Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 3: Phân tích lực cơ cấu - Lê Thanh Long
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH
LỰC CƠ CẤU
TS. Lê Thanh Long
1
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
Nội dung
3.1. Đại cương.
3.2. Xác định áp lực khớp động.
3.3. Tính lực trên khâu dẫn.
2
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
3.1. Đại cương
1. Các loại lực
2. Điều kiện tĩnh định
3
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
3.1. Đại cương
1. Các loại lực
Phân loại lực
Lực
quán tính
Ngoại lực Nội lực
4
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
3.1. Đại cương
1. Các loại lực
a. Ngoại lực
- Lực cản kỹ thuật
- Trọng lượng các khâu
- Lực phát động
Muốn máy chuyển động theo tốc độ yêu cầu thì phải đặt lên khâu
dẫn một lực cân bằng tất cả các lực khác tác dụng lên máy. Lực
này gọi là lực cân bằng đặt trên khâu dẫn.
5
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
3.1. Đại cương
1. Các loại lực
b. Nội lực
- Lực tác dụng lẫn nhau giữa các khâu trong cơ cấu (phản lực liên kết)
- Tại mỗi tiếp điểm của thành phần khớp động ta có phản lực khớp
động, phản lực này gồm 2 thành 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
6
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
3.1. Đại cương
1. Các loại lực
b. Nội lực
+ Thành phần ma sát: song song với phương chuyển động
tương đối. Tổng các thành phần ma sát trong một khớp → lực ma
sát.
7
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
3.1. Đại cương
1. Các loại lực
c. 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 giải bài toán lực của hệ.
8
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
3.1. Đại cương
1. Các loại lực
c. Lực quán tính
∑
- Vật có khối lượng m chịu tác dụng của tổng hợp lực ꢀ sẽ có
gia tốc là ꢁ⃗
P ma
P ma 0
Lực quán tính
P Pqt 0
Pqt ma
- Vật quay có moment quán tính J chịu tác dụng của tổng hợp
∑
các moment ꢂ sẽ có gia tốc góc ꢃ⃗
M J
M J 0
Moment lực quán tính
M M qt 0
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
M qt J
9
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
3.1. Đại cương
1. Các loại lực
c. Lực quán tính
- Tổng quát, vật có khối lượng m và moment quán tính đối với
khối tâm J , chuyển động song phẳng với gia tốc khối tâm ꢁ⃗ và
ꢄ
S
gia tốc góc ꢃ⃗ thì sinh ra một lực quán tính:
Pqt maS
Cùng phương, ngược chiều với ꢁ⃗
ꢄ
Pqt :
Điểm đặt: tại khối tâm S
Suất: maS
10
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
3.1. Đại cương
1. Các loại lực
c. Lực quán tính
Và một moment lực quán tính:
M qt JS
Cùng phương, ngược chiều với ꢃ⃗
Điểm đặt: trên vật
M qt :
Suất: JSε
11
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
3.1. Đại cương
1. Các loại lực
c. Lực quán tính
- Để giải quyết bài toán áp lực khớp động được thuận lợi trong
một số trường hợp, ta có thể thu gọn ꢀꢅꢆ và ꢂꢅꢆ thành một lực
duy nhất.
12
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
3.1. Đại cương
2. Điều kiện tĩnh định
- Để tính được áp lực khớp động, ta phải tách các khâu ra khỏi
cơ cấu để áp lực khớp động ở các khớp trở thành ngoại lực đối
với từng khâu. Lúc đó trên từng khâu, ta đặt các ngoại lực (kể
cả lực quán tính) và viết phương trình cân bằng.
- Điều kiện tĩnh định:
Số phương trình
lập được
Số ẩn chứa trong
phương trình
13
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
3.1. Đại cương
2. Điều kiện tĩnh định
a. Số phương trình
- Điều kiện cân bằng lực đối với một khâu trong mặt phẳng:
X 0,
Y 0,
M 0
Vì vậy nếu có n khâu, sẽ lập được 3n phương trình cân bằng lực.
14
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
3.1. Đại cương
2. Điều kiện tĩnh định
b. Số ẩn số
Phương: chưa biết
Điểm đặt: tại tâm O
Suất: chưa biết
Rik :
15
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
3.1. Đại cương
2. Điều kiện tĩnh định
b. Số ẩn số
Phương: vuông góc phương trượt
Điểm đặt: chưa biết
Suất: chưa biết
Rik :
16
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
3.1. Đại cương
2. Điều kiện tĩnh định
b. Số ẩn số
Phương: theo phương pháp tuyến chung nn
Điểm đặt: tại điểm tiếp xúc
Suất: chưa biết
Rik :
17
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
3.1. Đại cương
2. Điều kiện tĩnh định
b. Số ẩn số
- Số ẩn số của các áp lực khớp động ở p5 khớp loại 5 và p4 khớp
loại 4 là: 2p5 + p4
- Điều kiện tĩnh định:
3n 2p5 p4
3n (2p5 p4 ) 0
- Để xác định được áp lực khớp động ta phải giải đồng thời các
phương trình viết cho các khâu thuộc một nhóm tĩnh định. Tức
là phải tách cơ cấu thành những nhóm tĩnh định và viết
phương trình lực cho từng nhóm này.
18
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
3.1. Đại cương
2. Điều kiện tĩnh định
b. Số ẩn số
- Trong không gian, một khâu có thể lập được 6 phương trình
cân bằng lực:
X 0,
Y 0,
M 0
M 0,
M 0,
M 0
x
y
z
Vậy, với n khâu ta sẽ lập được 6n phương trình cân bằng lực
19
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM
3.1. Đại cương
2. Điều kiện tĩnh định
b. Số ẩn số
- Mỗi áp lực khớp động ở khớp loại k chứa k ẩn
→ Số ẩn số ở pk khớp loại k là kpk
5
kp
→ Số ẩn số ở pk khớp loại k trong chuỗi động là
k
k1
- Để xác định được áp lực khớp động ở cơ cấu không gian ta
phải giải các phương trình viết cho các khâu thuộc một nhóm
có bậc tự do bằng 0.
20
Bộ môn Thiết kế máy - Khoa Cơ Khí
Tải về để xem bản đầy đủ
38 trang
24780
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 3: Phân tích lực 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_3_phan_tich_luc_co_cau_le_tha.pdf
