Bài giảng Cơ học lý thuyết - Chương 7: Động học cơ cấu - Huỳnh Vinh

Nội dung text: Bài giảng Cơ học lý thuyết - Chương 7: Động học cơ cấu - Huỳnh Vinh

1. 1. Bi ến chuy ển độ ng quay thành chuy ển độ ng quay khác a. Đai truy ền (dây curoa) vB vA ω1 ω2 Ch ươ ng 7 r2 r1 ϕe ϕe vB Mắc trong ω1 ω2 r2 r1 ϕe vA Mắc ngoài ω1r 2 Do v A = v B nên t ỷ s ố truy ền: = 7.1 ω2r 1 GV Huỳ nh Vinh – ĐHBK Đà Nẵ ng Lưu hà nh nộ i bô ̣ Slide 600 GV Hu ỳnh Vinh – ĐHBK Đà Nẵng Lưu hành nội bô ̣ Slide 602 b. Ma sát: vM ω1 ω2 r r ϕ 2 ϕ §1. Các truy ền độ ng c ơ b ản 1 e e Trong m ột máy ho ặc m ột t ổ h ợp máy th ườ ng g ồm 3 ph ần: - Độ ng c ơ Ti ếp xúc ngoài r - Cơ c ấu truy ền độ ng 1 - Bộ ph ận làm vi ệc ω1 ω2 Tỷ s ố truy ền: r 2 ϕ ϕ e e ω1r 2 Cơ c ấu Bộ ph ận = 7.2 vM (D ) Độ ng c ơ ω r truy ền độ ng làm vi ệc 2 1 Ti ếp xúc trong GV Huỳ nh Vinh – ĐHBK Đà Nẵ ng Lưu hà nh nộ i bô ̣ Slide 601 GV Hu ỳnh Vinh – ĐHBK Đà Nẵng Lưu hành nội bô ̣ Slide 603
2. 2. Bi ến chuy ển độ ng quay thành chuy ển độ ng tịnh ti ến và ng ượ c lại. 1. Cơ cấu bản lề 4 khâu ph ẳng a. Thanh ma sát: P24 vB C B ω (2) (3) ω3 1 v R ϕe ( ) C ω1 A D ω P13 (4) v R ϕe (1) : Khâu dẫn v= ω. R 7.3 b. Tang tời: Tỷ s ố truy ền (2) : Khâu truy ền ω P D 1 13 7.5 v= ω. R 7.4 (3) : Khâu bị d ẫn i13 = = ω3P 13 A (4) : Giá v GV Hu ỳnh Vinh – ĐHBK Đà Nẵng Lưu hành nội bô ̣ Slide 604 GV Hu ỳnh Vinh – ĐHBK Đà Nẵng Lưu hành nội bô ̣ Slide 606 2. C ơ c ấu tay quay – con tr ượ t A Thanh truy ền Tay quay §2. Các c ơ c ấu ph ẳng O B Con tr ượ t (CĐ tịnh ti ến) GV Huỳ nh Vinh – ĐHBK Đà Nẵ ng Lưu hà nh nộ i bô ̣ Slide 605 GV Hu ỳnh Vinh – ĐHBK Đà Nẵng Lưu hành nội bô ̣ Slide 607
3. 3. C ơ c ấu Culít B Tay quay O A Con tr ượ t Cần lắc O1 GV Hu ỳnh Vinh – ĐHBK Đà Nẵng Lưu hành nội bô ̣ Slide 608 GV Huỳ nh Vinh – ĐHBK Đà Nẵ ng Lưu hà nh nộ i bô ̣ Slide 610 4. C ơ c ấu bánh r ăng G1. Cho c ơ c ấu nh ư hình v ẽ , bi ết OA = a , CD = b . Tay quay OA quay đề u v ới v ận t ốc góc ω . T ại th ời điểm kh ảo sát, CD ⊥ CB , OA ⊥ OB , OAB = 60 0 . Tìm: Z răng 1. V ận t ốc c ủa C, v ận t ốc góc CD, v ận t ốc t ại trung điểm c ủa CD. Z răng 2 1 ω2 2. Gia t ốc c ủa B, gia t ốc góc AB. ω1 D C ω Z 1= 2 7.6 A ω2Z 1 60 0 ω B O GV Huỳ nh Vinh – ĐHBK Đà Nẵ ng Lưu hà nh nộ i bô ̣ Slide 609 GV Hu ỳnh Vinh – ĐHBK Đà Nẵng Lưu hành nội bô ̣ Slide 611
