Bài giảng Cơ học lý thuyết: Chương 7 - ThS. Nguyễn Duy Khương

Chương 7 của bài giảng Cơ học Lý thuyết này tập trung vào các dạng chuyển động cơ bản của vật rắn, một lĩnh vực nền tảng trong kỹ thuật cơ khí và vật lý. Việc nắm vững nguyên lý chuyển động của vật rắn là điều thiết yếu để phân tích và thiết kế các hệ thống cơ học, từ những chi tiết máy đơn giản đến các cấu trúc phức tạp. Tài liệu này sẽ trình bày một cách có hệ thống về chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay quanh trục cố định của vật rắn, đồng thời giới thiệu các cơ cấu truyền động cơ bản. Mục tiêu là cung cấp cho người học kiến thức cốt lõi để mô tả, phân tích và giải quyết các bài toán liên quan đến động học của vật rắn, tạo nền tảng vững chắc cho các môn học chuyên sâu hơn.

Sinh viên ngành kỹ thuật cơ khí, kỹ thuật vật lý, và các chuyên ngành liên quan cần nắm vững kiến thức về động học vật rắn và cơ cấu truyền động.

Bài giảng Cơ học Lý thuyết, Chương 7, đi sâu vào nghiên cứu động học của vật rắn, bắt đầu với khái niệm chuyển động tịnh tiến. Đây là loại chuyển động mà mọi đoạn thẳng trên vật rắn duy trì phương không đổi, dẫn đến tất cả các điểm trên vật có cùng vận tốc, gia tốc và quỹ đạo. Việc khảo sát chuyển động tịnh tiến chỉ cần tập trung vào một điểm duy nhất của vật rắn. Tiếp theo, tài liệu làm rõ chuyển động quay quanh trục cố định, một dạng chuyển động phổ biến trong các hệ thống kỹ thuật. Các đại lượng động học như vị trí góc, vận tốc góc (ω) và gia tốc góc (ε) được định nghĩa và trình bày bằng các phương trình vi phân và tích phân, bao gồm các trường hợp gia tốc góc không đổi. Một phần quan trọng là phân tích vector vận tốc và gia tốc của một điểm bất kỳ trên vật rắn quay, với sự phân biệt giữa gia tốc tiếp tuyến (liên quan đến ε) và gia tốc pháp tuyến (liên quan đến ω), cung cấp công cụ toán học mạnh mẽ để mô tả đầy đủ chuyển động phức tạp. Cuối cùng, chương này giới thiệu các cơ cấu truyền động cơ bản, đặc biệt là hệ thống bánh răng. Các nguyên lý về tỉ số truyền động và mối quan hệ giữa vận tốc góc của các bánh răng ăn khớp được thảo luận chi tiết, có xét đến dấu hiệu ăn khớp trong và ăn khớp ngoài. Những kiến thức này không chỉ là nền tảng lý thuyết mà còn có giá trị ứng dụng cao trong phân tích động lực học máy móc và thiết kế các hệ thống cơ khí chính xác, từ đó giúp sinh viên và kỹ sư hiểu sâu sắc hơn về hoạt động của các thiết bị thực tế.