intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Nguyên lý máy: Chương 4 - ĐH Giao thông Vận Tải

Chia sẻ: Bautroimaudo Bautroimaudo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:37

Thêm vào BST
Báo xấu
37
lượt xem 6
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Nguyên lý máy: Chương 4 Động lực học cơ cấu và máy cung cấp cho người học những kiến thức như: Mục đích, nội dung và mô hình nghiên cứu; Phương trình chuyển động của máy dưới dạng năng lượng (động năng); Các đại lượng thay thế và khâu thay thế; Phương trình chuyển động thực của cơ cấu và máy; Quy luật chuyển động thực của cơ cấu và máy; Các chế độ chuyển động của máy;...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Nguyên lý máy: Chương 4 - ĐH Giao thông Vận Tải

  1. TRƯỜNG ƯỜ ĐẠI HỌC GIAO THÔNG Ô VẬN Ậ TẢI Ả Khoa Cơ Khí-Bộ môn Kỹ thuật máy ----------&&&&&--------- NGUYÊN LÝ MÁY CHƯƠNG 4 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU & MÁY 10/01/2011 1
  2. 4 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU & MÁY 4. 4.1. Mục ụ đích,, nội ộ dungg và mô hình nghiên g cứu „ Mục đích: „ Tìm quy luật chuyển động thực của cơ cấu và máy dưới tác dụng của các lực đặt lên các khâu và các lực sinh ra khi các khâu chuyển động, „ Xét các biện pháp kỹ thuật đảm bảo cho chuyển động thực của cơ cấu và máy đáp ứng được các chỉ tiêu chất lượng làm việc, việc „ Nội dung „ Thiết lập được phương trình chuyển động thực của máy. „ Từ đó tìm ra các tham số chuyển động thực của máy (vận tốc, gia tốc, thời gian). „ Nghiên g cứu các pphươngg p pháp p làm đều và điều chỉnh chuyển y động máy 10/01/2011 2
  3. 4 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU & MÁY 4. 4.1. Mục ụ đích,, nội ộ dungg và mô hình nghiên g cứu „ Mô hình nghiên cứu: „ Nguyên cứu chuyển động của 1 khâu mà ta gọi là khâu thay thế, thế „ Khâu thay thế phải thoả mãn các điều kiện sau: „ Công suất của lực hay mômen lực thay thế tại mọi thời điể phải điểm hải bằng bằ tổngổ côngô suấtấ của ủ tất ấ cảả các á lực l vàà mômen ô lực (mà nó thay thế) tác dụng lên tổ hợp máy „ Động năng của khâu thay thế tại mọi thời điểm phải bằng tổng ổ động độ năngă củaủ toànà bộ tổ ổ hợp h máy á 10/01/2011 3
  4. 4 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU & MÁY 4. 4.2. Phươngg trình chuyển y động ộ g của máyy dưới dạng năng lượng (động năng) Định lý biến thiên động năng: Lượng tăng động năng ΔE bằng công nguyên tố ΔA của các ngoại lực tác dụng lên hệ trong khoảng thời gian đó, ΔA = E − E0 Trong đó: E0, E: động năng của máy ứng với vị trí ϕ0 và ϕ của khâu dẫn A : công các lực ứng với chuyển dời khâu dẫn từ ϕ0 → ϕ, ΔA = Ad - Ac (± AG) 10/01/2011 4
