm) + Viết phương trình gia tốc điểm khảo sát + Vẽ họa đồ gia tốc Bài tóan gia tốc  Họa đồ gia tốc Ví dụ: cho cấu khâu lề vị trí hình vẽ Tay quay quay với vận tốc góc ω1 Xác định vận tốc, gia tốc điểm B, C, E gia tốc góc khâu 2,  VC  VC  aC  aC   = VB + VCB   = V D+ VCD  n τ = aB + aCB + aCB  n τ = aD + aCD + aCD n aCB = ω1 l BC n aCD = ω2 lCD Ví dụ: cho cấu culit vị trí hình vẽ Khâu quay với vận tốc góc w1 Xác định ω ,ε , v , a 3 D D π 1 1 11 Ví dụ: Phương trình vận tốc  +B2 trùng với B1  + B3 C khâu   VB2 = VB1 + VB2 B1     VB3 = VB2 = VC + VB3C    VB2 = VB1 + VB2 B1     VB3 = VB2 = VC + VB3C     k r k a B2 = aB1 + a B2 B1 + aB2 B1 ; aB2 B1 = 2ω1 × VB2 B1   n t a B3 = aC + a B3C + aB3C   VB2 B1 // AB ; VB1 AB   VB3C BC ; VC =   VB2 B1 // AB ; VB1 ┴ AB   VB3C ┴ BC ; VC = Ví dụ  Phương trình gia tốc:   k r a B2 = aB1 + a B2 B1 + aB2 B1   n t a B3 = aC + a B3C + a B3C   k ; a B2 B1 = 2ω1 × VB2 B1  k aB2 B1 ┴ VB2 B1 r aB2 B1 Song song với phương tịnh tiến n aB3C phương với BC t aB3C Vng góc với BC II Phân tích động học phương pháp giải tích Xét cấu tay quay – trượt lệch tâm có vị trí xét hình vẽ với Cho: lAB, lBC, ω1 số độ lệch tâm e Xác định: xC, νC, aC  ϕ1 = ϕ1 (t ) = ω1t ;ϕ = ϕ (t ) = f (ϕ1 ) xC = l1cosϕ1 + l2cosϕ2 với  l sin ϕ1 + e  l1 sin ϕ1 + e = l2 sin ϕ2 ⇒ ϕ2 = arcsin  l2  xC = xC ( ϕ1 ) = xC ( ω1 (t ) ) vC = vC (t ) = −l1ω1 (sin ϕ1 + cosϕ1 tan ϕ2 )  l1cos 2ϕ1    cos(ϕ1 +ϕ ) +  aC = aC (t ) = −l1ω1  cosϕ l2 cos3ϕ    III Phân tích động học cấu phẳng phương pháp đồ thị Xét cấu khâu lề có vị trí đamg xét hình vẽ Cho: lAB, lBC, lDA, ω1 số Xác định: ϕ3, ω3, ε3 Xác định giá trị ϕ3 từ phương pháp vẽ, đo lập bảng Xây dựng đồ thị ϕ3 = ϕ3 ( ϕ1 ) III Phân tích động học cấu phẳng phương pháp đồ thị ... +B2 trùng với B1  + B3 C khâu   VB2 = VB1 + VB2 B1     VB3 = VB2 = VC + VB3C    VB2 = VB1 + VB2 B1     VB3 = VB2 = VC + VB3C     k r k a B2 = aB1 + a B2 B1 + aB2 B1 ; aB2... trình gia tốc:   k r a B2 = aB1 + a B2 B1 + aB2 B1   n t a B3 = aC + a B3C + a B3C   k ; a B2 B1 = 2? ?1 × VB2 B1  k aB2 B1 ┴ VB2 B1 r aB2 B1 Song song với phương tịnh tiến n aB3C... xC = l1cosϕ1 + l2cos? ?2 với  l sin ϕ1 + e  l1 sin ϕ1 + e = l2 sin ? ?2 ⇒ ? ?2 = arcsin  l2  xC = xC ( ϕ1 ) = xC ( ω1 (t ) ) vC = vC (t ) = −l1ω1 (sin ϕ1 + cosϕ1 tan ? ?2 )  l1cos 2? ?1    cos(ϕ1