21 R 12 R 12 N 12 F Hình 3.1: 1 • D−ới tác đĩng của ngoại lực và lực quán tính, trong
các khớp đĩng của cơ cÍu xuÍt hiện các phản lực khớp đĩng.
• Phản lực khớp đĩng là lực từ mỡi thành phèn khớp đĩng tác đĩng lên thành phèn khớp đĩng đ−ợc nỉi với nờ trong khớp đĩng. Phản lực khớp đĩng từ khâu thứ i tác dụng lên khâu thứ j đ−ợc ký hiệuRij.
2 • Trong mỡi khớp đĩng bao giớ cũng cờ mĩt đôi phản lực khớp đĩng trực đỉi với nhau: Nếu khâu 1 tác đĩng lên khâu 2 mĩt lực R12, thì khâu 2 sẽ tác đĩng lên khâu 1 mĩt lực R21với R21= −R12 (Hình 3.1).
• Phản lực khớp đĩng gơm hai thành phèn:
+ áp lực khớp đĩng : Thành phèn không sinh công trong chuyển đĩng t−ơng đỉi giữa các thành phèn khớp đĩng. áp lực khớp đĩng vuông gờc với ph−ơng chuyển đĩng t−ơng đỉi. áp lực khớp đĩng từ khâu thứ i tác dụng lên khâu thứ j đ−ợc ký hiệu là N ij.
+ Lực ma sát : Thành phèn sinh công âm trong chuyển đĩng t−ơng đỉi. Lực ma sát song song với ph−ơng chuyển đĩng t−ơng đỉi (hoƯc xu h−ớng chuyển đĩng t−ơng đỉi). Lực ma sát từ khâu thứ i tác dụng lên khâu thứ j đ−ợc ký hiệu là Fij. Lực ma sát trong khớp đĩng là mĩt lực cản cờ hại, công của lực ma sát làm nờng và làm mòn các thành phèn khớp.
Đ2. Nĩi dung, sỉ liệu cho tr−ớc và giả thiết của bài toán phân tích lực cơ cÍu 1) Sỉ liệu cho tr−ớc và các giả thiết của bài toán phân tích lực cơ cÍu
• Sỉ liệu cho tr−ớc
+ L−ợc đơ đĩng của cơ cÍu, khâu dĨn và vỊn tỉc gờcω1 của khâu dĨn + Các ngoại lực tác đĩng lên các khâu
+ Các thông sỉ quán tính gơm:
Khỉi l−ợng mi và vị trí trụng tâm Si của mỡi khâu
Momen quán tính JSi đỉi với trụng tâm của các khâu chuyển đĩng quay. • Các giả thiết của bài toán phân tích lực cơ cÍu
+ Khi phân tích lực trên khâu dĨn, ng−ới ta th−ớng giả thiết khâu dĨn quay đều, tức là cờ vỊn tỉc gờc bằng hằng sỉ.
+ MƯt khác, các khớp đĩng th−ớng đ−ợc bôi trơn đèy đủ nên giá trị lực ma sát trong khớp đĩng th−ớng khá nhõ so với giá trị áp lực khớp đĩng t−ơng ứng, do vỊy khi giải bài toán phân tích lực ng−ới ta th−ớng bõ qua lực ma sát, nghĩa là đơng nhÍt áp lực khớp đĩng với phản lực khớp đĩng.
+ Đỉi với cơ cÍu phẳng, để bài toán phân tích lực đ−ợc đơn giản, ta giả thiết các lực tác dụng lên cơ cÍu nằm trong cùng mĩt mƯt phẳng song song với mƯt phẳng chuyển đĩng của cơ cÍu.
• Nĩi dung của bài toán phân tích lực cơ cÍu
Bài toán phân tích lực cơ cÍu bao gơm các vÍn đề sau:
+ Phân tích lực trên khâu bị dĨn, cụ thể là xác định áp lực tại các khớp đĩng trong các nhờm tĩnh định của cơ cÍu.
+ Phân tích lực khâu dĨn, cụ thể là xác định lực hay momen lực cèn phải đƯt trên khâu dĨn để bảo đảm cho khâu dĨn cờ vỊn tỉc bằng hằng nh− đã giả thiết. Lực và momen lực nời trên lèn l−ợt đ−ợc gụi là lực cân bằng ký hiệu là Pcb và momen cân bằng ký hiệu là Mcb. Ngoài ra, còn phải xác định áp lực tại khớp đĩng nỉi khâu dĨn với giá.
Đ2. Nguyên tắc và trình tự giải bài toán phân tích lực cơ cÍu 1) Nguyên lý Đalămbe
• áp lực khớp đĩng là nĩi lực đỉi với cơ cÍu. Để làm xuÍt hiện các lực này trong công thức tính toán, ta phải hình dung tách các khớp đĩng ra. Tại mỡi thành phèn khớp đĩng đ−ợc tách ra, ta đƯt phản lực t−ơng ứng.
Ví dụ trong cơ cÍu 4 khâu bản lề (hình 3.2), khi hình dung tách các khớp B, C, D ra, ta phải đƯt tại các thành phèn khớp đĩng B, C, D các phản lực t−ơng ứng:
(hình 3.3).
43; 23; 32; 21; 12
N N N N N
• Khi cơ cÍu chuyển đĩng, các khâu nời chung cờ gia tỉc, hệ lực gơm ngoại lực và các áp lực đƯt trên các thành phèn khớp của nờ không phải là mĩt hệ lực cân bằng. Nh− vỊy không thể viết các ph−ơng trình cân bằng lực để giải tìm áp lực khớp đĩng.
Tuy nhiên, theo nguyên lý Đălămbe, nếu ngoài các ngoại lực và các áp lực tại các thành phèn khớp đĩng trên khâu, nếu thêm vào đờ các lực quán tính và momen lực quán tính của khâu và coi chúng nh− là những ngoại lực thì sẽ đ−ợc mĩt hệ lực cân bằng. Khi đờ cờ thể viết các ph−ơng trình cân bằng lực của tĩnh hục cho khâu và giải để xác định các áp lực khớp đĩng.