PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU

.c om ng ng th an co Bài cu u du o Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Thiết kế máy Thiết kế chi tiết máy an co ng c om Thiết kế nguyên lý máy du o ng th Phân tích động học, lực, động lực học cu u Chọn LOẠI cấu, kích thước động học Nguyên lý làm việc Công nghệ chế tạo Vật liệu Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tại phải phân tích lực? cu u du o ng th an co ng n Một số điểm/khâu cấu/máy cần làm việc với giới hạn lực cho trước Cơ sở để n Tính tốn độ bền, thiết kế chi tiết n Tính tốn chế độ bơi trơn, mài mịn n Tính tốn hiệu suất n Chọn động dẫn động c om n Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Những vấn đề mấu chốt c om Cho trước cấu với n Kích thước động học n Quy luật chuyển động khâu dẫn n Kết cấu sơ bộ: Phân bố khối lượng (khối lượng, mơ men qn tính khâu, vị trí trọng tâm) n Lực tác dụng lên điểm làm việc (lực cản kỹ thuật) Mục tiêu: Xác định tải trọng đặt lên khâu, khớp => làm sở thiết kế hoàn chỉnh kết cấu chi tiết máy, thiết kế bơi trơn, tính chọn động có mơ-men dẫn động phù hợp Bài tốn phải giải quyết: n Phân tích áp lực khớp động n Tính mơ men cân khâu dẫn cu u du o n ng th an co ng n n Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ng Ngoại lực: lực từ bên tác động lên phận làm việc máy n Lực cản kỹ thuật FC n Trọng lượng khâu chuyển động G n Lực phát động Mđ / Fđ cu u du o ng th an co n c om Các loại lực tác dụng lên cấu Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các loại lực tác dụng lên cấu Lực quán tính n Tồn khâu chuyển động có gia tốc n Trong trường hợp tổng quát khâu chuyển động song phẳng có: n Khối lượng khâu mi n Vị trí trọng tâm Si n Mơ men qn tính trọng tâm Jsi ! n Gia tốc góc e i ! a n Gia tốc trọng tâm Si cu u du o ng th an co ng c om n ! ! ! ! Pqi = -mi aSi M qi = - J Si e i Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các loại lực tác dụng lên cấu Nội lực: Lực tác động tương hỗ khâu !cơ cấu => thành phần phản lực khớp động Rij ! n Áp lực khớp động N ij ! n Lực ma sát F ! ! msij v ! ! ! F Rij = N ij + Fmsij n Ln có ! ! Rij = - R ji n Nếu bỏ qua ma sát ! ! Rij » N ij cu u du o ng th an co ng c om n Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Nội dung Các liệu cho trước n Kích thước động vị trí khâu dẫn j n Đã giải xong toán gia tốc n Các thông số cấu tạo (sơ bộ) khâu n Khối lượng khâu mi n Vị trí trọng tâm Si n Mơ men qn tính trọng tâm JSi n Các ngoại lực biết: lực cản kỹ thuật Tính n Lực quán tính n Phản lực khớp động khâu bị dẫn n Phân tích lực khâu dẫn: phản lực khớp lực cân u cu n du o ng th an co ng c om n Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 10 Các giả thiết gần Khâu dẫn w1 = const Bài tốn gia tốc Phân tích lực Tính lực quán tính cu u du o ng th an n c om n ng n Coi khâu rắn tuyệt đối Coi khâu dẫn chuyển động w1 = const ! ! Bỏ qua ma sát khớp động Rij » N ij Vì gần đúng? n Ràng buộc lẫn Bài toán vận tốc co n Lực ma sát Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 11 Nguyên tắc giải toán lực Các khâu chuyển động có gia tốc => ngoại lực tác dụng khơng cân => khơng viết phương trình cân lực => khơng giải tốn => Sử dụng nguyên lý Đa-lăm-be phương pháp động tĩnh học Coi lực quán tính ngoại lực với ngoại lực khác tác động lên hệ => coi hệ cân => thiết lập phương trình cân lực Tách cấu thành khâu dẫn chuỗi động hở làm xuất phản lực khớp động Tách nào? du o cu n u n ng th an n co ng c om n Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12 Thí dụ minh họa an co ng c om Gải phương trình cân lực Viết lại phương trình (1): !!" t !" !!" t !!" n !!" n " N 12 + P + N 43 + N 43 + N 12 = !!" n !!" n phương trình cịn hai lực N 12 N 43 chưa biết độ lớn Do giải cách vẽ họa đồ lực hình vẽ th b u du o ng N P212 cu N23 M3 t d n N43 N43 ?' e ? Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com N12 N43 c t NP 12 N43 n N12 a https://fb.com/tailieudientucntt 20 Thí dụ minh họa Trên họa đồ lực ta chọn tỉ lệ xích họa đồ µ P éê ùú , ta giải phương trình ë mm û véc tơ sau: !!" t !" !!" t - Từ a vẽ véc tơ ab, bc, cd biểu diễn cho N 12 , P , N 43 !!" n - Từ d kẻ !!biểu diễn cho phương N 43 , từ a kẻ biểu diễn cho "n phương N 12 Hai e, từ ta có véc tơ !!" n đường thẳng cắt!!"nhau n de biểu diễn cho N 43 ea biểu diễn cho N 12 th an co ng c om N du o ng n - Ta có: N12n = µ P ea; N 43 = µ P de cu u Cũng họa đồ lực này, ta xác định áp lực N23 N32 khớp C dựa vào phương trình cân lực cho khâu 2: !!" !" !!" " N 12 + P + N 32 = cho khâu 3: Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com !!" !!" " N 23 + N 32 = https://fb.com/tailieudientucntt 21 Phân tích lực khâu dẫn Sau tách hết nhóm cịn lại khâu dẫn nối với giá cố định khớp thấp có áp lực khớp động chứa ẩn số n Khớp quay: Phương trị số n Khớp tịnh tiến: Điểm đặt trị số Trong điều kiện CB lực cho khâu dẫn lập PT → Ẩn thứ cần xác định hai yếu tố ngoại lực dùng để cân lực khâu dẫn Lực cân khâu dẫn lực xác định khâu dẫn để cân toàn ngoại lực khác toàn cấu, kể lực quán tính cu n u du o ng th n an co ng c om n Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 22 Phân tích lực khâu dẫn n ng N 21.h21 l AI co PCB = c om Nếu khâu dẫn đặt lực cân bằng: cho trước điểm đặt phương Nếu khâu dẫn đặt mô men cân th M CB = N 21.h21 an n ng du o n ! Tách khớp A làm xuất N 41 tính dựa vào PTCB lực: cu u ! ! ! ! PCB + N 21 + N 41 = → Phương pháp phân tích áp lực khớp động Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 23 Phân tích lực khâu dẫn Nguyên lý di chuyển n Với hệ lực cân bằng, tổng công suất tức thời tất lực không di chuyển c om n Nếu khâu dẫn đặt mô men cân an n co ng ! ! å N ( Pi ) + å N (M i ) = !! ! ! ! ! å [Pvi i + M iwi ] + M CB w1 = i =1 ng th n w1 !! ! ! å [Pvi i + M iwi ] n i =1 cu u du o ® M CB = ± dấu “-” M CB chiều w1, dấu “+” M CB ngược chiều w1 Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 24 Ý nghĩa mô men cân Ứng với vị trí khâu dẫn j1 xác định mô i men cân M CB i th an co ng c om n ng Cơ sở để chọn động dẫn động cho cấu du o n cu u Md = M Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com tb CB n i = å M CB n i =1 i M kd = max{M CB } https://fb.com/tailieudientucntt 25 Ý nghĩa mô men cân Mỗi động có Md, Mkd xác định → chọn n i = å M CB n i =1 ng Md » M tb CB c om n co M kd ³ max{M CB } an Nên nhìn chung M d ¹ M Ci B → khâu dẫn không cân lực n Giả thiết khâu dẫn chuyển động gt gần n Để máy làm việc ổn định chu kỳ tổng công mô men động phải tổng công mô men cân AM d = AM CB cu u du o ng th n Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 26 cu u du o ng th an co ng c om Ví dụ tổng quát Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 27 cu u du o ng th an co ng c om Ví dụ tổng quát Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 28 cu u du o ng th an co ng c om Ví dụ tổng quát Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 29 cu u du o ng th an co ng c om Ví dụ tổng quát Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 30 cu u du o ng th an co ng c om Ví dụ tổng quát Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 31 cu u du o ng th an co ng c om Ví dụ tổng quát Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 32 𝑆% ≡ co ng 𝜔# cu u du o ng th an Cho cấu hình vẽ biết: lBC = 2lAB = 0,2 (m) , lCD = 0,05 (m), P3=100N, w1=10 (rad/s) Tại vị trí xét có j1=900 Tính áp lực khớp động mơ men cân khâu dẫn? c om Bài tập Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 33 cu u du o ng th an co ng Cho cấu có lược đồ hình vẽ, có lAB = lBC = 0,1 (m), khâu dẫn quay với w1=10 (rad/s), M3 = 20 Nm , P2 = 100N Tại vị trí xét j1=600 Tính mo-men cân khâu dẫn 1? c om Bài tập Bài 3: Phân tích lực cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 34