CHƯƠNG 1: C U TRÚC VÀ X P LO I CƠ C U

    1) Tính b c t do và x p lo i cơ c u ph i hơi ñ u máy xe l a trên hình 1.1a và 1.1b.

                                                                                                    9               K

                                              9           K                                     I                                       H
                                                                  H
                                  I       O2                                                G                                           8
                                                                  8                                                     7
                                  G                   7                                         6
              O1                                                          B
                                  6               2
                          D                                                                                     D               2                           B
     1                                                                3                             E
         A                                                                     1                                                                    3
                                          E                           C                         A                                               C
                                                                                   A
                                          4                   5
                                                      F                                                         D       E                               C
                  Hình 1.1a                                                            Hình 1.1a.a                      4                   5
                                                                                                                                    F
        B c t do cơ c u ñư c tính theo công th c:
    W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
       = 3 * 9 – (2 * 13 + 0) + 0 – 0 = 1
        Ch n khâu 1 là khâu d n, nhóm tĩnh ñinh ñư c tách ra bao g m 4 nhóm lo i 2 (6,9; 7,8; 2,3;
4,5) như hình 1.1a.a. ðây là cơ c u lo i 2.
Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0 + 0 + 0
                                                                             H
                                  H                        A         O2 9 10         K
                                          K                        8
                        O2 9 10                                         I
                      8                     6
                                                  M     1
                                                                  G
                  G         I     O3          F         O1
                                                              11
                                                                      L
                                                                      5
              A       11                  L           7                                                                                         6
                                                                               M
                                                                          E                                 G                               F
M                                                                                                                               7
         1                 2                          B                                                                                             5
         O1
                                              3
                                                                                                2                                                       E
                                                              4           D
                                                  C                            A                                B
                                                                                                                            C           4
                                                                                                                    3                               D
                      Hình 1.1b                                                         Hình 1.1b.b

       B c t do cơ c u ñư c tính theo công th c:
   W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
      = 3 * 11 – (2 * 16 + 0) + 0 – 0 = 1
       Ch n khâu 1 là khâu d n, nhóm tĩnh ñinh ñư c tách ra bao g m 1 nhóm lo i 2 (2,3) và 2
nhóm lo i 3 (4,5,6,7; 8,9,10,11) như hình 1.1b.b. ðây là cơ c u lo i 3.
Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0 + 0

    2) Tính b c t do và cơ c u máy d p cơ khí (hình 1.2a) và máy ép thu ñ ng (hình 1.2b)

                                                                                                            A
                      A
         1                                                                         1        A                   2
                              2                                                                                                 B
                                                                                                                                        4           5
                                      B                                       O1
    O1                                            4           5                                         3           B
                  3                                                                                                                                     C
                                                                                       O2
    O2                                                        C


              Hình 1.2a                                                                                 Hình 1.2a.a
B c t do cơ c u ñư c tính theo công th c:
   W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
      = 3 * 5 – (2 * 7 + 0) + 0 – 0 = 1
Ch n khâu 1 là khâu d n, nhóm tĩnh ñinh ñư c tách ra bao g m 2 nhóm lo i 2 (2,3; 4,5) như hình
1.2a.a. ðây là cơ c u lo i 2.
Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0

                                     C                                                                                         C                   3
                                                      3                                           D
     D
                            4                                                                                         4
     5                                                                            B               5                                                                    B
                                                                              2                                            O2                                      2
                                 O2
                                                          A                                                                                        A
       E                                                                                          E
                                                                                                                               A
                                                          O1          1
                                                                                                                               O1      1



                   Hình 1.2b                                                                                                           Hình 1.2bb

        B c t do cơ c u ñư c tính theo công th c:
   W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
      = 3 * 5 – (2 * 7 + 0) + 0 – 0 = 1
        Ch n khâu 1 là khâu d n, khi tách nhóm ta ch có 1 nhóm tĩnh ñinh lo i 3 (2,3,4,5 như hình
1.1bb. ðây là cơ c u lo i 3.
Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0

     3) Tính b c t do và x p lo i cơ c u ñ ng cơ diesel (hình 1.3a)

                                                                                                                                                       E
                                                                                      B   3
 B         3                                                                                                                               5
                                                  E                                                                             O3
                                         5                                                2                       C                                        E
               2                O3                6                                           C               4
                    C                                          F                                                                                           6
                                                      7                                                                                                                F
         4                                                                                                                                                     7
                                                                                                  A                                            A
             D          A                                                                                                              1
                   1                                                                                                      O1
  O1

                       Hình 1.3a                                                                                                   Hình 1.3b

        B c t do cơ c u ñư c tính theo công th c:
   W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
      = 3 * 7 – (2 * 10 + 0) + 0 – 0 = 1
        Ch n khâu 1 là khâu d n, khi tách nhóm ta ch có 3 nhóm tĩnh ñinh lo i 2 (2,3; 4,5; 6,7) như
hình 1.3b. ðây là cơ c u lo i 2.
    Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0 + 0

     4) Tính b c t do và x p lo i cơ c u bơm oxy (hình 1.4a)

                                     B                                                                                B            3
                                              3
                        O                                                                                 O                            C
                                                      C                                                                                                        G
                                                                         G                                            2                                5
                                 2                                     5                                                  H                    4
                                                              4                                                                                        D
                                                                      D                               A                                E
                    A
                                                      E                                                   2’
                                                                                                  K                                                6
                                     1                            6                                                                                    O
                        O                                                 O                           1
                                                                                                                  O


                                             Hình 1.4a                                                                         Hình 1.4b
3
                                                                                                              B
                                                                         B
        B c t do cơ c u ñư c tính theo công th c:
                                                                    O2               C
    W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth                                       2                    G
                                                                              1        4    5
       = 3 * 6 – (2 * 8 + 1) + 0 – 0 = 1                                                   D
                                                                      2’
        Ch n khâu 1 là khâu d n, vì có kh p lo i cao là hai                      O1 E
                                                                  A                      6
biên d ng răng ñang ti p xúc v i nhau tai A, do v y ta ph i                                 O6
thay th kh p cao thành kh p th p (hình 1.4b).
        B c t do cơ c u thay th :                                           Hình 1.4c
        W = 3 * 7 – (2 * 8 + 0) + 0 – 0 = 1
         khi tách nhóm ta có 1 nhóm tĩnh ñinh lo i 2: (2’,2) và nhóm lo i 3: (3,4,5,6) như hình 1.4c.
ðây là cơ c u lo i 3.
    Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0

    5) Tính b c t do và x p lo i cơ c u ñi u khi n n i tr c (hình 1.5a)

                                    1                                             1                                               2

                                                2                                             2                               3

                                        3                                             3
         5             4                                   5          4
                                                                                                          5           4
             Hình 1.5a                                   Hình 1.5b                            Hình 15c

        B c t do cơ c u Hình 1.5a ñư c tính theo công th c:
   W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
      = 3 * 5 – (2 * 6 + 1) + 0 – 1 = 1
        Ch n khâu 1 là khâu d n, vì có kh p lo i cao là kh p cam do v y ta ph i thay th kh p cao
thành kh p th p (hình 1.5b).
        B c t do cơ c u thay th :
        W = 3 * 5 – (2 * 7 + 0) + 0 – 0 = 1
        Khi tách nhóm ta có 2 nhóm tĩnh ñinh lo i 2: (2,3; 4,5) như hình 1.5c. ðây là cơ c u lo i 2.
        Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0

    6) Tính b c t do và x p lo i cơ c u máy d t v i dày, ñ p kh d (hình 1.6a)


                                                               O4                                    O4           4
              O4                                                              4           D                               C                C       D
                               4    C       D                                     C


                                                                      A O2            B                                       B                        6
                   1           O2       B       6                                             6    O1                                          B
        O1             A                                  O1                                                  1                       O2
                                    2                                             2                                                        2
                                                                      1
                                                                                          O6                                                       O6
                                            O6
                                                                                                     O3                       3
   O3                      3                        O3                    3


               Hình 1.6a                                            Hình 1.6b                                     Hình 1.6c

        B c t do cơ c u Hình 1.6a ñư c tính theo công th c:
   W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
       = 3 * 8 – (2 * 10 + 2) + 0 – 1 = 1
        Ch n khâu 1 là khâu d n, vì có kh p lo i cao là kh p cam và kh p bánh răng, do v y ta ph i
thay th kh p cao thành kh p th p (hình 1.6b).
        B c t do cơ c u thay th :
        W = 3 * 9 – (2 * 13 + 0) + 0 – 0 = 1
        Khi tách nhóm ta có 4 nhóm tĩnh ñinh lo i 2 như hình 1.6c. ðây là cơ c u lo i 2.
             Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0 + 0 + 0

    7) Tính b c t do và x p lo i cơ c u c t k o t ñ ng (hình 1.6a):

      B c t do cơ c u Hình 1.6a ñư c tính theo công th c:
   W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
     = 3 * 7 – (2 * 9 + 1) + 0 – 1 = 1
Ch n khâu 1 là khâu d n, vì có kh p                                                   O7
lo i cao là kh p cam (ti p xúc gi a cam 1 và
con lăn 2, do v y ta ph i thay th kh p cao                                            E                   D                              O2           A
                                                                                                              6
thành kh p th p (hình 1.6b).                                                                         4                                       2
                                                                                           5                                                                       1
         B c t do cơ c u thay th :                                                                                             O3                 O1
                                                                                                                  3
         W = 3 * 7 – (2 * 10 + 0) + 0 – 0 = 1                                         C                   B
         Khi tách nhóm ta có 3 nhóm tĩnh ñinh
lo i 2 như hình 1.6c. ðây là cơ c u lo i 2.
         Công th c c u t o cơ c u :
         1=1+0+0+0+0
                                                                                                                  Hình 1.6a
                                                                                                                                                                A
                                                                                                                                                       2
            O7                                                                                                                          O3
                                                                                                                       3                                        K
                                                                                           C                      B                      O7
E                        D                                  O2       A
                             6                                                                                                      7
                 4                                                       2K                         O7                     E
    5                                          O3
                                     3                  O1                                                    D                     5
C                        B                                               1                                        6                                                    1
                                                                                                          4                 C                     O1

                     Hình 1.6b                                                                                B                     Hình 1.6c

    8) Tính b c t do và x p lo i cơ c u máy nghi n (hình 1.8a):
                                              O5                                                                                                               O5
                                                                                               O5                                                 B
                                     B                               A                                                              2
                     2                         C                                                                                                       B
             A                                                                        B         C                                        3                          C
                                 3        4                               2                                                                                4
                                               5                                  3        4                           A                         O3
                                                                                                5                                                                  5
                                         O3
                     1                                                                    O3
        O1
                                                                             1
                                                             O1                                                                          1
                                                                                                                           O1
               Hình 1.8a                    Hình 1.8b                            Hình 1.8c
         B c t do cơ c u Hình 1.8a ñư c tính theo công th c:
   W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
       = 3 * 5 – (2 * 6 + 1) + 0 – 1 = 1
        Ch n khâu 1 là khâu d n, vì có kh p lo i cao là kh p cam (ti p xúc gi a cam 1 và con lăn 2),
do v y ta ph i thay th kh p cao thành kh p th p (do biên d ng cam t i v trí ti p xúc là ph ng nên
thay th kh p th p là kh p t nh ti n)(hình 1.8b).
        B c t do cơ c u thay th :
        W = 3 * 5 – (2 * 7 + 0) + 0 – 0 = 1
        Khi tách nhóm ta có 2 nhóm tĩnh ñinh lo i 2 như hình 1.8c. ðây là cơ c u lo i 2.
        Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0

    9) Tính b c t do và x p lo i cơ c u phanh má (hình 1.9a)

                                                                                                                  B             2            D
             B                           2         D                  B                              D            3                                    D
                                                                                           2
                                                                 5       3
    5                3           4                                                         4                          O3
            O3                                                                   O3                                        5
        A                                               1        A                                        1                                                    1
            O5                                                       O5                                                A                      4
                                                       O1                                                O1                             O4                 O1
                                                                                                                       O5

        Hình 1.9a                                                Hình 1.9b                                                          Hình 1.9c

       B c t do cơ c u Hình 1.9a ñư c tính theo công th c:
    W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
      = 3 * 5 – (2 * 6 + 2) + 0 – 0 = 1
Ch n khâu 1 là khâu d n, vì có kh p lo i cao là kh p cam (ti p xúc gi a cam 3 và khâu 4 và
5), do v y ta ph i thay th kh p cao thành kh p th p (do biên d ng cam t i v trí ti p xúc là ph ng nên
thay th kh p th p là kh p t nh ti n)(hình 1.9b).
        B c t do cơ c u thay th :
        W = 3 * 7 – (2 * 10 + 0) + 0 – 0 = 1
        Khi tách nhóm ta có 3 nhóm tĩnh ñinh lo i 2 như hình 1.9c. ðây là cơ c u lo i 2.
        Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0 + 0

    10) Tính b c t do và x p lo i cơ c u v                                       ñư ng th ng Lipkin v i các chi u dài AD = AE,
        BD=DC=CE=EB, AF = FB (hình 1.11a)
              C
                          6               D                                            C                   D
                                                                                                   6
               7                  5                                                        7           5
                  E                                                                        E
                           4                                                       B
                                          B                                                        4
                                                  3                                                            B
                                                                                                                   3               A
                              1                                              1
                                                                                                       2
                                      F       2           A                        F                               A


                                  Hình 1.10a                                                       Hình 1.10b

        B c t do cơ c u Hình 1.10a ñư c tính theo công th c:
    W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
       = 3 * 7 – (2 * 10 + 0) + 0 – 0 = 1
        Ch n khâu 1 là khâu d n, vì có chu i ñ ng kín BDCE nên khi tách nhóm ta có 1 nhóm tĩnh
ñ nh lo i 4 như hình 1.10b. ðây là cơ c u lo i 4
        Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0

    11) Tính b c t do và x p lo i cơ c u chuy n ñ ng theo qu ñ o cho trư c (hình 1.11a)


                                                                                                                       G
                          G                                                  G
                                                          5                                    5                                       C       5
                                                                                                                   2 E
                                                                                                           B
                       A                                                   A                                               3
        1
                                                  F               1                    4 F                                     D       4 F
                                                          C                                    C                                           C
                   2                                                   2 E
    B                                                 4       B
                          D                                                  3                                           A
               3                                                                                               1
                                                                               D
                      E
            Hình 1.11a                                                Hình 1.11b                                       Hình 1.11c

        B c t do cơ c u Hình 1.11a ñư c tính theo công th c:
   W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
      = 3 * 5 – (2 * 5 + 2) + 0 – 2 = 1
        Ch n khâu 1 là khâu d n, vì có kh p lo i cao ch ti p xúc c a hai con lăn 3 và 4 v i giá và
khâu 5 nên ta ph i thay th kh p cao thành kh p th p như hình 1.11b. B c t do cơ c u thay th :
W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth = 3 * 5 – (2 * 7 + 0) + 0 – 0 = 1
        Khi tách nhóm ta có 2 nhóm tĩnh ñ nh lo i 2 như hình 1.11c. ðây là cơ c u lo i 2
        Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0

   12) Tính b c t do và x p lo i cơ c u nâng thùng h t gi ng (hình 1.12a) và cơ c u nh c lư i cày
       c a máy nông nghi p (hình 1.12b)
   a) Xét hình 1.12a:
       B c t do cơ c u Hình 1.12a ñư c tính theo công th c:
   W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
     = 3 * 5 – (2 * 7 + 0) + 0 – 0 = 1
Ch n khâu 1 là khâu d n, tách nhóm ta có 2 nhóm tĩnh ñ nh lo i 2 (2,3; 4,5) như hình 1.12aa.
ðây là cơ c u lo i 2
        Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0
                                                                                                                                          O5
                                                                                                         O3
                                                                                                                          3
                                                   O5                                                            2
                                                                                                                                                   5
                           O3                                       5                                                         B
                                                                                                         A                                4
                                                        4                                       O1                                                 D
    O1                                3                                 D                                                                 C
                                                                                                             1
                1                                   C
                              2            B
                     A

                                  Hình 1.12a                                                                             Hình 1.12aa

    b) Xét hình 1.12b:
                                                                                                                                                   O7
                                                                                                                                  B
                              B                                                                                                                    7               G
                                                        O7                                                                   2
                     1         A                                                        1                        C
                                                                                                     A                            3
                                                        7                   G                                                                 D
                      2                                                                                                      O3
            C
                                  3                                                                                          D                                 6
                    O3                         D
                                                                                                                                                   F
                                                                                                                     4
                                      4                              6
                                                                                        O5                               E            F
       O5                                  E                F                                            5
                          5




                    H nh 1.12b                                                                                           Hình 1.12bb

        B c t do cơ c u Hình 1.13b ñư c tính theo công th c:
   W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
      = 3 * 7 – (2 * 10 + 0) + 0 – 0 = 1
        Ch n khâu 1 là khâu d n, tách nhóm ta có 3 nhóm tĩnh ñ nh lo i 2 (2,3; 4,5; 6,7) như hình
1.12bb. ðây là cơ c u lo i 2
        Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0 + 0

    13) Tính b c t do và x p lo i cơ c u trong máy tính : c ng (hình 1.13a) và nhân (hình 1.13b)
    a) Xét hình 1.13a:


                                      D                 5                                                                             D

                          3 C                                   B                                                                                      5
                                                                                                     B
            E                              4
       6                                                                            E                                             3 C                      B
                                                        1                                        1
                                                                    x1




                                                                                                                     E                         4
                                      x3




                2                                                                                            6
                    x2




                                                                                    2
                                                A                                           A
       F                                                                        F
                     a1                    a2

                    Hình 1.13.a                                                                                      Hình 1.13aa
       x1 a 2 + x 2 a1
x3 =
          a1 + a 2
                                  x1 + x 2
Khi a1 = a2 thì          x3 =
                                     2
       B c t do cơ c u Hình 1.14a ñư c tính theo công th c:
    W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
= 3 * 6 – (2 * 8 + 0) + 0 – 0 = 2
        Ch ng t cơ c u co 2 khâu d n, Ch n khâu 1 và 2 là khâu d n, tách nhóm ta có 1 nhóm tĩnh
ñ nh lo i 3 (3, 4, 5, 6) như hình 1.13aa. ðây là cơ c u lo i 3
        Công th c c u t o cơ c u : 2 = 2 + 0
    b) Xét hình 1.14b:

         5
                                                            5




                                      z
                                      x
                      3       4
                                                                      3       4
    6        y




                                      x
                          2                             6
                                                                          2
                                                                1
                      h           1

                 Hình 1.13b                                     Hình 1.13bb
    xy
z=
   h− y
                      y
hi khâu 2 c ñ nh:         = const = t , do v y z = tx
                     h− y
        B c t do cơ c u Hình 1.13b ñư c tính theo công th c:
    W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
       = 3 * 6 – (2 * 8 + 0) + 0 – 0 = 2
        Ch ng t cơ c u co 2 khâu d n, Ch n khâu 1 và 6 là khâu d n, tách nhóm ta có 1 nhóm tĩnh
ñ nh lo i 3 (2, 3, 4, 5) như hình 1.13bb. ðây là cơ c u lo i 3
        Công th c c u t o cơ c u : 2 = 2 + 0
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ð NG H C CƠ C U PH NG LO I 2

      1) Xác ñ nh v n t c và gia t c c a dao bào E trong cơ c u máy bào x c (hình 2.1a) khi tay quay
            1 quay ñ u v i v n t c góc           ω1 = 10s −1      t i v trí   ϕ1 = 45 o . Cho bi          t kích thư c các khâu c a
            cơ c u:      l AB = l ED = 0,2m ; l AC = lCD = 0,3m ; a = 0,35m.
                          a                                                                                 e5≡e4
                                          ak                 B                               d3≡d4
                                                       2
                                          ω3           1
                 E                   C                       ϕ1                                      p
                              3
                 4
            5                                      A       ω1
                     D
                                                                                                                          b1≡b2
                                                                                                                    b3
                         Hình 2.1a                                                   Hình 2.1b

