3. .C n ằng khối lƣợng của cơ cấu k hu ph ng
3.5.4 pd ng tính toán số
Đ minh chứng cho các điều kiện cân bằng ở trên (3.170) và (3.176) ta sẽ áp dụng các điều kiện cân bằng trên cho cơ cấu có các thông số an đầu là
0 0 0 0 0
, , , /
ij Sij Sij ij Sij ij
m l nhƣ trong ảng (3.10) và các thông số hình học khác
02 1.2 , 02 0, 03 0.6 , 03 1.0392( ), 0.215 , 7 30
92
Bảng 3.10 Các thông số an đầu của cơ cấu 3RPR
Khâu ij (m) (kg) (kg ) 11 0.582 2.702 0.481 0.10373 12 0.623 0.750 0.512 0.13047 13 0. 317 1.725 0.483 0.08120 14 0.317 1.725 0.483 0.08120 21 0.582 2.702 0.481 0.10373 22 0.623 0.750 0.512 0.13047 23 0.317 1.725 0.483 0.08120 24 0.317 1.725 0.483 0.08120 31 0.581 2.702 0.481 0.10373 32 0.623 0.750 0.512 0.13047 33 0.317 1.725 0.483 0.08120 34 0.317 1.725 0.483 0.08120 P 10
Cơ cấu 3RPR có tâm bàn máy chuy n động theo một qu đạo cho trƣớc, phƣơng trình chuy n động của àn máy nhƣ sau
2 0.866 0.123cos 3 2 0.50 0.123cos 3 P P t x t y
93
Bảng 3.11 Các thông số sau khi cân bằng cơ cấu 3RPR
Khâu ij (kg ) ( ) Đối trọng ( ) ( ) 11 0 0.6742 4.702 -0.405 2 12 -1.33 9.2415 2.500 -1.323 1.75 13 -2.81 15.287 3.225 -2.090 1.5 14 -1.81 6.886 3.225 -1.409 1.5 21 0 0.6742 4.702 -0.405 2 22 -1.33 9.2415 2.500 -1.323 1.75 23 -2.81 15.287 3.225 -1.409 1.5 24 -1.81 6.886 3.225 -1.409 1.5 31 0 0.6742 4.702 -0.405 2 32 -1.33 9.2415 2.500 -1.323 1.75 33 -2.81 15.287 3.225 -1.409 1.5 34 -1.81 6.886 3.225 -1.409 1.5 P - - 10 - -
Mômen quán tính của các c p ánh răng cần l p vào nhƣ trong ảng (3.12) Bảng 3.12 ômen quán tính các ánh răng l p vào cơ cấu 3RPR .răng ( ) 2.1839 0.2831 0.2708 2.8581 15.570 7.157 .răng ( ) 2.1839 0.2831 0.2708 2.8581 15.570 7.157 .răng ( ) 2.1839 0.2831 0.2708 2.8581 15.570 7.157
94 Kết quả tính toán bằng chƣơng trình atla
Hình 3.28 Đồ thị lực quán tính trước và sau cân bằng c cấu 3RPR.
95
KẾT LUẬN
Trong luận văn này đã thiết lập đƣợc các điều kiện cân bằng lực quán tính và ngẫu lực quán tính cho cơ cấu phăng bốn kh u, sáu kh u, tám kh u và cơ cấu tay máy song song ph ng với cấu tr c 3RRR, cơ cấu tay máy song ph ng với cấu tr c 3RPR ằng phƣơng pháp tọa độ suy rộng loại hai, kết hợp dụng việc sử dụng l p đối trọng và l p cơ cấu phụ đ c n ằng.
Trong chƣơng 1, đã trình ày một cách ng n gọn các vấn đề lý thuyết cần thiết. Trong đó có những vấn đề quen biết các hệ tọa độ, nội dung c n ằng lực quán tính và ngẫu lực quán tính, các iến đổi đ tính lực quán tính và ngẫu lực quán tính thu gọn,các điều kiện c n ằng dạng iến đổi đại số, các giải pháp k thuật chung trong c n ằng lực và ngẫu lực quán tính. Các vấn đề trên đƣợc áp dụng trong chƣơng 3.
Trong chƣơng 3, luận văn đã áp dụng các l thuyết và iến đổi đại số , các giải pháp k thuật c n ằng vào từng trƣờng hợp cho từng cơ cấu ốn khâu, sáu kh u , tám khâu ph ng, cơ cấu tay máy song song ph ng với cấu tr c 3RRR và cấu tr c 3RPR. Nó cho thấy một cách tƣờng tận các iến đổi đại số và cho ra cái nhìn chi tiết về các điều kiện c n ằng tƣơng ứng với m i loại cơ cấu
Sử dụng phần mềm tính AP áp dụng x y dựng các ƣớc tính toán đ đƣa ra các điều kiện c n ằng. Trên cơ sở sự dụng các phƣơng án l p đối trọng và cơ cấu phụ trợ với các thông số hình học-khối lƣợng cụ th . Thực hiện ki m nghiệm các điều kiện cân bằng lực quán tính và ngẫu lực quán tính bằng phần mềm AT A đã cho thấy tính đ ng đ n của phƣơng pháp.
Các kết quả đạt đƣợc củ u n v n
- Củng cố và phát tri n cơ sở lý thuyết cân bằng khối lƣợng sử dụng phƣơng pháp tọa độ suy rộng loại hai (phƣơng pháp mới dễ dàng trong các tính toán với chƣơng trình h trợ tính nhƣ aple .
