Chương 2: Phân Tích Động Học Cơ Cấu trong Nguyên Lý Máy. Môn Lý thuyết động cơ | Trường Đại học Giao thông Vận tải.

lOMoAR cPSD| 59735610 lOMoAR cPSD| 597356
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
Khoa Cơ Khí - Bộ môn Cơ điện tử
----------&&&&&--------- NGUYÊN LÝ MÁY CHƯƠNG II 1 lOMoAR cPSD| 59735610
Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu
II. Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu 2.1. Mục đích, nội dung ◼ Mục đích:
◼ Nghiên cứu chuyển động của cơ cấu khi biết trước lược
đồ cơ cấu, kích thước các khâu và quy luật chuyển động của khâu dẫn
◼ Nội dung: Gồm 3 bài toán cơ bản sau:
◼ Bài toán vị trí: Xác định vị trí khâu và quỹ đạo các điểm đặc trưng. 2 lOMoAR cPSD| 59735610
◼ Bài toán vận tốc: Xác định vận tốc góc các khâu và vận tốc các điểm đặc trưng.
◼ Bài toán gia tốc: Xác định gia tốc góc các khâu và gia tốc các điểm đặc trưng
II. Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu ◼ Phương pháp
◼ Phương pháp đồ giải (họa đồ giải tích): Lập các phương trình
vector vận tốc và gia tốc của cơ cấu rồi giải các phương trình đó
bằng phương pháp hoạ đồ.
Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản và trực quan nhưng
nhược điểm là độ chính xác không cao, khó áp dụng cho các cơ cấu loại cao. 3 lOMoAR cPSD| 59735610
◼ Phương pháp giải tích: Lập các phương trình toán học biểu thị
quan hệ hàm số giữa các đại lượng đã biết và các đại lượng cần tìm.
Ngày nay do sự phát triển của máy tính nên phương pháp này
ngày càng được ưa chuộng.
II. Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu
2.2 Bµi to¸n vÞ trÝ vµ quü ®¹o ◼ Bµi to¸n vÞ trÝ:
◼ XÐt mét c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ ph¼ng (lo¹i 2) ®Ó
biÕt c¸ch vÏ ho¹ ®å vÞ trÝ cña c¬ cÊu. Gi¶ sö
biÕt kÝch thưíc c¸c kh©u vµ vÞ trÝ cña kh©u
dÉn 1 ®ưîc cho bëi gãc 1. 4 lOMoAR cPSD| 59735610
◼ Chän tû lÖ xÝch ho¹ ®å  l  lXY   mmm    XY 
Trong ®ã: lXY lµ chiÒu dµi thùc cña ®o¹n XY (m),
XY lµ chiÒu dµi biÓu thÞ trªn ho¹ ®å c¬ cÊu (mm) 5 lOMoAR cPSD| 59735610
II. Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu
▪ VÏ gi¸ AD vµ quü ®¹o ®iÓm B trªn kh©u dÉn AB lµ
vßng trßn (A, AB) víi tû lÖ xÝch chiÒu dµi chän trưíc
▪ VÞ trÝ cña ®iÓm C mét mÆt c¸ch ®iÓm B mét ®o¹n
b»ng chiÒu dµi thanh truyÒn BC, mét mÆt ph¶i n»m
trªn quü ®¹o cña C khi quay quanh D. VËy ta lÊy
C lµ giao ®iÓm cña vßng trßn (D, CD) vµ vßng lOMoAR cPSD| 59735610 y trßn (B, BC). C B 2 ▪ Bµi to¸n quü ®¹o: 1 3  1 A Đ D
Ó gi¶i bµi to¸n nµy, ta chØ x 4 4
cÇn x¸c ®Þnh mét lo¹t ho¹ C'
®å vÞ trÝ nèi tiÕp nhau trong
ph¹m vi 1 chu kú ®éng häc cña c¬ cÊu
II. Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu
2.3. C¸c phư¬ng trình c¬ b¶n x¸c ®Þnh vËn tèc vµ gia tèc
▪ Kh©u chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn ◼
VËn tèc gãc  cña kh©u b»ng 0. 7 lOMoAR cPSD| 59735610 ◼
TÊt c¶ c¸c ®iÓm cña kh©u ®Òu cã cïng vËn tèc vµ gia tèc: a C v a
A    vB vC ... aA   B  a a A B aC ... C v C B v B A v A 8 lOMoAR cPSD| 59735610 ◼ Phư¬ng:  OA lOA ▪ Phư¬ng:  OA ◼
ChiÒu: hưíng tõ A tíi t©m quay O ▪ ChiÒu: theo chiÒu cña 
 9 lOMoAR cPSD| 59735610 n t