4. G2. Cho cơ cấu gồm vật D quay quanh tr ục DC và điểm M chuy ển G4. Cho c ơ c ấu g ồm v ật D là hình vuông c ạnh a = 48 (cm) và điểm M nh ư hình v ẽ. Bi ết chuy ển độ ng c ủa D và M đượ c cho: độ ng trên rãnh tròn bán kính R nh ư hình vẽ. Bi ết chuy ển độ ng của D và 2− 1 π ωe ()t==− ω () t 2 t 14 t (s); OMst ==r () 242sin tcm ( ) 2 2π M: ϕ ==− ϕ5tt 7 (rad); AMs == 16sin π tcmRcm ( ); = 32 . 6 e r 3 Tìm: Tìm: 1. Vận t ốc tuy ệt đố i c ủa M khi: t = 7s D D 1. Vận tốc tuy ệt đố i của M khi: t = 1/4 s 2. Gia t ốc Côriolis c ủa M khi t = 3 s. A 2. Gia tốc gia tốc Côriolis khi t = 9/4 s M (D ) M O O R (D ) ωe ϕe C C GV Huỳ nh Vinh – ĐHBK Đà Nẵ ng Lưu hà nh nộ i bô ̣ Slide 612 GV Huỳ nh Vinh – ĐHBK Đà Nẵ ng Lưu hà nh nộ i bô ̣ Slide 614 G3. Cho c ơ c ấu nh ư hình v ẽ, bi ết OA = a, OB song song v ới đườ ng l ăn G5. Cho c ơ c ấu nh ư hình v ẽ, bi ết: OA = a , CD = b , tay quay OA quay của con l ăn. Tay quay OA quay đề u v ới v ận t ốc góc ω 0 . T ại th ời điểm đề u v ới v ận t ốc ω . Tại th ời điểm kh ảo sát, OA và O 1B vuông góc v ới kh ảo sát OA vuông góc v ới AB, α = 60 0 . Con l ăn bán kính R. Tìm: AC, α = 60 o. Tìm: 1. V ận t ốc c ủa B, v ận t ốc góc AB, v ận t ốc điểm M trên con l ăn. 1. Vận t ốc góc CD, v ận t ốc trung điểm c ủa CD. 2. Gia t ốc c ủa C, gia t ốc c ủa D. 2. Gia t ốc điểm B, gia t ốc góc con l ăn. B A C A 90 0 60 0 ω ω ▲M 0 α O O1 30 0 O R B D GV Hu ỳnh Vinh – ĐHBK Đà Nẵng Lưu hành nội bô ̣ Slide 613 GV Hu ỳnh Vinh – ĐHBK Đà Nẵng Lưu hành nội bô ̣ Slide 615
5. G6. Cho cơ cấu culit chuy ển độ ng trong mặt ph ẳng th ẳng đứ ng nh ư G8. Tại th ời điểm kh ảo sát c ơ c ấu có v ị trí nh ư hình v ẽ. Bi ết: OA = a , BC = b, AB = 2a, BC vuông góc v ới AB. Tay quay OA hình vẽ, bi ết: O 1A = O 1O2 = 80 cm. Tay quay O 1A quay đề u với vận tốc quay đề u v ới v ận t ốc góc ω . góc ω, ϕ= ω t . 1. Vận t ốc c ủa B, C và v ận t ốc góc BC. 2. Gia t ốc c ủa B. 1. Vi ết ph ươ ng trình chuy ển độ ng của A trên O2B (O 2A = s(t)). 2. Tìm vận tốc góc O B khi t = 3/4s và khi t = 1s. B 2 C ϕ A 60 0 A ω O1 B ω 60 0 0 60 O O2 GV Hu ỳnh Vinh – ĐHBK Đà Nẵng Lưu hành nội bô ̣ Slide 616 GV Hu ỳnh Vinh – ĐHBK Đà Nẵng Lưu hành nội bô ̣ Slide 618 G7. Cho c ơ c ấu g ồm v ật D và điểm M nh ư hình v ẽ, t ấm tròn bán kính G9. Tấm tròn bán kính R quay đề u quanh tr ục O cố đị nh với vận tốc góc ω. Trên rãnh tròn đồ ng tâm có bán kính r = 3R/4 có điểm M chuy ển R = 18 cm. Bi ết chuy ển độ ng c ủa D và M đượ c cho: độ ng theo ph ươ ng trình: 2 3π ϕ=−3t 5( tradAM ); == sr 92cos π tcmOBa (); == 32 cm rπ3 π 2 AM= sr () t = sin t ( cm ) 3 6 1. Vận t ốc tuy ệt đố i c ủa M t ại th ời điểm t = 1/6 s. Khi t = 2s, tìm: 2. Gia t ốc Coriolis c ủa M khi t = 1/6 s. M 1. Vận t ốc tuy ệt đố i c ủa M. ω r 2. Gia t ốc Coriolis c ủa M A M A ϕ O B A O GV Huỳ nh Vinh – ĐHBK Đà Nẵ ng Lưu hà nh nộ i bô ̣ Slide 617 GV Huỳ nh Vinh – ĐHBK Đà Nẵ ng Lưu hà nh nộ i bô ̣ Slide 619