        B1 ≡ B2 ≡ B3, khâu 1 n i v i khâu 2 b ng kh p
quay, khâu 2 n i v i khâu 3 b ng kh p trư t                                                          b3
   V B1 = V B2 ≠ VB3                                                                                                 π
                                                                                         k                                     d3 ≡d4
Giá tr : V B = V B = ω1.l AB = 10.0,2 = 2m / s , có                                                   n
               1     2                                                                               b3                          n
phương vuông góc v i khâu AB, chi u theo chi u v n t c                                                                          e4
góc khâu 1.                                                                                                          e4 ≡ e5
      V B3 = VB 2 + VB3 B2                             (1)                                   b1≡b2

                                                                                                          Hình 2.1c
            Trong phương trình (1),        V B3 vuông góc v i BC,
V B3 B 2 có phương song song v i BC.
                                         VB2
Ch n t l xích ñ v :               µV =         (m / s / mm) . Ho ñ v n t c ñư c v như                        hình 2.1b.
                                         pb2
ðo giá tr véc tơ (         pb3 ) bi u di n v n t c ñi m B3 và nhân v i t l xích ta thu ñư c giá tr th c v n
t c ñi m B3.
             V B3             pb3
     ω3 =            = µV .
             l BC             l BC
     V B3 l
Vì       = BC , t ñó suy ra v n t c c a ñi m D
     V D3 lCD
E4 ≡ E5 và khâu 4 n i v i khâu 5 b ng kh p quay:
                     V E5 = VE 4 = VD 4 + VE 4 D4                                  (2)

            Trong phương trình này:            V E 4 có phương th ng ñ ng. V E 4 D4 có phương vuông góc v i
DE. Ho ñ ñư c v như hình 2.1b.
       Ta ño ño n pe5 và nhân v i t l xích ñã ch n s có giá tr v n t c khâu 5, chi u ñi lên.
Tương t ta cũng xác ñ nh ñư c gia t c:
a B1 = a B2 = ω1 l AB = 100.0,2 = 20m / s 2 có chi u hư ng t B ñi vào A
               2


a B3 = a B2 + a B3 B2 + a k

M t khác        a B3 = a B C + aτ C , do v y
                         n
                                B3
                           3

                     a B3 = a B C + aτ C = a B 2 + a B3 B 2 + a k
                              n
                                     B3
                                                                                                (3)
                                3
Trong phương trình (3) :
  n      2
a B C = ω3 .l AB ; ñã xác ñ nh v giá tr có phương chi u hư ng t B ñi vào C.
    3


aτ C = ε 3 .l AB = ? ; phương vuông góc v i BC.
 B3


a k = 2ω 2 .V B3 B2 = 2ω3 .µV b2 b3 ; Phương chi u l y theo chi u V B3 B 2 quay ñi m t góc 900 theo

chi u   ω3 .
a B3 B 2 = ? , phương song song v i BC.
                                                                                  a B2
Phương trình (3) ch t n t i 2 n s , ch n t l xích ho ñ gia t c:            µa =               (m / s 2 / mm) .
                                                                                  πb2
Cách gi i ñư c trình bày trên hình 2.1c
Các giá tr ñư c ño tr c ti p trên các véc tơ bi u di n tương ng sau ñó nhân v i t l xích ñã ch n.
Xác ñ nh gia t c góc khâu 3:
          b n b3
ε 3 = µa 3
           l BC
Xác ñ nh gia t c ñi m D3 cũng b ng phương pháp ñ ng d ng

a E 4 = a D 4 + a E D + aτ D
                  n
                         E4 4
                                           (4)
                    4 4
Cách lý lu n cũng tương tư. Cách gi i trình bày trên hình 2.1c
                                                              0
    2) Tính v n t c và gia t c ñi m D2 (∠ DBC = 120 ) trên con trư t 2 c a cơ c u cu lít t i v trí
       ϕ1=900. Tay quay AB quay ñ u v i v n t c góc ω1 = 20s-1. Cho bi t kích thư c các khâu c a
       cơ c u: lAB = lBD = 0,5lBC = 0,2m.

            ϕ1                         p
                                                              d2
                     1        2                        b3                                    b3
    A                     B        D
           ω1   ε3                                           d2n                                             π
                     3        ak                                     b1 ≡ b2                             n
                                                                                                       b3
                     ω3                      b1 ≡ b2                              k
            C
                                            d2
    Hình 2.2a                                    Hình 2.2b                            Hình 2.2c

        S tương quan kích thư c ñã cho ta th y r ng tam giác ABC là n a tam giác ñ u,
(∠ABC=600) BD thu c khâu 2. ð xác ñ nh v n t c ñi m D, trư c tiên ta ph i bi t v n t c ñi m B2 và
v n t c góc khâu 2, sau áp d ng ñ nh lý h p v n t c s thu ñư c v n t c ñi m D. Khâu 2 trư t trong
khâu 3 và quay theo khâu 3 cho nên t c ñ góc khâu 2 cũng chính là t c ñ góc khâu 3.
B1 ≡ B2 ≡ B3, khâu 1 n i v i khâu 2 b ng kh p quay, khâu 2 n i v i khâu 3 b ng kh p trư t
           V B1 = V B2 ≠ VB3
Giá tr :   V B1 = V B 2 = ω1.l AB = 20.0,2 = 4m / s , có phương vuông góc v i khâu AB, chi u theo
chi u v n t c góc khâu 1.
                          V B3 = V B 2 + V B3 B 2                  (1)

Trong phương trình (1),       V B3 vuông góc v i BC, V B3 B2 có phương song song v i BC
Trong trư ng h p ñ c bi t này ta không c n ch n t l xích. Ho ñ v n t c ñư c v như hình 2.2b.
Tam giác pb2b3 ñ ng d ng v i tam giác BCA, ta tính ñư c v n t c ñi m b3: V B = V B / 2 = 2m / s .
                                                                                         3         2
V B3        2
T c ñ góc khâu 3 và khâu 2:      ω 2 = ω3 =           =       = 5rad / s . Chi u ñư c xác ñ nh như hình v
                                               l BC       0,4
               V D2 = V B 2 + VD2 B2         (2)

Trong phương trình (2) ta ñã bi t v n t c ñi m B2 ,       VD2 B2 = ω 2 .l BD = 5.0,2 = 1m / s .
Chi u hư ng t trên xu ng theo chi u ω2 và vuông góc v i BD. Ho ñ ñư c v ti p như                  hình 2.2b.
Giá tr v n t c ñi m D ñư c tính:

                       VD 2 = V B 2 + V D2 B2 = 4 + 1 = 5m / s
Tương t ta cũng tính ñư c gia t c ñi m D2:
           a B1 = a B 2 ≠ a B3

          a B1 = a B2 = ω1 .l AB = 400.0,2 = 80m / s 2
                         2


             a B3 = a B 2 + a B3 B 2 + a k

              a B3 = a B C + aτ C
                       n
                              B3
                         3

              a B2 + a B3 B2 + a k = a B C + aτ C
                                       n
                                              B3
                                                                      (2)
                                         3
Trong phương trình trên (2) Ta có ñư c:
a B 2 : ðã xác ñ nh; a B3 B 2 : Giá tr chưa bi t, phương song song v i BC.

a k = 2ω3 .V B3 B 2 = 2.5.2 3 = 20 3m / s 2

a B C = ω3 .l BC = 25.0,4 = 10m / s 2
  n      2
    3


aτ C = ε 3 .l BC = ? , có phương vuông góc v i BC.
 B3
Phương trình (2) t n t i 2 n s , Ho ñ gia t c ñư c v như              hình 2.1c
Gia t c góc khâu 2 và khâu 3 ñư c tính như sau:
               aτ C
                 B
     ε 2 = ε3 = 3
                l BC
                      n
                      aB                 
 τ                                ak    
a B C =  a B2 − (       3
                             +          ) sin 60 o + a B tg 60 o
                                                       n
                           o          o 
   3
                   cos 60      sin 60                  3
                                        
                           3
        = (80 − 5 − 40)      + 10 3 = 47,63m / s 2
                          2
                aτ C 47,63
                  B
    ε 2 = ε3 = 3 =                = 119,075rad / s 2
                 l BC       0,4

  a D 2 = a B 2 + a D B + aτ B
                    n
                           D2 2
                                                           (3)
                      2 2
Trong phương trình (3) Ta ñã bi t:

a D B = ω 2 .l BD = 25.0,2 = 5m / s 2
  n       2
    2 2


aτ B = ε 2 .l BD = 119,075.0,2 = 28,815m / s 2
 D2
Ho ñ gia t c ñư c v trên hình 2,2c
Giá tr gia t c ñi m D ñư c tính:             a D2 =      (80 + 5)2 + 28,815 2    = 88,27 m / s 2

        3) Tính v n t c và gia t c khâu 3 c a cơ c u tính tang m t góc, n u tay quay AB quay ñ u v i
                              -1                  o
            v n t c góc ω= 10s , t i v trí ϕ1 = 60 . Cho trư c h = 0,05m (hình 2.3a).
          B
                    ak                                                 b3, b2
      2                                                    p
                           ϕ1
          3       1
                                                                                      k
      C                                    A                                   π
                          h                           b1
                                                                     b2, b3
                                                                                                   b1
                      Hình 2.3a                         Hình 2.3b                          Hình 2.3c

          Vì khâu 3 chuy n ñ ng t nh ti n, cho nên m i ñi m trên khâu 3 ñ u có v n t c và gia t c như
  nhau. Chúng ta ñi xác ñ nh v n t c và gia t c ñi m B3 .
  B1 ≡ B2 ≡ B3 . Khâu 1 n i v i khâu2 b ng kh p t nh ti n, khâu 2 n i v i khâu 3 b ng kh p quay:
                                V B1 ≠ VB 2 = V B3
                                                            3             3
                                  V B1 = ω1.l AB = 2          .0,05.10 =    = 0,577 m / s
                                                           3             3
                                V B 2 = V B1 + V B 2 B1                              (1)
                          //BC           //AB
             Phương trình ch t n t i hai n s là giá tr v n t c ñi m B2 và v n t c tương ñ i gi a 2 ñi m B1 và
  B2. Ho ñ véc tơ v n t c ñư c v như hình 2.3b.
                                                                          3
             V n t c ñi m B2 ñư c tính như sau:       V B 2 = 2VB 2         = 0,67 m / s. chi   u ñư c xác ñ nh như trên
                                                                         3
  ho ñ v n t c (hình 2.3b).
  Tương t gia t c ta cũng có:                  a B1 ≠ a B 2 = a B3

          2                           3             3
  a B1 = ω1 .l AB = 100.2               .0,05 = 10    m / s2
                                     3             3
  a B 2 = a B1 + a B 2 B1 + a k
  //BC                  // AB
                                           3        3
  a k : có giá tr là 2.ω1.VB 2 B1 = 2.10.     = 10    m / s2 .
                                          6        3
                                                                 o
             Phương chi u theo chi u c a V B B quay ñi m t góc 90 theo chi u ω1 . Ho ñ gia t c
                                             2 1
  ñư c v như            hình 2.3c. Giá tr gia t c khâu 3 ñư c tính:
                                         3          3 3
               a B 2 = a B3 = 2 a k        = 2.10.   .  = 6,7 m / s 2
                                        3          3 3
          4) Tính v n t c và gia t c ñi m C (hình 2.4a), v n t c góc và gia t c góc c a các khâu 2 và 3
             trong cơ c u 4 khâu b n l t i v trí ∠ABC = ∠BCD = 90o , n u tay quay AB quay ñ u v i v n
             t c góc ω1= 20s-1. Cho trư c kích thư c c a các khâu 4lAB = lBC = lCD = 0,4m.

                                                                                    π
 B               ω2
                              C                                                             c2,c3
  1             2
                                                               b1, b2, c2,c3
A         ω1             3
                                ω3         p
                              D                                                            b1, b2

  Hình 2.4a                                        Hình 2.4b                                  Hình 2.4c
B1 ≡ B2. Khâu 1 n i v i khâu 2 b ng kh p quay:
                        V B1 = VB 2
                         V B1 = ω1.l AB = 20.0,1 = 2m / s
Tương t : C2 ≡ C3 và     VC 2 = VC 3
                        VC 2 = V B2 + VC 2 B 2                              (1)
                         ⊥CD              ⊥BC

         Phương trình ch t n t i hai n s là giá tr v n t c ñi m C2 và v n t c tương ñ i gi a 2 ñi m C2
và B2. Ho ñ véc tơ v n t c ñư c v như hình 2.3b.
         T ho ñ ta th y răng v n t c ñi m C và v n t c ñi m B thu c khâu 2 là b ng nhau, do v y khâu 2
chuy n ñ ng t nh ti n t c th i: ω2 = 0.
         V n t c góc khâu 3:
                                   VC 3        2
                            ω3 =          =       = 5rad / s
                                lCD           0,4
         Chi u ñư c xác ñ nh theo chi u VC3 như hình v .
         Xác ñ nh gia t c:
                           a B1 = a B2

                           a B1 = ω1 .l AB = 400.0,1 = 40m / s 2
                                   2


                    aC 2 = aC 3 = aC D + aτ D = a B 2 + aC B + aτ B
                                   n
                                          C3
                                                         n
                                                                C2 2
                                                                                     (2)
                                     3                     2 2
         Trên phương trình 2:
 n
aC D : Có giá tr b ng: ω23 . lCD = 25 . 0,4 = 10m/s2
   3

aτ D : Giá tr chưa bi t, có phương vuông góc v i CD
 C3
 n
aC B : có giá tr b ng 0 vì ω2 = 0.
   2 2

aτ B : Giá tr chưa bi t, có phương vuông góc v i BC.
 C2 2
        Phương trình ch còn t n t i 2 n s là giá tr c a 2 gia t c ti p. Cách gi i ñư c trình bày trên
hình 2.4c.
        Gia t c ði m C bây gi ch t n t i gia t c pháp có chi u hư ng t C ñi vào D và có giá tr là
10m/s2. Gia t c ti p b ng 0.

         Gia t c ti p trong chuy n ñ ng tương ñ i gi a ñi m C2 ñ i v i ñi m B2 là            aτ B ñư c bi u
                                                                                              C2 2
di n b i véc tơ    b2 c 2 có giá tr là : 40 – 10 = 30m/s2.
                                                                        2
         Gia t c góc khâu2 ñư c xác ñ nh: ε2 = 30 / 0,4 = 75rad/s . chi u xác ñ nh như trên hình v .

    5) Tính v n t c và gia t c ñi m C và v n t c góc và gia t c góc c a thanh truy n 2 trong cơ c u
       tay quay con trư t (hình 1.5a) khi tay quay và thanh truy n th ng hàng. Bi t tay quay AB
       quay ñ u v i v n toccs góc ω1 = 20s-1 và kích thư c các khâu : 2lAB = lBC = 0,2m.


                                                       p       c2, c3
                    B             ω2              C
     A                                        3
               1              2                                              c2n, c2, c3
              ω1                                                                                       π
                                                                                           b1, b2
                                                              b1, b2


                  Hình 2.5a                       Hình 2.5b                                Hình 2.5c
B1 ≡ B2 . Khâu 1 n i v i khâu 2 b ng kh p quay:
                             V B1 = VB 2
                             V B1 = ω1.l AB = 20.0,1 = 2m / s
Tương t : C2 ≡ C3 và         VC 2 = VC 3
                             VC 2 = V B2 + VC 2 B 2                               (1)
                             //AC                ⊥BC

         Phương trình ch t n t i hai n s là giá tr v n t c ñi m C2 và v n t c tương ñ i gi a 2 ñi m C2
và B2. Ho ñ véc tơ v n t c ñư c v như hình 2.5b.
         T ho ñ ta th y răng v n t c ñi m C b ng 0, v n t c ñi m B và v n t c tương ñ i gi a ñi m C ñ i v i
ñi m B là b ng nhau v giá tr và ngư c chi u nhau. V n t c góc khâu 2 ñư c tính:
                VC2 B2            2
         ω2 =                =       = 10rad / s
                  lBC            0,2
         Chi u xác ñ nh như hình v (hình 2.5a)
         Xác ñ nh gia t c:
                                 a B1 = a B2

                                 a B1 = ω1 .l AB = 400.0,1 = 40m / s 2
                                         2


                       aC2 = aC3 = aB2 + aC B + aτ B
                                          n
                                                 C2 2
                                                                                    (2)
                                            2 2
         Trên phương trình 2:
 n
aC B : có giá tr b ng:            ω2 .lBC = 100.0,2 = 20m / s 2
                                   2
   2 2

aτ B : Giá tr chưa bi t, có phương vuông góc v i BC.
 C2 2
a     : có phương song song v i AC, giá tr chưa bi t.
 C2
        Phương trình ch còn t n t i 2 n s là giá tr c a gia t c ti p tương ñ i và gia t c tuy t ñ i
ñi m C . Cách gi i ñư c trình bày trên hình 2.5c.
                                                                            2
        Gia t c ði m C có chi u như hình v và có giá tr b ng 40 + 20 = 60m/s .

         Gia t c ti p trong chuy n ñ ng tương ñ i gi a ñi m C2 ñ i v i ñi m B2 là                   aτ B ñư c bi u
                                                                                                     C2 2
                   n
di n b i véc tơ   c2 c2 có giá tr là 0, do v y gia t c góc khâu 2 b ng 0
      6) Tính v n t c và gia t c ñi m D trên khâu 2 c a cơ c u tay quay con trư t (hình 2.6a) t i v trí
                                       o                                                    -1
         các góc ∠CAB = ∠CDB = 90 . Bi t tay quay AB quay ñ u v i v n t c góc ω1 = 20s và kích
         thư c các khâu lAB =lCD = 0,5lBC = 0,1m.

        B                               D                                               π,d2           c2,c3
                         2
         1                                          p               b1,b2,c2,c3
                                            C
        A
                  ω1                3                                                          b1,b2
                Hình 2.6a                               Hình 2.6b                       Hình 2.6c

B1 ≡ B2 . Khâu 1 n i v i khâu 2 b ng kh p quay:
                  V B1 = VB 2 và                V B1 = ω1.l AB = 20.0,1 = 2m / s
Tương t : C2 ≡ C3 và         VC 2 = VC3
                             VC 2 = V B2 + VC 2 B 2                               (1)
                             //AC                ⊥BC
Phương trình ch t n t i hai n s là giá tr v n t c ñi m C2 và v n t c tương ñ i gi a 2 ñi m C2
và B2. Ho ñ véc tơ v n t c ñư c v như hình 2.6b.
         T ho ñ ta nh n th y r ng v n t c t i ñi m B và ñi m C thu c khâu 2 ñ u b ng nhau, khâu 2 chuy n
ñ ng t nh ti n t c th i, m i ñi m trên khâu 2 ñ u có v n t c như nhau v i giá tr b ng 2m/s, ω2 = 0.
         VB1 = VB2 = VC2 = VC3 = VD2
         Xác ñ nh gia t c:
                             a B1 = a B2

                              a B1 = ω1 .l AB = 400.0,1 = 40m / s 2
                                      2

         Chi u hư ng t B ñi vào A

                    aC2 = aC3 = aB2 + aC B + aτ B
                                       n
                                              C2 2
                                                                            (2)
                                         2 2
         Trên phương trình 2:
 n                      2
aC B : có giá tr b ng: ω2 .l BC = 0
   2 2

aτ B : Giá tr chưa bi t, có phương vuông góc v i BC.
 C2 2
a     : có phương song song v i AC, giá tr chưa bi t.
 C2
        Phương trình ch còn t n t i 2 n s là giá tr c a gia t c ti p tương ñ i và gia t c tuy t ñ i
ñi m C. Cách gi i ñư c trình bày trên hình 2.6c.
        Áp d ng ñ nh lý ñ ng d ng thu n: Hình n i các mút véc tơ bi u di n gia t c tuy t ñ i thì ñ ng
d ng thu n v i hình n i các ñi m tương ng trên cùng m t khâu. Ta tìm ñư c ñi m d2 tương ng v i
ñi m D2 trên khâu 2, ñó chính là c c ho ñ gia t c. Gia t c ñi m D b ng 0.