- Đƣa ra các lập luận về các giải pháp c n ằng cho cơ cấu với lực quán tính và ngẫu lực quán tính.
96
- Thiết lập đƣợc các ƣớc iến đổi điều kiện c n ằng đƣa các ràng uộc về dạng đại số có th áp dụng cho nhiều cơ cấu t y chọn .
- Thiết lập đƣợc các điều kiện cân bằng lực quán tính và ngẫu lực quán tính cho cơ cấu ốn khâu, sáu khâu, tám kh u và cơ cấu tay máy song song ph ng với cấu tr c 3RRR và cấu tr c 3RPR với sự trợ giúp của chƣơng trình tính aple.
- Đƣa ra các phƣơng án sử dụng linh hoạt l p đối trọng và l p cơ cấu phụ trợ hình ình hành , cơ cấu ánh răng hành tinh.
- Đƣa ra phƣơng án giải quyết vấn đề l p đối trọng c n ằng trong trƣờng hợp khớp quay và khớp t nh tiến.
- Đƣa ra một số giải pháp cân bằng khối lƣợng cho các cơ cấu nhƣ cơ cấu 4 khâu, 6 khâu, 8 khâu 3 bậc tự do, cơ cấu 3RRR và cơ cấu 3RPR ằng chƣơng trình atlab. - Đã hệ thống lại đƣợc các ài toán c n ằng trƣớc đó với các kết quả rời rạc cho một số cơ cấu cơ ản ít kh u, ít ậc tự do đ tri n khai áp dụng trong luận văn tính toán cho các cơ cấu ph ng nhiều kh u, nhiều ậc tự do.
Các hƣớng nghiên cứu tiếp theo:
- Nghiên cứu tính toán c n ằng hoàn toàn ngẫu lực quán tính cho các cơ cấu với các giải pháp khác trong việc l p cơ cấu phụ trợ khác.
- Nghiên cứu giải pháp tối ƣu trong tính toán c n ằng lực và ngẫu lực quán tính cho các cơ cấu.
- Nghiên cứu tính toán cân bằng hoàn toàn lực quán tính và ngẫu lực quán tính cho các cơ cấu không gian nhiều bậc tự do.
97
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Anh
[1] Semenov M.V.: Balancing of spatial mechanisms. Journal of Mechanisms3
(1946) 355-365.
[2] Berkof, R.S.: Complete force and moment balancing of inline four-bar linkages, Mechanism and Machine Theory 8 (1973) 397-410.
[3] Lowen G.G., Tepper, F.R., Berkorf, R.S.: Balancing of Linkages – An update. Mechanism and Machine Theory 18 (1983) 213-220.
[4] Bagci, C.: Complete balancing of space mechanisms – shaking force balancing. Trans. of ASME, Journal of Mechanisms, Transmissions, and
Automatic in Design ,105(1983) 609-616.
[5] Nguyen Van Khang, Nguyen Phong Dien, Pham Van Son: Balancing coditions of planar mechanisms with multi-degree of freedom. Viet Nam
Journal of Mechanics, 27 (2005) 204-212.
[6] Kochev I.S.: General method for active balancing of combined shaking moment and torque fluctuations in planar linkages. Mechanism and
Machine Theory, 25 (1990) 679-687.
[7] Kochev I.S.: General theory of complete shaking moment balancing of planar linkages: a critical review. Mechanism and machine Theory ,35
(2000) 1501-1514.
[8] Dresig H., Rochausen L., Naake S.: Balancing conditions for planar mechanism. ASME Journal: Flexible Mechnism, Dynamics and Analysis
47 (1992) 67-73.
[9] Arakelian V., Smith M.R.: Shaking moment minimization of fully force- balanced linkages. Proc. of the 11th
World Congress in Mechanism and
Machine Science, Tianjin, China 2004.
[10] Arakelian V., Smith M.R.: Design of planar 3-DOF 3-RRR reactionless parallel manipulators. Mechatronics 18 (2008) 601–606.
98
[11] Arakelian V., Smith M.R.: Shaking Force and Shaking Moment balancing of Mechanisms: A Historical Review With New Examples.
Journal of Mechanical Design, Vol.127(March 2005) 334-339.
[12] Arakelian V., N. Makhsudyan.: Generalized Lanchester
balancer.,Mechanics Research Communications37 (2010) 647–649. [13] Sébastien Briot. ,Vigen Arakelian .:Complete shaking force and shaking
moment balancing of in-line four-bar linkages by adding a class-two RRR or RRP Assur group. Mechanism and machine Theory,57 (2012) 13-26.
[14] P.Nehemiah.: Complete Shaking force and Shaking moment Balancing of 3 Types of Four-bar Linkages. International Journal of Current Engineering
and Technology, Vol.4, No.6 (Dec 2014) 3908-3915.
Tiếng Việt
[15] PGS.TS. Đinh Văn Phong Phƣơng pháp số trong cơ học. NXB Khoa học và K thuật 2006.
[16] GS.TSKH. Nguyễn Văn Khang Động lực học hệ nhiều vật. NXB Khoa học và K thuật 2007.
[17] Hoàng Đức Anh ( 11 , Nghiên cứu một số giải pháp k thuật cân bằng động lực cho cơ cấu ph ng, Đồ án tốt nghiệp đại học, Viện Cơ Khí,Đại học ách Khoa Hà Nội.
[18] Phạm uy Thạo (2013), Điều kiện c n ằng động lực và các giải pháp c n ằng cho cơ cấu ph ng, Đồ án tốt nghiệp đại học, Viện Cơ Khí, Đại học ách Khoa Hà Nội.