5 H 1 introductioneng.sut.ac.th/me/2014/document/MachanicsMachinery/Ch 1 introduction.pdf(Mechanics of Machinery) วิชาบังคับกอน: 525203 พลศาสตรวิศวกรรม

08/07/57

1

525305 กลศาสตรเครองจกรกล กระว ตรอานรรค

1. Introduction

525305 กลศาสตรเครองจกรกล (Mechanics of Machinery)

วชาบงคบกอน: 525203 พลศาสตรวศวกรรม

- ความรความเขาใจพนฐานและการทางานของกลไกแบบตางๆ - วเคราะห การกระจด ความเรวและความเรงในเครองจกรกล - การสงเคราะหชนสวนกลไก การวเคราะหแรงสถตและแรงทางพลศาสตรทเกดขน - การถวงสมดลมวลและมวลเคลอนทกลบไปมา - เฟองและขบวนเฟองตางๆ


1. Introductionตารา Mechanisms and Dynamics of Machinery / Hamilton H. Mabie and Charles F. Reinholtzหรอฉบบแปล กลไกและพลศาสตรของเครองจกรกล / รศ.วฒชย กปลกาญจน สานกพมพ ฟสกสเซนเตอร

หนงสออานประกอบ1) Design of machinery / Robert L. Norton2) Kinematics and Dynamics of Machinery / Charles E. Wilson and

J. Peter Sadler

08/07/57

2


1. Introductionการเกบคะแนน

1. ทดสอบยอย 10% (ประมาณ 4 ครง)2. การบาน ความสนใจและงานมอบหมาย 10%3. สอบกลางภาค 35%4. สอบปลายภาค 45%

- เวลาเรยนนอยกวา 80% นาไปหกจากคะแนนทดสอบยอย การบาน ความสนใจและงานมอบหมาย (20%) ตามจานวนครงตงแตทขาดเกน 4 ครงเปนตนไป โดยจะยดคนทขาดมากทสดเปนเกณฑ 0 คะแนน แลวลดหลนไป- กรณมความจาเปนใหลาลวงหนาพรอมเอกสารแนบ หรอปวยใชใบรบรองแพทย


1. Introductionการประเมนผล

คะแนน เกรด >= 80 A

75 – 79 B+70 – 74 B65 – 69 C+60 – 64 C55 – 64 D+50 – 54 D

< 50 F

08/07/57

3


1. Introductionกรอบการจดการเรยนการสอน

สปดาหท เนอหา 1 - Introduction

2 - Linkages and Mechanisms- Cams

3 - Spur Gears 4 - Bevel, Helical and Worm Gearing5 - Gear Trains6 - Velocity and Acceleration Analysis I

7 สอบกลางภาค


1. Introductionกรอบการจดการเรยนการสอน

สปดาหท เนอหา8 - Velocity and Acceleration Analysis II9 - Force Analysis of Machinery I

10 - Force Analysis of Machinery II11 - Balance of Machinery12 - Kinematic Synthesis Problems

08/07/57

4


1. Introductionเกยวกบผสอน

ดร.กระว ตรอานรรค หองพก MT10

สาขาวศวกรรมเครองกล อเมล [email protected]

facebook www.facebook.com/กระว ตรอานรรค การเขาพบ - เชคตารางสอน พบไดตามเวลาทวาง - นดหมายทาง facebook, E mail

- เหนไฟในหองพกเปดอยและไมมแขก เขาพบไดเลย


1. Introductionขอตกลงอนๆ

- การเขาชนเรยนสาย นาท- ขอตกลงระหวางเรยน 1.

2.3.

- รปแบบการเชคชอ -

- การสงงาน -

08/07/57

5


1. Introduction1.1 บทนา

- การศกษา กลไก (mechanisms) เปนเรองสาคญมาก เพราะถกใชในการออกแบบเครองมอ, ระบบควบคมอตโนมต และอปกรณททางานไดดวยตวเองมากมาย- กลไก นบเปนสวนหนงของ การออกแบบเครองจกรกล (machine design) โดยถกเนนไปท ชนตอโยง (linkages) ลกเบยว (cams) เฟอง (gears) และ กระบวนเฟอง (gear trains)


