Bài giảng Nguyên lý máy: Bài 3 Thiết kế cơ cấu phẳng toàn khớp thấp, cung cấp cho người học những kiến thức như: Những vấn đề cơ bản về thiết kế cơ cấu phẳng toàn khớp thấp; Động học; Phân tích lực. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung học phần ◼ ◼ ◼ Phần 1: Mở đầu – Bài Phần 2: Những vấn đề thiết kế nguyên lý máy ◼ Cấu trúc cấu– Bài ◼ Thiết kế cấu phẳng toàn khớp thấp – Bài Phần 2: Lý thuyết cấu có khớp cao ◼ Thiết kế cấu cam – Bài ◼ Cơ cấu bánh – Bài ◼ Nâng cao chất lượng máy– Bài Bài 3: Thiết kế cấu phẳng toàn khớp thấp Bài Thiết kế cấu phẳng tồn khớp thấp 3.1 Những vấn đề 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 3: Thiết kế cấu phẳng toàn khớp thấp 3.1 Những vấn đề Lựa chọn cấu trúc cấu truyền động Bài 3: Thiết kế cấu phẳng toàn khớp thấp 3.1 Những vấn đề Ví dụ: Thiết kế cấu máy bào ngang Hình dung chuyển động cấu với cấu trúc chọn Bài 3: Thiết kế cấu phẳng toàn khớp thấp 3.1 Những vấn đề Vấn đề đặt ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ Hành trình đầu dao bào? Không gian làm việc khâu => thiết kế vỏ máy? Vận tốc cắt đầu dao? Khâu nối với động có quay tồn vịng? … Bài 3: Thiết kế cấu phẳng tồn khớp thấp 3.1 Những vấn đề Tại phải phân tích động học? ◼ Bài tốn vị trí: Tính quỹ đạo điểm làm việc Bài 3: Thiết kế cấu phẳng toàn khớp thấp 3.1 Những vấn đề ◼ Bài tốn vị trí: Xét ví dụ máy xúc Bài 3: Thiết kế cấu phẳng toàn khớp thấp 10 3.1 Những vấn đề ◼ Bài tốn vị trí: Xét ví dụ robot công nghiệp Kuka Không gian làm việc robot Kuka BTD Bài 3: Thiết kế cấu phẳng toàn khớp thấp 11 3.1 Những vấn đề Nội dung bài: 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 3: Thiết kế cấu phẳng toàn khớp thấp 12 3.3 Phân tích lực 3.3.2 Tính phản lực khớp động: Thí dụ 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 b N P212 N12 t d N23 M3 N43 c t NP 12 n N43 N43 N43 ?' e n N12 a ? Bài 3: Thiết kế cấu phẳng tồn khớp thấp 69 3.3 Phân tích lực 3.3.2 Tính phản lực khớp động: Thí dụ N Trên họa đồ lực ta chọn tỉ lệ xích họa đồ P mm , ta giải phương trình 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 đường thẳng cắt e, từ ta có véc tơ n n de biểu diễn cho N 43 ea biểu diễn cho N 12 n = P de - Ta có: N12n = P ea; N 43 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: Thiết kế cấu phẳng toàn khớp thấp N 23 + N 32 = 70 3.3 Phân tích lực 3.3.3 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 ◼ Khớp quay: Phương trị số ◼ 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 qn tính Bài 3: Thiết kế cấu phẳng tồn khớp thấp 71 3.3 Phân tích lực 3.3.3 Phân tích lực khâu dẫn ◼ Nếu khâu dẫn đặt lực cân bằng: cho trước điểm đặt phương PCB = ◼ N 21.h21 l AI Nếu