›
›

Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 3: Phân tích lực cơ cấu - Nguyễn Tân Tiến

Download
CIMEC lab  
10/11/2009  
Theory of Machine  
3.01  
Force Analysis of 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  
1. Phân loại lực  
1. Ngoại lực  
Lực cản kỹ thuật  
Trọng lượng các khâu  
Lực phát động  
2. Lực quán tính  
Cơ cấu là một cơ hệ chuyển 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  
Nếu ngoài những lực tác dụng lên một cơ hệ chuyển động, ta thêm vào  
đó những lực quán tính và xem chúng như những ngoại lực thì cơ hệ  
được xem là ở trạng thái cân bằng, khi đó có thể dùng phương pháp tĩnh  
học để phân tích lực cơ hệ này  
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department  
Nguyen Tan Tien  
1
CIMEC lab  
10/11/2009  
Theory of Machine  
1. Phân loại lực  
3. Nội lực  
3.03  
Force Analysis of Mechanisms  
Lực tác dụng lẫn nhau giữa các khâu trong cơ cấu (phản lực liên kết)  
Tại mỗi tiếp điểm của thành phần khớp động, phản lực này gồm hai phần  
+ Thành phần áp lực: vuông góc với phương chuyển động tương đối  
Tổng các thành phần áp lực trong một khớp áp lực khớp động  
v
+ Thành phần ma sát: song song với phương chuyển động tương đối  
Tổng các thành phần ma sát trong một khớp lực ma sát  
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department  
Nguyen Tan Tien  
Theory of Machine  
3.04  
Force Analysis of Mechanisms  
2. Điều kiện tĩnh định  
Để tính phản lực khớp động tách cơ cấu thành các chuỗi động hở, trên đó  
phản lực ở các khớp chờ là ngoại lựcviết các phương trình lực cho chuỗi  
Muốn giải các bài toán áp lực khớp động  
số phương trình lực lập được = số ẩn chứa trong các phương trình  
Đây là điều kiện tĩnh định của bài toán  
Giả sử tách từ cơ cấu ra một chuỗi động n khâupkhớp loạk  
+ Số phương trình lập được6n phương trình  
+ Số ẩn chứa trong chuỗi động: phụ thuộc vào số lượng và loại khớp động  
z
R
z
z
R
R
xR  
y
y
y
x
x
x
x ?  
Khớp loại 2,  
| R | ?  
Khớp loại 3,  
??| R | ?  
Khớp loại 1,  
| R | ?  
R
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department  
Nguyen Tan Tien  
2
CIMEC lab  
10/11/2009  
Theory of Machine  
3.05  
Force Analysis of Mechanisms  
2. Điều kiện tĩnh định  
z
z
Rx  
Rz x  
R
z xR  
Rz  
z xR  
xR  
y
y
y
y
Ry  
x
x
Ry  
Khớp loại 4,| Ry |?| Rz |?x?xR  
?
Khớp loại 5, | Ry | ? | Rz | ? | Rx | ? x ? xR  
?
y
Ry  
Ry  
y
R
R
y
C
C
x
M
R
x
R
| R | ?  
| R |,?  
| R |, x ?  
| R |,M ?  
Khớp loại 5  
Khớp loại 4  
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department  
Nguyen Tan Tien  
Theory of Machine  
3.06  
Force Analysis of Mechanisms  
2. Điều kiện tĩnh định  
5
Như vậy, khớp loạk chứa k ẩn tổng số ẩn trong chuỗi là  
kP  
k
å
k
1
Để tính phản lực khớp động tách cơ cấu thành các chuỗi động hở, trên đó  
phản lực ở các khớp chờ là ngoại lực và viết các phương trình lực cho chuỗi  
Điều kiện để giải được bài toán  
số phương trình lực lập được = số ẩn chứa trong các phương trình  
5
6n  
k P  
å
k
k
1
5
hay  
6n  
k P  
0
å
k
k
1
3n2p5 p4 0  
Đối với cơ cấu phẳng điều kiện để giải được bài toán:  
Các nhóm tĩnh định thỏa điều kiện trên  
Để xác định các phản lực khớp động, ta phải tách cơ cấu thành những nhóm  
tĩnh định và viết phương trình lực cho từng nhóm này  
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department  
Nguyen Tan Tien  
3
CIMEC lab  
10/11/2009  
Theory of Machine  
3.07  
Force Analysis of Mechanisms  
3. Xác định áp lực khớp động  
Các bước xác định áp lực khớp động  
+ Tách nhóm tĩnh định  
+ Tách các khâu trong nhóm tĩnh định  
Đặt các áp lực khớp động và các ngoại lực lên khâu  
+ Viết các phương trình cân bằng lực cho từng khâu  
+ Giải các phương trình viết cho các khâu thuộc một nhóm tĩnh định  
Giải cho các nhóm ở xa khâu dẫn trước (ngược lại với bài toán động học)  
Với cơ cấu phẳng, một khâu viết được 3 phương trình  
X
F 0  
å
å
P 0  
å
F 0 hay  
Y
M
0  
å  
OZ  
M
0  
å  
OZ  
Các phương trình lực trên có thể được giải bằng các phương pháp đã biết:  
phương pháp giải tích vector, phương pháp hoạ đồ vector (đa giác lực), …  
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department  
Nguyen Tan Tien  
Theory of Machine  
3.08  
Force Analysis of Mechanisms  
3. Xác định áp lực khớp động  
í dụ  
1
2
3
M2  
B
3
M
C
3
P
1  
2
P
e
A
ách nhóm tĩnh định , tách các khâu trong nhóm, đặt lực lên khâu  
12  
R  
R
12  
R21  
B
  