      7) Tính v n t c góc và gia t c góc c a các khâu trong cơ c u culít (hình 2.7) v trí góc ∠BAC =
            o
         90 , n u tay quay AB quay ñ u v i v n t c góc ω1 = 10rad/s và kích thư c các khâu là
         lAB=lAC=0,2m.
                                                                      b1            π
           A     1           B              p
                            2
         ω1       3                                                  b3n
                          ak
                    ε3                                 b2,b3
                  ω3                          b1                            k             b2,b3
           C
               Hình 2.7a                           Hình 2.7b                      Hình 2.7c

B1 ≡ B2 ≡ B3 . Khâu 1 n i v i khâu2 b ng kh p t nh ti n, khâu 2 n i v i khâu 3 b ng kh p quay:
       V B1 ≠ VB 2 = V B3        và   VB1 = ω1.l AB = 10.0,2 = 2m / s
       V B 2 = V B1 + V B 2 B1                       (1)
      ⊥BC            //AB
Phương trình (2) t n t i 2 n s . Cách gi i ñư c trình bày trên ho ñ v n t c (hình 2.7b).
V n t c ñi m B2 và B3 ñư c xác ñ nh theo ho ñ :
         VB2 = VB1 2 = 2 2m / s
                 VB3         2 2
          ω3 =          =         = 10 s −1
                 l BC       0,2 2
Như v y: ω1 = ω2 = ω3 = 10rad/s, chi u xác ñ nh như hình v .
Tương t gia t c ta cũng có:           a B1 ≠ a B 2 = a B3

        a B1 = ω1 .l AB = 100.0,2 = 20m / s 2 có chi u hư ng t B ñi vào A.
                2


        aB2 = aB1 + a B2 B1 + ak = aB C + aτ C
                                    n
                                           B3
                                                                      (2)
                                      3
Trong phương trình trên (2) Ta có ñư c:
a B1 : ðã xác ñ nh; aB2 B1 : Giá tr chưa bi t, phương song song v i BC.

ak = 2ω1.VB2 B1 = 2.10.2 = 40m / s 2 , chi u l y theo chi u VB2B1 quay ñi m t góc 90o theo chi u
ω1 (hình 2.7a).

a B C = ω3 .l BC = 10.0,2 2 = 20 2m / s 2
  n      2
    3


aτ C = ε 3 .l BC = ? , có phương vuông góc v i BC.
 B3
Phương trình ch còn t n t i 2 n s . Cách gi i ñư c trình bày trên hình 2.7c.
                                                                n
T hình v ta tính ñư c gia t c ti p c a ñi m B3 , bi u di n b i b3 b3 :

aτ C = 20 2m / s 2
 B 3

                                    20 2
Gia t c góc khâu 3:       ε3 =            = 100rad / s 2
                                    0,2 2
Do khâu 1 quay ñ u và t c ñ góc khâu 2 luôn b ng khâu 3 cho nên: ε1 = ε2 = 0.

       8) Tìm v n t c góc l n nh t c a culits 2 (hình 2.8a) qua v n t c góc ω1 c a tay quay 1 cho trư c
             ng v i ba trư ng h p:
       a) lAB = 0,075m; lAC = 0,3m
       b) lAB = 0,075m; lAC = 0,225m
       c) lAB = 0,075m; lAC = 0,150m
                                             p
                     B                                      c2
             1             2                        α
                       α               C                          A
                                         3                                   B            C
         A ω                                             b ,b
               1                                             1    2

                        Hình 2.8a                          Hình 2.8b         Hình 2.8c

 B1 ≡ B2 . Khâu 1 n i v i khâu 2 b ng kh p quay:
              VB1 = VB2        và     VB1 = ω1.l AB
Ch n B2 làm c c ta vi t ñư c phương trình véc tơ tính v n t c ñi m C2.
              VC2 = VB2 + VC2 B2                           (1)
            //BC           ⊥BC
       Phương trình trên ch t n t i 2 n s giá tr . Ho ñ v n t c ñư c v như hình 2.8b.
       G i α là góc h p b i phương v n t c ñi m B v i phương c a khâu BC. T c ñ góc c a khâu 2
       ñư c tính :
                       VC2 B2            sin α
               ω2 =             = VB2                       (2)
                        l BC              lBC
       Trong ñ ng th c (2), mu n v n t c góc khâu 2 ñ t c c ñ i thì sinα = 1 và lBC bé nh t.
       Khi ñó α = 90o và A, B, C th ng hàng (hình 2.8c)
                        ω1.l AB        0,075      ω
       a)   ω2 max =                  = ω1      = 1
                   l AC − l AB      0,3 − 0,075 3
                      ω1.l AB           0,075       ω
       b) ω2 max =             = ω1               = 1
                   l AC − l AB      0,225 − 0,075 2
                      ω1.l AB           0,075
       c) ω2 max =             = ω1               = ω1
                   l AC − l AB      0,150 − 0,075
9) Tính v n t c ñi m D trên khâu 3 c a cơ c u xy lanh quay (hình 2.9a và 2.9b) t i v trí các góc
      ∠BAC=∠BCD = 90o, n u tay quay AB quay ñ u v i v n t c góc ω1 = 20rad/s và kích thư c các
      khâu là lAB = lCD = 0,1m, lAC = 0,173m.
      a) Xét hình 2.9a:

                                                                                                          b1,b2
             B                                       D                      p                   α
                      α                 2                        VD
             1                                                                                c2
                                                         3
                 A       ω1                          C
                               Hình 2.9a

     Ta th y r ng ñi m D thu c khâu 3, khâu 3 ñang quay quanh C. Khâu 3 quay theo khâu 2 do ñó
 t c ñ góc khâu 2 và khâu 3 là như nhau. ð tính ñư c v n t c ñi m D chúng ta ch c n xác ñ nh
 ñư c v n t c góc khâu 3 thì v n ñ coi như ñư c gi i quy t xong.
     B1 ≡ B2 . Khâu 1 n i v i khâu 2 b ng kh p quay:
             VB1 = VB2              và      VB1 = ω1.l AB = 20.0,1 = 2m / s
 Ch n B2 làm c c ta vi t ñư c phương trình véc tơ tính v n t c ñi m C2.
             VC2 = VB2 + VC2 B2                                                 (1)
           //BC            ⊥BC
      Phương trình trên ch t n t i 2 n s giá tr . Ho ñ v n t c ñư c v như hình 2.a1.
      G i α là góc h p b i phương AB v i phương c a khâu BC. T c ñ góc c a khâu 2 ñư c tính :
                             VC2 B2             cos α        0,1
              ω2 =                      = VB2         =2 2           = 6,2rad / s
                              lBC                lBC    0,1 + 0,1732
      V n t c ñi m D ñư c tính như sau:
      VD3 = ω3.lCD = 6,2.0,1 = 0,62m / s
      Chi u ñư c xác ñ nh theo chi u ω3 như hình 2.9a.
      b) Xét hình 2.9b:
                         2
                                                         D                                 b3
             B
                         α                                       VD
              1                                                                           α                       b1,b2
                                                             3
                  A       ω1                         C                                p
                               Hình 2.9b                                                      Hình 2.9b1

      Tương t ta cũng tính ñư c v n t c góc khâu 3 thông qua phương trình véc tơ:
                          VB3 = VB2 + VB3 B2                          (2)
                  ⊥BC           //BC
             Ho ñ v n t c cũng gi ng như trư ng h p trên (hình 2.9b1)
      Giá tr v n t c ñi m D và phương chi u cùng k t qu như trên.

      10) Tính v n t c và gia t c c a ñi m F trên cơ c u sàng t i l c (hình 2.10a) n u tay quay AB
          quay ñ u v i v n t c góc ω1 = 20rad/s t i v trí AB và CE th ng ñ ng. BC n m ngang. Cho
          trư c kích thư c các khâu: lAB = lCE = lDE = lBC/3 = 0,5lDF = 0,1m.

                                                                                                      π                   π      f4,f5
 B                                          C                                                                             ,
                     2                                                                                        c2,c3
  1                                                                                                                           e3,e4
                                    3                             e4,f4,f5            b1,b2,c2,c3
A       ω1
                                E                        p
                                                 4
                                                         F
                                                                                                            b1, b2            c2,c3
                               D                         5
                         Hình 2.10a                                   Hình 2.10b                   Hình 2.10c1        Hình 2.10c2
ðây là m t t h p g m 2 cơ c u h p thành: Cơ câu 4 khâu b n l ABCD (tương t bài s 4) và
cơ c u tay quay con trư t DEF (tương t bài s 6)
    B1 ≡ B2 . Khâu 1 n i v i khâu 2 b ng kh p quay:
                    VB1 = VB2     và    VB1 = ω1.l AB = 20.0,1 = 2m / s
     Tương tư như nh ng bài ñã gi i, v trí các khâu c a cơ c u v trí ñ c bi t.Khâu 2 chuy n ñ ng
t nh ti n t c th i:
                    ω2 = 0, V n t c ñi m B và C c a khâu 2 là b ng nhau
                V B 2 = VC 2 = VC 3
Tương t trên khâu 4, v n t c ñi m E và ñi m F cũng băng nhau:
                                                          VC 3
                     V E 3 = VE 4 = VF4 = V F5 =
                                                              2
Khâu 4 t nh ti n th c th i          ω4 = 0.      VF = 1m/s
V n t c góc khâu 3:
         VC 3        2
ω3 =            =       = 10rad / s
          lCD       0,2
           Xác ñ nh gia t c:
                                a B1 = a B2

                                a B1 = ω1 .l AB = 400.0,1 = 40m / s 2
                                        2


                        aC 2 = aC 3 = aC D + aτ D = a B 2 + aC B + aτ B
                                       n
                                              C3
                                                             n
                                                                    C2 2
                                                                                        (2)
                                         3                     2 2
           Trên phương trình 2:
 n
aC D : Có giá tr b ng: ω23 . lCD = 100 . 0,2 = 20m/s2
   3

aτ D : Giá tr chưa bi t, có phương vuông góc v i CD
 C3
 n
aC B : có giá tr b ng 0 vì ω2 = 0.
   2 2
 τ
aC B : Giá tr chưa bi t, có phương vuông góc v i BC.
   2 2
        Phương trình ch còn t n t i 2 n s là giá tr c a 2 gia t c ti p. Cách gi i ñư c trình bày trên
hình 2.10c1.
        Gia t c ði m C bây gi ch t n t i gia t c pháp có chi u hư ng t C ñi vào D và có giá tr là
20m/s2. Gia t c ti p b ng 0.
        Gia t c ñi m E3 b ng n a gia t c ñi m C.

           Xác ñ nh gia t c ñi m F

            a F4 = a F5 = a E 4 + a F E + aτ E
                                    n
                                           F4 4
                                                                                  (2)
                                      4 4
           Trên phương trình 2:
  n                       2
a F E : có giá tr b ng: ω 4 .l EF = 0
    4 4

aτ E : Giá tr chưa bi t, có phương vuông góc v i EF.
 F4 4
a        : có phương song song v i DF, giá tr chưa bi t.
    F4
        Phương trình ch còn t n t i 2 n s là giá tr c a gia t c ti p tương ñ i và gia t c tuy t ñ i
ñi m C. Cách gi i ñư c trình bày trên hình 2.10c2 ( K ti p c a hình 2.10c1)
        Do s tương quan ñ ng d ng c i cơ c u ta có h th c:
            aF 4        aE4                   a E 4 .DE       10.0,1
                    =              a F4 =                 =          = 5m / s 2
            DE          DF                      DF             0,2
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH L C H C TRÊN CƠ C U PH NG LO I 2

     1) M t con trư t chuy n ñ ng nhanh d n v i gia t c a = 10m/s2. Không k t i ma sát trên m t
        trư t, tính công su t ngo i l c P ñ y v t chuy n ñ ng khi v t có v n t c 5m/s. Bi t kh i lư ng
        c a con trư t là m = 2 kg (hình 3.1).
Áp d ng nguyên lý D A lăm be, thu ñư c:
                                                                         P
       P + Pqt = 0                                                                       V       a
Pqt = m.a = 2.10 = 20N.
   P = 10N
Công su t ngo i l c P ñ y v t chuy n ñ ng v i v n t c 5m/s:                      Hình 3.1
P.V = P.V cos( P,V ) = 20.5 = 100W

    2) Hãy tính mômen c a l c quán tính c a bánh ñà trong th i gian m máy: Bi t lúc b t ñ u m
       máy v n t c góc b ng 0 và sau 3 giây v n t c tăng t l v i th i gian thì máy chuy n ñ ng
                                                 -1                                           2
       bình n, v i v n t c góc trung bình ω = 21s ; mômen quán tính c a bánh ñà là J = 2kg.m ,
       tr ng tâm c a bánh ñà ngay trên tr c quay (hình 3.2)
                                                                          ω
Phương trình chuy n ñ ng c a bánh ñà:
          ω = εt
              ω 21
          ε= =     = 7 rad / s 2
               t     3
Mômen c a l c quán tính ñư c tính:
M = J . ε = 2 . 7 = 14Nm

                                                           Hình 3.2

  3) Tính nh ng áp l c kh p ñ ng và l c cân b ng (ñ t t i ñi m gi a khâu AB theo phương
     vuông góc v i khâu này), cho trư c lAB = 0,1m, lBC = lCD = 0,2m. L c c n P2 = P3 = 1000N tác
     ñ ng t i trung ñi m các khâu. L c c n P2 hư ng th ng ñ ng xu ng dư i, l c P3 hư ng n m
     ngang sang ph i như hình 3.3a. AB, CD th ng ñ ng, BC n m ngang
                                    B
B        M       2      C                   M                C          b
                               n
                             R12                   2
  1          P2                                 P2      N
                                       τ                                             f
A                   N                R12                      P3
                          P3                                            a
                     3                                  3 D
                         D                    Rτ 3
                                                D                                            d
                                                                        c         e
                                                       n
                                                     R D3
       Hình 3.3a                    Hình 3.3b                                   Hình 3.3c

Tách nhóm tĩnh ñ nh BCD và ñ t l c vào các kh p ch (hình 3.3b):                        R21
R12 và RD3. Vi t phương trình cân b ng l c cho toàn nhóm:                         B
           R12 + P2 + P3 + R D3 = 0               (1)                   Pcb            h
phương trình (1) t n t i 4 n s : Giá tr và phương chi u c a 2 l c:               A
R12 và RD3. Chia các áp l c này ra thành 2 thành ph n (hình 3.3b)
                                                                                  1
                  τ
            n
     R12 = R12 + R12       và   R D3 = RD3 + Rτ 3
                                        n
                                              D
                                                                                           Pcb

L y t ng mômen c a các l c ñ i v i ñi m C thu c khâu 2 và thu c khâu 3:
                                                                                                  RA1
                        τ
    ΣM (C 2 ) ( Ri ) = R12 .l BC − P2 .l MC = 0                                       R21
       τ
      R12 = 0,5 P2 = 500 N 〉 0                                                        Hình 3.3d

           τ
  Chi u   R12 ñã ch n ban ñ u là ñúng.
    ΣM (C 3 ) ( Ri ) = Rτ 3 .lCD − P3 .l NC = 0
                        D
Rτ 3 = 0,5 P3 = 500 N 〉 0
          D

          Chi u   Rτ 3 ñã ch n ban ñ u là ñúng.
                   D
    Vi t l i phương trình cân băng l c (1):

              R12 + P2 + P3 + Rτ 3 + R D3 + R12 = 0
               τ
                               D
                                       n     n
                                                             (2)

                                                         n       n
Phương trình (2) ch còn t n t i 2 n s là giá tr c a     R12 và R D3 . Cách gi i ñư c trình bày trên
hình 3.3c.
Véc tơ df bi u th áp l c R D3 có giá tr là 500 2        ( N ) , có chi u như hình v 3.3c
Véc tơ fb bi u th áp l c R D 3 có giá tr là 500 2       ( N ) , có chi u như hình v 3.3c
Vi t phương trình cân băng l c riêng cho khâu 2 ñ tính áp l c t i kh p C: R23         = − R32
              R12 + P2 + + R32 = 0                    (3)
Phương trình này ch t n t i 2 n s là giá tr và phương chi u c a R32. cách gi i ñư c v             hình 3.3c.
Véc tơ    fc bi u th áp l c t i kh p C R32 có giá tr là 500 2       ( N ) , chi u như hình v 3.3c.
Bây gi ta ñi tính l c cân b ng ñ t t i ñi m gi a khâu AB:
Phương trình cân băng l c c a khâu 1:
              Pcb + R21 + R A1 = 0                     (4)
Phương trình này t n t i 3 n s , ñ làm gi m b t n s , ta ñi tìm giá tr Pcb:
                      l                                       h                   0,1 2
ΣM ( A) ( Ri ) = Pcb . AB − R21 .h = 0        Pcb = 2 R21.          = 2 . 500 2          . = 500 N
                        2                                    l AB                  2.0,1
Phương trình 4 ñư c gi i      hình 3.3d, và phương chi u c a RA1 ñư c bi u di n như hình v , giá tr
ñư c tính b ng 500N

    4) Tính nh ng áp l c kh p ñ ng và moomen cân b ng trên khâu d n 1 c a cơ c u 4 khâu b n
                                                                                            o
       l ph ng; cho trư c lAB = lBC / 4 = lCD / 4 = 0,1m; khâu BC n m ngang; các góc ϕ1 = 90 , ϕ2 =
          o                                                                o
       45 và l c c n P3 = 1000N tác ñ ng t i trung ñi m khâu 3 v i α3 = 90 (hình 3.4a). Xét xem
       vi c tính nh ng áp l c kh p ñ ng y có ph thu c và v n t c góc khâu d n không? Gi i
       thích?                                B
                                     n                2            C
                                   R12                                     a
                                               τ             3                                d
    B           2             C              R12          M
     1   ϕ1             3                                       α3
                    M                                                             c
   A                      α3                Rτ 3 D
                                               D
                                                                   P3
               D             P3
                     ϕ2                                 n                                     b
                                                      R D3
              Hình 3.4a                           Hình 3.4b                         Hình 3.4c

Tách nhóm tĩnh ñ nh và ñ t các áp l c t i kh p ch .
Phương trình cân b ng l c ñư c vi t cho toàn nhóm:                                            B
                                                                                    R21
         R12 + P3 + RD3 = 0                   (1)                                                 Mcb
Chia áp l c t i kh p ch ra làm 2 thành ph n như hình v (hình 3.4b):
                    τ                          τ                                          A           RA1
ΣM (C 2 ) ( Ri ) = R12 .l BC = 0              R12 = 0

ΣM (C 3 ) ( Ri ) = Rτ 3 .lCD − P3 .l MC = 0
                    D                             Rτ 3 = 0,5 P3 = 500 N 〉 0
                                                   D                                      Hình 3.4d

Chi u    Rτ 3 ñã ch n ban ñ u là ñúng
          D
Phương trình cân b ng l c (1) ñư c vi t l i như sau:

         P3 + Rτ 3 + R D3 + R12 = 0
               D
                       n     n
                                              (2)
Phương trình (2) ch t n t i 2 n s , ho ñ l c ñư c v như             hình 3.4c.
R D3 = 500 2 N , chi u ñư c xác ñ nh như hình v
         R12 = 500 2 N , chi u cũng ñư c xác ñ nh như hình v .
    Tính áp l c t i kh p trong C:
    Xét s cân b ng c a khâu 2:          R32 = − R12 , giá tr : R32             = 500 2 N
    Tính mômen cân bbawnoo ñ t trên khâu d n 1:
    Ch n chi u Mcb như hình 3.4d.
    Mcb = R21 . lAB = 500√ 2 . 0,1 = 50√ 2 Nm
    Áp l c t i kh p A: R A1     = − R21 , giá tr b ng 500√ 2 N
    Ta l p b ng so sánh:
          TT       Véc tơ bi u di n                Véc tơ th t                 Giá tr              Ghi chú
           1              ab                               P3                1000N

           2              bc                               Rτ 3
                                                            D
                                                                              500N