1. Introduction

- กลไกทเหนนคอ Slider-crank โดย link 1 คอ frame ตดตาย, link 2 คอ crank, link 3 connecting rod, link 4 คอ slider- เปนกลไกทใชมากในเครองยนตสนดาปภายใน

08/07/57

6


1. Introduction- การ analyze ทาไดยากเพราะมความสลบซบซอน- เราใช kinematic diagram แทนซงดไดงายกวา

วดโอเครองยนต 4 จงหวะ


1. Introduction- ในภาพ cam (ลกเบยว) หมนดวยความเรวเชงมมคงท �ผลกให Follower (ตวตาม) เคลอนทขนและลงได

ขนเพราะ ?ลงเพราะ ? อะไรเปน input ?อะไรเปน output ?เอาไปใชทาอะไรได ?

วดโอเครองยนต 4 จงหวะ

08/07/57

7


1. Introduction- กรณตองการออกแบบให ระบบรบ input มากกวา 1 ตว เราใช cam เปน 3 มตเลย

อะไรเปน input บางอะไรเปน output บาง

- เราประยกตใชเปน summing point รวมสญญาณ input 2 ตวทางกล ไดใน automatic control


1. Introduction- สวนกลไกทพบมากทสดในแทบทกเครองจกร คอ เฟองแบบตางๆ ดงภาพ

ใชเพออะไร ?

แบบไหนเกดการขดสมากๆ บาง ?

08/07/57

8


1. Introduction- บางครงจะพบ เฟองตอกนเปนระบบมากกวา 1 ค เราเรยก Gear trains

ในภาพ output จะเรวหรอชากวา input ?

ทศทางละ ?

มนดกวา ใชเฟอง 1 คยงไง ?

- บางครงเราตองการสงสญญาณทางกลดวยฟนเฟอง ซงไมไดตองการสงกาลง ดงนน การหมนสงกาลง และความแขงแรง จงเปนเรองรองๆ (แทบไมสนใจ)


1. Introduction1.2 Mechanism/ Machine

Mechanism (กลไก) คอการเอาชนสวนตางๆมาประกอบกนแลวสามารถเคลอนไหวอยางสมพทธกนไปได � เรยกงายๆ คอชนสวนกลไก เชนชนสวนตางๆในเครองยนต

Machine คอ machanism (กลไก) หรอสวนของกลไกทมงหวงใหมนถายทอดกาลงจากตนกาลง ไปยงปลายทางได � เรยกงายๆ คอการเอาชนสวนกลไกมาประกอบแลวใหมนทางาน เชน ตวเครองยนต

08/07/57

9


1. Introduction1.3 Motion เปนการระบนยามเพอใชในบทตอๆไป motion (การเคลอนท) แบงออกเปน

1. Plan Motion การเลอนไปบนระนาบ1.1 Translation คอการเคลอนทนนมระนาบขนานทคงทอย 1 ระนาบ (การเลอน)

- Rectilinear translation � เลอนเปนเสนตรง


1. Introduction- Curvilinear translation � เลอนเปนเสนโคง

08/07/57

10


1. Introduction1.2 Rotation คอการหมนรอบแกนคงท (ยงอยบนระนาบ)


1. Introduction1.3 Rotation and Translation คอการเคลอนทแบบหมน + แบบเลอน (ยงอยบนระนาบ)

08/07/57

11


1. Introduction2. Helical Motion คอชนสวนหมนรอบแกนคงทแกนหนง พรอมกบเคลอนทแบบเลอน

ขนานไปกบแกนนน เชน Nut (นอตตวเมย) ทขนใหหมนไปบน Bolt (นอตตวผ)

3. Spherical Motion คอชนสวนหมนรอบจดคงทจดหนงแบบ 3 มต เชน อเลคตรอนหมนรอบนวเคลยส

4. Spatial Motion คอชนสวนหมนใน 3 มต โดยไมขนานกบแกนใดเลย และมทศทางอสระใน 3 มต


1. Introduction1.4 Cycle, Period and Phase of Motion การทชนสวนเคลอนทนบจากตาแหนงเรมตนไปดวยรปแบบทออกแบบไวแลวกลบมาผานตาแหนงท set ไวได - Cycle คอ รปแบบดงกลาว 1 รอบ - Period คอ เวลาทชนสวนนนใชไปใน 1 Cycle

