Bài giảng Nguyên lý máy ME3060 (TS Nguyễn Chí Hưng) - Chương 2

Chia sẻ: Hoàng Mạnh Tuyên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:58

Thêm vào BST

Báo xấu

575
lượt xem 47
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Phân tích động học cơ cấu phẳng nằm trong bộ môn cơ sở thiết kế máy và robot. Mục đích bài giảng nhằm xác định quan hệ hình học và chuyển động của các điểm và các khâu trên cơ cấu.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Nguyên lý máy ME3060 (TS Nguyễn Chí Hưng) - Chương 2

Chương 2 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG GV: TS. Nguyễn Chí Hưng BM: Cơ sở thiết kế máy và robot Email: hung.nguyenchi@hust.edu.vn
Chương 2 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG Mục đích Xác định các quan hệ hình học và chuyển động của các điểm và các khâu trên cơ cấu 2 B CC Tay quay con 2 trượt 1 1 B 3 A A CC 4 3 Culit C C 4 B 2 C 2 1 3 B A E C 4 1 3 D F A 4 5 D CC hỗn hợp bốn khâu bản lề - tay CC Bốn khâu bản lề quay con trượt
Chương 2 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG
Chương 2 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG Phương pháp • Phương pháp đồ thị động học. • Phương pháp họa đồ véc tơ. • Phương pháp giải tích.
Chương 2 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG 2.1. Phương pháp đồ thị động học 2.1.1. Bài toán vị trí và quỹ đạo CC tay quay con trượt Đồ thị chuyển vị 1 w1 2 3
Chương 2 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG 2.1. Phương pháp đồ thị động học 2.1.1. Bài toán vị trí và quỹ đạo Các bước thực hiện • Chọn tỷ xích của họa đồ là l • Tính độ dài các đoạn biểu diễn tương ứng với kích thước các khâu. • Vẽ quỹ đạo của tâm khớp B thuộc khâu dẫn 1, đó là đường tròn tâm A bán kính AB = lAB/l . • Chia vòng tròn (A, AB) ra n phần bằng nhau bởi các điểm Bi (i = 0  n ). Trong ví dụ này, để đơn giản ta chọn n = 8. Vẽ các vị trí ABi của tay quay. • Gọi Ci là vị trí của con trượt 3 tương ứng với vị trí ABi của tay quay. Ta có nhận xét:  Kích thước khâu 2 không đổi nên BiCi = BC  Ci nằm trên đường Ax. Nối các đoạn BiCi, ta có họa đồ chuyển vị của cơ cấu.
Chương 2 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG 2.1. Phương pháp đồ thị động học 2.1.1. Bài toán vị trí và quỹ đạo Tìm quỹ đạo của các điểm trên cơ cấu • Giả sử ta cần xác định quỹ đạo của điểm M là trung điểm của BC thuộc khâu 2. • Trên họa đồ chuyển vị, đánh dấu các vị trí Mi (i = 0  n). Nối các điểm Mi bằng một đường cong mềm  quỹ đạo của điểm M. Đồ thị chuyển vị • Giả sử ta lập đồ thị S() biểu diễn quan hệ giữa chuyển vị S của con trượt 3 và góc quay  của khâu dẫn 1. • Chọn vị trí ABo (Bo nằm trên đường thẳng Ax) làm chuẩn thì góc quay của tay quay là i =  BiABo. • Đoạn CoCi chính là đoạn biểu diễn cho c.vị của con trượt tương ứng với góc quay i. Chuyển vị thực của con trượt là Si = l.CoCi. • Biểu diễn các cặp giá trị (i,Si) trên hệ tọa độ SO, với các tỷ xích trên các trục là S và   được đồ thị chuyển vị của con trượt 3.
Chương 2 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG 2.1. Phương pháp đồ thị động học 2.1.2. Bài toán vận tốc, gia tốc Tính vận tốc, gia tốc Với cơ cấu một bậc tự do và khâu dẫn là tay quay như trên ta đã xác định được quan hệ giữa chuyển vị của các khâu và tọa độ của các điểm với góc quay của khâu dẫn là những quan hệ hàm số: 1  1  t     S  S 1   (2.1)  xM  xM 1     yM  yM 1  (2.2)  đạo hàm đạo hàm Vị trí Vận tốc Gia tốc