32  
hP3  
R
M2  
32  
B
Rn  
3
12  
R
C
C
M3  
P
2
1  
hP  
32  
2
Rn  
P
03  
x
A
R23  
R
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department  
Nguyen Tan Tien  
4
CIMEC lab  
10/11/2009  
Theory of Machine  
3.09  
Force Analysis of Mechanisms  
3. Xác định áp lực khớp động  
Vết phương trình lực cho từng khâu trong cùng một nhóm  
hP3  
3
3
C
M3  
P
å P P R03 R23 0  
åM M R x Ph 0  
C
3
03  
3
P
13  
03  
x
R23  
R
12  
R
12  
R  
32  
2
12  
12  
R
M2  
32  
B
Rn  
å P P R R32 0  
R
C
åM  M Rl P h 0  
2
hP  
B
2
32 BC  
2
P
2
2
Rn  
P
32  
Gải các phương trình lực của cùng một nhóm  
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department  
Nguyen Tan Tien  
Theory of Machine  
3.10  
Force Analysis of Mechanisms  
4. Tính lực trên khâu dẫn  
I. Phương pháp phân tích lực  
R21  
B
Mcb  
M1  
P
1
h
1
h2  
cb  
l
P
A
M R h Ph M M 0 M  R h Ph M  
å
A
21 21  
1
1
cb  
1
cb  
21 21  
1
1
1
Mcb  
l
P   
cb  
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department  
Nguyen Tan Tien  
5
CIMEC lab  
10/11/2009  
Theory of Machine  
3.11  
Force Analysis of Mechanisms  
4. Tính lực trên khâu dẫn  
2ển khả dĩ  
Moment (lực) cân bằng trên khâu dẫn là moment (lực) cân bằng tất cả các  
lực (kể cả lực quán tínnh) tác dụng lên cơ cấu tổng công suất tức thời của  
tất cả các lực tác dụng lên cơ cấu bằng không  
Theo nguyên lý di chuyển khả dĩ  
NP  
công suất của lực Pi  
i
0
N
å
N
å
P
Mi  
i
công suất của momenMi  
NM  
i
Công suất của lực Pi  
   
k
Vik  
NP PV  
i
i
vận tốc của điểm đặt lực Pi  
i
Công suất của momenMi  
ik  
k  
i
NM Mi  
vận tốc góc của khâu chịu tác dụng  
i
của momenMi  
Moment (lực) cân bằng trên khâu dẫn  
   
M (PV k M ) 0 M  
å
cb  
1
i
i
i
i
cb  
   
cb  
   
i
cb  
P V (PV k M ) 0 P  
å
1
i
i
i
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department  
Nguyen Tan Tien  
6
pdf 6 trang baolam 21580 Free
Download
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 3: Phân tích lực cơ cấu - Nguyễn Tân Tiến", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_nguyen_ly_may_chuong_3_phan_tich_luc_co_cau_nguyen.pdf