khâu dẫn đặt mô men cân M CB = N 21.h21 ◼ Tách khớp A làm xuất N 41 tính dựa vào PTCB lực: PCB + N 21 + N 41 = → Phương pháp phân tích áp lực khớp động Bài 3: Thiết kế cấu phẳng tồn khớp thấp 72 3.3 Phân tích lực 3.3.3 Phân tích lực khâu dẫn ◼ Nguyên lý di chuyển ◼ Với hệ lực cân bằng, tổng công suất tức thời tất lực không di chuyển N ( P ) + N (M ) = i ◼ i Nếu khâu dẫn đặt mô men cân n [Pv + M ] + M i =1 i i → M CB = i 1 i CB 1 = n [Pv + M ] i =1 i i i i dấu “-” M CB chiều 1, dấu “+” M CB ngược chiều 1 Bài 3: Thiết kế cấu phẳng tồn khớp thấp 73 3.3 Phân tích lực 3.3.3 Phân tích lực khâu dẫn: Ý nghĩa momen cân ◼ ◼ Ứng với vị trí khâu dẫn j1 xác định mô i men cân M CB i Cơ sở để chọn động dẫn động cho cấu Md = M tb CB n i = M CB n i =1 i M kd = max{M CB } Bài 3: Thiết kế cấu phẳng toàn khớp thấp 74 3.3 Phân tích lực 3.3.3 Phân tích lực khâu dẫn: Ý nghĩa momen cân ◼ Mỗi động có Md, Mkd xác định → chọn Md M tb CB n i = M CB n i =1 M kd max{M CB } ◼ Nên nhìn chung M d M Ci B → khâu dẫn không cân lực ◼ Giả thiết khâu dẫn chuyển động gt gần ◼ Để máy làm việc ổn định chu kỳ tổng công mô men động phải tổng công mô men cân AM d = AM CB Bài 3: Thiết kế cấu phẳng tồn khớp thấp 75 3.3 Phân tích lực: Ví dụ Bài 3: Thiết kế cấu phẳng toàn khớp thấp 76 3.3 Phân tích lực: Ví dụ Bài 3: Thiết kế cấu phẳng toàn khớp thấp 77 3.3 Phân tích lực: Ví dụ Bài 3: Thiết kế cấu phẳng tồn khớp thấp 78 3.3 Phân tích lực: Ví dụ Bài 3: Thiết kế cấu phẳng toàn khớp thấp 79 3.3 Phân tích lực: Ví dụ Bài 3: Thiết kế cấu phẳng toàn khớp thấp 80 3.3 Phân tích lực: Ví dụ Bài 3: Thiết kế cấu phẳng tồn khớp thấp 81 3.3 Phân tích lực: Bài tập Cho cấu hình vẽ biết: lBC = 2lAB = 0,2 (m) , lCD = 0,05 (m), P3=100N, 1=10 (rad/s) Tại vị trí xét có j1=900 Tính áp lực khớp động mơ men cân khâu dẫn? Bài 3: Thiết kế cấu phẳng tồn khớp thấp 𝜔1 𝑆3 ≡ 82 3.3 Phân tích lực: Bài tập Cho cấu có lược đồ hình vẽ, có lAB = lBC = 0,1 (m), khâu dẫn quay với 1=10 (rad/s), M3 = 20 Nm , P2 = 100N Tại vị trí xét j1=600 Tính mo-men cân khâu dẫn 1? Bài 3: Thiết kế cấu phẳng toàn khớp thấp 83 ... B1 ← B2 ← B3 → C3) vB2 = vB1 ; vB3 = vB2 + vB3 B2 ; vB3 = vC3 + vB3C3 ; vC3 + vB3C3 = = ? ⊥ CB Bài 3: Thiết kế cấu phẳng toàn khớp thấp vB2 + = vB1 = 1l AB ⊥ AB; 1 vB3 B2 = ? ... Bài 3: Thiết kế cấu phẳng toàn khớp thấp 33 3. 2 Động học 3. 2.1 Phân tích động học 3. 2.1.2 PP tâm vận tốc tức thời V C B 13 B V P 13 A 13 A D Hình 2-1 2 Bài 3: Thiết kế cấu phẳng toàn khớp thấp 34 ... khớp thấp 36 3. 2 Động học 3. 2.1 Phân tích động học 3. 2.1.2 PP tâm vận tốc tức thời Bài 3: Thiết kế cấu phẳng toàn khớp thấp 37 3. 2 Động học 3. 2.1 Phân tích động học 3. 2.1 .3 Ví dụ Bài 3: Thiết