Bài giảng Nguyên lý máy: Bài 2 - TS. Nguyễn Xuân Hạ

Bài giảng Nguyên lý máy - Bài 2: Phân tích động học cơ cấu. Những nội dung chính được trình bày trong chương này gồm có: Tại sao phải phân tích động học? Nội dung của phân tích động học, bài toán vị trí, bài toán vận tốc, bài toán gia tốc,... Mời các bạn cùng tham khảo.

Bài Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ: Thiết kế cấu máy bào ngang Yêu cầu ▪ Hành trình H ▪ Hệ số suất ▪ Lực cắt tác dụng lên dao ▪ Số chu trình/đơn vị thời gian Đầu bào chuyển động tịnh tiến qua lại Dao Phôi Bàn gá phôi Động Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ: Thiết kế cấu máy bào ngang Lựa chọn cấu trúc cấu truyền động Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ: Thiết kế cấu máy bào ngang Hình dung chuyển động cấu với cấu trúc chọn Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Vấn đề đặt      Hành trình đầu dao bào? Khơng gian làm việc khâu => thiết kế vỏ máy? Vận tốc cắt đầu dao? Khâu nối với động có quay tồn vịng? … Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tại phải phân tích động học?  Bài tốn vị trí: Tính quỹ đạo điểm làm việc Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tại phải phân tích động học?  Bài tốn vị trí: Xét ví dụ máy xúc Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 10 Tại phải phân tích động học?  Bài tốn vị trí: Xét ví dụ robot cơng nghiệp Kuka Không gian làm việc robot Kuka BTD Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 11 Ví dụ: Thiết kế cấu máy bào ngang Thiết kế nguyên lý máy Thiết kế chi tiết máy Phân tích động học, lực, động lực học Chọn LOẠI cấu, kích thước động học Nguyên lý làm việc Công nghệ chế tạo Vật liệu Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12 Phân tích động học ▪ ▪ Cơ cấu (cấu trúc/kích thước) Quy luật chuyển động (mong muốn) khâu dẫn Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com Đặc điểm chuyển động khâu bị dẫn Thiết kế kết cấu chi tiết máy (khớp, khâu) Phân tích lực Phân tích động lực học https://fb.com/tailieudientucntt 13 Bài tốn vận tốc gia tốc 2.2 Ví dụ minh họa – Tính vận tốc 𝐺𝑖á 𝑡𝑟ị 𝑡ℎậ𝑡 𝑚/𝑠 𝜇𝑣 = Đ𝑜ạ𝑛 𝑏𝑖ể𝑢 𝑑𝑖ễ𝑛 𝑚𝑚  Phương trình liên hệ vận tốc (A1 ← B1 ← B2 ← B3 → C3) vB2  vB1 ; vB3  vB2  vB3 B2 ; vB3  vC3  vB3C3 ; vC3  vB3C3   ?   CB Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com vB2   vB1  1l AB   AB;  1 vB3 B2  ?   / / CB https://fb.com/tailieudientucntt 28 Bài tốn vận tốc gia tốc 2.2 Ví dụ minh họa – Tính vận tốc 𝐺𝑖á 𝑡𝑟ị 𝑡ℎậ𝑡 𝑚/𝑠 𝜇𝑣 = Đ𝑜ạ𝑛 𝑏𝑖ể𝑢 𝑑𝑖ễ𝑛 𝑚𝑚   Vận tốc góc khâu 3: 3  vB3C3 lBC → vD  3lCD Để tính vận tốc cho điểm E vận tốc góc khâu ta viết phương trình liên hệ vận tốc: (F4 ← F6 ← E6 ← E5 → D5) Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 29 Bài toán vận tốc gia tốc 2.2 Ví dụ minh họa – Tính vận tốc 𝜇𝑣 =  𝐺𝑖á 𝑡𝑟ị 𝑡ℎậ𝑡 𝑚/𝑠 Đ𝑜ạ𝑛 𝑏𝑖ể𝑢 𝑑𝑖ễ𝑛 𝑚𝑚 PT liên hệ vận tốc (F4 ← F6 ← E6 ← E5 → D5) vE5  vE6  vF6  vF4  vF6 F4 ; vE5  vD5  vE5 D5 ; vF4  vF6 F4  vD5  ? Đã biết   / / EF Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com  vE5 D5  ?   DE https://fb.com/tailieudientucntt 30 Bài toán vận tốc gia tốc 2.2 Ví dụ minh họa – Tính vận tốc 𝜇𝑣 =  Vận tốc góc khâu 5:  Chiều quay? Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com 5  𝐺𝑖á 𝑡𝑟ị 𝑡ℎậ𝑡 𝑚/𝑠 Đ𝑜ạ𝑛 𝑏𝑖ể𝑢 𝑑𝑖ễ𝑛 𝑚𝑚 vE5 D5 lDE https://fb.com/tailieudientucntt 31 Bài tốn vận tốc gia tốc 2.2 Ví dụ minh họa – Tính gia tốc 𝐺𝑖á 𝑡𝑟ị 𝑡ℎậ𝑡 𝑚/𝑠 𝜇𝑎 = Đ𝑜ạ𝑛 𝑏𝑖ể𝑢 𝑑𝑖ễ𝑛 𝑚𝑚  Phương trình liên hệ gia tốc: (A1 ← B1 ← B2 ← B3 → C3) aC3  aBn3C3  aBt 3C3  aB2  32lCB   / / CB B  C   ?   CB Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com   12l AB   / / AB B  A  aBk3 B2  aBr3 B2  23vB3 B2  ?    CB  / / CB  Theo 3 vB3 B2 https://fb.com/tailieudientucntt 32 Bài toán vận tốc gia tốc 2.2 Ví dụ minh họa – Tính gia tốc 𝐺𝑖á 𝑡𝑟ị 𝑡ℎậ𝑡 𝑚/𝑠 𝜇𝑎 = Đ𝑜ạ𝑛 𝑏𝑖ể𝑢 𝑑𝑖ễ𝑛 𝑚𝑚 t    Gia tốc góc khâu 3: 3  aB C 3 lBC Chiều quay? Tính gia tốc điểm E gia tốc góc khâu 5, cách làm tương tự! Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 33 Bài toán vận tốc gia tốc 2.2 Nguyên tắc    Chia cấu thành khâu dẫn nhóm Át-xua Giải cho nhóm từ gần khâu dẫn đến xa khâu dẫn Vì sao? Viết phương trình liên hệ vận tốc, gia tốc điểm cần tính với điểm biết vận tốc gia tốc  Điểm thuộc khâu dẫn  Điểm thuộc giá  Điểm tính bước trước Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 34 Bài toán vận tốc gia tốc 2.2 Nguyên tắc – Ví dụ tiếp  Trình tự tính tốn vận tốc gia tốc cho điểm B, C, E, F? Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 35 Bài tập Cho cấu có lược đồ hình vẽ, có lAB = lBC = 0,1 (m), khâu dẫn quay với 1=10 (rad/s) Tại vị trí xét j1=600 Vẽ hoạ đồ vận tốc, gia tốc Tính 𝜔3 , 3? Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 36 Bài tập Cho cấu có lược đồ hình vẽ với lBC = 2lAB = 2lCD = 0,2 (m) , lAD=0,1 (m) , S2B = S2C , S3C = S3D, 1 = 10 (1/s) Tại thời điểm xét j1 = 1200 Vẽ hoạ đồ vận tốc gia tốc Tính 𝜔2 , 𝜀3 vận tốc, gia tốc điểm 𝑆2 , 𝑆3 ? Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 37 Điều kiện quay tồn vịng, hệ số nhanh  Xét cấu khâu lề C C B A A B 4 D D l1  l4  l2  l3 l1  l4  l2  l3 Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 38 Điều kiện quay tồn vịng, hệ số nhanh    li (i: khâu Định lý Grashof: Nếu lmin  lmax  lại) tồn khâu quay tồn vịng Ví dụ lmin  l1  l2  l4  l3  lmax C A 2 B C C B D khâu quay tồn vịng Khâu cần lắc Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com A B D khâu quay tồn vịng Khâu 2, cần lắc A D Khâu 2, quay tồn vịng https://fb.com/tailieudientucntt 39 Điều kiện quay tồn vịng, hệ số nhanh  Góc lắc khâu   Cv DCd  Cv Hệ số nhanh jd 180o   K  jv 180o   jd  jv  360o jd  B Bd A Bv Cd D 1 ACd  l1  l2 ACv  l2  l1 Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 40 Điều kiện quay tồn vịng, hệ số nhanh   Cơ cấu culit máy bào Tách khớp quay B…  Khâu ln quay tồn vịng  Khâu quay tồn vịng l1  l4  Hệ số nhanh jd 180o   K  jv 180o   Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 41 Hết CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... B2 ← B3 → C3) aC3  aBn3C3  aBt 3C3  aB2  32lCB   / / CB B  C   ?   CB Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com   12l AB   / / AB B  A  aBk3 B2  aBr3 B2  2? ??3vB3... B2 ← B3 → C3) vB2  vB1 ; vB3  vB2  vB3 B2 ; vB3  vC3  vB3C3 ; vC3  vB3C3   ?   CB Bài 2: Phân tích động học cấu CuuDuongThanCong.com vB2   vB1  1l AB   AB;  1 vB3 B2... aBki Bk tương đối Bk Bi gia tốc Cơ-ri-ơ-lít chuyển động tương đối Bk Bi aBki Bk  2? ??  vBi Bk https://fb.com/tailieudientucntt 26 Bài toán vận tốc gia tốc 2. 2 Ví dụ minh họa   Cho cấu máy bào