Phân tích chuyển động và tính toán vận tốc góc và gia tốc góc trong cơ cấu 4 khâu

a) Phân tích chuyển động của cơ hệ Trong cơ cấu 4 khâu như hình vẽ, tay quay OA quay đều với vận tốc góc ω0 = 4 rad/s. Các thông số khác của cơ cấu là: OA = r = 1 m, AB = 2r, BC = r√2. Tại thời điểm OA nằm ngang và vuông góc với thanh AB, chúng ta sẽ phân tích chuyển động của cơ hệ. Đầu tiên, ta xác định vị trí và vận tốc của các điểm A, B và C trong cơ cấu. Với tay quay OA quay đều, ta có thể tính được góc quay của OA theo thời gian: θ = ω0t Với θ là góc quay của OA, t là thời gian. Từ đó, ta có thể tính được vị trí của điểm A: xA = rcosθ = rcos(ω0t) Vận tốc của điểm A được tính bằng đạo hàm của vị trí theo thời gian: vA = dxA/dt = -rsin(ω0t)ω0 Tiếp theo, ta tính vị trí và vận tốc của điểm B. Với AB = 2r, ta có: xB = xA + AB = rcos(ω0t) + 2r vB = dxB/dt = -rsin(ω0t)ω0 Cuối cùng, ta tính vị trí và vận tốc của điểm C. Với BC = r√2, ta có: xC = xB + BC = rcos(ω0t) + 2r + r√2 vC = dxC/dt = -rsin(ω0t)ω0 b) Tìm vận tốc góc và gia tốc góc của thanh O1B Để tính vận tốc góc và gia tốc góc của thanh O1B, ta cần xác định vị trí và vận tốc của điểm O1 trên thanh AB. Với O1B = r, ta có: xO1 = xA + O1B = rcos(ω0t) + r vO1 = dxO1/dt = -rsin(ω0t)ω0 Vận tốc góc của thanh O1B được tính bằng đạo hàm của vị trí theo thời gian: ωO1B = dθO1B/dt = d/dt(arctan((O1B - xO1)/AB)) Gia tốc góc của thanh O1B được tính bằng đạo hàm của vận tốc góc theo thời gian: αO1B = dωO1B/dt Từ các công thức trên, ta có thể tính được vận tốc góc và gia tốc góc của thanh O1B. Kết luận: Trong cơ cấu 4 khâu như hình vẽ, chúng ta đã phân tích chuyển động của cơ hệ và tính toán được vận tốc góc và gia tốc góc của thanh O1B. Các công thức và kết quả tính toán trên đây có thể được sử dụng để hiểu và giải quyết các bài toán liên quan đến cơ cấu 4 khâu.