Bài giảng Nguyên lý máy - Bài 4: Cân bằng máy. Những nội dung chính được trình bày trong chương này gồm có: Cân bằng máy là gì? Cân bằng vật quay, Cân bằng cơ cấu phẳng, ví dụ về cân bằng tĩnh cơ cấu tay quay con trượt. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung Phần 1: Cấu trúc động học cấu Phần 2: Những vấn đề thiết kế nguyên lý máy Phân tích động học Phân tích lực Cải thiện chất lượng làm việc máy (động lực học máy) Làm chuyển động máy Cân máy Phần 3: Lý thuyết cấu có khớp cao Cơ cấu cam Cơ cấu bánh Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bài Cân máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Cân máy gì? Nhận xét Phản lực khớp động Ngoại lực Lực quán tính => phản lực động phụ Phản lực động phụ Biến thiên có chu kỳ Khi vận tốc máy lớn, lớn so với thành phần lực ngoại lực gây Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Cân máy gì? Ví dụ: Đĩa mỏng quay quanh trục không qua trọng tâm B Tốc độ n = 9000 vg/ph Khối lượng m = 10 kg R R w BK lệch tâm rS = mm Pqt mrs w 18000 N G R rs P mg 100 N P R>>B Pqt P mr s w P qt mr s w2 Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Cân máy gì? Phản lực động phụ nguyên nhân gây rung động cho máy móng Tác hại rung động Biên độ rung lớn (đặc biệt cộng hưởng) ảnh hưởng đến q trình cơng nghệ mà máy thực Tăng ma sát khớp động Tăng nguy phá hủy tượng mỏi vật liệu Rung động truyền qua móng tới thiết bị, cơng trình, người ‘xung quanh’ Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Cân máy gì? lớp tính cân máy Cân vật quay: triệt tiêu (giảm) lực quán tính khâu Cân cấu nhiều khâu: giảm phản lực động phụ từ máy truyền xuống móng Cân máy Cân vật quay CB tĩnh Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com CB động Cân cấu CB tĩnh CB động https://fb.com/tailieudientucntt Cân vật quay Giả thiết: vật quay rắn tuyệt đối Phân loại vật quay Vật quay mỏng Vật quay dày Vật quay dày Vật quay mỏng Có thể CB: tĩnh, động, tồn phần Có thể CB tĩnh Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Cân vật quay Hiện tượng cân tĩnh: Khi vật trạng thái tĩnh ta thấy vật CB Trọng tâm Vật có xu hướng quay lắc đến vị trí trọng tâm thấp Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Cân vật quay Hiện tượng cân động: thấy vật quay tác động lực qn tính mà đặc biệt mơ-men lực quán tính 180 r1 r2 r m1 m2 m Pq1 Pq w mr M q lPq1 lPq Pq Pq1 Pq Trọng tâm nằm trục quay → trạng thái tĩnh không phát CB Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 10 Cân vật quay 2.1 Cân VQM – Điều kiện CB Khi VQM quay với vận tốc góc w có khối lượng mi ri Pqi miw ri VQM cân Pqi hệ lực cân Pqi hệ lực phẳng đồng quy nên P P P n qi q Điều kiện CB: Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com i 1 𝑃𝑞2 𝑃𝑞1 𝑃𝑞 𝑚2 𝑚1 𝑟Ԧ 𝑟Ԧ1 𝑟Ԧ𝑛 𝑚𝑖 𝑟Ԧ𝑖 𝑃𝑞𝑖 w 𝑚𝑛 𝑃𝑞𝑛 qi Pq https://fb.com/tailieudientucntt 11 Ví dụ 1: CB tĩnh cấu tay quay trượt Xét cấu tay quay trượt B S2 S1 r1 r2 A ▪ rs S r3 C S3 Khối tâm chung cấu xác định véctơ rS : m1.r1 m2 r2 m3 r3 rs m với r1 s1; r2 l1 s2 ; r3 l1 l2 s3 rs m1.s1 m2 (l1 s2 ) m3 (l1 l2 s3 ) m rs m1.s1 (m2 m3 ).l1 m2 s2 m3 l2 m3 s3 m Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 24 Ví dụ 1: CB tĩnh cấu tay quay trượt Xét cấu tay quay trượt B S2 S1 r1 r2 A rs S r3 C S3 Muốn rS không đổi, điều kiện sau buộc phải thỏa mãn: m1.s1 (m2 m3 ).l1 m2 s2 m3 l2 (m2 m3 ) s l1 1 m1 s m3 l m2 Đây điều kiện trọng tâm khâu (1) (2) để khối tâm chung S cấu tay quay trượt có vị trí khơng đổi, cấu cân 25 Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ 1: CB tĩnh cấu tay quay trượt Phần đối trọng Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 26 Ví dụ 2: CB tĩnh cấu khâu lề