Đồ án môn Nguyên lý máy - Đặng Bá Lưu
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
I. NHIỆM VỤ 1:
Cho cơ cấu động cơ chữ V như hình vẽ với các thông số (bỏ qua khối lượng
các khâu):
lAB = 75 mm,
lDE = 180 mm,
β = 650,
lBC = 225 mm,
ω1 = 60П rad/s,
PC = 5400 N,
lBD = 50 mm
α = 550
PE = 5600 N
Góc hợp bởi tay quay và phương ngang γ:
Vị trí 1: γ = 0o
Vị trí 5: γ = 180o
Vị trí 2: γ = 45o
Vị trí 6: γ = 225o
Vị trí 3: γ = 90o
Vị trí 7: γ = 270o
Vị trí 4: γ = 135o
Vị trí 8: γ = 315o
5
4
3
C
PE
P
C
E
2
1
D
B
1
A
1. Phân tích động học cơ cấu chính (01 bản vẽ A1)
a) Phân tích cơ cấu, xếp loại và nguyên lý làm việc.
b) Xác định các thông số và cách vẽ lược đồ cơ cấu.
c) Hoạ đồ chuyển vị cơ cấu tại 8 vị trí.
d) Hoạ đồ vận tốc, gia tốc của cơ cấu tại 8 vị trí.
2. Phân tích lực cơ cấu chính (01 bản vẽ A1)
a) Tính áp lực khớp động tại 2 vị trí
Vị trí thứ nhất: Vị trí 1: γ = 0o
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU
1
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
Vị trí thứ hai: Vị trí 2: γ = 45o
b) Xác định mômen cân bằng tác dụng lên khâu dẫn bằng hai phương pháp:
phân tích lực và di chuyển khả dĩ .
II. NHIỆM VỤ 2:
Cho cơ cấu cam cần đẩy đáy bằng với các thông số sau:
1. Quy luật gia tốc của cần đẩy cho như đường “a” của hình vẽ sau
2. Hành trình cần đẩy cam: s = 6 mm
3. Góc hợp lực của cơ cấu cam cần đẩy đáy bằng: α = 100
4. Các góc định kỳ: đi = về = 350
xa = 50 ÷ 150
Thiết kế cơ cấu cam (01 bản vẽ A1)
1. Lập đồ thị biểu diễn các quy luật chuyển động của cần ds / d và s().
2. Tìm tâm cam.
3. Xác định biên dạng cam lý thuyết, biên dạng cam thực tế.
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU
2
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
MỤC LỤC
Chương 1. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CHÍNH
1.1. Phân tích cấu tạo, xếp loại và nguyên lý làm việc ...........................5
1.2. Xác định các thông số và cách vẽ lược đồ cơ cấu............................6
1.3. Họa đồ chuyển vị của cơ cấu tại 8 vị trí......................................................... 6
1.4. Họa đồ vận tốc, gia tốc của cơ cấu tại 8 vị trí ................................................6
1.5. Bài toán vận tốc................................................................................6
1.6. Bài toán gia tốc.................................................................................9
Chương 2. PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU CHÍNH
2.1. Vị trí 1 ............................................................................................13
2.1.1. Áp lực khớp động........................................................................13
2.1.2. Tính mômen cân bằng.................................................................17
2.2. Vị trí 2 ............................................................................................18
2.2.1. Áp lực khớp động........................................................................18
2.2.2. Tính mômen cân bằng.................................................................23
Chương 3. THIẾT KẾ CƠ CẤU CAM
3.1. Quy luật gia tốc của cần đẩy ..........................................................24
3.2. Lập đồ thị biểu diễn các quy luật chuyển động của cần.................24
3.3. Xác định vị trí tâm cam..................................................................27
3.4. Cách vẽ biên dạng cam ..................................................................29
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................30
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU
3
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
LỜI NÓI ĐẦU
Môn học nguyên lý máy là một trong những môn học cơ sở không thể thiếu
được đối với các ngành kỹ thuật, vì thế làm đồ án môn học là công việc rất quan
trọng và cần thiết để chúng ta hiểu sâu, hiểu rộng những kiến thức đã được học ở
cả lý thuyết lẫn thực tiễn, tạo tiền đề cho những môn học sau này.