  5. 4 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU & MÁY 4. 4.2. Phươngg trình chuyển y động ộ g của máy… y „ Biểu thức tính động năng: „ Biểu thức tính công: Động năng khâu thứ i: Công suất của Pi và Mi tác dụng lên khâu i: rr r r mi vS2 J S ωi2 Ni = Pi .vi + M i .ωi Ei = i + i 2 2 Công suất của các lực : Động năng của máy: n rr r r n N = ∑ Ni = ∑ ⎡⎣ Pi .vi + M i .ωi ⎤⎦ n ⎡ m v2 J S ωi2 ⎤ i =1 i =1 E = ∑⎢ i S i + i ⎥ ⎣ 2 i =1 ⎢ 2 ⎥⎦ Công các lực: t t ⎡ n rr r r ⎤ d = ∫ ⎢∑ Pi .vi + M i .ωi ΔA = Ad − Ac = ∫ Ndt ( ) ⎥ddt t0 t0 ⎣ i =1 ⎦ ⇒ Phương trình chuyển động của máy dưới dạng năng lượng: n ⎡ mi vS2i J Si ωi2 ⎤ n ⎡ mi vS2i 0 J Si ωi20 ⎤ t ⎡ n r r r r ⎤ ∑ ⎢ + ⎥ −∑⎢ + ⎥ = ∫ ⎢∑ ( Pi .vi + Mi .ωi ⎥dt i =1 ⎢ ⎣ 2 2 ⎥⎦ i =1 ⎢⎣ 2 2 ⎥⎦ t0 ⎣ i =1 ⎦ 10/01/2011 5
  6. 4 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU & MÁY 4. 4.3. Các đại ạ lượng ợ g thayy thế và khâu thayy thế „ Mômen thay thế: Chọn khâu dẫn 1 là khâu thay thế → từ biểu thức tính công ta có: r r r r t ⎡ n r r r r ⎤ t ⎡ n ⎛ Pi .vi Mi .ωi ⎞ ⎤ ΔA = ∫ ⎢ ∑ ( Pi .vi + Mi .ωi ) ⎥dt = ∫ ⎢ ∑ ⎜ + ⎟ ⎥ω1dt t ⎣ i =1 0 ⎦ t ⎢ 0 ω ⎣ i =1 ⎝ 1 ω 1 ⎠ ⎥⎦ Đặt r r r r ⎛ Pi .vi Mi .ωi n ⎞ Mt = ∑ ⎜ + ⎟ (N.m) (không xét lực quán tính) i =1 ⎝ ω1 ω1 ⎠ Mt gọi là mômen thay thế trên khâu dẫn của các lực và mômen 10/01/2011 6
  7. 4 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU & MÁY 4. 4.3. Các đại ạ lượng ợ g thayy thế và khâu thayy thế „ Mômen thay thế: Các đặc trưng của Mt : „ Công Cô suất ấ của ủ Mt bằng bằ tổng ổ công ô suất ấ các á ngoạii lực l màà nó ó thay h thế r r n r r r r Mt .ω1 = ∑ ( Pi .vi + Mi .ωi ) r r i =1 vi ω „ Vì và i chỉ phụ thuộc vào vị trí cơ cấu nên Mt là hàm vị trí ω1 ω1 „ Có thể biểu thịị bằng g tỷ ỷ số các đoạn ạ thẳng g tương g ứng g của hoạạ đồ vận tốc. „ Mômen thay thế Mt là mômen tưởng tượng, không phải là mômen tổng g của các mômen cho trước. 10/01/2011 7
  8. 4 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU & MÁY 4. 4.3. Các đại ạ lượng ợ g thayy thế và khâu thayy thế „ Lực thay thế: „ Khâu thay thế quay quanh trục cố định thì lực thay thế r r Pt = Mt / lOA „ Khâu thay thế chuyển động tịnh tiế tiến r r r r r n ⎛ Pi .vi Mi .ωi ⎞ Pt = ∑ ⎜ + ⎟ i =1 ⎝ v A v A ⎠ (vA = v1 là vận tốc điểm đặt lực Pt) „ Muốn hệ thống cân bằng (nếu bỏ qua lực quán tính) r r r r Pt = − Pcb ; Mt = − Mcb 10/01/2011 8
  9. 4 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU & MÁY 4. 4.3. Các đại ạ lượng ợ g thayy thế và khâu thayy thế „ Mômen quán tính thay thế: Chọn khâu dẫn 1 là khâu thay thế → từ biểu thức động năng ta có: n ⎡ m v2 J S ωi2 ⎤ n ⎡ mi vS2 J S ωi2 ⎤ ω12 E = ∑⎢ + ⎥ = ∑⎢ 2 + 2 ⎥ i S i i i i i =1 ⎢ ⎣ 2 2 ⎥⎦ i =1 ⎢⎣ ω1 ω1 ⎥⎦ 2 Đặt n ⎡ mi vS2i J Si ωi2 ⎤ Jt = ∑ ⎢ 2 + 2 ⎥ (kg.m2) ⎣ ω1 i =1 ⎢ ω1 ⎥⎦ Jt gọi là mômen quán tính thay thế trên khâu dẫn 10/01/2011 9