           3              cd                                 n
                                                           R D3               500N

           4              da                         n
                                                    R12 = R12                500 2 N
           5              bd                               R D3              500 2 N
           6              ad                               R32               500 2 N

    Các giá tr trên khi tính không ph thu c vào v n t c góc c a khâu d n, b i vì chúng ta không ñi xác
    ñ nh l c quán tính

        5) Tính nh ng áp l c kh p ñ ng và moomen cân b ng trên khâu d n 1 c a cơ c u tay quay con
           trư t (hình 3.5a), cho trư c lAB = lBC / 2 = 0,1m, AB th ng ñ ng, AC n m ngang. L c c n P3 =
           1000N n m ngang cách rãnh trư t m t ño n h3 = 0,058m. Sau ñó nghi m l i K t qu Mcb
           b ng phương pháp công su t.
B                                        n                 B                                                   P3
                                       R12                                                                                    b
               2                                                                               a
                                                                   2
    1                                                  t                               x                                      N
                           C                        R12                                    N             R12
                                                                                                            n
                                                                               C
A
                   h3                                                                                                     c
                           3                                            h3
            P3                                                                     3
                                                                  P3

                    Hình 3.5a                                      Hình 3.5b                         Hình 3.5c

    Tách nhóm tĩnh ñ nh ra kh i cơ c u và ñ t áp l c vào các kh p ch (hình 3.5b):
    Phương trình cân b ng l c ñư c vi t:
                                                                                                     B              R21
               R12 + N + P3 = 0              (1)
    Phương trình (1) có 3 n s , ta c n ph i gi m b t các n s .                                 RA1
    Chia áp l c kh p ch B ra làm 2 thành ph n (hình 3.5b):                                                 Mcb
                                                                                                                          h
                        τ                       τ                         n                        A
    ΣM (C 2 ) ( Ri ) = R12 .l BC = 0           R12 = 0             R12 = R12
                                                 n
    Phương trình (1) ñư c vi t l i:    P3 + N + R12 = 0                (2)                               Hình 3.5d
    Ho ñ l c ñư c v như hình 3.5c.
    Do tam giác ABC là n a tam giác ñ u nên tam giác abc trên hình 3.5c cũng là n a tam giác ñ u:
                    3               3
    R12 = 2000        N , N = 1000    N
                   3               3
    Chi u c a các l c ñã ch n ban ñ u là phù h p.
    ð tìm ñi m ñ t c a áp l c N ta vi t phương trình cân b ng mômen c a các l c ñ i v i ñi m C3:
P .h   1000.0,058
P3 .h3 − N .x = 0         x= 3 3 =            3 = 0,1m
                              N      1000
Áp l c N ñ t cách tâm C m t kho ng 0,1m.
ð tính áp l c t i kh p trong C ta vi t phương trình cân b ng l c riêng cho khâu 2:
                                                                   3
R12 + R32 = 0          R12 = − R32         R12 = R32 = 2000          N
                                                                  3
Tính mômen cân b ng ñ t t i khâu d n:
Phương trình cân b ng l c t i khâu d n (hình 3.5d):
                                                                    3
R21 + R A1 = 0         R21 = − R A1        R21 = R A1 = 2000          N
                                                                   3
Mômen cân b ng có chi u ñư c ch n như hình v 3.5d:
                           3 0,1 3                                       B
M cb = R21.h = 2000                = 100 Nm                                              2
                          3     2
Chi u Mcb ñã ch n là ñúng.                                                   1
Bây gi chúng ta nghi m l i k t qu trên b ng phương                                                      C
pháp công su t. Gi s khâu AB quay v i v n t c góc                     A
ω1 và ch n chi u Mcb như hình v 3.5e.                                                        h3         3
                                                                                        P3
M cb .ω1 + P3 .V3 = 0        (3)
  chương 2 ph n phân tích ñ ng h c ta ñã bi t:                                      Hình 3.5e
V B1 = VB 2 = VC 2 = VC 3 = V3
Chi u c a Mcb và ω1 là cùng chi u, chi u c a V3 và P3 là ngư c nhau, do v y t phương trình (3) ta
suy ra:
Mcb . ω1 – P3 . V3 = 0     Mcb = P3 . V3 / ω1 = P3 . ω1.lAB / ω1 = P3 . lAB = 1000 . 0,1 = 100Nm.
Chi u Mcb và giá tr ñã ch n là hoàn toàn ñúng, phù h p v i phương pháp phân tích áp l c.

     6) Tính nh ng áp l c kh p ñ ng và mômen cân b ng trên khâu d n 1 c a cơ c u tính sin (hình
        3.6a). Cho trư c lAB = 0,1m, ϕ1 = 45o, l c c n P3 = 1000N. Sau ñó gi i bài toán khi rãnh trư t
        ch ti p xúc 2 ñi m C’, C’’ v i kho ng cách C’C’’ = 0,2m (hình 3.6b).

         B       2                             B          2
                                                                                                  B
                                                                                         R12                R32
     1                                       R12
                         C                            3           N
 A       45o 3                        P3                      C              P3
                                                                                                  Hình 3.6a2

         Hình 3.6a                                 Hình 3.6a1                                B                    R32
                                                                                  R12

Tách nhóm tĩnh ñ nh (hình 3.6a1)                                                  Hình 3.6a3
Kh p trong là kh p t nh ti n, do v y vi t phương trình cân b ng riêng cho t ng khâu. Tách riêng khâu
2 (hình 3.6a2)
R12 + N = 0          R12 = − N       2 l c này song song và ngư c chi u nhau.
L y t ng mô men c a các l c trên khâu 2 ñ i v i ñi m B2 (có giá tr b ng 0) d n ñ n 2 l c               R12 , N
tr c ñ i và ñ t tai B (hình 3.6a3)
Xét riêng khâu 3:                                           B
 R23 + N + P3 = 0                                       R23
                                                                               N2
Chi u phương trình này lên phương P3 và N:                              N
                                                                                                  h




                                                                  3
                                                                     C
    N = 0 và R23 = − P3                                                                                  P3
Do v y ta th y r ng chi u các l c ñã ch n trên hình 3.6a3,                 x
3.6a4 là h p lý và các l c có giá tr                                N1
R12 = R32 =R23 = P3 = 2000N, N = 0
Do   R23 = − P3 và cách nhau m t ño n t o nên m t ng u:                             Hình 3.6a4
R23 .h = P3 . h = M
        Chính vì th , áp l c t i kh p C ph i phân b ñ t o thành m t ng u ch ng l i ng u l c M nói trên ñ
        khâu 3 tr ng thái tĩnh ñ nh:
                                                                                               R21
        N1 + N 2 = N = 0 ; N1 = − N 2 và N1 . x = N2 . x = M                           B
        Xác ñ nh mômen cân b ng:
        Xét khâu d n 1 (hình 3.6a5)                                                1




                                                                                                                             h
                                                                              A        MCB
        Phương trình cân b ng l c: R21 + R A1 = 0
                                                                                      RA1
            R21 = − R A1 = 0 , có giá tr là 1000N
        Mcb = R21 . h = 1000 . 0,1√2 /2= 50√2 Nm                                     Hình 3.6a5

          trư ng h p th hai, xét hình 3.6b
                                                                                               B
                                                     B       2                           R23
              B         2                                                                                        N2
                                                                       N2                          3
          1                                                                                                                           P3
                                                         3
                    3                                                             P3
    A                                          P3                                                      C’                   C’’
                                                             C’             C’’
                        C’          C’’                                                                     N1
                                                                  N1

                    Hình 3.6b                            Hình 3.6b2                                         Hình 3.6b3

        Tác nhóm tĩnh ñ nh ra kh i cơ c u (hình 3.6b). Xét riêng khâu 3 (hình 3.6b3)
        Phương trình cân b ng l c riêng cho khâu 3:
        R23 + N1 + N 2 + P3 = 0
        Do 2 l c N1 và N2 cùng phương, cho nên ta có :             N1 + N 2 = N
        Phương trình trên ñư c vi t l i:       R23 + N + P3 = 0 .
        Lúc này cách gi i tương t như ph n trên và l y k t qu ñã tính, do N = 0 cho nên:                         N1 = − N 2 .
        Như vây: N1 . x = N2 . x = M
        Hay :
        N1 = N2 = M / x = R23 . h / lC’C’’ = 1000 . 0,1√2 /2 . 0,2 = 250√2 N

           7) Tính nh ng áp l c kh p ñ ng A, B, C, D và mômen cân b ng trên khâu d n 1 c a cơ c u
              máy sàng (hình 3.7a). Cho trư c: lAB = lBC/2 = lCD/2 = lDE = 0,1m; ϕ = ϕ23 = ϕ3 = 90o; ϕ4 = 45o.
              l c c n P3 = 1000N.                                            B
B                            C                                         n                          C
                2                                      E           R12               2     ϕ23
                      ϕ23               R34n                                     t
    1     ϕ1                                                                 R12
                                                     t    4      N                                   h43
A                       E                        R34                                         E
                                 4                                 P3                          3 R43
                          3
                             ϕ3 ϕ4   F                     F
                                          P3                                            RD3t
                        D                                      5                                  D
                                               5                                                                        RD3
                                                                                                                                  n


                            Hình 3.7a                                        Hình 3.7b                      Hình 3.7c

        Tính cho nhóm tĩnh ñ nh xa khâu d n trư c (nhóm 4,5).
        Phương trình cân b ng l c cho nhóm (4,5) (hình 3.7b):                                                         R34
                                                                                                   N
            R34 + N + P3 = 0 (1)
        Phương trình này t n t i 3 n s , c n ph i kh b t n s :                                                   P3
                 n     τ
          R34 = R34 + R34                                                                                        Hình 3.7d

                             τ                       τ                    n
        ∑ M ( F4 ) ( Ri ) = R34 .l EF     =0        R34 = 0 ,      R34 = R34
Phương trình (1) bây gi ch còn l i 2 n s là giá tr c a áp l c
t i E và áp l c N. Ho ñ l c ñư c v như hình 3.7d.                                                          b                     c
T ho ñ l c ta xác ñ nh ñư c giá tr :
N = P3 = 1000N; R34 = RD = 1000√2 N.
H l c ph ng cân b ng, 3 l c ñ ng quy t i m t ñi m:
Áp l c N, R34, P3 ñ ng quy t i F. Phương chi u ñã ch n ban ñ u
                                                                                                                      d                     a
là hoàn toàn ñúng.
Xét ti p nhóm tĩnh ñ nh k khâu d n (2,3)
Phương trình cân b ng l c:                                                                                           Hình 3.7e
R43 + RD3 + R12 = 0             (2)
Phương trình này t n t i 4 n s . Chia áp l c                       kh p ch B và D ra làm 2 thành ph n như hình3.7c:
                     τ                          τ                               n                                                R21
∑ M (C 2 ) ( Ri ) = R12 .l BC = 0 , R12 = 0 ,                            R12 = R12
                                                                                                                     B
∑ M (C3 ) ( Ri ) = Rτ 3 .lCD − R43 .h43 = 0
                     D                                                                                                       1       ϕ1 Mcb
Rτ 3 = 1000 2 .0,1 2 / 2.0,2 = 500 N                      Chi u ch n ban ñ u là ñúng.                                    A
 D                                                                                                                                    RA!
Phương trình cân b ng l c (2) ñư c vi t l i:

R43 + Rτ 3 + R D3 + R12 = 0
       D
               n
                                                    (3)                                                                      Hình 3.7f
Phương trình này ch có 2 n s , cách gi i ñư c trình bày trên hình 3.7e
Áp l c R12 = RB = 500N ñư c bi u di n b i véc tơ                       da .
Xét s cân b ng khâu 2:
R12 + R32 = 0 ;             R12 = R32 = 500N.

Xét s cân b ng l c c a khâu d n: R21 + R A1 = 0 ,     R21 = RA1 = 500N
Mcb = R21 .0,1 = 500 . 0,2 = 50Nm
        Chúng ta không th tính áp l c kh p ñ ng b t ñ u t nhóm n i v i khâu d n ñư c, vì lúc này
ta chưa bi t ñư c l c tác d ng lên khâu d n và hơn n a, n u th c hi n như v y s không tính ñ n
s tác ñ ng c a các ngo i l c các nhóm xa khâu d n.

     8) Tính nh ng áp l c kh p ñ ng và mômen cân b ng ñ t t a khâu d n 1 c a cơ c u cu lít (hình
                                            o         o
        3.8a). Cho trư c lAB = 0,3m; ϕ1 = 90 ; ϕ3 = 30 , mômen c n M3 = 600Nm ñ t trên culits. Sau
        ñó nghi m l i k t qu tính Mcb b ng phương pháp công su t.


      ϕ1
 A
                        B                                          B
           1                                                   2
                    2
                                                                              R12                 B                  R12
                                                                                                                                 B
               M3                                         M3                                      2                  2
     ϕ3                                         3                                                                             R32
          3                                                                               R32
          C                                 C


      Hình 3.8a                       Hình 3.8b                                Hình 3.8c                                  Hình 3.8d


Tách nhóm tĩnh ñ nh (2,3); vì kh p trong là kh p t nh                                                      B
                                                                                                               R23
ti n cho nên ta vi t và gi i phương trình l c riêng
cho t ng khâu:                                                                                        M3
                                                                                                                                     b,c
Tách riêng khâu 2 (hình 3.8c) ta vi t ñư c:
 R12 + R32 = 0 ,               R12 = − R32 = 0                     (1)         RC3
                                                                                    t             3                                             a
L y t ng mô men các l c ñ i v i ñi m B2 :                                                     C

∑ M ( B2 ) ( Ri ) = R32 .x = 0 ,        x=0                         (2)
                                                                                        RC3
                                                                                              n
Hai l c R12 và R32 tr c ñ i và ñ t t i B, phương                                                  Hình 3.8e                  Hình 3.8f
vuông góc v i phương trư t BC (hình 3.8d).
Xét ti p riêng khâu 3 (hình 3.8e)
                                                                                                                             R21
   τ      n
  RC 3 + RC 3 + R23 = 0                                      (3)                                               A
                                                                                                                             1           B
                                τ                        τ    M    600                                                        RA1
∑ M ( B3 ) ( Ri ) = RC 3l BC − M 3 ;                    RC 3 = 3 =       = 1000 N                                      Mcb
                                                              l BC 0,3.2
                                                                         n
Phương trình (3) ñư c gi i ho ñ l c (hình 3.8f). RC3 = 0                      Hình 3.8g
                  t
Nghĩa là RC3 = RC3 = R23 = R32 = R12 = 1000N.
Phương chi u c a các l c ñã ch n là h p lý.
Tính mô men cân b ng d t trên khâu d n 1:
                                                                                              o
Xets hình 3.8g: Chi u Mcb ch n trư c, phương l c R21 h p v i phương c a tay quay AB m t góc 30 .
Phương trình cân b ng l c:
R21 + R A1 = 0 ,                 R21 = − R A1 = 0 ,            R21 = R A1 = 1000 N
Mcb = R21 . lAB /2 = 1000 . 0,3 / 2 = 150Nm.
                                                                                             ϕ1
                                                                                       A
Nghi m l i Mcb b ng phương pháp công su t:                                                        1            B                   VB3
Ho ñ v n t c cơ c u ñư c bi u di n hình                                                                    2
                                                                                  ω1
           ω .l
             VB2
V B3 =   = 1 AB                                                                                       M3
       2       2                                                                            ϕ3
                                                                                                 3
    VB    ω .l   ω
ω3 = 3 = 1 AB = 1                                                                                                  VB2,1
    l BC 2.2l AB  4                                                                              C
Chi u cùng chi u v i v n t c góc khâu 1
Ch n chi u Mcb cùng chi u v i ω1, ta có:
M cb .ω1 + M 3 .ω3 = 0 ,                   M cb .ω1 + M 3 .ω3 = 0                                          Hình 3.8h
                       M 3 .ω3           M 3 .ω1   M     600
   M cb = −                         =−           =− 3 =−     = −150 Nm
                         ω1              ω1.4       4     4
Ch nh t chi u Mcb ñã ch n ban ñ u là sai, chi u Mcb s ngư c l i chi u ñã ch n. K t qu phù h p v i vi c
tính toán mômen cân b ng theo phương pháp phân tích áp l c.

    9)       Tính nh ng áp l c kh p ñ ng và mô men cân b ng ñ t trên cam c a cơ c u (hình 3.9a). T i v trí ti p
                                                                                                   o
             xuác ñang xeys, biên d ng cam là m t ño n th ng làm v i phương ngang m t góc ϕ1 = 45 , h = a = b =
             0,1m và l c c n P3 1000N. Sau ñó hãy gi i bài toán b ng cách thay th kh p cao, r i so sánh k t qu
             và phương pháp tính.


                P2
                                                   P2
                        C’’                                                            R
                                                         C’’
                                            RC’’                                                                                    h
                                                                                                                         B
                                    b




                                                                   b




                                                                             P2
                                            RC’                                            R12
                        C’
                   2                                    C’                                                                         Mcb
                                                    2                                                      1
                                    a




                        B                                                                                          A
                                                                   a




                                                         B
              ϕ1
                                                   R12
                                    h




         1              A


                             Hình 3.9a             Hình 3.9b             Hình 3.9c                                 Hình 3.9d

Tách riêng khâu 2 và ñ t các l c vào (hình 3.9b):
    P2 + RC ' + RC ' ' + R12 = 0                                   (1)
Vì RC’ và RC’’ là cùng phương, do v y h p l c s là RC và chi u R s theo chi u c a véc tơ nào có giá tr l n hơn.
Phương trình (1) ñư c vi t l i:
             P2 + RC + R12 = 0                                     (2)
Phương trình (2) ch t n t i 2 n s : ñó là giá tr c a RC và R12. Cách gi i ñư c trình bày trên hình 3.9c.
              o
    Do ϕ1 = 45 cho nên ta tính ñư c giá tr :
    RC = P2 = 1000N và R12 = 1000√2 N
    L y t ng mô men c a các l c trên khâu 2 ñ i v i ñi m B2:

    ∑ M ( B2 ) ( Ri ) = RC '' (a + b) − RC ' .a = 0
        RC ' ' = RC ' / 2 .             Áp l c RC’ t i ñi m C’ l n hơn áp l c RC’’ t ñi m C’’. Do vây l c t ng RC s mang chi u
    c a RC’ . T ñó th y r ng chi u các áp l c ñã ch n là h p lý. Giá c a các l c là:
    RC’’ = 2000N và RC’’ = 1000N
    Xét hình 3.9d. Moomen cân b ng ñư c ch n như hình v và giá tr ñư c tính:
                                                                                    2
    M cb − R21h = 0 ,                      M cb = R21.h21 = 1000 2 .0,1               = 100 Nm
                                                                                   2
    Áp l c t i A ñư c tính:             R21 + R A1 = 0              R21 = − R A1 ,     R21 = R A1 = 1000 2 N
    Xét trư ng h p thay th kh p cao ta có cơ c u thay th (hình 3.9e):


                          P2                                    P2
                                  C’’                                   C’’
                                                         RC’’



                                                                                   b
                                          b




                                                                             RC’
                                  C’                                    C’
                              2                                     2              a
                                          a




                                                            B
           ϕ1             B
                                                                R12
                                  1
                                          h




                          A

                          Hình 3.9e                       Hình 3.9f

    Tách nhóm tĩnh ñ nh (hình 3.9f) , vì kh p trong là kh p quay, ta vi t phương trình cân b ng l c cho toàn nhóm:
                  P2 + RC ' ' + RC ' + R12 = 0                           (3)
    Vì RC’ và RC’’ là cùng phương, do v y h p l c s là RC và chi u R s theo chi u c a véc tơ nào có giá tr l n hơn.
    Phương trình (1) ñư c vi t l i:
    P2 + RC + R12 = 0
    Cách gi i hoàn toàn tương t như ph n trư c (hình 3.9c)
    Trong trư ng h p thay th kh p cao cho nên s kh p th p nhi u hơn, vi c xác ñ nh áp l c nhi u hơn m t kh p.
    Nói cung 2 cách tính ñ u như nhau.