Với những kiến thức đã học, cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo
trong thời gian qua tôi đã hoàn thành nhiệm vụ đồ án của môn học này. Nhưng do
đây là lần đầu tiên làm đồ án môn học nên không tránh khỏi những thiếu sót.Tôi
rất mong được sự góp ý của thầy giáo để đồ án môn học của tôi được hoàn thiện
hơn. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy giáo trong Tổ
bộ môn.
Học viên: Đặng Bá Lưu
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU
4
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
Chương 1. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CHÍNH
1.1. Phân tích cấu tạo, xếp loại và nguyên lý làm việc của cơ cấu
1.1.1. Phân tích cấu tạo cơ cấu:
- Tay quay AB;
- Thanh truyền chính BC;
- Thanh truyền phụ DE;
- Con trượt C và E;
- α: góc giữa hành trình của piston C
và E;
- β: góc giữa BC và BD;
- γ: góc hợp bởi tay quay AB và
phương ngang.
Hình 1.1: Họa đồ cơ cấu
1.1.2. Xếp loại cơ cấu:
- Số khâu động: n = 5 (1, 2, 3, 4, 5);
- Số khớp loại 5:
p5 = 7 (A, B, C2, C3, D, E4, E5);
- Số khớp loại 4: p4 = 0;
- Số ràng buộc trùng: R0 = 0;
- Số ràng buộc thừa rth = 0;
- Số bậc tự do thừa: Wth = 0;
Áp dụng công thức:
W= 3n - (2 p5 + p4) + rth - Wth
W= 3.5 – (2.7 + 0) + 0 = 1
⇒
Vậy cơ cấu có 1 bậc tự do.
Xếp hạng cơ cấu: Cơ cấu có hạng 2.
Hình 1.2: Xếp loại cơ cấu
1.1.3. Nguyên lý làm việc.
- Dưới tác dụng của lực nén gây ra bởi khối khí nén piston C và E chuyển
động dọc theo giá đi qua CA và EA, chuyển động này được truyền tới trục quay
AB qua các thanh truyền BC và DE.
- Tay quay AB chuyển động có tác dụng truyền lực ra ngoài để máy làm việc.
- Ở mỗi xilanh có chu kỳ làm việc là 2 vòng quay của AB.
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU
5
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
+ Vòng quay đầu từ 0 2π ứng với quá trình hút và nén nhiên liệu.
→
+ Vòng tiếp theo từ 2π 4π ứng với quá trình nổ và xả nhiên liệu sau khi
→
đốt cháy ra ngoài.
1.2. Xác định các thông số và cách vẽ lược đồ cơ cấu
1.2.1. Các thông số:
- Chiều dài: lAB = 75 (mm); lBC = 225 (mm); lBD = 50 (mm); lDE = 180 (mm).
- Góc: α = 550 β = 650
;
.
- Xác định thông số chưa biết: chiều dài đoạn DC:
Áp dụng định lý cosin trong tam giác BCD, ta có:
2
2
2
퐵퐷 + 퐵퐶 ― 퐷퐶
Cos
=
퐷퐵퐶
2퐵퐷.퐵퐶
퐵퐷2 + 퐵퐶2 ― 2 BD.BC.cos 퐷퐵퐶
DC =
DC =
2252 + 502 ― 2 .225.50.cos 650
= 208,84 (mm).
1.2.2. Cách vẽ lược đồ cơ cấu:
푚
Chọn tỷ lệ xích l = 0,003 (
)
푚푚
- Cho trước 2 phương Ax và Ay đối xứng nhau qua trục thẳng đứng và tạo
với nhau 1 góc α làm 2 phương trượt của piston C và E.
- Dựng AB tạo với phương ngang 1 góc γ cho trước (chọn vị trí ban đầu γ = 00).
