Phân tích lực cơ cấu

Chia sẻ: Kha Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

0
241
lượt xem
66
download

Phân tích lực cơ cấu

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phân loại lực: -Ngoại lực: -Lực cản kỹ thuật -Trọng lượng các khâu -Lực phát động Lực quán tính: -Cơ cấu là một cơ hệ chuyễn động có gia tốc, tức ngoại lực tác dụng lên cơ cấu không triệt tiêu nhau, không thể dùng phương pháp tĩnh học để giải -Để giải quyết bài toán hệ lực không cân bằng, dùng nguyên lý D'Alambert

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Phân tích lực cơ cấu

  1. Theory of Machine 3.01 Force Analysis of Mechanisms Mechanisms 3. PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien Theory of Machine 3.02 Force Analysis of Mechanisms Mechanisms §1. Phân loại l ực loạ 1. Ngoại l ực Ngoạ - Lực cản kỹ thuật thuậ Trọ lượ - Trọng lượng các khâu - Lực phát ộng phá 2. Lực quán tính quá - Cơ cấu là một cơ hệ chuyển ộng có gia tốc, tức ngoại l ực tác dụng lên cơ chuyể ngoạ cấu không triệt tiêu nhau → không thể dùng phương pháp t ĩnh học ể giải triệ thể phá giả - ể giải quyết bài toán hệ l ực không cân bằng → dùng nguyên lý D’Alambert giả quyế toá Nếu ngoài những l ực tác dụng lên một cơ hệ chuyển ộng, ta thêm vào ngoà nhữ chuyể ng, ó những l ực quán tính và xem chúng như những ngoại l ực thì cơ hệ nhữ quá chú nhữ ngoạ thì ược xem là ở trạng thái cân bằng, khi ó có thể dùng phương pháp t ĩnh ượ trạ thá ng, thể phá học ể phân tích l ực cơ hệ này HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien
  2. Theory of Machine 3.03 Force Analysis of Mechanisms Mechanisms §1. Phân loại l ực loạ 3. Nội l ực - Lực tác dụng lẫn nhau giữa các khâu trong cơ cấu (phản lực liên kết) giữ phả - Tại mỗi tiếp iểm của thành phần khớp ộng, phản l ực này gồm hai phần tiế iể thà phầ khớ ng, phả phầ + Thành phần áp l ực: vuông góc v ới phương chuyển ộng tương ối Thà phầ chuyể Tổng các thành phần áp lực trong một khớp → áp l ực khớp ộng thà phầ khớ khớ r v                   + Thành phần ma sát: song song v ới phương chuyển ộng tương ối Thà phầ chuyể Tổng các thành phần ma sát trong một khớp → lực ma sát thà phầ khớ HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien Theory of Machine 3.04 Force Analysis of Mechanisms Mechanisms §2. iều kiện t ĩnh ịnh iề kiệ - ể tính phản lực khớp ộng → tách cơ cấu thành các chuỗi ộng hở, trên ó phả khớ thà chuỗ phản l ực ở các khớp chờ là ngoại l ực: viết các phương trình l ực cho chuỗi phả khớ chờ ngoạ viế trì chuỗ - Muốn giải các bài toán áp lực khớp ộng Muố giả toá khớ số phương trình lực lập ược = số ẩn chứa trong các phương trình trì ượ chứ trì ây là iều kiện t ĩnh ịnh của bài toán iề kiệ toá - Giả s ử tách từ cơ cấu ra một chuỗi ộng n khâu, pk khớp loại k Giả chuỗ khâu, khớ loạ + Số phương trình lập ược: 6n phương trình trì ượ trì + Số ẩn chứa trong chuỗi ộng: phụ thuộc vào số lượng và loại khớp ộng chứ chuỗ ng: phụ thuộ lượ loạ khớ z z z R xR y x y x x y r r r | R|? r | R | ? xR ? α ? β ?| R | ? HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien
  3. Theory of Machine 3.05 Force Analysis of Mechanisms Mechanisms §2. iều kiện t ĩnh ịnh iề kiệ z z Rz x Rx R z y xR y y x x Ry r r r r r r r | R y | ? | Rz | ? x R ? x R ? r r | R y | ? | Rz | ? | Rx | ? x R ? x R ? y y y y r R r y R C C α x x r rM R R r r r r | R |, x ? | R |, M ? | R |,α ? |R|? HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien Theory of Machine 3.06 Force Analysis of Mechanisms Mechanisms §2. iều kiện t ĩnh ịnh iề kiệ 5 Như vậy, khớp loại k chứa k ẩn → tổng số ẩn trong chuỗi là khớ loạ chứ chuỗ ∑k P k k =1 - ể