Bài giảng Nguyên lý máy: Bài 3 - TS. Nguyễn Xuân Hạ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:29

Thêm vào BST

Báo xấu

47
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Nguyên lý máy - Bài 3: Phân tích lực cơ cấu. Những nội dung chính được trình bày trong chương này gồm có: Tại sao phải phân tích lực? Các loại lực tác dụng lên cơ cấu, các giả thiết gần đúng, nguyên tắc: Điều kiện tĩnh định, trình tự giải bài tính lực cơ cấu, tính lực quán tính,... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Nguyên lý máy: Bài 3 - TS. Nguyễn Xuân Hạ

Bài 3 Phân tích lực cơ cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Thiết kế máy Thiết kế nguyên lý máy Thiết kế chi tiết máy Phân tích động học, lực, động lực học Chọn LOẠI cơ cấu, kích thước động học Nguyên lý Công nghệ làm việc chế tạo Vật liệu Bài 3: Phân tích lực cơ cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 4
Tại sao phải phân tích lực?  Một số điểm/khâu trên cơ cấu/máy cần làm việc với giới hạn lực cho trước  Cơ sở để  Tính toán độ bền, thiết kế chi tiết  Tính toán chế độ bôi trơn, mài mòn  Tính toán hiệu suất  Chọn động cơ dẫn động Bài 3: Phân tích lực cơ cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 5
Những vấn đề mấu chốt  Cho trước cơ cấu với  Kích thước động học  Quy luật chuyển động của khâu dẫn  Kết cấu sơ bộ: Phân bố khối lượng (khối lượng, mô men quán tính của các khâu, vị trí trọng tâm)  Lực tác dụng lên điểm làm việc (lực cản kỹ thuật)  Mục tiêu: Xác định tải trọng đặt lên các khâu, khớp => làm cơ sở thiết kế hoàn chỉnh kết cấu của các chi tiết máy, thiết kế bôi trơn, tính chọn động cơ có mô-men dẫn động phù hợp  Bài toán phải giải quyết:  Phân tích áp lực khớp động  Tính mô men cân bằng trên khâu dẫn Bài 3: Phân tích lực cơ cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 6
1. Các loại lực tác dụng lên cơ cấu  Ngoại lực: lực từ bên ngoài tác động lên bộ phận làm việc của máy  Lực cản kỹ thuật FC  Trọng lượng của các khâu chuyển động G  Lực phát động Mđ / Fđ Bài 3: Phân tích lực cơ cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 7
1. Các loại lực tác dụng lên cơ cấu  Lực quán tính  Tồn tại ở những khâu chuyển động có gia tốc  Trong trường hợp tổng quát khâu chuyển động song phẳng có:  Khối lượng khâu mi  Vị trí trọng tâm Si  Mô men quán tính đối với trọng tâm Jsi  Gia tốc góc  i  Gia tốc trọng tâm aS i Pqi  mi aSi và M qi   J Si  i Bài 3: Phân tích lực cơ cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8
1. Các loại lực tác dụng lên cơ cấu  Nội lực: Lực tác động tương hỗ giữa các khâu trong cơ cấu => là thành phần phản lực trong các khớp động Rij  Áp lực khớp động N ij  Lực ma sát Fmsij v Rij  N ij  Fmsij F  Luôn có Rij   R ji  Nếu bỏ qua ma sát thì Rij  N ij Bài 3: Phân tích lực cơ cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 9
2. Nội dung  Các dữ liệu cho trước  Kích thước động và vị trí khâu dẫn  1  Đã giải xong bài toán gia tốc  Các thông số cấu tạo (sơ bộ) các khâu  Khối lượng khâu mi  Vị trí trọng tâm Si  Mô men quán tính đối với trọng tâm JSi  Các ngoại lực đã biết: lực cản kỹ thuật  Tính  Lực quán tính  Phản lực khớp động trên khâu bị dẫn  Phân tích lực khâu dẫn: phản lực khớp và lực cân bằng Bài 3: Phân tích lực cơ cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 10
3. Các giả thiết gần đúng  Coi các khâu rắn tuyệt đối  Coi khâu dẫn chuyển động đều 1  const  Bỏ qua ma sát trong các khớp động Rij  N ij  Vì sao gần đúng?  Ràng buộc lẫn nhau Bài toán vận tốc Khâu dẫn Bài toán 1  const gia tốc Lực ma Phân Tính lực sát tích lực quán tính Bài 3: Phân tích lực cơ cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 11