        10) Tính nh ng áp l c kh p ñ ng và moomen cân b ng trên khâu d n 1 c a cơ c u trên hình 3.10a. Cho
                                                                                             o               o
            trư c kích thư c: lAB = lBC /4 = lCD / 2 = lDE / 2 = 0,05m, các góc ϕ1 = ϕ12 = 90 ; ϕ3 = ϕ35 = 45 và l c c n
            tác ñ ng n m ngang trên khâu 5 là P5 = 400N.

                                                   ϕ12
                      C                                         B
                                           2                                  R34              RF                     R34
                  3       ϕ3                                                                                 RF
           D                                       ϕ1 1                                             F
                                                                A
                                                                             E             5            P5
E               ϕ35               F                                                    4                              P5
                5                         P5
       4
                              Hình 3.10a                                      Hình 3.10b                          Hình 3.10c

    Tách nhóm tĩnh ñ nh (4,5), ñ t các l c vào, phương trình cân b ng l c cho toàn nhóm:
                      P5 + R F + R34 = 0              (1)
    ða giác l c ñư c v như hình 3.10c, chi u c a các áp l c ñư c xác ñ nh trên ho ñ , có giá tr tương ng:
    RF = P5 = 400N, R34 =400√2 N.
    Tương t như nh ng bài trư c khi xét riêng khâu 4:
p l c R34 ñi qua ñi m E, Phương l c P5 cũng ñi qua E, do v y phương c a RF cũng ph i ñi qua E.
Dĩ nhiên    R34 = − R54
Xét nhóm tĩnh ñ nh g n khâu d n (hình 3.10d):
                                                                            b
                                                        B                                                   R21
                                                                                                                         B
                      C
                  3                     2                        R12
                                                                    n           RD3t                                 1
                                                                        RD3                   c           RA1
            D                                      R12t
                             t
     RD3n                 RD3                                                          RD3n                      A       Mcb
                                                                                                      a
 E
                                                                                d       R12
            R43

                                  Hình 3.10d                                    Hình 3.10e                  Hình 3.10f

Phương trình cân b ng l c cho toàn nhóm:

       R43 + R D3 + R12 = 0                  Hay   R43 + Rτ 3 + RD3 + R12 + R12 = 0
                                                          D
                                                                 n     τ     n
                                                                                                      (2)

∑ M (C 2 ) ( Ri ) = Rτ 3 .lCD − R43 .lCE = 0
                     D
                l
     Rτ 3 = R43 CE =
                     400 2
      D                    = 200 2 N
               lCD     2
Chi u ñã ch n ban ñ u là ñúng.
                    τ                                   τ
∑ M (C3 ) ( Ri ) = R12 .l BC = 0 ,                     R12 = 0
Phương trình (2) ñư c vi t l i như sau:

R43 + Rτ 3 + RD3 + R12 = 0
       D
              n
                                                       (3)
                                                             n
Phương trình này t n t i 2 n s là giá tr c a RD3 và giá tr c a R12, cách gi i ñư c trình bày trên hình 3.10e.
Phương chi u c a các l c ñã ch n là h p lý. Giá tr ñư c tính tr c tiép trên ho ñ l c:
RD3 = R12 = 400N
Xét s cân b ng c a khâu 2 :             R12 + R32 = 0            2 l c này ngư c chi u nhau và có giá tr chính b ng 1000N.
Tính l c khâu d n.
Xét hình 3.10f . Phương trình cân b ng l c:

R21 + R A1 = 0 ,                 R21 = R A1 = 400 N
Ch n chi u Mcb như hình v :
Mcb = R21 . lAB = 400 . 0,1 = 40Nm

     11) Tính áp l c kh p ñ ng tai B (kh p quay gi a bánh răng 2 và c n C) và mômen cân b ng Mcb trên c n
         C c a cơ c u bánh răng hành tinh (hình 3.11a), dư i tác ñ ng c a mômen c n trên khâu 1: M1 = 20Nm,
         cho trư c mô ñun c a các bánh răng m = 20mm, góc ăn kh p tiêu chu n, s răng các bánh: z1 = z2 =
         20; z3 = 60.


                                         B                                                    2
                                                                                    2             B
                                               2
                                                   C
                                                                                                  A
                                   M1          1   A                                          1
                                                                                                                M1
                                                   3
                                                                                                  3


                        Hình 3.11a                                    Hình 3.11b
Mômen cân b ng tác ñ ng lên c n C ñư c tính t phương trình cân b ng công su t:
Mcb . ωC + M1 . ω1 = 0  Mcb = -M1 .ω1 /ωC
Xét chuy n ñ ng tương ñ i c a cơ h ñ i v i c n C:
ω1C = ω1 − ωC               và   ω3C = ω3 − ωC
ω1 − ω C     ω     z
            = 1− 1 = − 3
   ω 3 − ωC     ωC    z1

   ω1     z
      = 1+ 3 = 4
   ωC      z1
  Mcb = -20 . 4 = - 80Nm
Ch ng t Mcb nư c chi u v i M1 .
Ta có   R2C = R02 = R B
Xét s cân b ng mô men c a c n c.
RB .rc + M cb = 0
V i rc = m (z1 + z2 )/2 = 20 (20 + 20)/2 = 400mm
V y: RB = - Mcb /rc = - 80/0,4 = - 200N

    12) Tính áp l c kh p ñ ng B (kh p gi a các bánh răng 2 và 2’ v i c n C) và moomen cân b ng trên khâu
        d n 1 c a cơ c u bánh răng gành tinh (hình 312), dư i tác ñ ng c a moomen c n trên c n C: Mc =
        56Nm; cho trư c môñun c a c p bánh răng 1 và 2 là mI = 5mm, c a c p bánh răng 3 và 2’ là mII =
                               0
        8mm, góc ăn kh p α = 20 và các s răng Z1 = 28, Z2 = 84, Z2’ =20, Z3 = 50.
                                                                               2
Xét s cân b ng moomen c a c n C:
RB.rc + Mc = 0                                                                              2’
V i rc = m (z1 + z2 )/2 = 5 (28 + 84)/2 = 280mm                                     B
RB = - Mc / rc = - 56 / 0,28 = -200N
Mômen cân b ng ñ t trên khâu 1 ñư c tính:                                           C
Mcb.ω1 + Mc.ωc = 0

                                                    3
Mcb = -Mc.ωc / ω1 = - Mc.1/ i1c = -Mc . 1/ (1 – i1 c) =

    = -Mc . 1/ (1-( Z3/Z2’)(Z2/Z1))
                                                                                                 Mc
                                                                                1
MCb = - 56 . 1/ (1- (50/20)(84/28)) = - 8,6Nm                                         3
                                                                        Hình 3.12