Ta có:
푙
0,075
퐴퐵
AB =
=
= 25 (mm)
휇
0,003
푙
Tương tự, ta tính được:
BC = 75 (mm);
BD = 16,667 (mm);
DC = 69,613 (mm).
DE = 60 (mm);
- Vẽ đường tròn tâm B bán kính R1 = BC = 75 (mm) cắt Ax tại C.
- Vẽ BD hợp với BC 1 góc = 650 với BD = 16,667 (mm)
- Nối C với D ta được khâu 2.
- Từ D vẽ đường tròn tâm D bán kính R2 = DE = 60 (mm) cắt phương Ay tại E.
- Quỹ đạo điểm B là đường tròn tâm A bán kính AB. Chia đường tròn làm 8
vị trí cách nhau 450 (với B1 tại γ = 00).
1. 3. Họa đồ chuyển vị của cơ cấu tại 8 vị trí (thể hiện trên bản vẽ A1 kèm theo)
1. 4. Họa đồ vận tốc, gia tốc của cơ cấu tại 8 vị trí (thể hiện trên bản vẽ A1 kèm
theo)
1. 5. Bài toán vận tốc:
Cho ω1 = 60П (rad/s), γ = 00
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU
6
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
Xác định: VC, VD, VE, ω2, ω4
* Phương trình vận tốc điểm C:
=
+
푉퐶
푉퐵
푉퐶퐵
(1.1)
Độ lớn:
Phương, chiều:
?
1.lAB = 4,5П (m/s)
AB, phù hợp 1
?
// AC
BC
=
(m/mm.s)
휇푣 0,075휋
Hình 1.3: Họa đồ vận tốc
Vẽ họa đồ vận tốc theo phương trình (1): chọn điểm p làm gốc và biểu diễn
bằng đoạn pb = 60 mm có phương vuông góc AB, chiều phù hợp chiều quay
푉퐵
푉
푚
4,5П
퐵
1. Vậy tỉ lệ xích của họa đồ vận tốc là:
=
=
= 0,075П (
)
휇
푣
푝푏
푚푚.푠
60
Từ b vẽ đường thẳng
Từ p vẽ đường thẳng
vuông góc BC biểu diễn cho phương của
song song AC biểu diễn cho phương của
∆
∆
푉퐶퐵
푉퐶
1
2
Giao điểm c của
và
chính là mút của
2
và
푉퐶퐵 푉퐶
∆
∆
1
Từ họa đồ vận tốc, ta có:
-
-
-
biểu thị cho
푉퐵
푝푏
biểu thị cho
biểu thị cho
푝푐
푏푐
푉퐶
푉퐶퐵
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU
7
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
0,075П . 61,7956 = 14,551 (m/s).
0,075П . 29,0016 = 6,8367 (m/s).
// AC, chiều theo 푝푐
Độ lớn: 푉 =
*
*
:
푉퐶
휇 . 푝푐 =
퐶
푣
BC, theo chiều 푏푐
Độ lớn: 푉퐶퐵
:
푉퐶퐵
=
휇 . 푏푐 =
푣
* Phương trình vận tốc điểm D:
=
+
=
+
푉퐷
푉퐵
푉퐷퐵
푉퐶
푉퐶퐷
?
Độ lớn:
?
4,5П (m/s)
?
14,551 (m/s)
Phương, chiều: ?
AB, phù hợp 1 BD // AC, theo
CD
푝푐
- Vẽ họa đồ vận tốc xác định
:
푉퐷
Từ b vẽ đường thẳng BD biểu diễn cho phương của
훿1
푉퐷퐵
푉퐶퐷
Từ c vẽ đường thẳng CD biểu diễn cho phương của
훿2
và
Giao điểm d của
chính là mút của
và
(ta có thể xác định
푉퐶퐷
훿1 훿2
푉퐷퐵
điểm d bằng phương pháp sử dụng định lí đồng dạng thuận cho 2 tam giác là
∆BCD và ∆bcd)
Từ họa đồ vận tốc (hình 1.3), ta có:
-
-
-
biểu thị cho
biểu thị cho
biểu thị cho
푏푑
푐푑
푝푑
푉퐷퐵
푉퐷퐶
푉퐷
Theo phương chiều 푝푑
Độ lớn: 푉 =
*
*
*
:
푉퐷
0,075П . 65,3659 = 15,4015 (m/s).
