Trang 1
Bài giảng Nguyên lý máy PGS.TS Phạm Hồng Phúc Bộ môn Cơ sở Thiết kế máy và Robot Email: phucbk70@gmail.com
Trang 2
Nội dung Phần 1: Cấu trúc động học của cơ cấu Phần 2: Những vấn đề cơ bản trong thiết kế nguyên lý máy Phân tích động học Phân tích lực Cải thiện chất lượng làm việc máy (động lực học máy) Làm đều chuyển động máy Cân bằng máy Phần 3: Lý thuyết về các cơ cấu có khớp cao Cơ cấu cam Cơ cấu bánh răng Bài 3: Phân tích lực cơ cấu 2
Trang 4
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 4
Trang 5
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 5
Trang 6
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 6
Trang 7
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 7
Trang 8
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 a Si P m a và M J qi i Si qi Si i Bài 3: Phân tích lực cơ cấu 8
Trang 9
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 R ij Áp lực khớp động N ij Lực ma sát F msij v F R N F ij ij msij Luôn có R R ij ji Nếu bỏ qua ma sát thì R N ij ij Bài 3: Phân tích lực cơ cấu 9
Trang 10
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 10
Trang 11
3. Các giả thiết gần đúng Coi các khâu rắn tuyệt đối Coi khâu dẫn chuyển động đều const 1 Bỏ qua ma sát trong các khớp động R N ij ij Vì sao gần đúng? Ràng buộc lẫn nhau Bài toán vận tốc Khâu dẫn Bài toán const gia tốc 1 Lực ma Phân Tính lực sát tích lực quán tính Bài 3: Phân tích lực cơ cấu 11
Trang 12
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 12
Trang 13
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 13
Trang 14
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 14
Trang 15
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 15
Trang 16
6. Tính lực quán tính Khâu chuyển động tịnh tiến Pq ma S M q 0 Khâu quay quanh một điểm cố định trùng với trọng tâm Pq 0 M q J S Khâu quay quanh một điểm cố định KHÔNG trùng với trọng tâm M J . J .a .sin J .sin h q S S S S P m a. m a. .l m l. q S S AS AS hay 2 h J l l S SK l SK sin ml AS AS Bài 3: Phân tích lực cơ cấu 16
Trang 17
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 17
Trang 18
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 18
Trang 19
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 19
Trang 20
7. Cơ cấu máy bào ngang: Lực quán tính Khâu 3: S3, m3, JS3 3, aS3 => M3 , P3 Khâu 6: S6, m6, aS6 => P6 P m a M J P m a 3 3 S3 3 S 3 6 6 S6 3 Họa đồ gia tốc Bài 3: Phân tích lực cơ cấu 20
Hiển thị 20 trang đầu. Tải tài liệu để xem đầy đủ.
Bình luận (0)
Chưa có bình luận nào. Hãy là người đầu tiên!