Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 2: Phân tích động học - Trương Quang Trường
NGUYÊN LÝ MÁY
GV: ThS. TRƯꢀNG QUANG TRƯỜNG
KHOA Cꢀ KHÍ – CÔNG NGHỆ
TRƯỜNG ĐẠI HꢁC NÔNG LÂM TP.HCM
Nguyên Lý Máy
Chương 2
PHÂN TÍCH ĐꢀNG HỌC
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
Ths. Trương Quang Trường
- 2 -
I. Nꢁi dung và Ý nghĩa
Phân tích động học cơ cấu là nghiên cứu chuyển động của cơ cấu khi cho trước cơ
cấu và quy luật chuyển động của khâu dẫn.
1. Nꢁi dung
- Bài toán vị trí
- Bài toán vận tốc
- Bài toán gia tốc
2. Ý nghĩa
- Xác định vị trí phối hợp và sử dụng chuyển động của các cơ cấu để hoàn
thành nhiệm vụ của các máy đặt ra, bố trí không gian, vỏ máy…
- Vận tốc và gia tốc là những thông số cần thiết phản ánh chất lꢀợng làm việc của
máy
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường
Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 3 -
Phương pháp
Tùy theo nội dung, yêu cầu của từng bài toán, ta có thể sử dụng các phꢀơng pháp
khác nhau: giải tích, đồ thị, họa đồ vector…
Phưꢀng pháp đồ thꢁ, phưꢀng pháp họa đồ vector.
ꢁu điểm
+ Đơn giản, cụ thể, dễ nhận biết và kiểm tra.
Nhꢀợc điểm
+ Thiếu chính xác do sai số dựng hình, sai số đọc…
+ Phꢀơng pháp đồ thị, kết quả cho quan hệ giữa một đại lꢀợng động học theo
một thông số nhất định thꢀờng là khâu dẫn.
+ Phꢀơng pháp họa đồ vector, kết quả không liên tục, chỉ ở các điểm rời rạc.
Phưꢀng pháp giꢂi tích
ꢁu điểm
+ Cho mối quan hệ giữa các đại lꢀợng bằng biểu thức giải tích, dễ dàng cho
việc khảo sát dùng máy tính.
+ Độ chính xác cao
Nhꢀợc điểm
+ Đối với một số cơ cấu, công thức giải tích rất phức tạp vàKkhohaóCơkKihểí –mCôtnrgaNghệ
Ths. Trương Quang Trường
Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 4 -
II. BÀI TOÁN XÁC ĐꢄNH Vꢄ TRÍ CꢅA Cꢆ CꢇU
(Phân tíƠh động hꢂƠ Ơꢃ Ơấu phẳng bằng hꢂa đồ veƠtꢃ)
Tỉ lệ xích (TLX):
Giá trꢁ thực
K =
Chiều dài đoạn biểu diễn (mm)
Các giá trꢁ nên chọn cꢃa TLX:
1:1; 1:10; 1:100; 1:1000; 1:10.000
1:2; 1:20; 1:200; 1:2000; 1:20.000
1:5; 1:50; 1:500; 1:5000; 1:50.000
c
Chieàudaøi thöïc
( m)
Kl
Kv
Ka
.
Tỉ lệ xích chiều dài: Kl
Tỉ lệ xích vận tốc: Kv
pv
Chieàudaøi ñoaïnbieåudieãn ( mm)
VB
( m / s )
( mm )
VC = pvc.Kv
pvb
aB
( m / s2 )
( mm )
Tỉ lệ xích gia tốc: Ka
pab'
Tỉ lệ xích thời gian, góc quay, vận tốc góc, gia tốc góc,….
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường
Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 5 -
II. BÀI TOÁN XÁC ĐꢄNH Vꢄ TRÍ CꢅA Cꢆ CꢇU
(Phân tíƠh động hꢂƠ Ơꢃ Ơấu phẳng bằng hꢂa đồ veƠtꢃ)
A3
A4
A5
A2
M
0
A1
B3
B2
B1
B5
B4
A6
A8
A7
- Chọn TLX Kl
- Vẽ vòng tròn (O, OA)
- Chia vòng tròn đó ra nhiều phần bằng nhau, VD: A1, A2, …Ai… A8
- Lꢈy Ai lƠm tơm, vẽ vòng tròn (Ai, AB), cắt phưꢀng ngang tại Bi
- Tꢉp hợp điểm Bi lƠ quỹ đạo điểm B
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường
Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 6 -
II. BÀI TOÁN XÁC ĐꢄNH Vꢄ TRÍ CꢅA Cꢆ CꢇU
(Phân tíƠh động hꢂƠ Ơꢃ Ơấu phẳng bằng hꢂa đồ veƠtꢃ)
Lꢀu ý cách xác định vị trí 1 điểm
VD: Cho cơ cấu tay quay – con trꢀợt ABCD. Biết lAB = 1m,
lBC = 2,5m, lCD = 2m; lAD = 3m và song song phꢀơng ngang.