휇 . 푝푑 =
퐷
푣
BD, chiều theo 푏푑
:
푉퐷퐵
Độ lớn: 푉퐷퐵
=
0,075П . 6,4448 = 1,5185 (m/s).
휇 . 푏푑 =
푣
:
푉퐷퐶
CD, chiều theo 푐푑
Độ lớn: 푉퐷퐶
=
0,075П . 26,9192 = 6,3427 (m/s).
휇 . 푐푑 =
푣
* Phương trình vận tốc điểm E:
=
+
푉퐸
푉퐷
15,4015 (m/s)
đã biết
푉퐸퐷
Độ lớn:
?
?
Phương, chiều: // AE
- Vẽ họa đồ vận tốc xác định
DE
:
푉퐸
Từ d vẽ đường thẳng DE biểu diễn cho phương của
훿3
푉퐸퐷
푉퐸
Từ p vẽ đường thẳng // AE biểu diễn cho phương của
훿4
Giao điểm e của và chính là mút của
và
푉퐸퐷
훿3 훿4
푉퐸
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU
8
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
Từ họa đồ vận tốc (hình 1.3), ta có:
-
-
biểu thị cho
biểu thị cho
푝푒
푑푒
푉퐸
푉퐸퐷
// AE , chiều theo 푝푒
Độ lớn: 푉 =
*
*
:
푉퐸
0,075П . 47,6394 = 11,2247 (m/s).
0,075П . 35,1643 = 8,2854 (m/s).
휇 . 푝푒 =
퐸
푣
DE, chiều theo 푑푒
:
푉퐸퐷
Độ lớn: 푉퐸퐷
=
.
휇 푑푒 =
푣
Ta tính được:
푉
6,8367
0,225
8,2854
0,18
퐶퐵
2 =
=
=
= 30,3853 (rad/s)
= 46,03 (rad/s)
푙
퐶퐵
푉
푙
퐸퐷
4 =
퐷퐸
1. 6. Bài toán gia tốc:
2
= 1 . lAB = (60П)2 . 0,075 = 270 П2 (m/s2)
푎퐵
푛
2
= 2 . lCB = (30,3853)2 . 0,225 = 207,735 (m/s2)
푎퐶퐵
* Phương trình gia tốc điểm C:
=
+
+
푎퐶
⟺ 푎퐶
푎퐵
푎퐶퐵
푎푛퐶퐵
푎휏퐶퐵
?
=
+
(1.2)
푎퐵
Độ lớn:
Phương, chiều: //AC
Giải (2.2) bằng phương pháp họa đồ gia tốc:
?
270 П2 (m/s2)
207,735 (m/s2)
B
A
// BC
BC
→
2
′
′
- Chọn
làm gốc của họa đồ. Từ
vẽ
biểu diễn cho
= 270
푎퐵 휋
푝
푝
푝′푏′
(m/s2) đã biết với
= 54 mm, phương // AB, chiều hướng từ B
A
→
′
푝 푏′
Tỷ lệ xích của họa đồ gia tốc là:
2
푎퐵
푚
푚푚.푠2
푛
270휋
5휋2
=
=
=
(
)
휇
푎
푝
′ ′
푏
54
Từ
vẽ
biểu diễn cho
= 207,735 (m/s2) đã biết, phương //BC,
′
푏
푏′푛퐶퐵
푎퐶퐵
chiều hướng từ C
B.