Bài tập nguyên lý máy

  • 1.
    CHƯƠNG 1: CU TRÚC VÀ X P LO I CƠ C U 1) Tính b c t do và x p lo i cơ c u ph i hơi ñ u máy xe l a trên hình 1.1a và 1.1b. 9 K 9 K I H H I O2 G 8 8 7 G 7 6 O1 B 6 2 D D 2 B 1 3 E A 1 3 E C A C A 4 5 F D E C Hình 1.1a Hình 1.1a.a 4 5 F B c t do cơ c u ñư c tính theo công th c: W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth = 3 * 9 – (2 * 13 + 0) + 0 – 0 = 1 Ch n khâu 1 là khâu d n, nhóm tĩnh ñinh ñư c tách ra bao g m 4 nhóm lo i 2 (6,9; 7,8; 2,3; 4,5) như hình 1.1a.a. ðây là cơ c u lo i 2. Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0 + 0 + 0 H H A O2 9 10 K K 8 O2 9 10 I 8 6 M 1 G G I O3 F O1 11 L 5 A 11 L 7 6 M E G F M 7 1 2 B 5 O1 3 2 E 4 D C A B C 4 3 D Hình 1.1b Hình 1.1b.b B c t do cơ c u ñư c tính theo công th c: W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth = 3 * 11 – (2 * 16 + 0) + 0 – 0 = 1 Ch n khâu 1 là khâu d n, nhóm tĩnh ñinh ñư c tách ra bao g m 1 nhóm lo i 2 (2,3) và 2 nhóm lo i 3 (4,5,6,7; 8,9,10,11) như hình 1.1b.b. ðây là cơ c u lo i 3. Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0 + 0 2) Tính b c t do và cơ c u máy d p cơ khí (hình 1.2a) và máy ép thu ñ ng (hình 1.2b) A A 1 1 A 2 2 B 4 5 B O1 O1 4 5 3 B 3 C O2 O2 C Hình 1.2a Hình 1.2a.a
  • 2.
    B c tdo cơ c u ñư c tính theo công th c: W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth = 3 * 5 – (2 * 7 + 0) + 0 – 0 = 1 Ch n khâu 1 là khâu d n, nhóm tĩnh ñinh ñư c tách ra bao g m 2 nhóm lo i 2 (2,3; 4,5) như hình 1.2a.a. ðây là cơ c u lo i 2. Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0 C C 3 3 D D 4 4 5 B 5 B 2 O2 2 O2 A A E E A O1 1 O1 1 Hình 1.2b Hình 1.2bb B c t do cơ c u ñư c tính theo công th c: W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth = 3 * 5 – (2 * 7 + 0) + 0 – 0 = 1 Ch n khâu 1 là khâu d n, khi tách nhóm ta ch có 1 nhóm tĩnh ñinh lo i 3 (2,3,4,5 như hình 1.1bb. ðây là cơ c u lo i 3. Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 3) Tính b c t do và x p lo i cơ c u ñ ng cơ diesel (hình 1.3a) E B 3 B 3 5 E O3 5 2 C E 2 O3 6 C 4 C F 6 7 F 4 7 A A D A 1 1 O1 O1 Hình 1.3a Hình 1.3b B c t do cơ c u ñư c tính theo công th c: W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth = 3 * 7 – (2 * 10 + 0) + 0 – 0 = 1 Ch n khâu 1 là khâu d n, khi tách nhóm ta ch có 3 nhóm tĩnh ñinh lo i 2 (2,3; 4,5; 6,7) như hình 1.3b. ðây là cơ c u lo i 2. Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0 + 0 4) Tính b c t do và x p lo i cơ c u bơm oxy (hình 1.4a) B B 3 3 O O C C G G 2 5 2 5 H 4 4 D D A E A E 2’ K 6 1 6 O O O 1 O Hình 1.4a Hình 1.4b
  • 3.
    3 B B B c t do cơ c u ñư c tính theo công th c: O2 C W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth 2 G 1 4 5 = 3 * 6 – (2 * 8 + 1) + 0 – 0 = 1 D 2’ Ch n khâu 1 là khâu d n, vì có kh p lo i cao là hai O1 E A 6 biên d ng răng ñang ti p xúc v i nhau tai A, do v y ta ph i O6 thay th kh p cao thành kh p th p (hình 1.4b). B c t do cơ c u thay th : Hình 1.4c W = 3 * 7 – (2 * 8 + 0) + 0 – 0 = 1 khi tách nhóm ta có 1 nhóm tĩnh ñinh lo i 2: (2’,2) và nhóm lo i 3: (3,4,5,6) như hình 1.4c. ðây là cơ c u lo i 3. Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0 5) Tính b c t do và x p lo i cơ c u ñi u khi n n i tr c (hình 1.5a) 1 1 2 2 2 3 3 3 5 4 5 4 5 4 Hình 1.5a Hình 1.5b Hình 15c B c t do cơ c u Hình 1.5a ñư c tính theo công th c: W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth = 3 * 5 – (2 * 6 + 1) + 0 – 1 = 1 Ch n khâu 1 là khâu d n, vì có kh p lo i cao là kh p cam do v y ta ph i thay th kh p cao thành kh p th p (hình 1.5b). B c t do cơ c u thay th : W = 3 * 5 – (2 * 7 + 0) + 0 – 0 = 1 Khi tách nhóm ta có 2 nhóm tĩnh ñinh lo i 2: (2,3; 4,5) như hình 1.5c. ðây là cơ c u lo i 2. Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0 6) Tính b c t do và x p lo i cơ c u máy d t v i dày, ñ p kh d (hình 1.6a) O4 O4 4 O4 4 D C C D 4 C D C A O2 B B 6 1 O2 B 6 6 O1 B O1 A O1 1 O2 2 2 2 1 O6 O6 O6 O3 3 O3 3 O3 3 Hình 1.6a Hình 1.6b Hình 1.6c B c t do cơ c u Hình 1.6a ñư c tính theo công th c: W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth = 3 * 8 – (2 * 10 + 2) + 0 – 1 = 1 Ch n khâu 1 là khâu d n, vì có kh p lo i cao là kh p cam và kh p bánh răng, do v y ta ph i thay th kh p cao thành kh p th p (hình 1.6b). B c t do cơ c u thay th : W = 3 * 9 – (2 * 13 + 0) + 0 – 0 = 1 Khi tách nhóm ta có 4 nhóm tĩnh ñinh lo i 2 như hình 1.6c. ðây là cơ c u lo i 2. Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0 + 0 + 0 7) Tính b c t do và x p lo i cơ c u c t k o t ñ ng (hình 1.6a): B c t do cơ c u Hình 1.6a ñư c tính theo công th c: W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth = 3 * 7 – (2 * 9 + 1) + 0 – 1 = 1
  • 4.
    Ch n khâu1 là khâu d n, vì có kh p O7 lo i cao là kh p cam (ti p xúc gi a cam 1 và con lăn 2, do v y ta ph i thay th kh p cao E D O2 A 6 thành kh p th p (hình 1.6b). 4 2 5 1 B c t do cơ c u thay th : O3 O1 3 W = 3 * 7 – (2 * 10 + 0) + 0 – 0 = 1 C B Khi tách nhóm ta có 3 nhóm tĩnh ñinh lo i 2 như hình 1.6c. ðây là cơ c u lo i 2. Công th c c u t o cơ c u : 1=1+0+0+0+0 Hình 1.6a A 2 O7 O3 3 K C B O7 E D O2 A 6 7 4 2K O7 E 5 O3 3 O1 D 5 C B 1 6 1 4 C O1 Hình 1.6b B Hình 1.6c 8) Tính b c t do và x p lo i cơ c u máy nghi n (hình 1.8a): O5 O5 O5 B B A 2 2 C B A B C 3 C 3 4 2 4 5 3 4 A O3 5 5 O3 1 O3 O1 1 O1 1 O1 Hình 1.8a Hình 1.8b Hình 1.8c B c t do cơ c u Hình 1.8a ñư c tính theo công th c: W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth = 3 * 5 – (2 * 6 + 1) + 0 – 1 = 1 Ch n khâu 1 là khâu d n, vì có kh p lo i cao là kh p cam (ti p xúc gi a cam 1 và con lăn 2), do v y ta ph i thay th kh p cao thành kh p th p (do biên d ng cam t i v trí ti p xúc là ph ng nên thay th kh p th p là kh p t nh ti n)(hình 1.8b). B c t do cơ c u thay th : W = 3 * 5 – (2 * 7 + 0) + 0 – 0 = 1 Khi tách nhóm ta có 2 nhóm tĩnh ñinh lo i 2 như hình 1.8c. ðây là cơ c u lo i 2. Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0 9) Tính b c t do và x p lo i cơ c u phanh má (hình 1.9a) B 2 D B 2 D B D 3 D 2 5 3 5 3 4 4 O3 O3 O3 5 A 1 A 1 1 O5 O5 A 4 O1 O1 O4 O1 O5 Hình 1.9a Hình 1.9b Hình 1.9c B c t do cơ c u Hình 1.9a ñư c tính theo công th c: W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth = 3 * 5 – (2 * 6 + 2) + 0 – 0 = 1
  • 5.
    Ch n khâu1 là khâu d n, vì có kh p lo i cao là kh p cam (ti p xúc gi a cam 3 và khâu 4 và 5), do v y ta ph i thay th kh p cao thành kh p th p (do biên d ng cam t i v trí ti p xúc là ph ng nên thay th kh p th p là kh p t nh ti n)(hình 1.9b). B c t do cơ c u thay th : W = 3 * 7 – (2 * 10 + 0) + 0 – 0 = 1 Khi tách nhóm ta có 3 nhóm tĩnh ñinh lo i 2 như hình 1.9c. ðây là cơ c u lo i 2. Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0 + 0 10) Tính b c t do và x p lo i cơ c u v ñư ng th ng Lipkin v i các chi u dài AD = AE, BD=DC=CE=EB, AF = FB (hình 1.11a) C 6 D C D 6 7 5 7 5 E E 4 B B 4 3 B 3 A 1 1 2 F 2 A F A Hình 1.10a Hình 1.10b B c t do cơ c u Hình 1.10a ñư c tính theo công th c: W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth = 3 * 7 – (2 * 10 + 0) + 0 – 0 = 1 Ch n khâu 1 là khâu d n, vì có chu i ñ ng kín BDCE nên khi tách nhóm ta có 1 nhóm tĩnh ñ nh lo i 4 như hình 1.10b. ðây là cơ c u lo i 4 Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 11) Tính b c t do và x p lo i cơ c u chuy n ñ ng theo qu ñ o cho trư c (hình 1.11a) G G G 5 5 C 5 2 E B A A 3 1 F 1 4 F D 4 F C C C 2 2 E B 4 B D 3 A 3 1 D E Hình 1.11a Hình 1.11b Hình 1.11c B c t do cơ c u Hình 1.11a ñư c tính theo công th c: W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth = 3 * 5 – (2 * 5 + 2) + 0 – 2 = 1 Ch n khâu 1 là khâu d n, vì có kh p lo i cao ch ti p xúc c a hai con lăn 3 và 4 v i giá và khâu 5 nên ta ph i thay th kh p cao thành kh p th p như hình 1.11b. B c t do cơ c u thay th : W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth = 3 * 5 – (2 * 7 + 0) + 0 – 0 = 1 Khi tách nhóm ta có 2 nhóm tĩnh ñ nh lo i 2 như hình 1.11c. ðây là cơ c u lo i 2 Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0 12) Tính b c t do và x p lo i cơ c u nâng thùng h t gi ng (hình 1.12a) và cơ c u nh c lư i cày c a máy nông nghi p (hình 1.12b) a) Xét hình 1.12a: B c t do cơ c u Hình 1.12a ñư c tính theo công th c: W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth = 3 * 5 – (2 * 7 + 0) + 0 – 0 = 1
  • 6.
    Ch n khâu1 là khâu d n, tách nhóm ta có 2 nhóm tĩnh ñ nh lo i 2 (2,3; 4,5) như hình 1.12aa. ðây là cơ c u lo i 2 Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0 O5 O3 3 O5 2 5 O3 5 B A 4 4 O1 D O1 3 D C 1 1 C 2 B A Hình 1.12a Hình 1.12aa b) Xét hình 1.12b: O7 B B 7 G O7 2 1 A 1 C A 3 7 G D 2 O3 C 3 D 6 O3 D F 4 4 6 O5 E F O5 E F 5 5 H nh 1.12b Hình 1.12bb B c t do cơ c u Hình 1.13b ñư c tính theo công th c: W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth = 3 * 7 – (2 * 10 + 0) + 0 – 0 = 1 Ch n khâu 1 là khâu d n, tách nhóm ta có 3 nhóm tĩnh ñ nh lo i 2 (2,3; 4,5; 6,7) như hình 1.12bb. ðây là cơ c u lo i 2 Công th c c u t o cơ c u : 1 = 1 + 0 + 0 + 0 13) Tính b c t do và x p lo i cơ c u trong máy tính : c ng (hình 1.13a) và nhân (hình 1.13b) a) Xét hình 1.13a: D 5 D 3 C B 5 B E 4 6 E 3 C B 1 1 x1 E 4 x3 2 6 x2 2 A A F F a1 a2 Hình 1.13.a Hình 1.13aa x1 a 2 + x 2 a1 x3 = a1 + a 2 x1 + x 2 Khi a1 = a2 thì x3 = 2 B c t do cơ c u Hình 1.14a ñư c tính theo công th c: W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth
  • 7.
    = 3 *6 – (2 * 8 + 0) + 0 – 0 = 2 Ch ng t cơ c u co 2 khâu d n, Ch n khâu 1 và 2 là khâu d n, tách nhóm ta có 1 nhóm tĩnh ñ nh lo i 3 (3, 4, 5, 6) như hình 1.13aa. ðây là cơ c u lo i 3 Công th c c u t o cơ c u : 2 = 2 + 0 b) Xét hình 1.14b: 5 5 z x 3 4 3 4 6 y x 2 6 2 1 h 1 Hình 1.13b Hình 1.13bb xy z= h− y y hi khâu 2 c ñ nh: = const = t , do v y z = tx h− y B c t do cơ c u Hình 1.13b ñư c tính theo công th c: W = 3n – (2P5 + P4) + rth - Wth = 3 * 6 – (2 * 8 + 0) + 0 – 0 = 2 Ch ng t cơ c u co 2 khâu d n, Ch n khâu 1 và 6 là khâu d n, tách nhóm ta có 1 nhóm tĩnh ñ nh lo i 3 (2, 3, 4, 5) như hình 1.13bb. ðây là cơ c u lo i 3 Công th c c u t o cơ c u : 2 = 2 + 0
  • 8.
    CHƯƠNG 2: PHÂNTÍCH ð NG H C CƠ C U PH NG LO I 2 1) Xác ñ nh v n t c và gia t c c a dao bào E trong cơ c u máy bào x c (hình 2.1a) khi tay quay 1 quay ñ u v i v n t c góc ω1 = 10s −1 t i v trí ϕ1 = 45 o . Cho bi t kích thư c các khâu c a cơ c u: l AB = l ED = 0,2m ; l AC = lCD = 0,3m ; a = 0,35m. a e5≡e4 ak B d3≡d4 2 ω3 1 E C ϕ1 p 3 4 5 A ω1 D b1≡b2 b3 Hình 2.1a Hình 2.1b B1 ≡ B2 ≡ B3, khâu 1 n i v i khâu 2 b ng kh p quay, khâu 2 n i v i khâu 3 b ng kh p trư t b3 V B1 = V B2 ≠ VB3 π k d3 ≡d4 Giá tr : V B = V B = ω1.l AB = 10.0,2 = 2m / s , có n 1 2 b3 n phương vuông góc v i khâu AB, chi u theo chi u v n t c e4 góc khâu 1. e4 ≡ e5 V B3 = VB 2 + VB3 B2 (1) b1≡b2 Hình 2.1c Trong phương trình (1), V B3 vuông góc v i BC, V B3 B 2 có phương song song v i BC. VB2 Ch n t l xích ñ v : µV = (m / s / mm) . Ho ñ v n t c ñư c v như hình 2.1b. pb2 ðo giá tr véc tơ ( pb3 ) bi u di n v n t c ñi m B3 và nhân v i t l xích ta thu ñư c giá tr th c v n t c ñi m B3. V B3 pb3 ω3 = = µV . l BC l BC V B3 l Vì = BC , t ñó suy ra v n t c c a ñi m D V D3 lCD E4 ≡ E5 và khâu 4 n i v i khâu 5 b ng kh p quay: V E5 = VE 4 = VD 4 + VE 4 D4 (2) Trong phương trình này: V E 4 có phương th ng ñ ng. V E 4 D4 có phương vuông góc v i DE. Ho ñ ñư c v như hình 2.1b. Ta ño ño n pe5 và nhân v i t l xích ñã ch n s có giá tr v n t c khâu 5, chi u ñi lên. Tương t ta cũng xác ñ nh ñư c gia t c: a B1 = a B2 = ω1 l AB = 100.0,2 = 20m / s 2 có chi u hư ng t B ñi vào A 2 a B3 = a B2 + a B3 B2 + a k M t khác a B3 = a B C + aτ C , do v y n B3 3 a B3 = a B C + aτ C = a B 2 + a B3 B 2 + a k n B3 (3) 3
  • 9.
    Trong phương trình(3) : n 2 a B C = ω3 .l AB ; ñã xác ñ nh v giá tr có phương chi u hư ng t B ñi vào C. 3 aτ C = ε 3 .l AB = ? ; phương vuông góc v i BC. B3 a k = 2ω 2 .V B3 B2 = 2ω3 .µV b2 b3 ; Phương chi u l y theo chi u V B3 B 2 quay ñi m t góc 900 theo chi u ω3 . a B3 B 2 = ? , phương song song v i BC. a B2 Phương trình (3) ch t n t i 2 n s , ch n t l xích ho ñ gia t c: µa = (m / s 2 / mm) . πb2 Cách gi i ñư c trình bày trên hình 2.1c Các giá tr ñư c ño tr c ti p trên các véc tơ bi u di n tương ng sau ñó nhân v i t l xích ñã ch n. Xác ñ nh gia t c góc khâu 3: b n b3 ε 3 = µa 3 l BC Xác ñ nh gia t c ñi m D3 cũng b ng phương pháp ñ ng d ng a E 4 = a D 4 + a E D + aτ D n E4 4 (4) 4 4 Cách lý lu n cũng tương tư. Cách gi i trình bày trên hình 2.1c 0 2) Tính v n t c và gia t c ñi m D2 (∠ DBC = 120 ) trên con trư t 2 c a cơ c u cu lít t i v trí ϕ1=900. Tay quay AB quay ñ u v i v n t c góc ω1 = 20s-1. Cho bi t kích thư c các khâu c a cơ c u: lAB = lBD = 0,5lBC = 0,2m. ϕ1 p d2 1 2 b3 b3 A B D ω1 ε3 d2n π 3 ak b1 ≡ b2 n b3 ω3 b1 ≡ b2 k C d2 Hình 2.2a Hình 2.2b Hình 2.2c S tương quan kích thư c ñã cho ta th y r ng tam giác ABC là n a tam giác ñ u, (∠ABC=600) BD thu c khâu 2. ð xác ñ nh v n t c ñi m D, trư c tiên ta ph i bi t v n t c ñi m B2 và v n t c góc khâu 2, sau áp d ng ñ nh lý h p v n t c s thu ñư c v n t c ñi m D. Khâu 2 trư t trong khâu 3 và quay theo khâu 3 cho nên t c ñ góc khâu 2 cũng chính là t c ñ góc khâu 3. B1 ≡ B2 ≡ B3, khâu 1 n i v i khâu 2 b ng kh p quay, khâu 2 n i v i khâu 3 b ng kh p trư t V B1 = V B2 ≠ VB3 Giá tr : V B1 = V B 2 = ω1.l AB = 20.0,2 = 4m / s , có phương vuông góc v i khâu AB, chi u theo chi u v n t c góc khâu 1. V B3 = V B 2 + V B3 B 2 (1) Trong phương trình (1), V B3 vuông góc v i BC, V B3 B2 có phương song song v i BC Trong trư ng h p ñ c bi t này ta không c n ch n t l xích. Ho ñ v n t c ñư c v như hình 2.2b. Tam giác pb2b3 ñ ng d ng v i tam giác BCA, ta tính ñư c v n t c ñi m b3: V B = V B / 2 = 2m / s . 3 2
  • 10.
    V B3 2 T c ñ góc khâu 3 và khâu 2: ω 2 = ω3 = = = 5rad / s . Chi u ñư c xác ñ nh như hình v l BC 0,4 V D2 = V B 2 + VD2 B2 (2) Trong phương trình (2) ta ñã bi t v n t c ñi m B2 , VD2 B2 = ω 2 .l BD = 5.0,2 = 1m / s . Chi u hư ng t trên xu ng theo chi u ω2 và vuông góc v i BD. Ho ñ ñư c v ti p như hình 2.2b. Giá tr v n t c ñi m D ñư c tính: VD 2 = V B 2 + V D2 B2 = 4 + 1 = 5m / s Tương t ta cũng tính ñư c gia t c ñi m D2: a B1 = a B 2 ≠ a B3 a B1 = a B2 = ω1 .l AB = 400.0,2 = 80m / s 2 2 a B3 = a B 2 + a B3 B 2 + a k a B3 = a B C + aτ C n B3 3 a B2 + a B3 B2 + a k = a B C + aτ C n B3 (2) 3 Trong phương trình trên (2) Ta có ñư c: a B 2 : ðã xác ñ nh; a B3 B 2 : Giá tr chưa bi t, phương song song v i BC. a k = 2ω3 .V B3 B 2 = 2.5.2 3 = 20 3m / s 2 a B C = ω3 .l BC = 25.0,4 = 10m / s 2 n 2 3 aτ C = ε 3 .l BC = ? , có phương vuông góc v i BC. B3 Phương trình (2) t n t i 2 n s , Ho ñ gia t c ñư c v như hình 2.1c Gia t c góc khâu 2 và khâu 3 ñư c tính như sau: aτ C B ε 2 = ε3 = 3 l BC  n aB  τ  ak  a B C =  a B2 − ( 3 + ) sin 60 o + a B tg 60 o n o o  3  cos 60 sin 60  3   3 = (80 − 5 − 40) + 10 3 = 47,63m / s 2 2 aτ C 47,63 B ε 2 = ε3 = 3 = = 119,075rad / s 2 l BC 0,4 a D 2 = a B 2 + a D B + aτ B n D2 2 (3) 2 2 Trong phương trình (3) Ta ñã bi t: a D B = ω 2 .l BD = 25.0,2 = 5m / s 2 n 2 2 2 aτ B = ε 2 .l BD = 119,075.0,2 = 28,815m / s 2 D2 Ho ñ gia t c ñư c v trên hình 2,2c
  • 11.