Cho góc quay khâu dẫn AB là 1 = 45o. Vẽ lꢀợc đồ cơ cấu?
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường
Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 7 -
III. BÀI TOÁN XÁC ĐꢄNH VꢊN TꢋC, GIA TꢋC
(Phân tíƠh động hꢂƠ Ơꢃ Ơấu phẳng bằng hꢂa đồ veƠtꢃ)
Lý thuyết vectơ
ur ur ur
A B C
1. Cộng vectꢀ
Vectꢀ tổng:
Gꢌc = gꢌc vectꢀ đầu tiên
Ngọn = ngọn vectꢀ cuꢌi cùng
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
Ths. Trương Quang Trường
- 8 -
III. BÀI TOÁN XÁC ĐꢄNH VꢊN TꢋC, GIA TꢋC
(Phân tíƠh động hꢂƠ Ơꢃ Ơấu phẳng bằng hꢂa đồ veƠtꢃ)
ur ur ur
Lý thuyết vectơ
2. Hệ phưꢀng trình vectꢀ
Với:
A B C
ur ur ur
A D E
A: vectꢀ cần tìm
B, D: vectꢀ đã biết
C, E: vectꢀ chꢍ biết phưꢀng
Vectꢀ cần tìm:
Gꢌc = gꢌc vectꢀ đầu tiên
B
2
Bn-1
B1
Ngọn = điểm giao cꢃa hai
phưꢀng vectꢀ cuꢌi cùng
Bn
A
p
Cn
C1
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
C
2
Cn-1
- 9 -
Ths. Trương Quang Trường
Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
III. BÀI TOÁN XÁC ĐꢄNH VꢊN TꢋC, GIA TꢋC
(Phân tíƠh động hꢂƠ Ơꢃ Ơấu phẳng bằng hꢂa đồ veƠtꢃ)
Lý thuyết động học
- Định lý liên hệ vận tốc
+ Hai điểm A, B khác nhau cùng thuộc một khâu đang chuyển động song phẳng
r r r
vB vA v
BA
+ Hai điểm A1, A2 trùng nhau, thuộc hai khâu đang chuyển động song phẳng
tꢀơng đối đối với nhau
r r r
v vA v
A2
A2A1
1
III. BÀI TOÁN XÁC ĐꢄNH VꢊN TꢋC, GIA TꢋC
(Phân tíƠh động hꢂƠ Ơꢃ Ơấu phẳng bằng hꢂa đồ veƠtꢃ)
Lý thuyết động học
- Định lý liên hệ gia tốc
+ Hai điểm A, B khác nhau cùng thuộc một khâu đang chuyển động song phẳng
+ Hai điểm A1, A2 trùng nhau, thuộc hai khâu đang chuyển động song phẳng
r
ur
tꢀơng đối đối với nhau
r r r k r r
a aA1 a a
0
r k
aA A
2 1
/ / vA A _ quay _90 _theo _1
2 1
A2
A2A1
A2A1
2 v
1 A2 A1
Ths. Trương Quang Trường
III. BÀI TOÁN XÁC ĐꢄNH VꢊN TꢋC, GIA TꢋC
(Phân tíƠh động hꢂƠ Ơꢃ Ơấu phẳng bằng hꢂa đồ veƠtꢃ)
Lý thuyết động học
a) Khâu chuyển động tꢁnh tiến
Vận tốc của tất cả các điểm trên khâu bằng nhau và tiếp
tuyến với quỹ đạo, các vectơ gia tốc có cùng độ lớn và
song song với nhau
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
Ths. Trương Quang Trường
- 12 -
III. BÀI TOÁN XÁC ĐꢄNH VꢊN TꢋC, GIA TꢋC
(Phân tíƠh động hꢂƠ Ơꢃ Ơấu phẳng bằng hꢂa đồ veƠtꢃ)
Lý thuyết động học
b) Khâu quay quanh 1 trꢎc cꢌ đꢁnh
V .l
- Vꢉn tꢌc:
AO
AO
VAO .lAO
+ Độ lớn:
VAO
+ Phꢀơng: OA
+ Chiều: theo chiều tác
dụng của
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường
Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 13 -
III. BÀI TOÁN XÁC ĐꢄNH VꢊN TꢋC, GIA TꢋC
(Phân tíƠh động hꢂƠ Ơꢃ Ơấu phẳng bằng hꢂa đồ veƠtꢃ)
Lý thuyết động học
aAO anAO atAO
b) Khâu quay quanh 1 trꢎc cꢌ đꢁnh
- Gia tꢌc:
+ Gia tốc pháp:
VA2
lAO
2