→
휏
Từ
Từ
vẽ đường thẳng x BC biểu diễn cho phương của
푛퐶퐵
푎퐶퐵
1
′
vẽ đường thẳng x // AC biểu diễn cho phương của
푝
푎퐶
2
푎휏퐶퐵
′
Giao điểm của x và x chính là mút của
và
푐
푎퐶
1
2
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU
9
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
2
=
2 (m/mm. )
휇푎 5휋
푠
Hình 1.4: Họa đồ gia tốc
Từ họa đồ gia tốc, ta có:
′
biểu thị cho
푝 푐′
푎퐶
휏
′
biểu thị cho
푛퐶퐵푐
푎퐶퐵
′ ′
// AC , chiều theo 푝 푐
* :
푎푐
2
2
′
Độ lớn: 푎 =
푝 푐′ = 5휋 . 14,5116 = 716,12 (m/푠 )
휇 .
푎
퐶
′
BC, chiều theo 푛퐶퐵푐
휏
*
:
푎퐶퐵
Độ lớn: 푎휏퐶퐵
=
= 5휋2 . 48,8388 = 2410,1 (m/푠2)
휇 푛 푐′
.
푎
퐶퐵
휏
퐶퐵
푎
2410,1
= 10711,56 (rad/s2)
0,225
Ta có: =
=
휀
2
푙
퐶퐵
* Phương trình gia tốc điểm D:
=
+
=
+
(1.3)
푎퐷
푎퐵
푎퐷퐵
푎퐶
푎퐷퐶
Sử dụng định lý tam giác đồng dạng thuận trong gia tốc, ta có BCD đồng
∆
= = = 650 ;
∽ ∆푏 푐 푑 ⇒ 푏′ 퐵 훽
=
푐′ 퐶
′ ′ ′
∆푏 푐 푑
′ ′ ′
dạng thuận với
. Vì BCD
∆
′
푑
Từ đó ta vẽ được điểm
phương, chiều theo 푝′푑′
푎
⇒
Độ lớn: 푎퐷 =
푝 푑′
5휋2 . 47,6388 = 2350,88 (m/푠2)
=
퐷
′
휇푎
.
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU
10
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
* Phương trình gia tốc điểm E:
푛
2
= 4 . lDE = (46,03)2 . 0,18 = 381,377 (m/s2)
푎퐸퐷
푎푛퐸퐷
푎휏퐸퐷
?
=
+
+
(1.4)
D
푎퐸
?
푎퐷
2350.88 (m/s2) 381,377 (m/s2)
đã biết // DE, E
Độ lớn:
Phương, chiều:
//AE
D
DE
→
Vẽ họa đồ gia tốc xác định
푎퐸
푛
′
푑
Từ
Từ
Từ
vẽ
biểu diễn cho
đã biết, phương // DE, chiều từ E
→
푑′푛퐸퐷
푎퐸퐷
휏
vẽ đường thẳng y DE biểu diễn cho phương của
푛퐸퐷
푎퐷퐸
1
′
vẽ đường thẳng y // AE biểu diễn cho phương của
푝
푎퐸
2
휏
′
Giao điểm của y và y chính là mút của
và
푎퐸 푎퐸퐷
푒
1
2
′
biểu thị cho
푝 푒′
푎퐸
휏
′
biểu thị cho
푛퐸퐷푒
푎퐸퐷
phương, chiều theo 푝′푒′
*
*
:
푎퐸
Độ lớn: 푎퐸 =
푝 푒′
5휋2 . 30,6259 = 1511,327 (m/푠2)
′
휇푎
.
=
phương, chiều theo 푛퐸퐷
Độ lớn: 푎휏퐸퐷
휏
:
푎퐸퐷
=
5휋2. 36,8787 = 1819,891 (m/푠2)
푛 푒′
퐸퐷
휇 .