4. Nguyên tắc  Các khâu chuyển động có gia tốc => ngoại lực tác dụng không cân bằng => không viết được phương trình cân bằng lực => không giải được bài toán => Sử dụng nguyên lý Đa-lăm-be và phương pháp động tĩnh học  Coi lực quán tính là ngoại lực cùng với các ngoại lực khác tác động lên cơ hệ => coi là cơ hệ cân bằng => thiết lập phương trình cân bằng lực  Tách cơ cấu thành khâu dẫn và các chuỗi động hở làm xuất hiện phản lực khớp động  Tách thế nào? Bài 3: Phân tích lực cơ cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12
4. Nguyên tắc: Điều kiện tĩnh định  Nhóm tách ra phải thỏa mãn: Số PTCB lực = Số ẩn số  Xét nhóm tách ra có: n khâu, T khớp thấp và C khớp cao  Số PT cân bằng lực: 3n  Số ẩn số? Trị số và phương? Trị số và điểm đặt? Trị số?  Khớp thấp 2 ẩn  Khớp cao 1 ẩn  Có 2T+C ẩn 3n  2T  C Bài 3: Phân tích lực cơ cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 13
4. Nguyên tắc: Điều kiện tĩnh định Giải cho các nhóm từ xa khâu dẫn về gần khâu dẫn. Vì sao? Bài 3: Phân tích lực cơ cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 14
5. Trình tự giải bài tính lực cơ cấu  B1: Xác định ngoại lực tác dụng lên cơ cấu  B2: Xác định lực quán tính  B3: Tách cơ cấu làm xuất hiện áp lực khớp động  Với mỗi nhóm:  B4: Áp dụng PP tĩnh động học thiết lập PTCB lực  B5: Giải hệ phương trình cân bằng lực  Chú ý: giải cho các nhóm từ xa khâu dẫn về gần khâu dẫn  B6: Phân tích lực khâu dẫn: lực tác dụng lên giá và mô men cân bằng Bài 3: Phân tích lực cơ cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 15
6. Tính lực quán tính  Khâu chuyển động tịnh tiến  P q  maS   M q  0  Khâu quay quanh một điểm cố định trùng với trọng tâm  P q  0   M q   J S   Khâu quay quanh một điểm cố định KHÔNG trùng với trọng tâm M q  J S . J S .aS .sin  J S .sin  h    Pq m.aS m.aS .l AS m.l AS 2 lSK  h J  S hay lSK  l AS sin  ml AS Bài 3: Phân tích lực cơ cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 16
7. Ví dụ: Cơ cấu máy bào ngang  Cho trước  Hành trình: H  Góc lắc cực đại: Y  Phương xx: a =(b+c)/2  Khoảng cách AC = a/2  Tỷ số lDE/lDC = l  Thông số cấu tạo (sơ bộ)  Khâu 3: S3, m3, JS3  Khâu 6: S6, m6  Đã giải xong BTGT  Tìm  Các lực tác động lên cơ cấu Bài 3: Phân tích lực cơ cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 17
7. Cơ cấu máy bào ngang: Ngoại lực  Lực cản kỹ thuật: lực từ phôi tác dụng lên đầu dao,  Vật liệu  Chế độ cắt  Dạng hình học của dao… Bài 3: Phân tích lực cơ cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 18
7. Cơ cấu máy bào ngang: Ngoại lực  Trọng lực  Khâu 3: S3, m3 => G3  Khâu 6: S6, m6 => G6 Bài 3: Phân tích lực cơ cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 19
7. Cơ cấu máy bào ngang: Lực quán tính  Khâu 3: S3, m3, JS3 3, aS3 => M3 , P3  Khâu 6: S6, m6, aS6 => P6 P3  m3aS3 M 3   J S3  3 P6  m6 aS6 Họa đồ gia tốc Bài 3: Phân tích lực cơ cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 20
7. Cơ cấu MBN: Tách nhóm  Nhóm I: hai khâu 5, 6 và ba khớp D, E, F  Nhóm II: hai khâu 2, 3 và ba khớp B2, B3, C  Khâu dẫn và giá Bài 3: Phân tích lực cơ cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 21
7. Cơ cấu MBN: Nhóm I  PTCB lực PC  P6  G6  N 46  N 35  0 N 35  N 35n  N 35t Nhóm I  M E5  N 35t lDE  0  N 35t  0 N 35t  PC  G6  P6  N 46  N 35n  0 𝐺𝑖á 𝑡𝑟ị 𝑡ℎậ𝑡 𝑁 𝜇𝑃 = Đ𝑜ạ𝑛 𝑏𝑖ể𝑢 𝑑𝑖ễ𝑛 𝑚𝑚 Bài 3: Phân tích lực cơ cấu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 22