Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 3: Phân tích lực cơ cấu phẳng

Là lực từ động cơ tác động vào khâu dẫn để khắc phục các lực khác trên cơ cấu tạo nên công động Ađ cân bằng với công các lực trên cơ cấu.. Do đó thường tính lực phát động Mđ từ lực cân[r]

Chương 3

Yêu cầu:

1 Hiểu tác dụng loại lực tác dụng cấu

2 Nắm nguyên lý Đalămbe nguyên lý tính lực quán tính

3 Nắm điều kiện tính định nguyên tắc tính áp lực khớp động, vẽ họa đồ lực.

3.1 Các loại lực tác dụng lên cấu 3.1.1 Ngoại lực

Là lực từ cấu tác động vào cấu

1 Lực phát động Mđ

Là lực từ động tác động vào khâu dẫn để khắc phục lực khác cấu tạo nên công động Ađ cân với công lực cấu Do thường tính lực phát động Mđ từ lực cân khâu dẫn MCB

2 Lực cản kỹ thuật (lực cản có ích Pci)

Là lực từ đối tượng công nghệ tác động vào phận làm việc cấu máy (lực cắt phôi tác động lên dao cắt) tạo nên công cản AC

3 Trọng lượng khâu chuyển động G

3.1 Các loại lực tác dụng lên cấu 3.1.2 Nội lực

Là lực tác dụng tương hỗ khâu cấu, phản lực khớp động.

i j R j i ms F j i R j i N i j V P

Tại điểm khớp động phản lực khớp động gồm hai thành phần:

ij ij msij

R = N + F

ur uur ur ij

N

uur

- Áp lực khớp động

ms

F

ur

- Lực ma sát

ij ji

R = −R

ur ur

Bỏ qua ma sát khớp động: Ta có:

ij ij

R = N ur uur

hay phản lực khớp động áp lực khớp động.

3.2 Lực quán tính

- Tồn khâu chuyển động có gia tốc, tác dụng từ khâu gia tốc lên khâu gây gia tốc

- Vì cấu hệ chuyển động có gia tốc nên theo Nguyên lý Đalămbe ta phải coi lực qn tính ngoại lực hệ cân dùng phương pháp tĩnh học để giải toán lực

Xét khâu có khối lượng m(kg), mơ men quán tính trọng tâm JS (kgm2) chuyển động với gia tốc trọng tâm (m/s2)

và gia tốc góc (rad/s2), ta có: S

ar

εr

q S

q S

P ma

M J ε

= − = −

ur r

uur r

1 Khâu chuyển động tịnh tiến

Các trường hợp

0

q S

q

P ma

M

= − =

ur r

uur r

S m

Pq

as

2 Khâu quay quanh điểm cố định trùng với trọng tâm

S

Mq 0

q

q S

P

M J ε

= = −

ur

uur r

3 Khâu quay quanh điểm cố định KHÔNG trùng với trọng tâm

h A S K t n as s a as q P Pq Mq , ur uurq q P M >0 >0

.sin sin

q S S S S

q S S AS AS

M J J a J

h

P m a m a l m l

ε α α − = = = − sin S SK AS J h l ml α = = SK AS l l ρ =

hay ρ b.kính q.tính

của khâu

Vị trí K phụ thuộc vào cấu tạo khâu gọi tâm dao động khâu

3.3 Phân tích áp lực khớp động

3.3.1 Các giả thiết gần liệu tính

1 Các giả thiết gần đúng

- Coi khâu tuyệt đối rắn

- Bỏ qua ma sát khớp động, phản lực khớp động áp lực khớp động

- Coi khâu dẫn chuyển động

2 Các liệu yêu cầu tính

- Các ngoại lực đặt lên cấu

- Các thông số động học cấu + Kích thước động khâu

+ Vị trí vận tốc góc khâu dẫn - Các thơng số qn tính

+ Khối lượng mi vị trí trọng tâm Si khâu

+ Mơ men qn tính khâu có chuyển động quay - Đã giải xong tính vận tốc gia tốc

• u cầu: Phân tích áp lực khớp động cấu tính

3.3 Phân tích áp lực khớp động 3.3.2 Nguyên tắc

•Phản lực khớp động nội lực khớp động

•Để xuất phản lực cơng thức tính tốn ta phải

tách khớp động thành phần khớp động tách ta đặt phản lực tương ứng

⇒ tách cấu thành chuỗi động hở phản lực khớp động

ở thành phần khớp động tách dời (khớp chờ) chở thành ngoại lực chuỗi động hở

• Theo ngun lý Đa lăm be ta viết phuơng trình cân cho

3.3 Phân tích áp lực khớp động 3.3.3 Điều kiện tính

•Điều kiện tĩnh định toán điều kiện mà số khâu số khớp

tách từ cấu phải đảm bảo số phương trình số ẩn số

•Giả sử tách khỏi cấu phẳng chuỗi động gồm n khâu, T

khớp thấp C khớp cao thì:

1.Số ẩn khớp động phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo khớp

a Khớp thấp gồm khớp quay khớp tịnh tiến

i

j p

t

t N

ij n

Nij

j p

p

j i