- Phase คอ หากรปแบบการเคลอนท ซาเหมอนเดม ตาแหนงใดๆบนเสน ทางการเคลอนท ทกลบมาซาเดมได คอ Phase (เชนตาแหนงใดๆ บน คลน sine ทสนใจและเกดซา)

08/07/57

12


1. Introduction1.5 Pairing Elements คอการทชนสวน 2 ชนทสมผสกนเพอทางานตามทออกแบบ โดย

- หากเปนพวกจดหมน เราเรยก Lower pair เชนพวก pin joint

- หากเปนการเลอนเชน ลกสบเลอนอยในกระบอก เราเรยก Sliding pair เชน slider ใน slider crank

- หากเปนการสมผสแบบกด หรอดน เราเรยก higher pair เชน พวก ฟนเฟองขบกน หรอ cam + follower


1. Introduction1.6 Link, Chain

- Link คอชนสวนนนแหละ ดงรปซาย หากเชอมตอแลวขยบไมได เรยก locked chain (หรอกลายเปน structure) หากเชอมตอแลวขยบไดเรยก Chain

รปนคอ bell crank (คานหรอ กระเดอง นยมใชเพราะให grain หรอ อาจมจดเชอมตอไดมากๆ อตราสวน (ratio) ในการขยายสญญาณด

08/07/57

13


1. Introduction1.8 Transmission of Motion

คอการถายทอดการเคลอนท เกดได 3 รปแบบคอ

1. Direct contact คอตวขบ ขบตวตาม โดยตรง เชน cam + follower, เฟอง (2. ผาน Connecting rod ตวขบไปโยก linkตวกลางททาหนาทเชอมตอ กอนสงตอไปทตว

ตาม3. ผาน Flexible connector คอพวก สายพาน หรอโซ


1. Introductionลองดรป PM2 เปนความเรวของ

link 2PM3 เปนความเรวของ link 3- ยงไงการ transmit นกตองมการเลอนถกนในแนว t3 - t2 พรอมกบการดนไปในแนว N’- N

- ถาอยากใหไมมการเลอนถกนเลย จด P ตองอยในแนว O3 – O2 เชนพวก roller ทกลงสมผสกน (กลไกนทาไมได)

08/07/57

14


1. Introductionการคานวณ- ใชสมการ ω = v/r ไลไปทละตว


1. Introductionลองดรปการถายทอดการเคลอนทดวย flexible connector

08/07/57

15


1. Introduction1.9 Mobility or Number of Degrees of Freedomพจารณารป

- การบอกวาชนสวนของเราอยตรงไหน ตองการขอมลระบ (parameter) เชน บนระนาบ การระบใชแค 2 ขอมล (x,y) กพอ

- Parameter นคอ Degree of Freedom (ยอเปน DOF) นนเอง

- รป 1.15 a ใช ก DOF- รป 1.15 b ใช ก DOF- รป 1.15 c ใช ก DOF


1. Introductionกฎของ Grubler ใชชวยในการคานวณหา M หรอ DOF ดงน

โดยท ถา

08/07/57

16


1. Introductionลองใช Grubber’s law กบรป 1.16 ด

พบวาไมนาจะถกเพราะ กลไกยงขยบได (ถา M = 0 คอขยบไมได) และนาจะใชแค M = 1

- ดงนนบางกลไกจงมขอยกเวนในการใช กฎของ Grubber กรณรป 1.16 ใหนบ link ตวนอน เปนแค 2 (นบเปน k-1 ไมใช k) แมจะม 3 joint ทเปน one degree of freedom joint กตาม

- ลองคานวณใหม


1. Introduction- ในตาราง figure 1.17 คอชนสวนทเจอบอยๆในกลไกททางานแค 1 ระนาบ และจานวน DOF ของมน-

08/07/57

17


1. Introduction


1. Introduction

08/07/57

18


1. Introduction


1. IntroductionHome work

08/07/57

19


1. Introduction


1. Introduction

08/07/57

20


1. Introduction


1. Introduction

08/07/57

21


1. Introduction

จบบท

อยาลมทบทวนและทาแบบฝกหด

Documents

5 H 1 introductioneng.sut.ac.th/me/2014/document/MachanicsMachinery/Ch 1 introduction.pdf(Mechanics of Machinery) วิชาบังคับกอน: 525203 พลศาสตรวิศวกรรม