y S2 2 B S1 1 1 1 r1 r2 2 3 l2 2 O2 C O3 2 r3 l1 2 S3 l3 1 4 A O1 l4 Cơ cấu khâu lề Hệ tọa độ cố định: Oxy Hệ tọa độ động: Oiii Vị trí trọng tâm: Si (ri cos i ; ri sin i ) Các góc định hướng:i Thông số khâu: mi , li Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com x D 3 i 1, 2, https://fb.com/tailieudientucntt 27 Ví dụ 2: CB tĩnh cấu khâu lề Cosi hướng tọa độ khối tâm cosφi Ai = sinφi -sinφi cosφi r cos i bi i i i ri sin i PT liên kết l1 l2 l3 l4 l l l l A1 A2 A3 A4 0 0 0 0 l1 l2 l4 A3 A1 l3 A2 l3 A4 l3 Tọa độ khối tâm chung y 2 1 B S1 1 S2 1 r1 r2 2 3 l2 2 O2 C O3 2 r3 l1 2 S3 l3 1 4 A O1 x l4 D Cơ cấu khâu lề 3 l1 l2 l4 l l l 1 Oxy rs m1 A1 b1 m2 A1 A2 b2 m3 A1 A2 A1 l3 A2 l3 A4 l3 b3 m 0 0 0 0 l1 l1 l2 1 l1 l2 l4 Oxy rs A1 m1 b1 m2 m3 - m3 b3 A2 m2 b2 m3 - m3 b3 A4 m3 b3 m l3 l3 l3 0 0 0 Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 28 Ví dụ 2: CB tĩnh cấu khâu lề Điều kiện cân Oxy rs 𝑂𝑥𝑦 𝑟𝑠 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡 l1 l1 l2 1 l1 l2 l4 A m b m m m b A m b m m b A m b3 1 1 2 3 3 2 2 3 3 0 m l l l 3 l1 l1 l1 m b m m m b3 1 2 3 0 l l l m2 b2 m3 - m3 b3 l3 0 l1 m r cos m l m l m r3 cos 3 31 11 l3 l1 m r sin m r3 sin 3 1 l3 m r cos m l - m l2 r cos 2 3 3 l3 l m2 r2 sin - m3 r3 sin 3 l3 Cho trước số thông số chọn thông số lại! Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 29 Ví dụ 2: CB tĩnh cấu khâu lề TH đơn giản 𝛽𝑖 = l1 ξ S1 = m3 ξ S3 - m2l1 - m3l1 m1 l3 l3 m2 ξ S2 + m3l2 ξ S3 = m3l2 y 1 m2 l2 C 3 2 B 1bd l3 m3 m1 1 1 A m*1 3bd l1 *3 3 x l4 *1 D Thêm đối trọng vào khâu đảm bảo đ/k CB m*3 ξ S* = m1 + m1* ξ S - m1ξ S bd / m1* 1 * * * ξ S3 = m3 + m3 ξ S3 - m3ξ S3bd / m3 Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 30 Ví dụ 2: CB tĩnh cấu khâu lề Mơ số Bài tính vị trí - Xác định φ2, φ3 theo góc φ1 - Xác định xSi, ySi trọng tâm khâu (i = 1,2,3), tọa độ khớp Bài tính VT - Xác định ω2, ω3, vSi Bài tính GT - Xác định ε2, ε3, aSi … Bài tính lực - Xác định Pqti, Mqti, áp lực khớp động R12, R23, R41, R43 Tính lực qt - Xác định lực quán tính mơ men lực qn tính tác dụng lên cấu Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 31 Ví dụ 2: CB tĩnh cấu khâu lề Mô số Thông số li(m) mi(kg) JSi(kgm2) 0,105 0,05 m1* (kg) ; * m3 (kg) Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com Khâu thứ i (i = 1,2,3,4) 0,270 0,330 10 15 0,1 0,15 0,360 1* -0,0875 (m) * 3 1,1098 (m) https://fb.com/tailieudientucntt 32 Ví dụ 2: CB tĩnh cấu khâu lề Mô số Trước cân Sau cân Khối tâm chung hệ sau cân Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 33 Ví dụ 2: CB tĩnh cấu khâu lề Mô số Lực truyền xuống Lực truyền xuống Trước cân Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com Sau cân https://fb.com/tailieudientucntt 34 Ví dụ 2: CB tĩnh cấu khâu lề Mơ số Lực qn tính trước cân Lực quán tính sau cân Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 35 Bài tập (1) Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 36 Bài tập (2) Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 37 Bài tập (3) Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 38 ... Mô số Bài tính vị trí - Xác định φ2, φ3 theo góc φ1 - Xác định xSi, ySi trọng tâm khâu (i = 1,2,3), tọa độ khớp Bài tính VT - Xác định ω2, ω3, vSi Bài tính GT - Xác định ε2, ε3, aSi … Bài tính... l1 l2 1 l1 l2 l4 Oxy rs A1 m1 b1 m2 m3 - m3 b3 A2 m2 b2 m3 - m3 b3 A4 m3 b3 m l3 l3 l3 0 0 0 Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com... định ε2, ε3, aSi … Bài tính lực - Xác định Pqti, Mqti, áp lực khớp động R12, R23, R41, R43 Tính lực qt - Xác định lực qn tính mơ men lực qn tính tác dụng lên cấu Bài 4: Cân máy CuuDuongThanCong.com