  10. 4 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU & MÁY 4. 4.3. Các đại ạ lượng ợ g thayy thế và khâu thayy thế „ Mômen quán tính thay thế: Các đặc trưng của Jt : „ Jt như h là mômen ô quán á tính í h của ủ 1 khâu khâ quay với ới vận ậ tốc ố góc ó khâu thay thế và có động năng bằng tổng động năng của máy v Si ω „ Vì và i chỉ phụ thuộc vào vị trí cơ cấu nên Jt là hàm vị trí ω1 ω1 „ Có thể biểu thị bằng tỷ số các đoạn thẳng tương ứng của hoạ đồ vận tốc „ Mômen quán tính thay thế Jt là mômen quán tính tưởng tượng, không phải là tổng của các mômen quán tính của các khâu động 10/01/2011 10
  11. 4 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU & MÁY 4. 4.3. Các đại ạ lượng ợ g thayy thế và khâu thayy thế „ Khối lượng thay thế: „ Khâu thay thế quay quanh trục cố định thì khối lượng thay thế J 1 n ⎡ mi vS2i J Si ωi2 ⎤ mt = 2 t = 2 ∑ ⎢ 2 + 2 ⎥ lOA lOA ⎢ ω1 i =1 ⎣ ω1 ⎦⎥ t „ Khâu thay thế chuyển động tịnh tiến n ⎡ m v2 J ω 2 ⎤ mt = ∑ ⎢ 2 i + i 2 ⎥ i S S i ⎢ vA i =1 ⎣ vA ⎥⎦ (vA = v1 là vận tốc khâu thay thế) 10/01/2011 11
  12. 4 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU & MÁY 4. 4.3. Các đại ạ lượng ợ g thayy thế và khâu thayy thế „ Ví dụ: Cho cơ cấu tay quay con trượt ở vị trí như Hình 4-2(a). Biết kích thước, thước khối lượng và mômen quán tính của các khâu đối với trọng tâm Si. Lực tác dụng lên con trượt 3 là P3. Xác định: Mômen quán tính thay thế Jt, Mô Mômen thay h thếhế Mt của ủ lực l P3 đặt đặ trên ê khâu khâ dẫn dẫ A S2 l1 l2 OA ω1 1 2 B = S3 a P3 s2 vA vBA vS 3 b 2 p O = S1 ngang vB= v3 AB (a) (b) 10/01/2011 12
  13. 4 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU & MÁY 4. 4.3. Các đại ạ lượng ợ g thayy thế và khâu thayy thế „ Giải: „ Vẽ hoạ đồ vận tốc uur uur uuur vB = vA + vBA ( ngang ) ( ⊥ OA, ω1.lOA ) ( ⊥ AB, ? ) „ Viếtuurlại hệ phương trình uur trên dưới uu dạng r các vector biểu diễn pb = pa + ab ( ngang ) ( ⊥ OA, ω1.lOA ) ( ⊥ AB, ? ) A S2 l1 l2 OA ω1 1 2 B = S3 a P3 s2 vA vBA vS 3 b 2 p O = S1 ngang vB= v3 AB 10/01/2011 13 (a) (b)
  14. 4 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU & MÁY 4. 4.3. Các đại ạ lượng ợ g thayy thế và khâu thayy thế „ Tính Jt : n ⎡ mi vS2i J Si ωi2 ⎤ Jt = ∑ ⎢ 2 + 2 ⎥ ⎢ ω1 i =1 ⎣ ω1 ⎦⎥ ω12 ω22 2 2 vS vS = J S 2 + m2 2 + J S 2 + m3 2 2 3 ω1 1 ω1 ω1 ω1 2 2 2 2 ⎛ ps2 .μv ⎞ ⎛ ab.μv / l2 ⎞ ⎛ pb.μv ⎞ = J S1 + m2 ⎜ ⎟ + J S2 ⎜ ⎟ + m3⎜ ⎟ ⎝ pa p . μ v / l1 ⎠ ⎝ pa p . μ v / l1 ⎠ ⎝ pa p . μ v / l1 ⎠ 2 2 2 ⎛ ps .l ⎞ ⎛ ab.l1 ⎞ ⎛ pb.l1 ⎞ = J S1 + m2 ⎜ 2 1 ⎟ + J S2 ⎜ ⎟ + m3⎜ ⎟ ⎝ pa ⎠ ⎝ pa.l2 ⎠ ⎝ pa ⎠ 10/01/2011 14