    Giá tr giat c ñi m D ñư c tính: a D2 = (80 + 5)2 + 28,815 2 = 88,27 m / s 2 3) Tính v n t c và gia t c khâu 3 c a cơ c u tính tang m t góc, n u tay quay AB quay ñ u v i -1 o v n t c góc ω= 10s , t i v trí ϕ1 = 60 . Cho trư c h = 0,05m (hình 2.3a). B ak b3, b2 2 p ϕ1 3 1 k C A π h b1 b2, b3 b1 Hình 2.3a Hình 2.3b Hình 2.3c Vì khâu 3 chuy n ñ ng t nh ti n, cho nên m i ñi m trên khâu 3 ñ u có v n t c và gia t c như nhau. Chúng ta ñi xác ñ nh v n t c và gia t c ñi m B3 . B1 ≡ B2 ≡ B3 . Khâu 1 n i v i khâu2 b ng kh p t nh ti n, khâu 2 n i v i khâu 3 b ng kh p quay: V B1 ≠ VB 2 = V B3 3 3 V B1 = ω1.l AB = 2 .0,05.10 = = 0,577 m / s 3 3 V B 2 = V B1 + V B 2 B1 (1) //BC //AB Phương trình ch t n t i hai n s là giá tr v n t c ñi m B2 và v n t c tương ñ i gi a 2 ñi m B1 và B2. Ho ñ véc tơ v n t c ñư c v như hình 2.3b. 3 V n t c ñi m B2 ñư c tính như sau: V B 2 = 2VB 2 = 0,67 m / s. chi u ñư c xác ñ nh như trên 3 ho ñ v n t c (hình 2.3b). Tương t gia t c ta cũng có: a B1 ≠ a B 2 = a B3 2 3 3 a B1 = ω1 .l AB = 100.2 .0,05 = 10 m / s2 3 3 a B 2 = a B1 + a B 2 B1 + a k //BC // AB 3 3 a k : có giá tr là 2.ω1.VB 2 B1 = 2.10. = 10 m / s2 . 6 3 o Phương chi u theo chi u c a V B B quay ñi m t góc 90 theo chi u ω1 . Ho ñ gia t c 2 1 ñư c v như hình 2.3c. Giá tr gia t c khâu 3 ñư c tính: 3 3 3 a B 2 = a B3 = 2 a k = 2.10. . = 6,7 m / s 2 3 3 3 4) Tính v n t c và gia t c ñi m C (hình 2.4a), v n t c góc và gia t c góc c a các khâu 2 và 3 trong cơ c u 4 khâu b n l t i v trí ∠ABC = ∠BCD = 90o , n u tay quay AB quay ñ u v i v n t c góc ω1= 20s-1. Cho trư c kích thư c c a các khâu 4lAB = lBC = lCD = 0,4m. π B ω2 C c2,c3 1 2 b1, b2, c2,c3 A ω1 3 ω3 p D b1, b2 Hình 2.4a Hình 2.4b Hình 2.4c
  • 12.
    B1 ≡ B2.Khâu 1 n i v i khâu 2 b ng kh p quay: V B1 = VB 2 V B1 = ω1.l AB = 20.0,1 = 2m / s Tương t : C2 ≡ C3 và VC 2 = VC 3 VC 2 = V B2 + VC 2 B 2 (1) ⊥CD ⊥BC Phương trình ch t n t i hai n s là giá tr v n t c ñi m C2 và v n t c tương ñ i gi a 2 ñi m C2 và B2. Ho ñ véc tơ v n t c ñư c v như hình 2.3b. T ho ñ ta th y răng v n t c ñi m C và v n t c ñi m B thu c khâu 2 là b ng nhau, do v y khâu 2 chuy n ñ ng t nh ti n t c th i: ω2 = 0. V n t c góc khâu 3: VC 3 2 ω3 = = = 5rad / s lCD 0,4 Chi u ñư c xác ñ nh theo chi u VC3 như hình v . Xác ñ nh gia t c: a B1 = a B2 a B1 = ω1 .l AB = 400.0,1 = 40m / s 2 2 aC 2 = aC 3 = aC D + aτ D = a B 2 + aC B + aτ B n C3 n C2 2 (2) 3 2 2 Trên phương trình 2: n aC D : Có giá tr b ng: ω23 . lCD = 25 . 0,4 = 10m/s2 3 aτ D : Giá tr chưa bi t, có phương vuông góc v i CD C3 n aC B : có giá tr b ng 0 vì ω2 = 0. 2 2 aτ B : Giá tr chưa bi t, có phương vuông góc v i BC. C2 2 Phương trình ch còn t n t i 2 n s là giá tr c a 2 gia t c ti p. Cách gi i ñư c trình bày trên hình 2.4c. Gia t c ði m C bây gi ch t n t i gia t c pháp có chi u hư ng t C ñi vào D và có giá tr là 10m/s2. Gia t c ti p b ng 0. Gia t c ti p trong chuy n ñ ng tương ñ i gi a ñi m C2 ñ i v i ñi m B2 là aτ B ñư c bi u C2 2 di n b i véc tơ b2 c 2 có giá tr là : 40 – 10 = 30m/s2. 2 Gia t c góc khâu2 ñư c xác ñ nh: ε2 = 30 / 0,4 = 75rad/s . chi u xác ñ nh như trên hình v . 5) Tính v n t c và gia t c ñi m C và v n t c góc và gia t c góc c a thanh truy n 2 trong cơ c u tay quay con trư t (hình 1.5a) khi tay quay và thanh truy n th ng hàng. Bi t tay quay AB quay ñ u v i v n toccs góc ω1 = 20s-1 và kích thư c các khâu : 2lAB = lBC = 0,2m. p c2, c3 B ω2 C A 3 1 2 c2n, c2, c3 ω1 π b1, b2 b1, b2 Hình 2.5a Hình 2.5b Hình 2.5c
  • 13.
    B1 ≡ B2. Khâu 1 n i v i khâu 2 b ng kh p quay: V B1 = VB 2 V B1 = ω1.l AB = 20.0,1 = 2m / s Tương t : C2 ≡ C3 và VC 2 = VC 3 VC 2 = V B2 + VC 2 B 2 (1) //AC ⊥BC Phương trình ch t n t i hai n s là giá tr v n t c ñi m C2 và v n t c tương ñ i gi a 2 ñi m C2 và B2. Ho ñ véc tơ v n t c ñư c v như hình 2.5b. T ho ñ ta th y răng v n t c ñi m C b ng 0, v n t c ñi m B và v n t c tương ñ i gi a ñi m C ñ i v i ñi m B là b ng nhau v giá tr và ngư c chi u nhau. V n t c góc khâu 2 ñư c tính: VC2 B2 2 ω2 = = = 10rad / s lBC 0,2 Chi u xác ñ nh như hình v (hình 2.5a) Xác ñ nh gia t c: a B1 = a B2 a B1 = ω1 .l AB = 400.0,1 = 40m / s 2 2 aC2 = aC3 = aB2 + aC B + aτ B n C2 2 (2) 2 2 Trên phương trình 2: n aC B : có giá tr b ng: ω2 .lBC = 100.0,2 = 20m / s 2 2 2 2 aτ B : Giá tr chưa bi t, có phương vuông góc v i BC. C2 2 a : có phương song song v i AC, giá tr chưa bi t. C2 Phương trình ch còn t n t i 2 n s là giá tr c a gia t c ti p tương ñ i và gia t c tuy t ñ i ñi m C . Cách gi i ñư c trình bày trên hình 2.5c. 2 Gia t c ði m C có chi u như hình v và có giá tr b ng 40 + 20 = 60m/s . Gia t c ti p trong chuy n ñ ng tương ñ i gi a ñi m C2 ñ i v i ñi m B2 là aτ B ñư c bi u C2 2 n di n b i véc tơ c2 c2 có giá tr là 0, do v y gia t c góc khâu 2 b ng 0 6) Tính v n t c và gia t c ñi m D trên khâu 2 c a cơ c u tay quay con trư t (hình 2.6a) t i v trí o -1 các góc ∠CAB = ∠CDB = 90 . Bi t tay quay AB quay ñ u v i v n t c góc ω1 = 20s và kích thư c các khâu lAB =lCD = 0,5lBC = 0,1m. B D π,d2 c2,c3 2 1 p b1,b2,c2,c3 C A ω1 3 b1,b2 Hình 2.6a Hình 2.6b Hình 2.6c B1 ≡ B2 . Khâu 1 n i v i khâu 2 b ng kh p quay: V B1 = VB 2 và V B1 = ω1.l AB = 20.0,1 = 2m / s Tương t : C2 ≡ C3 và VC 2 = VC3 VC 2 = V B2 + VC 2 B 2 (1) //AC ⊥BC
  • 14.
    Phương trình cht n t i hai n s là giá tr v n t c ñi m C2 và v n t c tương ñ i gi a 2 ñi m C2 và B2. Ho ñ véc tơ v n t c ñư c v như hình 2.6b. T ho ñ ta nh n th y r ng v n t c t i ñi m B và ñi m C thu c khâu 2 ñ u b ng nhau, khâu 2 chuy n ñ ng t nh ti n t c th i, m i ñi m trên khâu 2 ñ u có v n t c như nhau v i giá tr b ng 2m/s, ω2 = 0. VB1 = VB2 = VC2 = VC3 = VD2 Xác ñ nh gia t c: a B1 = a B2 a B1 = ω1 .l AB = 400.0,1 = 40m / s 2 2 Chi u hư ng t B ñi vào A aC2 = aC3 = aB2 + aC B + aτ B n C2 2 (2) 2 2 Trên phương trình 2: n 2 aC B : có giá tr b ng: ω2 .l BC = 0 2 2 aτ B : Giá tr chưa bi t, có phương vuông góc v i BC. C2 2 a : có phương song song v i AC, giá tr chưa bi t. C2 Phương trình ch còn t n t i 2 n s là giá tr c a gia t c ti p tương ñ i và gia t c tuy t ñ i ñi m C. Cách gi i ñư c trình bày trên hình 2.6c. Áp d ng ñ nh lý ñ ng d ng thu n: Hình n i các mút véc tơ bi u di n gia t c tuy t ñ i thì ñ ng d ng thu n v i hình n i các ñi m tương ng trên cùng m t khâu. Ta tìm ñư c ñi m d2 tương ng v i ñi m D2 trên khâu 2, ñó chính là c c ho ñ gia t c. Gia t c ñi m D b ng 0. 7) Tính v n t c góc và gia t c góc c a các khâu trong cơ c u culít (hình 2.7) v trí góc ∠BAC = o 90 , n u tay quay AB quay ñ u v i v n t c góc ω1 = 10rad/s và kích thư c các khâu là lAB=lAC=0,2m. b1 π A 1 B p 2 ω1 3 b3n ak ε3 b2,b3 ω3 b1 k b2,b3 C Hình 2.7a Hình 2.7b Hình 2.7c B1 ≡ B2 ≡ B3 . Khâu 1 n i v i khâu2 b ng kh p t nh ti n, khâu 2 n i v i khâu 3 b ng kh p quay: V B1 ≠ VB 2 = V B3 và VB1 = ω1.l AB = 10.0,2 = 2m / s V B 2 = V B1 + V B 2 B1 (1) ⊥BC //AB Phương trình (2) t n t i 2 n s . Cách gi i ñư c trình bày trên ho ñ v n t c (hình 2.7b). V n t c ñi m B2 và B3 ñư c xác ñ nh theo ho ñ : VB2 = VB1 2 = 2 2m / s VB3 2 2 ω3 = = = 10 s −1 l BC 0,2 2 Như v y: ω1 = ω2 = ω3 = 10rad/s, chi u xác ñ nh như hình v . Tương t gia t c ta cũng có: a B1 ≠ a B 2 = a B3 a B1 = ω1 .l AB = 100.0,2 = 20m / s 2 có chi u hư ng t B ñi vào A. 2 aB2 = aB1 + a B2 B1 + ak = aB C + aτ C n B3 (2) 3
  • 15.
    Trong phương trìnhtrên (2) Ta có ñư c: a B1 : ðã xác ñ nh; aB2 B1 : Giá tr chưa bi t, phương song song v i BC. ak = 2ω1.VB2 B1 = 2.10.2 = 40m / s 2 , chi u l y theo chi u VB2B1 quay ñi m t góc 90o theo chi u ω1 (hình 2.7a). a B C = ω3 .l BC = 10.0,2 2 = 20 2m / s 2 n 2 3 aτ C = ε 3 .l BC = ? , có phương vuông góc v i BC. B3 Phương trình ch còn t n t i 2 n s . Cách gi i ñư c trình bày trên hình 2.7c. n T hình v ta tính ñư c gia t c ti p c a ñi m B3 , bi u di n b i b3 b3 : aτ C = 20 2m / s 2 B 3 20 2 Gia t c góc khâu 3: ε3 = = 100rad / s 2 0,2 2 Do khâu 1 quay ñ u và t c ñ góc khâu 2 luôn b ng khâu 3 cho nên: ε1 = ε2 = 0. 8) Tìm v n t c góc l n nh t c a culits 2 (hình 2.8a) qua v n t c góc ω1 c a tay quay 1 cho trư c ng v i ba trư ng h p: a) lAB = 0,075m; lAC = 0,3m b) lAB = 0,075m; lAC = 0,225m c) lAB = 0,075m; lAC = 0,150m p B c2 1 2 α α C A 3 B C A ω b ,b 1 1 2 Hình 2.8a Hình 2.8b Hình 2.8c B1 ≡ B2 . Khâu 1 n i v i khâu 2 b ng kh p quay: VB1 = VB2 và VB1 = ω1.l AB Ch n B2 làm c c ta vi t ñư c phương trình véc tơ tính v n t c ñi m C2. VC2 = VB2 + VC2 B2 (1) //BC ⊥BC Phương trình trên ch t n t i 2 n s giá tr . Ho ñ v n t c ñư c v như hình 2.8b. G i α là góc h p b i phương v n t c ñi m B v i phương c a khâu BC. T c ñ góc c a khâu 2 ñư c tính : VC2 B2 sin α ω2 = = VB2 (2) l BC lBC Trong ñ ng th c (2), mu n v n t c góc khâu 2 ñ t c c ñ i thì sinα = 1 và lBC bé nh t. Khi ñó α = 90o và A, B, C th ng hàng (hình 2.8c) ω1.l AB 0,075 ω a) ω2 max = = ω1 = 1 l AC − l AB 0,3 − 0,075 3 ω1.l AB 0,075 ω b) ω2 max = = ω1 = 1 l AC − l AB 0,225 − 0,075 2 ω1.l AB 0,075 c) ω2 max = = ω1 = ω1 l AC − l AB 0,150 − 0,075
  • 16.
    9) Tính vn t c ñi m D trên khâu 3 c a cơ c u xy lanh quay (hình 2.9a và 2.9b) t i v trí các góc ∠BAC=∠BCD = 90o, n u tay quay AB quay ñ u v i v n t c góc ω1 = 20rad/s và kích thư c các khâu là lAB = lCD = 0,1m, lAC = 0,173m. a) Xét hình 2.9a: b1,b2 B D p α α 2 VD 1 c2 3 A ω1 C Hình 2.9a Ta th y r ng ñi m D thu c khâu 3, khâu 3 ñang quay quanh C. Khâu 3 quay theo khâu 2 do ñó t c ñ góc khâu 2 và khâu 3 là như nhau. ð tính ñư c v n t c ñi m D chúng ta ch c n xác ñ nh ñư c v n t c góc khâu 3 thì v n ñ coi như ñư c gi i quy t xong. B1 ≡ B2 . Khâu 1 n i v i khâu 2 b ng kh p quay: VB1 = VB2 và VB1 = ω1.l AB = 20.0,1 = 2m / s Ch n B2 làm c c ta vi t ñư c phương trình véc tơ tính v n t c ñi m C2. VC2 = VB2 + VC2 B2 (1) //BC ⊥BC Phương trình trên ch t n t i 2 n s giá tr . Ho ñ v n t c ñư c v như hình 2.a1. G i α là góc h p b i phương AB v i phương c a khâu BC. T c ñ góc c a khâu 2 ñư c tính : VC2 B2 cos α 0,1 ω2 = = VB2 =2 2 = 6,2rad / s lBC lBC 0,1 + 0,1732 V n t c ñi m D ñư c tính như sau: VD3 = ω3.lCD = 6,2.0,1 = 0,62m / s Chi u ñư c xác ñ nh theo chi u ω3 như hình 2.9a. b) Xét hình 2.9b: 2 D b3 B α VD 1 α b1,b2 3 A ω1 C p Hình 2.9b Hình 2.9b1 Tương t ta cũng tính ñư c v n t c góc khâu 3 thông qua phương trình véc tơ: VB3 = VB2 + VB3 B2 (2) ⊥BC //BC Ho ñ v n t c cũng gi ng như trư ng h p trên (hình 2.9b1) Giá tr v n t c ñi m D và phương chi u cùng k t qu như trên. 10) Tính v n t c và gia t c c a ñi m F trên cơ c u sàng t i l c (hình 2.10a) n u tay quay AB quay ñ u v i v n t c góc ω1 = 20rad/s t i v trí AB và CE th ng ñ ng. BC n m ngang. Cho trư c kích thư c các khâu: lAB = lCE = lDE = lBC/3 = 0,5lDF = 0,1m. π π f4,f5 B C , 2 c2,c3 1 e3,e4 3 e4,f4,f5 b1,b2,c2,c3 A ω1 E p 4 F b1, b2 c2,c3 D 5 Hình 2.10a Hình 2.10b Hình 2.10c1 Hình 2.10c2
  • 17.
    ðây là mt t h p g m 2 cơ c u h p thành: Cơ câu 4 khâu b n l ABCD (tương t bài s 4) và cơ c u tay quay con trư t DEF (tương t bài s 6) B1 ≡ B2 . Khâu 1 n i v i khâu 2 b ng kh p quay: VB1 = VB2 và VB1 = ω1.l AB = 20.0,1 = 2m / s Tương tư như nh ng bài ñã gi i, v trí các khâu c a cơ c u v trí ñ c bi t.Khâu 2 chuy n ñ ng t nh ti n t c th i: ω2 = 0, V n t c ñi m B và C c a khâu 2 là b ng nhau V B 2 = VC 2 = VC 3 Tương t trên khâu 4, v n t c ñi m E và ñi m F cũng băng nhau: VC 3 V E 3 = VE 4 = VF4 = V F5 = 2 Khâu 4 t nh ti n th c th i ω4 = 0. VF = 1m/s V n t c góc khâu 3: VC 3 2 ω3 = = = 10rad / s lCD 0,2 Xác ñ nh gia t c: a B1 = a B2 a B1 = ω1 .l AB = 400.0,1 = 40m / s 2 2 aC 2 = aC 3 = aC D + aτ D = a B 2 + aC B + aτ B n C3 n C2 2 (2) 3 2 2 Trên phương trình 2: n aC D : Có giá tr b ng: ω23 . lCD = 100 . 0,2 = 20m/s2 3 aτ D : Giá tr chưa bi t, có phương vuông góc v i CD C3 n aC B : có giá tr b ng 0 vì ω2 = 0. 2 2 τ aC B : Giá tr chưa bi t, có phương vuông góc v i BC. 2 2 Phương trình ch còn t n t i 2 n s là giá tr c a 2 gia t c ti p. Cách gi i ñư c trình bày trên hình 2.10c1. Gia t c ði m C bây gi ch t n t i gia t c pháp có chi u hư ng t C ñi vào D và có giá tr là 20m/s2. Gia t c ti p b ng 0. Gia t c ñi m E3 b ng n a gia t c ñi m C. Xác ñ nh gia t c ñi m F a F4 = a F5 = a E 4 + a F E + aτ E n F4 4 (2) 4 4 Trên phương trình 2: n 2 a F E : có giá tr b ng: ω 4 .l EF = 0 4 4 aτ E : Giá tr chưa bi t, có phương vuông góc v i EF. F4 4 a : có phương song song v i DF, giá tr chưa bi t. F4 Phương trình ch còn t n t i 2 n s là giá tr c a gia t c ti p tương ñ i và gia t c tuy t ñ i ñi m C. Cách gi i ñư c trình bày trên hình 2.10c2 ( K ti p c a hình 2.10c1) Do s tương quan ñ ng d ng c i cơ c u ta có h th c: aF 4 aE4 a E 4 .DE 10.0,1 = a F4 = = = 5m / s 2 DE DF DF 0,2
  • 18.
    CHƯƠNG 3: PHÂNTÍCH L C H C TRÊN CƠ C U PH NG LO I 2 1) M t con trư t chuy n ñ ng nhanh d n v i gia t c a = 10m/s2. Không k t i ma sát trên m t trư t, tính công su t ngo i l c P ñ y v t chuy n ñ ng khi v t có v n t c 5m/s. Bi t kh i lư ng c a con trư t là m = 2 kg (hình 3.1). Áp d ng nguyên lý D A lăm be, thu ñư c: P P + Pqt = 0 V a Pqt = m.a = 2.10 = 20N. P = 10N Công su t ngo i l c P ñ y v t chuy n ñ ng v i v n t c 5m/s: Hình 3.1 P.V = P.V cos( P,V ) = 20.5 = 100W 2) Hãy tính mômen c a l c quán tính c a bánh ñà trong th i gian m máy: Bi t lúc b t ñ u m máy v n t c góc b ng 0 và sau 3 giây v n t c tăng t l v i th i gian thì máy chuy n ñ ng -1 2 bình n, v i v n t c góc trung bình ω = 21s ; mômen quán tính c a bánh ñà là J = 2kg.m , tr ng tâm c a bánh ñà ngay trên tr c quay (hình 3.2) ω Phương trình chuy n ñ ng c a bánh ñà: ω = εt ω 21 ε= = = 7 rad / s 2 t 3 Mômen c a l c quán tính ñư c tính: M = J . ε = 2 . 7 = 14Nm Hình 3.2 3) Tính nh ng áp l c kh p ñ ng và l c cân b ng (ñ t t i ñi m gi a khâu AB theo phương vuông góc v i khâu này), cho trư c lAB = 0,1m, lBC = lCD = 0,2m. L c c n P2 = P3 = 1000N tác ñ ng t i trung ñi m các khâu. L c c n P2 hư ng th ng ñ ng xu ng dư i, l c P3 hư ng n m ngang sang ph i như hình 3.3a. AB, CD th ng ñ ng, BC n m ngang B B M 2 C M C b n R12 2 1 P2 P2 N τ f A N R12 P3 P3 a 3 3 D D Rτ 3 D d c e n R D3 Hình 3.3a Hình 3.3b Hình 3.3c Tách nhóm tĩnh ñ nh BCD và ñ t l c vào các kh p ch (hình 3.3b): R21 R12 và RD3. Vi t phương trình cân b ng l c cho toàn nhóm: B R12 + P2 + P3 + R D3 = 0 (1) Pcb h phương trình (1) t n t i 4 n s : Giá tr và phương chi u c a 2 l c: A R12 và RD3. Chia các áp l c này ra thành 2 thành ph n (hình 3.3b) 1 τ n R12 = R12 + R12 và R D3 = RD3 + Rτ 3 n D Pcb L y t ng mômen c a các l c ñ i v i ñi m C thu c khâu 2 và thu c khâu 3: RA1 τ ΣM (C 2 ) ( Ri ) = R12 .l BC − P2 .l MC = 0 R21 τ R12 = 0,5 P2 = 500 N 〉 0 Hình 3.3d τ Chi u R12 ñã ch n ban ñ u là ñúng. ΣM (C 3 ) ( Ri ) = Rτ 3 .lCD − P3 .l NC = 0 D
  • 19.
    Rτ 3 =0,5 P3 = 500 N 〉 0 D Chi u Rτ 3 ñã ch n ban ñ u là ñúng. D Vi t l i phương trình cân băng l c (1): R12 + P2 + P3 + Rτ 3 + R D3 + R12 = 0 τ D n n (2) n n Phương trình (2) ch còn t n t i 2 n s là giá tr c a R12 và R D3 . Cách gi i ñư c trình bày trên hình 3.3c. Véc tơ df bi u th áp l c R D3 có giá tr là 500 2 ( N ) , có chi u như hình v 3.3c Véc tơ fb bi u th áp l c R D 3 có giá tr là 500 2 ( N ) , có chi u như hình v 3.3c Vi t phương trình cân băng l c riêng cho khâu 2 ñ tính áp l c t i kh p C: R23 = − R32 R12 + P2 + + R32 = 0 (3) Phương trình này ch t n t i 2 n s là giá tr và phương chi u c a R32. cách gi i ñư c v hình 3.3c. Véc tơ fc bi u th áp l c t i kh p C R32 có giá tr là 500 2 ( N ) , chi u như hình v 3.3c. Bây gi ta ñi tính l c cân b ng ñ t t i ñi m gi a khâu AB: Phương trình cân băng l c c a khâu 1: Pcb + R21 + R A1 = 0 (4) Phương trình này t n t i 3 n s , ñ làm gi m b t n s , ta ñi tìm giá tr Pcb: l h 0,1 2 ΣM ( A) ( Ri ) = Pcb . AB − R21 .h = 0 Pcb = 2 R21. = 2 . 500 2 . = 500 N 2 l AB 2.0,1 Phương trình 4 ñư c gi i hình 3.3d, và phương chi u c a RA1 ñư c bi u di n như hình v , giá tr ñư c tính b ng 500N 4) Tính nh ng áp l c kh p ñ ng và moomen cân b ng trên khâu d n 1 c a cơ c u 4 khâu b n o l ph ng; cho trư c lAB = lBC / 4 = lCD / 4 = 0,1m; khâu BC n m ngang; các góc ϕ1 = 90 , ϕ2 = o o 45 và l c c n P3 = 1000N tác ñ ng t i trung ñi m khâu 3 v i α3 = 90 (hình 3.4a). Xét xem vi c tính nh ng áp l c kh p ñ ng y có ph thu c và v n t c góc khâu d n không? Gi i thích? B n 2 C R12 a τ 3 d B 2 C R12 M 1 ϕ1 3 α3 M c A α3 Rτ 3 D D P3 D P3 ϕ2 n b R D3 Hình 3.4a Hình 3.4b Hình 3.4c Tách nhóm tĩnh ñ nh và ñ t các áp l c t i kh p ch . Phương trình cân b ng l c ñư c vi t cho toàn nhóm: B R21 R12 + P3 + RD3 = 0 (1) Mcb Chia áp l c t i kh p ch ra làm 2 thành ph n như hình v (hình 3.4b): τ τ A RA1 ΣM (C 2 ) ( Ri ) = R12 .l BC = 0 R12 = 0 ΣM (C 3 ) ( Ri ) = Rτ 3 .lCD − P3 .l MC = 0 D Rτ 3 = 0,5 P3 = 500 N 〉 0 D Hình 3.4d Chi u Rτ 3 ñã ch n ban ñ u là ñúng D Phương trình cân b ng l c (1) ñư c vi t l i như sau: P3 + Rτ 3 + R D3 + R12 = 0 D n n (2) Phương trình (2) ch t n t i 2 n s , ho ñ l c ñư c v như hình 3.4c.