tính phản lực khớp ộng → tách cơ cấu thành các chuỗi ộng hở, trên ó phả khớ thà chuỗ phản l ực ở các khớp chờ là ngoại l ực và viết các phương trình l ực cho chuỗi phả khớ chờ ngoạ viế trì chuỗ - iều kiện ể giải ư ợc bài toán iề kiệ giả toá số phương trình lực lập ược = số ẩn chứa trong các phương trình trì ượ chứ trì 5 6n = ∑k P k k =1 5 hay 6 n − ∑k P = 0 k k =1 - ối v ớ i cơ cấu phẳng iều kiện ể giải ư ợc bài toán: 3 n − 2 p5 − p4 = 0 phẳ kiệ giả toá - Các nhóm tĩnh ịnh thỏa iều kiện trên nhó thỏ iề kiệ → ể xác ịnh các phản lực khớp ộng, ta phải tách cơ cấu thành những nhóm phả khớ ng, phả thà nhữ nhó tĩnh ịnh và viết phương trình l ực cho t ừng nhóm này viế trì nhó HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien
  4. Theory of Machine 3.07 Force Analysis of Mechanisms Mechanisms §3. Xác ịnh áp l ực khớp ộng khớ - Các bước xác ịnh áp l ực khớp ộng bư ớ khớ + Tách nhóm tĩnh ịnh nhó + Tách các khâu trong nhóm tĩnh ịnh nhó ặt các áp l ực khớp ộng và các ngoại l ực lên khâu khớ ngoạ + Viết các phương trình cân bằng l ực cho t ừng khâu Viế trì + Giải các phương trình viết cho các khâu thuộc một nhóm tĩnh ịnh Giả trì viế thuộ nhó Giải cho các nhóm ở xa khâu dẫn trước (ngược lại v ớ i bài toán ộng học) Giả nhó trướ ngượ toá - V ớ i cơ cấu phẳng, một khâu viết ược 3 phương trình phẳ ng, viế ượ trì r  ∑ FX = 0 r   r  ∑P =0   ∑ FY = 0 hay   ∑ M OZ = 0  ∑ M OZ = 0  - Các phương trình l ực trên có thể ược giải bằng các phương pháp ã biết: trì thể ượ giả phá biế phương pháp giải tích vector, phương pháp hoạ ồ vector ( a giác l ực), … phá giả phá hoạ giá HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien Theory of Machine 3.08 Force Analysis of Mechanisms Mechanisms §3. Xác ịnh áp l ực khớp ộng khớ Ví d 1 2 3 B C e A - Tách nhóm tĩnh nhó nh , tách các khâu trong nhóm, nhó t l c lên khâu R12 R12 R21 B B M2 R32 h P3 n R12 R32 C C M3 P 3 1 hP 2 n P2 R32 A x R03 R23 HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien
  5. Theory of Machine 3.09 Force Analysis of Mechanisms Mechanisms §3. Xác ịnh áp l ực khớp ộng khớ - Vi t phương trình l c cho t ng khâu trong cùng m t nhóm trì nhó C r r r r  ∑ P = P3 + R03 + R23 = 0   ∑ M C = M 3 + R03 x − P3 hP13 = 0  r B r r r r ∑ P = P2 + R12 + R32 = 0  C  τ ∑ M B = − M 2 + R32lBC − P2 hP2 = 0  r - Gi i các phương trình l c c a cùng m t nhóm trì nhó HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien Theory of Machine 3.10 Force Analysis of Mechanisms Mechanisms §4. Tính l ực trên khâu dẫn I. Phương pháp phân tích lực phá r R21 B r M cb r M1r h1 P 1 h2 r l Pcb A ∑M A = R21h21 − P h1 + M cb − M 1 = 0 ⇒ M cb = − R21h21 + P h1 + M 1 1 1 M cb Pcb = l HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien
  6. Theory of Machine 3.11 Force Analysis of Mechanisms Mechanisms §4. Tính l ực trên khâu dẫn 2. Phương pháp di chuyển khả d ĩ phá chuyể khả - Moment (l c) cân b ng trên khâu d n là moment (l c) cân b ng t t c các (l (l l c (k c l c quán tínnh) tác d ng lên cơ c u → t ng công su t t c th i c a quá nnh) t t c các l c tác d ng lên cơ c u b ng không - Theo nguyên lý di chuy n kh dĩ N Pi công suất của lực Pi suấ ∑NPi + ∑NMi = 0 N Mi công suất của moment Mi suấ - Công suất của l ực Pi suấ rr r NPri = P Vi k i Vi k vận tốc của iểm ặt lực Pi iể - Công suất của moment Mi suấ r rk r N Mi = M i ω i r ωik vận tốc góc của khâu chịu tác dụng chị của moment Mi - Moment (lực) cân bằng trên khâu dẫn (l r r r r r r r M cb ω1 + ∑ ( Pi Vi k + M iωi ) = 0 ⇒ M cb r r r r r r r Pcb V1 + ∑ ( Pi Vi k + M iωi ) = 0 ⇒ Pcb HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien
Đồng bộ tài khoản