6. G10 . Cho c ơ c ấu bình hành ở v ị trí nh ư hình, bi ết: O1A = O 2B= a, G12 . Cho c ơ c ấu tay quay – con tr ượ t nh ư hình v ẽ, bi ết: CD = b, O D ⊥ BC , α = 60 0 . Tay quay O A quay đề u v ới v ận t ốc góc ω . 2 1 OA = a, AB = l > a . Tay quay OA quay đề u v ới v ận t ốc góc ω .Tìm: Tìm: 1. Vận t ốc c ủa B, v ận t ốc góc BC khi A ở v ị trí I và II. 1. Vận t ốc góc CD, v ận t ốc trung điểm của CD. 2. Gia t ốc c ủa B khi A ở v ị trí I. 2. Gia t ốc c ủa C và D D I A α ω A C B ϕ II O ω B α α O1 O2 GV Hu ỳnh Vinh – ĐHBK Đà Nẵng Lưu hành nội bô ̣ Slide 620 GV Hu ỳnh Vinh – ĐHBK Đà Nẵng Lưu hành nội bô ̣ Slide 622 G11 . Cho cơ cấu nh ư hình vẽ, tay quay OA quay quanh tr ục O cố đị nh G13 . Cho c ơ c ấu nh ư hình v ẽ. Bi ết OA quay quanh O theo quy lu ật π π t ϕ= ω t theo lu ật: ϕ = cos ( rad ) , làm cho con tr ượ t M chuy ển độ ng trên , v ận t ốc góc ω = 2 π / 3 (rad/s) , AB = l, BM = l / 3, OA = l / 2. 3 4 1. Vi ết ph ươ ng trình chuy ển độ ng của M dạng Descartes. đườ ng tròn cố đị nh bán kính r (cm) . 2. Tìm giá tr ị vận tốc và gia tốc của M khi t = 1/2 s. 1. Vi ết ph ươ ng trình chuy ển độ ng của M trên OA và trên đườ ng tròn y (O 1M = s(t)). O 2. Tìm vận tốc tuy ệt đố i của M khi t = 4/3s. A M r ϕ O x ϕ B M O1 A GV Hu ỳnh Vinh – ĐHBK Đà Nẵng Lưu hành nội bô ̣ Slide 621 GV Huỳ nh Vinh – ĐHBK Đà Nẵ ng Lưu hà nh nộ i bô ̣ Slide 623
7. G14 . Cho c ơ c ấu nh ư hình v ẽ, bi ết OA = a , AB = l . Tay quay OA quay G16. Cho c ơ c ấu Culit nh ư hình v ẽ với OK = l . Tay quay OA quay đề u đề u v ới v ận t ốc ω . Con l ăn K có bán kính trong là r, bán kính ngài là R với vận t ốc góc ω . T ại th ời điểm kh ảo sát ϕ = 30 0. Tìm: (r = 3R/4), l ăn không tr ượ t trên đườ ng n ằm ngang. T ại th ời điểm kh ảo 1. V ận t ốc c ủa B trong chuy ển độ ng trên OA, v ận t ốc BC. sát α = 30 0, OA song song v ới đườ ng l ăn c ủa con l ăn. Tìm: 2. Gia t ốc Coriolis c ủa B. 1. V ận t ốc c ủa B, v ận t ốc góc AB, v ận t ốc điểm M trên con l ăn. A 2. Gia t ốc c ủa B và gia t ốc góc con l ăn. B ω A O α ω O ϕ K α M C B GV Huỳ nh Vinh – ĐHBK Đà Nẵ ng Lưu hà nh nộ i bô ̣ Slide 624 GV Hu ỳnh Vinh – ĐHBK Đà Nẵng Lưu hành nội bô ̣ Slide 626 G15. Cho c ơ c ấu hành tinh có bán kính các bánh xe : r 1 = r 3 = 2r2 = 2r; G17 . Cho c ơ c ấu Culit nh ư hình v ẽ với OK = l . Tay quay OA quay đề u tay quay OA quay v ới v ận t ốc góc ω = const. Tìm: với vận t ốc góc ω , ϕ = ω t . B ằng ph ươ ng pháp t ọa độ Descartes. 1. V ận t ốc góc bánh xe 3. 1. Vi ết ph ươ ng trình chuy ển độ ng t ươ ng đố i c ủa B 2. V ận t ốc và gia t ốc điểm M trên vành bánh xe 3. 2. Vi ết ph ươ ng trình chuy ển độ ng theo c ủa B 3. Ph ươ ng trình chuy ển độ ng tuy ệt đố i c ủa B 4. Xác đị nh v ận t ốc c ủa B khi ϕ = 30 0. 1 A O ω 2 B B ω 3 O ϕ A K M C GV Hu ỳnh Vinh – ĐHBK Đà Nẵng Lưu hành nội bô ̣ Slide 625 GV Hu ỳnh Vinh – ĐHBK Đà Nẵng Lưu hành nội bô ̣ Slide 627