aAnO .lAO
Độ lớn:
r t
aAO
Phꢀơng: OA
r n
aAO
Chiều: A O
atAO .lAO
atAO .lAO
+ Gia tốc tiếp:
Độ lớn:
Phꢀơng: OA
Chiều: theo chiều tác dụng của
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 14 -
III. BÀI TOÁN XÁC ĐꢄNH VꢊN TꢋC, GIA TꢋC
(Phân tíƠh động hꢂƠ Ơꢃ Ơấu phẳng bằng hꢂa đồ veƠtꢃ)
Lý thuyết động học
b) Khâu quay quanh 1 trꢎc cꢌ đꢁnh
Đặc biệt:
Nếu là khâu dẫn Khâu quay đều
r
aA
= const = ’ = 0
atAO = 0
2
aA = an = .lAO
AO
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 15 -
III. BÀI TOÁN XÁC ĐꢄNH VꢊN TꢋC, GIA TꢋC
(Phân tíƠh động hꢂƠ Ơꢃ Ơấu phẳng bằng hꢂa đồ veƠtꢃ)
Lý thuyết động học
c) Khâu chuyển động song phẳng
uur uur uuur
VB VA VBA
uuur uuur
uur uur
aB aA aBnA aBt A
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
Ths. Trương Quang Trường
- 16 -
III. BÀI TOÁN XÁC ĐꢄNH VꢊN TꢋC, GIA TꢋC
(Phân tíƠh động hꢂƠ Ơꢃ Ơấu phẳng bằng hꢂa đồ veƠtꢃ)
Lý thuyết động học
d) Trùng điểm Nếu là khớp quay: (không làm thay đổi
uuur uur
vꢉn tꢌc, gia tꢌc)
VA2 VA1
uuur uuur
aA2 aA1
Nếu là khớp trượt:
uuur uur uuuuur
VA2 VA1 VA2A1
uuuuur uuuuur
uuur uuur
aA2 aA1 aAK2A1 aAr 2A1
- Vận tốc trꢀợt VA2A1 và gia tốc trꢀợt arA2A1 có
phꢀơng // phꢀơng trꢀợt.
- Gia tốc Coriolic aKA2A1 tính theo lý thuyết.
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường
Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 17 -
III. BÀI TOÁN XÁC ĐꢄNH VꢊN TꢋC, GIA TꢋC
(Phân tíƠh động hꢂƠ Ơꢃ Ơấu phẳng bằng hꢂa đồ veƠtꢃ)
1
Ví dụ 1: Cho cơ cấu 4 khâu bản lề tại vị trí nhꢀ hình vẽ.
Tay quay 1 quay đều với vận tốc góc 1= 10rad/s. Kích
thꢀớc các khâu lAB = 0,1m, lBC = 0,25m, lCD = 0,2m; lAD =
0,3m. Góc quay khâu dẫn 1 = 90o. Xác đꢁnh vꢉn tꢌc, gia
.
tꢌc điểm C vƠ vꢉn tꢌc góc, gia tꢌc góc khơu 2, 3.
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường
Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
III. BÀI TOÁN XÁC ĐꢄNH VꢊN TꢋC, GIA TꢋC
(Phân tíƠh động hꢂƠ Ơꢃ Ơấu phẳng bằng hꢂa đồ veƠtꢃ)
1
Đꢁnh lỦ đồng dạng
b
D
2
pv C
d
.
B
a
pa C'
A
b'
3
nBC
C
a'
d'
O
nAB
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường
Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 19 -
III. BÀI TOÁN XÁC ĐꢄNH VꢊN TꢋC, GIA TꢋC
(Phân tíƠh động hꢂƠ Ơꢃ Ơấu phẳng bằng hꢂa đồ veƠtꢃ)
1
Ví dụ 2: Cho cơ cấu tay quay – con trꢀợt tại vị trí nhꢀ hình
vẽ. Tay quay 1 quay đều với vận tốc góc 1= const. Kích
thꢀớc các khâu lAB = …, lBC =…. Góc quay khâu dẫn 1 = …o.
Xác đꢁnh vꢉn tꢌc, gia tꢌc điểm C vƠ gia tꢌc góc khơu 2.
.
Ths. Trương Quang
Tải về để xem bản đầy đủ
24 trang
24620
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 2: Phân tích động học - Trương Quang Trường", 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_truong_q.pdf