Chương 2 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG 2.1. Phương pháp đồ thị động học 2.1.2. Bài toán vận tốc, gia tốc 2.1.2.1. Biểu thức tính Biểu thức vận tốc  dx dx d dx  vxM  M  M . 1  w1. M dS dS d1 dS  dt d1 dt d1 v  .  w1.   (2.3) dt d1 dt d1 v  dyM  dyM . d1  w . dyM  yM  dt d1 dt 1 d1 Biểu thức gia tốc d 2 S d  dS  d  dS  dS d 2S a  2      w1.   1 .  w1. dt dt  dt  dt  d1  d1 d12  d 2 xM d  dxM  d  dxM  dxM d 2 xM  axM       w1.   1.  w1.  dt 2 dt  dt  dt  d1  d1 d12   (2.4) a  d yM  d  dyM   d  w . dyM  2 2 dyM d yM  yM    1   1.  w1.  dt 2 dt  dt  dt  d1  d1 d12 Trong trường hợp khâu dẫn quay đều ω1 = const, ε = 0  thu gọn ?
Chương 2 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG 2.1. Phương pháp đồ thị động học 2.1.2. Bài toán vận tốc, gia tốc 2.1.2.2. Đạo hàm đồ thị Từ việc dựng hình cơ cấu xác định quỹ đạo ta dựng đồ thị quan hệ vị trí các khâu và tọa độ các điểm đối với vị trí khâu dẫn. Đạo hàm đồ thị này tìm vận tốc, gia tốc của các khâu và các điểm cần tìm.
Chương 2 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG 2.2. Phương pháp họa đồ vector 2.2.1. Cách giải hệ phương trình véc tơ bằng hoạ đồ véc tơ Hệ phương trình véc tơ       m  m1  m2    mn (a )   ' ' ' m  m1  m2    mn (b)    ' Các véc tơ: m, m1 , m1 chung gốc   ' Các véc tơ: m, mn , mn chung ngọn Từ đó ta thấy nếutrong phương trình (a) biết hoàn toàn các    véc tơ m1 , m2 ,..., m( n1) còn véc tơ mn biết phương;    trong phương trình (b) biết hoàn toàn các véc tơ m1' , m2 ,..., m(' n 1) ' ' còn véc tơ mn biết phương.   Ta có thể dùng hoạ đồ véc tơ để giải tìm véc tơ m
Chương 2 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG 2.2. Phương pháp họa đồ vector 2.2.2. Quan hệ vận tốc và gia tốc của các điểm Quan hệ vận tốc Hai điểm A, B trên cùng khâu VA Trong đó   B v A , vB là vận tốc tuyệt đối các VB điểm B, A VBA  w vBA là vận tốc tương đối của B khi quay quanh điểm A,  VA vBA BA, chiều theo chiều quay A của w, vBA  w.l AB    vB  vA  vBA
Chương 2 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG 2.2. Phương pháp họa đồ vector 2.2.2. Quan hệ vận tốc và gia tốc của các điểm Quan hệ vận tốc Hai điểm Bi và Bk trùng nhau tức thời trên hai khâu i và k (i, k nối với nhau bằng khớp tịnh tiến) i r Trong đó VBi Bk   vBi , vBk là vận tốc tuyệt đối các điểm trên hai khâu k r v Bi là vận tốc trong chuyển động Bk Bi Bk tương đối của Bi với Bk, r v Bi // phương tịnh tiến giữa khâu i và Bk khâu k.  k=  i w k= w i   r vBi  vBk  v Bi B k
Một số ví dụ cho phương pháp họa đồ vector trong bài toán xác định vận tốc
Một số ví dụ cho phương pháp họa đồ vector trong bài toán xác định vận tốc
Chương 2 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG 2.2. Phương pháp họa đồ vector 2.2.2. Quan hệ vận tốc và gia tốc của các điểm Quan hệ gia tốc của các điểm Khi hai điểm A, B trên cùng khâu Trong đó B aA   a A , aB là gia tốc tuyệt đối các aBA t điểm A,B. aBA n  aBA là gia tốc trong chuyển aBA aB động tương đối của B  n quanh A w aBA hướng từ B → A, là A aA thành phần gia tốc pháp tuyến (hướng tâm);      n t aB  aA  aBA  aA  aBA  aBA aBA  w 2  l AB n
Chương 2 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG 2.2. Phương pháp họa đồ vector 2.2.2. Quan hệ vận tốc và gia tốc của các điểm Quan hệ gia tốc của các điểm Hai điểm Bi và Bk trùng nhau tức thời trên hai khâu i và k Trong đó r i a Bi Bk VBri Bk   aBk , aBi là gia tốc tuyệt đối các điểm Bi,Bk. k  r aBi Bk  2.wi  v Bi Bk k là gia tốc Cô-ri-ô-lít trong chuyển động tương đối của Bk và Bi. Do Bi Bk aBiBk k  r wi  vBi Bk nên aBi Bk  2.wi .v r Bi Bk và k r chiều là chiều của vBi Bk quay đi 900  k=  i theo chiều quay của ωi. w k= w i r   k r aBi Bk là gia tốc trong chuyển động aBi  aBk  aBi Bk  aBi Bk tương đối của Bi với Bk
Một số ví dụ cho phương pháp họa đồ vector trong bài toán xác định gia tốc
Một số ví dụ cho phương pháp họa đồ vector trong bài toán xác định gia tốc
Một số ví dụ cho phương pháp họa đồ vector trong bài toán xác định gia tốc