  15. 4 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU & MÁY 4. 4.3. Các đại ạ lượng ợ g thayy thế và khâu thayy thế „ Tính Mt : r r r r n ⎛ Pi .vi Mi .ωi ⎞ Mt = ∑ ⎜ + ⎟ i =1 ⎝ ω 1 ω1 ⎠ r r P .v P .v P . pb.μv P3 . pb.l1 = 3 3= 3 3= 3 = ω1 ω1 pa.μv / l1 pa Chú ý: Nếu Mt > 0 thì Mt cùng chiều với ω1 và ngược lại 10/01/2011 15
  16. 4 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU & MÁY 4. 4.4. Phương trình chuyển động thực của cơ cấu và máy „ Phương trình chuyển động dưới dạng năng lượng Viết lại l i phương h t ì h động trình độ năng ă của ủ máy, á tat có: ó ϕ ϕ ϕ Jt (ϕ )ω12 (ϕ ) Jt (ϕ0 )ω12 (ϕ0 ) − = ∫ Mt dϕ = ∫ Md dϕ − ∫ Mc dϕ 2 2 ϕ0 ϕ0 ϕ0 Đây là phương trình biến thiên động năng của 1 khâu (gọi là khâu thay thế): „ Có mômen quán tính bằng mômen quán tính thay thế „ Chịu tác dụng của mômen lực thay thế Nhận xét: Ý nghĩa của khâu thay thế là đưa việc xác định chuyển động của 1 cơ cấu phức tạp 1 BTD về chuyển động của 1 khâu 10/01/2011 16
  17. 4 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU & MÁY 4. 4.4. Phươngg trình chuyển y động ộ g thực ự … „ Phương trình chuyển động dưới dạng vi phân Từ phương trình động năng của máy : ϕ Jt (ϕ )ω12 (ϕ ) Jt (ϕ0 )ω12 (ϕ0 ) − = ∫ Mt dϕ 2 2 ϕ0 Đạo hàm 2 vếế d⎡ ω12 ⎤ ω12 dJt d ⎡ ω12 ⎤ Mt = ⎢ Jt ⎥= + Jt . ⎢ ⎥ dϕ⎣ 2 ⎦ 2 dϕ dϕ ⎣ 2 ⎦ ω12 dJt dω1 ω12 dJ t → Mt = + Jt .ω1 → Mt = + J tε1 2 dϕ dϕ 2 dϕ Chú ý: dω 1 dω1 ω1 = = ε1 dϕ dt 10/01/2011 17
  18. 4 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU & MÁY 4. 4.5. Q Quyy luật ậ chuyển y động ộ g thực ự của cơ cấu và máyy „ Vận tốc thực khâu dẫn: „ Từ phương trình động năng của máy ϕ Jt (ϕ )ω12 (ϕ ) Jt (ϕ0 )ω12 (ϕ0 ) − = ∫ Mt dϕ 2 2 ϕ0 „ Ta có vận ậ tốc thực ự khâu dẫn ϕ Jt (ϕ0 ).ω12 (ϕ0 ) 2 ω1 (ϕ ) = Jt (ϕ ) + ∫ Jt (ϕ ) ϕ0 Mt .dϕ ϕ Bây giờ ta cần tìm Jt và ΔA = ∫ Mt dϕ ϕ0 10/01/2011 18
  19. 4 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU & MÁY 4. 4.5. Q Quyy luật ậ chuyển y động ộ g thực ự của cơ cấu và máyy „ Vận tốc thực khâu dẫn: „ Jt, Mt (Mt = Mdt - Mct) là hàm của vị trí (ϕ) dạng giải tích „ Phương h pháp há giải iải tích í h Vận tốc góc khâu thay thế ϕ Jt (ϕ0 ). ) ω12 (ϕ0 ) 2 ω1 (ϕ ) = Jt (ϕ ) + ∫ Jt (ϕ ) ϕ0 Mt .dϕ Gia tốc góc khâu thay thế d ω (φ ) d ω1 dφ dω ε= 1 = = ω1. 1 dt dφ dt dφ 10/01/2011 19
  20. 4 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU & MÁY 4. 4.5. Q Quyy luật ậ chuyển y động ộ g thực ự của cơ cấu và máyy „ Vận tốc thực khâu dẫn: „ Jt, Mt (Mt = Mdt - Mct) là hàm của vị trí (ϕ) dưới dạng bảng số „ Phương h pháp há sốố „ Phương pháp số kết hợp đồ giải 10/01/2011 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2418 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2