Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 2: Phân tích động học cơ cấu - Lê Thanh Long
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH
ĐỘNG HỌC CƠ CẤU
TS. Lê Thanh Long
1
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
Nội dung
2.1. Nội dung, ý nghĩa và phương pháp.
2.2. Phân tích động học bằng phương pháp giải tích.
2.3. Phân tích động học bằng phương pháp đồ thị.
2.4. Phân tích động học bằng phương pháp họa đồ vector.
2
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
2.1. Nội dung, ý nghĩa và phương pháp
1. Nội dung
2. Ý nghĩa
3. Phương pháp
3
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
2.1. Nội dung, ý nghĩa và phương pháp
1. Nội dung
Phân tích động học cơ cấu là nghiên cứu quy luật chuyển động
của cơ cấu khi đã biết trước lược đồ động của cơ cấu và quy luật
chuyển động của khâu dẫn.
Gồm 3 bài toán: vị trí, vận tốc và gia tốc
4
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
2.1. Nội dung, ý nghĩa và phương pháp
2. Ý nghĩa
- Xác định vị trí, quỹ tích các điểm giúp cho việc thiết kế máy
như: sử dụng quỹ tích các điểm, phối hợp chuyển động của các
bộ phận với nhau để hoàn thành yêu cầu, nhiệm vụ của máy
đặt ra, thiết kế vỏ máy, các bộ phận che chắn cho máy, bố trí
không gian lắp đặt máy,…
- Vận tốc, gia tốc là những thông số cần thiết phản ánh chất
lượng làm việc của máy như năng suất, tốc độ, tính không
đều…
- Vận tốc là cơ sở xác định các đại lượng động lực học như
động năng, công suất… để tính toán năng lượng, làm đều
chuyển động máy.
- Gia tốc để tính lực quán tính, từ đó giải bài toán áp lực khớp
động
5
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
2.1. Nội dung, ý nghĩa và phương pháp
3. Phương pháp
Phương pháp
Phương pháp
họa đồ vector
Phương pháp
giải tích
Phương pháp
đồ thị
6
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
2.2. Phân tích động học bằng
phương pháp giải tích
1. Tổng quát
2. Ví dụ
7
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
2.2. Phân tích động học bằng phương pháp giải tích
1. Tổng quát
- Tùy theo công cụ toán học khi xác định vị trí các điểm trên cơ
cấu, ta chia phương pháp giải tích thành: phương pháp lượng
giác, giải tích vector, ma trận ten xơ… Trong chương trình ta
dùng phương pháp lượng giác
8
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
2.2. Phân tích động học bằng phương pháp giải tích
2. Ví dụ
Cho cơ cấu tay quay – con trượt như hình vẽ. Xác định chuyển vị
góc, vận tốc góc, gia tốc góc của thanh truyền và chuyển vị, vận
tốc, gia tốc của con trượt.
9
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
2.2. Phân tích động học bằng phương pháp giải tích
2. Ví dụ
a. Chuyển vị góc, vận tốc góc, gia
tốc của thanh truyền
l1 sin1 e l2 sin3
l1
e
sin3 sin1
l2
l2
Gọi
l2
: Tỉ số thanh truyền – tay quay
: Hệ số lệch tâm
l1
e
l1
1
1
sin3 (sin1 ) 3 arcsin (sin1 )
10
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
2.2. Phân tích động học bằng phương pháp giải tích
2. Ví dụ
a. Chuyển vị góc, vận tốc góc, gia
tốc của thanh truyền
1
sin3 (sin1 )
Đạo hàm hai vế biểu thức
d3
d1
dt
1
cos3
cos1
dt
Vận tốc góc của thanh truyền
1 cos1
3
cos3
11
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
2.2. Phân tích động học bằng phương pháp giải tích
2. Ví dụ
a. Chuyển vị góc, vận tốc góc, gia
tốc của thanh truyền
1 cos1
cos3
3
Đạo hàm hai vế biểu thức
3
d3
dt
-1 sin1cos3 3cos1sin
cos33
1
3
cos2 sin
1 sin1 1
3 12
cos2
1
3
3
cos33 sin1
12
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
2.2. Phân tích động học bằng phương pháp giải tích
2. Ví dụ
a. Chuyển vị góc, vận tốc góc, gia
tốc của thanh truyền
1
sin3 (sin1 )
d3
dt
d1
dt
1
cos3
cos1
3
1
sin
2
1 cos sin
3 12
cos2
1
1
3
cos33 sin1
1 sin1 1
1
1
2
3 12
sin
1
1
cos33 2
sin1
13
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
2.2. Phân tích động học bằng phương pháp giải tích
2. Ví dụ
Với cơ cấu tay quay – con trượt
chính tâm (e = 0) thì
1
3 arcsin sin1
1 cos1
3 = 1
cos3
1
3 12
1
2
sin
1
1
cos3
3
14
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
2.2. Phân tích động học bằng phương pháp giải tích
2. Ví dụ
b. Chuyển vị, vận tốc, gia tốc của
con trượt
Từ hình vẽ, vị trí con trượt
xC l1cos1 l2cos3
xC l1(cos1 cos3 )
- Ở các vị trí biên (khi tay quay và thanh truyền duỗi thẳng ra hay
chập lại) của con trượt, ta có:
xC min (l2 l1)2 e2
xCmax (l2 l1)2 e2
15
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
2.2. Phân tích động học bằng phương pháp giải tích
2. Ví dụ
b. Chuyển vị, vận tốc, gia tốc của
con trượt
Hành trình (khoảng dịch chuyển)
của con trượt
H xCmax xC min
(l2 l1)2 e2 (l2 l1)2 e2
dxC
d
dt
d1
dt
3
vC l1 sin1
sin3
dt
16
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
2.2. Phân tích động học bằng phương pháp giải tích
2. Ví dụ
b. Chuyển vị, vận tốc, gia tốc của con trượt
v l sin cos tg
1 1
3
C
1
1
dvC
dt
aC
1
d3
d1 cos1
d
dt
l 2 cos
tg3 sin1
1 1
1
dt cos23 dt
cos21
cos(1 3 )
cos3
aC l112
cos23
17
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
2.3. Phân tích động học bằng phương
pháp đồ thị
1. Đồ thị vị trí
2. Đồ thị vận tốc
3. Đồ thị gia tốc
18
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
2.3. Phân tích động học bằng phương pháp đồ thị
Cho cơ cấu 4 khâu bản lề với lAB, lBC, lCD, lDA, ω1 hằng số. Xác
định đồ thị vị trí, vận tốc góc và gia tốc góc của khâu CD
19
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
2.3. Phân tích động học bằng phương pháp đồ thị
1. Đồ thị vị trí
Xét cơ cấu 4 khâu bản lề có vị trí đang xét như hình vẽ
Xác đinh giá trị φ3 từ phương pháp vẽ, đo và lập bảng
φ1
φ2
φ3
…
φn
Xây dựng đồ thị ψ = ψ(φ)
ψ1
ψ2
Ψ3
…
ψn
20
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Tải về để xem bản đầy đủ
58 trang
25660
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 2: Phân tích động học cơ cấu - Lê Thanh Long", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_nguyen_ly_may_chuong_2_phan_tich_dong_hoc_co_cau_l.pdf