Gia tèc toµn phÇn cña ®iÓm A aA   a aA A cã
▪▪ Đaé lín: A hîp víiaA  OAlOAmét gãc  4  2aaAt   2   
arctg    2     cã: tg  n   A
II. Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu
▪ Hai ®iÓm thuéc cïng 1 kh©u c¸ch nhau 1 ®o¹n lAB 10 lOMoAR cPSD| 59735610
vB   vA vBA a t  BA  VËn tèc v a B BA cã BA vA ◼
Đé lín: vBA =  . lAB n a ◼ Phư¬ng:  BA BA  v ◼ ChiÒu: theo chiÒu quay A BA   v B
cña  a v B A   a aA BA   a aA BAn  aBAt  
Gia tèc ph¸p naBAn  cã2lBA  vBA2 ▪Gia tècĐé lín: tiếpaaBAt
BAt   cã.lBA ◼ Đé lín: aBA ◼
Phư¬ng:  BA lBA ▪ Phư¬ng:  BA 11 lOMoAR cPSD| 59735610 ◼
ChiÒu: hưíng tõ B tíi t©m quay tư¬ng ®èi A ▪ ChiÒu: theo chiÒu cña 
II. Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu
◼ Quan hÖ vËn tèc, gia tèc 2 ®iÓm thuéc 2 kh©u
t¹o thµnh khíp trưît vµ trïng nhau tøc thêi
XÐt 2 ®iÓm B1 vµ B2 thuéc 2 kh©u t¹o thµnh khíp trưît trïng
nhau tøc thêi t¹i thêi ®iÓm ®ang xÐt. ChuyÓn ®éng cña B2
gåm 2 chuyÓn ®éng: chuyÓn ®éng theo cïng víi B1 vµ
chuyÓn ®éng tư¬ng ®èi ®èi víi B1   x 12 lOMoAR cPSD| 59735610 1 2
VËn tèc ®iÓm B2 ®ưîc x¸c ®Þnh như sau: v B B B 21 2 2 B v 1 1   B2   vB1 vBB2 1 1  k x aB B 21 k VËn tèc tư¬ng ®èi v a B B B B 2 2 1 song song víi 1 phư¬ng trưît2
II. Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu ◼
Quan hÖ vËn tèc, gia tèc 2 ®iÓm thuéc 2 kh©u t¹o thµnh khíp trưît 13 lOMoAR cPSD| 59735610 vµ trïng nhau tøc thêi
Gia tèc ®iÓm B ®ưîc x¸c ®Þnh như x sau:    1 2
 a 2 B2   aB1 aB Br2 1 B v B 21  a B B Bk 2 2 1 2  1 B 1   1
Gia tèc tư¬ng ®èia r B B k 2 1 song song aB B 21 víi phư¬ng trưît
Gia tèc C«ri«lit aB Bk2 1 cã2 ◼
Đé lín: aB Bk1212 2 1vB B x aB Bk2 ◼
Phư¬ng: vµ   1  1 14 lOMoAR cPSD| 59735610 v ◼
ChiÒu: cïng phư¬ng chiÒu víi BB2 1 quay ®i 900 theo chiÒu quay cña  1
II. Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu
2.4. Ph©n tÝch ®éng häc b»ng phư¬ng ph¸p ®å gi¶i 15 lOMoAR cPSD| 59735610 16 lOMoAR cPSD| 59735610
II. Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu
2.4.1 Bµi to¸n vÞ trÝ
Khi c¬ cÊu chuyÓn ®éng, vÞ trÝ cña c¸c kh©u lu«n thay ®æi
nhưng ë mçi thêi ®iÓm, vÞ trÝ cña chóng hoµn toµn x¸c ®Þnh
XÐt c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ ph¼ng (lo¹i 2) C B 2 1 3  1 A D 4 4 17 lOMoAR cPSD| 59735610
II. Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu
2.4.1 Bµi to¸n vÞ trÝ
Bưíc 1: Chän tû lÖ xÝch ho¹ ®å y C B 2  l  lXY   mmm    1 3 XY   1 A D Trong ®ã: x
lXY lµ chiÒu dµi thùc cña 4 4 C'
®o¹n XY (m), XY lµ chiÒu dµi
biÓu thÞ trªn ho¹ ®å c¬ cÊu (mm)
Bưíc 2: VÏ gi¸ AD vµ quü ®¹o ®iÓm B
ĐiÓm C do c¸ch dùng hình nªn cã 2 vÞ trÝ. trªn kh©u dÉn
AB ĐÓ tìm vÞ trÝ thùc cña nã, ta phải dùa vµo 18 lOMoAR cPSD| 59735610
tÝnh liªn tôc khi chuyÓn ®éng cña c¸c kh©u Bưíc 3: C lµ giao
®iÓm cña vßng trßn trong c¬ cÊu (D, CD) vµ vßng trßn (B, BC)
II. Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu
2.4.2 Bµi to¸n vËn tèc
X¸c ®Þnh vËn tèc cña C, E trªn kh©u 2 vµ  2,  3, trong c¬ cÊu 4 kh©u bản lÒ ph¼ng 19 lOMoAR cPSD| 59735610 E ChiÒu: theo chiÒu quay C cña  1 2 B F 1 3 A  D 1 4 4  Tìm vB
Do B quay quanh ®iÓm cè ®Þnh
A nªn Đé lín vB   1.lAB Phư¬ng:  AB 20