  • 20.
    R D3 =500 2 N , chi u ñư c xác ñ nh như hình v R12 = 500 2 N , chi u cũng ñư c xác ñ nh như hình v . Tính áp l c t i kh p trong C: Xét s cân b ng c a khâu 2: R32 = − R12 , giá tr : R32 = 500 2 N Tính mômen cân bbawnoo ñ t trên khâu d n 1: Ch n chi u Mcb như hình 3.4d. Mcb = R21 . lAB = 500√ 2 . 0,1 = 50√ 2 Nm Áp l c t i kh p A: R A1 = − R21 , giá tr b ng 500√ 2 N Ta l p b ng so sánh: TT Véc tơ bi u di n Véc tơ th t Giá tr Ghi chú 1 ab P3 1000N 2 bc Rτ 3 D 500N 3 cd n R D3 500N 4 da n R12 = R12 500 2 N 5 bd R D3 500 2 N 6 ad R32 500 2 N Các giá tr trên khi tính không ph thu c vào v n t c góc c a khâu d n, b i vì chúng ta không ñi xác ñ nh l c quán tính 5) Tính nh ng áp l c kh p ñ ng và moomen cân b ng trên khâu d n 1 c a cơ c u tay quay con trư t (hình 3.5a), cho trư c lAB = lBC / 2 = 0,1m, AB th ng ñ ng, AC n m ngang. L c c n P3 = 1000N n m ngang cách rãnh trư t m t ño n h3 = 0,058m. Sau ñó nghi m l i K t qu Mcb b ng phương pháp công su t. B n B P3 R12 b 2 a 2 1 t x N C R12 N R12 n C A h3 c 3 h3 P3 3 P3 Hình 3.5a Hình 3.5b Hình 3.5c Tách nhóm tĩnh ñ nh ra kh i cơ c u và ñ t áp l c vào các kh p ch (hình 3.5b): Phương trình cân b ng l c ñư c vi t: B R21 R12 + N + P3 = 0 (1) Phương trình (1) có 3 n s , ta c n ph i gi m b t các n s . RA1 Chia áp l c kh p ch B ra làm 2 thành ph n (hình 3.5b): Mcb h τ τ n A ΣM (C 2 ) ( Ri ) = R12 .l BC = 0 R12 = 0 R12 = R12 n Phương trình (1) ñư c vi t l i: P3 + N + R12 = 0 (2) Hình 3.5d Ho ñ l c ñư c v như hình 3.5c. Do tam giác ABC là n a tam giác ñ u nên tam giác abc trên hình 3.5c cũng là n a tam giác ñ u: 3 3 R12 = 2000 N , N = 1000 N 3 3 Chi u c a các l c ñã ch n ban ñ u là phù h p. ð tìm ñi m ñ t c a áp l c N ta vi t phương trình cân b ng mômen c a các l c ñ i v i ñi m C3:
  • 21.
    P .h 1000.0,058 P3 .h3 − N .x = 0 x= 3 3 = 3 = 0,1m N 1000 Áp l c N ñ t cách tâm C m t kho ng 0,1m. ð tính áp l c t i kh p trong C ta vi t phương trình cân b ng l c riêng cho khâu 2: 3 R12 + R32 = 0 R12 = − R32 R12 = R32 = 2000 N 3 Tính mômen cân b ng ñ t t i khâu d n: Phương trình cân b ng l c t i khâu d n (hình 3.5d): 3 R21 + R A1 = 0 R21 = − R A1 R21 = R A1 = 2000 N 3 Mômen cân b ng có chi u ñư c ch n như hình v 3.5d: 3 0,1 3 B M cb = R21.h = 2000 = 100 Nm 2 3 2 Chi u Mcb ñã ch n là ñúng. 1 Bây gi chúng ta nghi m l i k t qu trên b ng phương C pháp công su t. Gi s khâu AB quay v i v n t c góc A ω1 và ch n chi u Mcb như hình v 3.5e. h3 3 P3 M cb .ω1 + P3 .V3 = 0 (3) chương 2 ph n phân tích ñ ng h c ta ñã bi t: Hình 3.5e V B1 = VB 2 = VC 2 = VC 3 = V3 Chi u c a Mcb và ω1 là cùng chi u, chi u c a V3 và P3 là ngư c nhau, do v y t phương trình (3) ta suy ra: Mcb . ω1 – P3 . V3 = 0 Mcb = P3 . V3 / ω1 = P3 . ω1.lAB / ω1 = P3 . lAB = 1000 . 0,1 = 100Nm. Chi u Mcb và giá tr ñã ch n là hoàn toàn ñúng, phù h p v i phương pháp phân tích áp l c. 6) Tính nh ng áp l c kh p ñ ng và mômen cân b ng trên khâu d n 1 c a cơ c u tính sin (hình 3.6a). Cho trư c lAB = 0,1m, ϕ1 = 45o, l c c n P3 = 1000N. Sau ñó gi i bài toán khi rãnh trư t ch ti p xúc 2 ñi m C’, C’’ v i kho ng cách C’C’’ = 0,2m (hình 3.6b). B 2 B 2 B R12 R32 1 R12 C 3 N A 45o 3 P3 C P3 Hình 3.6a2 Hình 3.6a Hình 3.6a1 B R32 R12 Tách nhóm tĩnh ñ nh (hình 3.6a1) Hình 3.6a3 Kh p trong là kh p t nh ti n, do v y vi t phương trình cân b ng riêng cho t ng khâu. Tách riêng khâu 2 (hình 3.6a2) R12 + N = 0 R12 = − N 2 l c này song song và ngư c chi u nhau. L y t ng mô men c a các l c trên khâu 2 ñ i v i ñi m B2 (có giá tr b ng 0) d n ñ n 2 l c R12 , N tr c ñ i và ñ t tai B (hình 3.6a3) Xét riêng khâu 3: B R23 + N + P3 = 0 R23 N2 Chi u phương trình này lên phương P3 và N: N h 3 C N = 0 và R23 = − P3 P3 Do v y ta th y r ng chi u các l c ñã ch n trên hình 3.6a3, x 3.6a4 là h p lý và các l c có giá tr N1 R12 = R32 =R23 = P3 = 2000N, N = 0 Do R23 = − P3 và cách nhau m t ño n t o nên m t ng u: Hình 3.6a4
  • 22.
    R23 .h =P3 . h = M Chính vì th , áp l c t i kh p C ph i phân b ñ t o thành m t ng u ch ng l i ng u l c M nói trên ñ khâu 3 tr ng thái tĩnh ñ nh: R21 N1 + N 2 = N = 0 ; N1 = − N 2 và N1 . x = N2 . x = M B Xác ñ nh mômen cân b ng: Xét khâu d n 1 (hình 3.6a5) 1 h A MCB Phương trình cân b ng l c: R21 + R A1 = 0 RA1 R21 = − R A1 = 0 , có giá tr là 1000N Mcb = R21 . h = 1000 . 0,1√2 /2= 50√2 Nm Hình 3.6a5 trư ng h p th hai, xét hình 3.6b B B 2 R23 B 2 N2 N2 3 1 P3 3 3 P3 A P3 C’ C’’ C’ C’’ C’ C’’ N1 N1 Hình 3.6b Hình 3.6b2 Hình 3.6b3 Tác nhóm tĩnh ñ nh ra kh i cơ c u (hình 3.6b). Xét riêng khâu 3 (hình 3.6b3) Phương trình cân b ng l c riêng cho khâu 3: R23 + N1 + N 2 + P3 = 0 Do 2 l c N1 và N2 cùng phương, cho nên ta có : N1 + N 2 = N Phương trình trên ñư c vi t l i: R23 + N + P3 = 0 . Lúc này cách gi i tương t như ph n trên và l y k t qu ñã tính, do N = 0 cho nên: N1 = − N 2 . Như vây: N1 . x = N2 . x = M Hay : N1 = N2 = M / x = R23 . h / lC’C’’ = 1000 . 0,1√2 /2 . 0,2 = 250√2 N 7) Tính nh ng áp l c kh p ñ ng A, B, C, D và mômen cân b ng trên khâu d n 1 c a cơ c u máy sàng (hình 3.7a). Cho trư c: lAB = lBC/2 = lCD/2 = lDE = 0,1m; ϕ = ϕ23 = ϕ3 = 90o; ϕ4 = 45o. l c c n P3 = 1000N. B B C n C 2 E R12 2 ϕ23 ϕ23 R34n t 1 ϕ1 R12 t 4 N h43 A E R34 E 4 P3 3 R43 3 ϕ3 ϕ4 F F P3 RD3t D 5 D 5 RD3 n Hình 3.7a Hình 3.7b Hình 3.7c Tính cho nhóm tĩnh ñ nh xa khâu d n trư c (nhóm 4,5). Phương trình cân b ng l c cho nhóm (4,5) (hình 3.7b): R34 N R34 + N + P3 = 0 (1) Phương trình này t n t i 3 n s , c n ph i kh b t n s : P3 n τ R34 = R34 + R34 Hình 3.7d τ τ n ∑ M ( F4 ) ( Ri ) = R34 .l EF =0 R34 = 0 , R34 = R34
  • 23.
    Phương trình (1)bây gi ch còn l i 2 n s là giá tr c a áp l c t i E và áp l c N. Ho ñ l c ñư c v như hình 3.7d. b c T ho ñ l c ta xác ñ nh ñư c giá tr : N = P3 = 1000N; R34 = RD = 1000√2 N. H l c ph ng cân b ng, 3 l c ñ ng quy t i m t ñi m: Áp l c N, R34, P3 ñ ng quy t i F. Phương chi u ñã ch n ban ñ u d a là hoàn toàn ñúng. Xét ti p nhóm tĩnh ñ nh k khâu d n (2,3) Phương trình cân b ng l c: Hình 3.7e R43 + RD3 + R12 = 0 (2) Phương trình này t n t i 4 n s . Chia áp l c kh p ch B và D ra làm 2 thành ph n như hình3.7c: τ τ n R21 ∑ M (C 2 ) ( Ri ) = R12 .l BC = 0 , R12 = 0 , R12 = R12 B ∑ M (C3 ) ( Ri ) = Rτ 3 .lCD − R43 .h43 = 0 D 1 ϕ1 Mcb Rτ 3 = 1000 2 .0,1 2 / 2.0,2 = 500 N Chi u ch n ban ñ u là ñúng. A D RA! Phương trình cân b ng l c (2) ñư c vi t l i: R43 + Rτ 3 + R D3 + R12 = 0 D n (3) Hình 3.7f Phương trình này ch có 2 n s , cách gi i ñư c trình bày trên hình 3.7e Áp l c R12 = RB = 500N ñư c bi u di n b i véc tơ da . Xét s cân b ng khâu 2: R12 + R32 = 0 ; R12 = R32 = 500N. Xét s cân b ng l c c a khâu d n: R21 + R A1 = 0 , R21 = RA1 = 500N Mcb = R21 .0,1 = 500 . 0,2 = 50Nm Chúng ta không th tính áp l c kh p ñ ng b t ñ u t nhóm n i v i khâu d n ñư c, vì lúc này ta chưa bi t ñư c l c tác d ng lên khâu d n và hơn n a, n u th c hi n như v y s không tính ñ n s tác ñ ng c a các ngo i l c các nhóm xa khâu d n. 8) Tính nh ng áp l c kh p ñ ng và mômen cân b ng ñ t t a khâu d n 1 c a cơ c u cu lít (hình o o 3.8a). Cho trư c lAB = 0,3m; ϕ1 = 90 ; ϕ3 = 30 , mômen c n M3 = 600Nm ñ t trên culits. Sau ñó nghi m l i k t qu tính Mcb b ng phương pháp công su t. ϕ1 A B B 1 2 2 R12 B R12 B M3 M3 2 2 ϕ3 3 R32 3 R32 C C Hình 3.8a Hình 3.8b Hình 3.8c Hình 3.8d Tách nhóm tĩnh ñ nh (2,3); vì kh p trong là kh p t nh B R23 ti n cho nên ta vi t và gi i phương trình l c riêng cho t ng khâu: M3 b,c Tách riêng khâu 2 (hình 3.8c) ta vi t ñư c: R12 + R32 = 0 , R12 = − R32 = 0 (1) RC3 t 3 a L y t ng mô men các l c ñ i v i ñi m B2 : C ∑ M ( B2 ) ( Ri ) = R32 .x = 0 , x=0 (2) RC3 n Hai l c R12 và R32 tr c ñ i và ñ t t i B, phương Hình 3.8e Hình 3.8f vuông góc v i phương trư t BC (hình 3.8d).
  • 24.
    Xét ti priêng khâu 3 (hình 3.8e) R21 τ n RC 3 + RC 3 + R23 = 0 (3) A 1 B τ τ M 600 RA1 ∑ M ( B3 ) ( Ri ) = RC 3l BC − M 3 ; RC 3 = 3 = = 1000 N Mcb l BC 0,3.2 n Phương trình (3) ñư c gi i ho ñ l c (hình 3.8f). RC3 = 0 Hình 3.8g t Nghĩa là RC3 = RC3 = R23 = R32 = R12 = 1000N. Phương chi u c a các l c ñã ch n là h p lý. Tính mô men cân b ng d t trên khâu d n 1: o Xets hình 3.8g: Chi u Mcb ch n trư c, phương l c R21 h p v i phương c a tay quay AB m t góc 30 . Phương trình cân b ng l c: R21 + R A1 = 0 , R21 = − R A1 = 0 , R21 = R A1 = 1000 N Mcb = R21 . lAB /2 = 1000 . 0,3 / 2 = 150Nm. ϕ1 A Nghi m l i Mcb b ng phương pháp công su t: 1 B VB3 Ho ñ v n t c cơ c u ñư c bi u di n hình 2 ω1 ω .l VB2 V B3 = = 1 AB M3 2 2 ϕ3 3 VB ω .l ω ω3 = 3 = 1 AB = 1 VB2,1 l BC 2.2l AB 4 C Chi u cùng chi u v i v n t c góc khâu 1 Ch n chi u Mcb cùng chi u v i ω1, ta có: M cb .ω1 + M 3 .ω3 = 0 , M cb .ω1 + M 3 .ω3 = 0 Hình 3.8h M 3 .ω3 M 3 .ω1 M 600 M cb = − =− =− 3 =− = −150 Nm ω1 ω1.4 4 4 Ch nh t chi u Mcb ñã ch n ban ñ u là sai, chi u Mcb s ngư c l i chi u ñã ch n. K t qu phù h p v i vi c tính toán mômen cân b ng theo phương pháp phân tích áp l c. 9) Tính nh ng áp l c kh p ñ ng và mô men cân b ng ñ t trên cam c a cơ c u (hình 3.9a). T i v trí ti p o xuác ñang xeys, biên d ng cam là m t ño n th ng làm v i phương ngang m t góc ϕ1 = 45 , h = a = b = 0,1m và l c c n P3 1000N. Sau ñó hãy gi i bài toán b ng cách thay th kh p cao, r i so sánh k t qu và phương pháp tính. P2 P2 C’’ R C’’ RC’’ h B b b P2 RC’ R12 C’ 2 C’ Mcb 2 1 a B A a B ϕ1 R12 h 1 A Hình 3.9a Hình 3.9b Hình 3.9c Hình 3.9d Tách riêng khâu 2 và ñ t các l c vào (hình 3.9b): P2 + RC ' + RC ' ' + R12 = 0 (1) Vì RC’ và RC’’ là cùng phương, do v y h p l c s là RC và chi u R s theo chi u c a véc tơ nào có giá tr l n hơn. Phương trình (1) ñư c vi t l i: P2 + RC + R12 = 0 (2)
  • 25.
    Phương trình (2)ch t n t i 2 n s : ñó là giá tr c a RC và R12. Cách gi i ñư c trình bày trên hình 3.9c. o Do ϕ1 = 45 cho nên ta tính ñư c giá tr : RC = P2 = 1000N và R12 = 1000√2 N L y t ng mô men c a các l c trên khâu 2 ñ i v i ñi m B2: ∑ M ( B2 ) ( Ri ) = RC '' (a + b) − RC ' .a = 0 RC ' ' = RC ' / 2 . Áp l c RC’ t i ñi m C’ l n hơn áp l c RC’’ t ñi m C’’. Do vây l c t ng RC s mang chi u c a RC’ . T ñó th y r ng chi u các áp l c ñã ch n là h p lý. Giá c a các l c là: RC’’ = 2000N và RC’’ = 1000N Xét hình 3.9d. Moomen cân b ng ñư c ch n như hình v và giá tr ñư c tính: 2 M cb − R21h = 0 , M cb = R21.h21 = 1000 2 .0,1 = 100 Nm 2 Áp l c t i A ñư c tính: R21 + R A1 = 0 R21 = − R A1 , R21 = R A1 = 1000 2 N Xét trư ng h p thay th kh p cao ta có cơ c u thay th (hình 3.9e): P2 P2 C’’ C’’ RC’’ b b RC’ C’ C’ 2 2 a a B ϕ1 B R12 1 h A Hình 3.9e Hình 3.9f Tách nhóm tĩnh ñ nh (hình 3.9f) , vì kh p trong là kh p quay, ta vi t phương trình cân b ng l c cho toàn nhóm: P2 + RC ' ' + RC ' + R12 = 0 (3) Vì RC’ và RC’’ là cùng phương, do v y h p l c s là RC và chi u R s theo chi u c a véc tơ nào có giá tr l n hơn. Phương trình (1) ñư c vi t l i: P2 + RC + R12 = 0 Cách gi i hoàn toàn tương t như ph n trư c (hình 3.9c) Trong trư ng h p thay th kh p cao cho nên s kh p th p nhi u hơn, vi c xác ñ nh áp l c nhi u hơn m t kh p. Nói cung 2 cách tính ñ u như nhau. 10) Tính nh ng áp l c kh p ñ ng và moomen cân b ng trên khâu d n 1 c a cơ c u trên hình 3.10a. Cho o o trư c kích thư c: lAB = lBC /4 = lCD / 2 = lDE / 2 = 0,05m, các góc ϕ1 = ϕ12 = 90 ; ϕ3 = ϕ35 = 45 và l c c n tác ñ ng n m ngang trên khâu 5 là P5 = 400N. ϕ12 C B 2 R34 RF R34 3 ϕ3 RF D ϕ1 1 F A E 5 P5 E ϕ35 F 4 P5 5 P5 4 Hình 3.10a Hình 3.10b Hình 3.10c Tách nhóm tĩnh ñ nh (4,5), ñ t các l c vào, phương trình cân b ng l c cho toàn nhóm: P5 + R F + R34 = 0 (1) ða giác l c ñư c v như hình 3.10c, chi u c a các áp l c ñư c xác ñ nh trên ho ñ , có giá tr tương ng: RF = P5 = 400N, R34 =400√2 N. Tương t như nh ng bài trư c khi xét riêng khâu 4:
  • 26.
    p l cR34 ñi qua ñi m E, Phương l c P5 cũng ñi qua E, do v y phương c a RF cũng ph i ñi qua E. Dĩ nhiên R34 = − R54 Xét nhóm tĩnh ñ nh g n khâu d n (hình 3.10d): b B R21 B C 3 2 R12 n RD3t 1 RD3 c RA1 D R12t t RD3n RD3 RD3n A Mcb a E d R12 R43 Hình 3.10d Hình 3.10e Hình 3.10f Phương trình cân b ng l c cho toàn nhóm: R43 + R D3 + R12 = 0 Hay R43 + Rτ 3 + RD3 + R12 + R12 = 0 D n τ n (2) ∑ M (C 2 ) ( Ri ) = Rτ 3 .lCD − R43 .lCE = 0 D l Rτ 3 = R43 CE = 400 2 D = 200 2 N lCD 2 Chi u ñã ch n ban ñ u là ñúng. τ τ ∑ M (C3 ) ( Ri ) = R12 .l BC = 0 , R12 = 0 Phương trình (2) ñư c vi t l i như sau: R43 + Rτ 3 + RD3 + R12 = 0 D n (3) n Phương trình này t n t i 2 n s là giá tr c a RD3 và giá tr c a R12, cách gi i ñư c trình bày trên hình 3.10e. Phương chi u c a các l c ñã ch n là h p lý. Giá tr ñư c tính tr c tiép trên ho ñ l c: RD3 = R12 = 400N Xét s cân b ng c a khâu 2 : R12 + R32 = 0 2 l c này ngư c chi u nhau và có giá tr chính b ng 1000N. Tính l c khâu d n. Xét hình 3.10f . Phương trình cân b ng l c: R21 + R A1 = 0 , R21 = R A1 = 400 N Ch n chi u Mcb như hình v : Mcb = R21 . lAB = 400 . 0,1 = 40Nm 11) Tính áp l c kh p ñ ng tai B (kh p quay gi a bánh răng 2 và c n C) và mômen cân b ng Mcb trên c n C c a cơ c u bánh răng hành tinh (hình 3.11a), dư i tác ñ ng c a mômen c n trên khâu 1: M1 = 20Nm, cho trư c mô ñun c a các bánh răng m = 20mm, góc ăn kh p tiêu chu n, s răng các bánh: z1 = z2 = 20; z3 = 60. B 2 2 B 2 C A M1 1 A 1 M1 3 3 Hình 3.11a Hình 3.11b Mômen cân b ng tác ñ ng lên c n C ñư c tính t phương trình cân b ng công su t: Mcb . ωC + M1 . ω1 = 0 Mcb = -M1 .ω1 /ωC Xét chuy n ñ ng tương ñ i c a cơ h ñ i v i c n C: ω1C = ω1 − ωC và ω3C = ω3 − ωC
  • 27.
    ω1 − ωC ω z = 1− 1 = − 3 ω 3 − ωC ωC z1 ω1 z = 1+ 3 = 4 ωC z1 Mcb = -20 . 4 = - 80Nm Ch ng t Mcb nư c chi u v i M1 . Ta có R2C = R02 = R B Xét s cân b ng mô men c a c n c. RB .rc + M cb = 0 V i rc = m (z1 + z2 )/2 = 20 (20 + 20)/2 = 400mm V y: RB = - Mcb /rc = - 80/0,4 = - 200N 12) Tính áp l c kh p ñ ng B (kh p gi a các bánh răng 2 và 2’ v i c n C) và moomen cân b ng trên khâu d n 1 c a cơ c u bánh răng gành tinh (hình 312), dư i tác ñ ng c a moomen c n trên c n C: Mc = 56Nm; cho trư c môñun c a c p bánh răng 1 và 2 là mI = 5mm, c a c p bánh răng 3 và 2’ là mII = 0 8mm, góc ăn kh p α = 20 và các s răng Z1 = 28, Z2 = 84, Z2’ =20, Z3 = 50. 2 Xét s cân b ng moomen c a c n C: RB.rc + Mc = 0 2’ V i rc = m (z1 + z2 )/2 = 5 (28 + 84)/2 = 280mm B RB = - Mc / rc = - 56 / 0,28 = -200N Mômen cân b ng ñ t trên khâu 1 ñư c tính: C Mcb.ω1 + Mc.ωc = 0 3 Mcb = -Mc.ωc / ω1 = - Mc.1/ i1c = -Mc . 1/ (1 – i1 c) = = -Mc . 1/ (1-( Z3/Z2’)(Z2/Z1)) Mc 1 MCb = - 56 . 1/ (1- (50/20)(84/28)) = - 8,6Nm 3 Hình 3.12