Báo cáo khoa học: CÁC ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG TĨNH CƠ CẤU SONG SONG KHÔNG GIAN 4 BẬC TỰ DO

Tóm tắt: Bài báo giới thiệu một phương pháp thiết lập các điều kiện cân bằng tĩnh cho cơ cấu không gian nhiều bậc tự do. Phương pháp có ưu điểm là thích hợp với việc áp dụng các chương trình tính toán số đang được sử dụng rộng rãi như Maple, Mathematica. Các điều kiện cân bằng hoàn toàn lực quán tính của cơ cấu song song không gian 4 bậc tự do được trình bày trong một thí dụ áp dụng. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo khoa học: "CÁC ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG TĨNH CƠ CẤU SONG SONG KHÔNG GIAN 4 BẬC TỰ DO" CÁC ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG TĨNH CƠ CẤU SONG SONG KHÔNG GIAN 4 BẬC TỰ DO ThS. ĐỖ TRỌNG PHÚ Bộ môn Thiết kế Máy - Khoa Cơ khí Trường Đại học Giao thông Vận tải GS. TSKH NGUYỄN VĂN KHANG Bộ môn Cơ học Ứng dụng - Khoa Cơ khí Trường Đại học Bách khoa Tóm tắt: Bài báo giới thiệu một phương pháp thiết lập các điều kiện cân bằng tĩnh cho cơ cấu không gian nhiều bậc tự do. Phương pháp có ưu điểm là thích hợp với việc áp dụng các chương trình tính toán số đang được sử dụng rộng rãi như Maple, Mathematica. Các điều kiện cân bằng hoàn toàn lực quán tính của cơ cấu song song không gian 4 bậc tự do được trình bày trong một thí dụ áp dụng. Summary: This paper presents a method for deriving the static balancing conditions of spatial mechanisms with multi - degree - of - freedom. The method has advantage of being suitable for the applications of the widely accessible computer algebra systems such as Maple, Mathematica. In the example, the static balancing conditions for complete shaking force of a spatial four - degree - of - freedom parallel mechanism are given. CT 2I. MỞ ĐẦU Cân b ằng khối lượng của cơ cấu là các biện pháp làm giảm hoặc triệt tiêu véctơ lực quántính chính và véctơ mômen lực quán tính chính của các khâu động của cơ cấu. Bài toán cânbằng khối lượng của các cơ cấu máy đã được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm, nhiều công trìnhnghiên cứu cân bằng khối lượng của cơ cấu được công bố trên nhiều tạp chí chuyên khảo. Một đánh giá tổng quan các nghiên cứu về cân bằng khối lượng cơ cấu được trình bàytrong công trình [1, 2, 3, 6] và nhiều công trình khác. Các kết q uả cân bằng lực quán tính các cơcấu chấp hành song song ba, b ốn và sáu bậc tự do bằng cách thêm vào các khối lượng phụ trêncác khâu đã được đăng tải trong các công trình [4, 5]. Các tay máy song song không gian ngày càng có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực cơ khí. Dođó sự cân bằng khối lượng cơ cấu hoặc tay máy song song không gian trở thành một nhiệm vụquan trọng. Trong bài báo này thiết lập một dạng các điều kiện cân bằng của các cơ cấu khônggian dựa trên khái niệm véctơ hàm các toạ độ suy rộng dư [3].II. CÁC ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG HỆ LỰC QUÁN TÍNH CỦA CƠ CẤU KHÔNG GIAN Xét hệ nhiều vật không gian gồm p khâu, được dẫn động quay. Sử dụng các hệ toạ độ suy Trộng q1, q2, …, qq . Véctơ các toạ độ suy rộng có dạng: q = q1 ,q 2 ,...,q p  (2.1)   r p dp r r Biểu thức cân bằng lực quán tính theo [6]: F*    m i a i  0   mi vi  0 (2.2) dt i =1 i=1 p Do là điều kiện đủ, từ (2.2) có thể suy ra: (2.3) m v 0 i i i=1 p p p m x = 0,  mi ySi = 0,  m i z Si = 0 Viết lại (2.3) dưới dạng: & & & (2.4) ...