푎
=
휏
퐸퐷
푎
푙
1819,891
= 10110,5 (rad/s2)
0,18
=
=
휀4
퐸퐷
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU
11
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
Chèn bang tinh
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU
12
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
Chương 2. PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU CHÍNH
Tính áp lực khớp động và momen cân bằng tại hai vị trí:
- Vị trí 1 = Phương án – k.8 = 9 – 1.8 = 1 (k = 1 ứng với γ = 00)
- Vị trí 2 = (Phương án – k.8) + 1 = (9 – 1.8) +1 = 2 (k = 1 ứng với γ = 450)
2.1.Vị trí 1 (γ = 00)
2.1.1. Tính áp lực khớp động:
Hình 2.1: Tách nhóm Axua
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU
13
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
Hình 2.2 : Phân tích lực
Cơ cấu gồm: khâu dẫn 1 và 2 nhóm tĩnh định:
- Nhóm 1 gồm: khâu 2, khâu 3 và các khớp B, C, M.
- Nhóm 2 gồm: khâu 4, khâu 5 và các khớp D, E, N.
Khi tách các khâu thì áp lực khớp động trở thành ngoại lực tác dụng lên các khâu.
+ Khâu 2:
+ Khâu 3:
+ Khâu 4:
+ Khâu 5:
,
,
푅12 푅42 푅32
,
,
(
: lực do giá tác động lên khâu 3)
푅23 푃퐶 푅03 푅03
,
푅24 푅54
,
,
푅45 푃퐸 푅05 (푅05: lực do giá tác động lên khâu 5)
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU
14
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
* Phương trình cân bằng cho khâu 4:
Σ 퐹푖 = 푅24 + 푅54 = 0
( 1)
2.
Σ 푀퐸 퐹푖 = 푅24 .ℎ1 + 푅54 .0 = 0
( 2)
2.
휏
푛
Phân tích
thành 2 thành phần:
vuông góc DE và
// DE
푅24
푅24
푅24
휏
휏
푛
Thay vào (2) ta được
. h1 = 0
= 0
=
thay vào (1),
푅24
⇒ 푅24
⇒ 푅24 푅24
푛
푛
ta được:
+
= 0
= -
푅54
푅24 푅54
⇒ 푅24
푅24 và 푅54 cùng phương, ngược chiều.
Độ lớn 푅24 = 푅54
⇒
Do đó
và
có phương // DE
푅45
푅54
* Phương trình cân bằng cho khâu 5:
Σ 퐹푖 = 푅45 + 푅05 + 푃퐸 = 0
(2.3)
2.
Σ 푀퐸 퐹푖 = 푅45 .0 + 푅05 .푥1 + 푃퐸.0 = 0
( 4)
Từ (2.4) x = 0. Vì
là lực của giá tác dụng lên khâu 5 đi qua E
⇒푅05
⇒
푅05
1
và có phương
AE
⊥
Chiếu (2.3) lên phương AE ta được:
- R .cos
+ P = 0
R = P
cos
= 5600 cos 140 = 5771,436 N.
∕
퐴퐸퐷
⟺
⊥
∕
퐴퐸퐷
45
E
45
E
Chiếu (3) lên phương
AE ta được:
R - R .sin
= 0
⟺
R = R . sin 140 = 1396,237 N.
퐴퐸퐷
05
45
05
45
Phương ⊥ AE, chiều từ phải sang trái.
Độ lớn: 푅05 = 1396,237 N.
⇒ 푅05
Phương // DE, chiều từ D → E
Độ lớn 푅45 = 5771,436 N
푅45
⇒ 푅54
⇒ 푅푛24
Phương // DE, chiều từ E → D
Độ lớn 푅54 = 푅45 = 5771,436 N
Phương // DE, chiều từ D → E
Độ lớn 푅푛24 = 푅54 = 5771,436 N.
* Phương trình cân bằng cho khâu 2:
Σ 퐹푖 = 푅12 + 푅32 + 푅42 = 0
( 5)
2.
Σ푀퐶 퐹푖 = ― 푅12 .푙퐵퐶 + 푅42 .ℎ2 = 0
( 6)
2.
휏
푛
Phân tích
thành 2 thành phần:
vuông góc BC và
// BC.
푅12
푅12
푅12
휏
Từ (6)
.lBC + R42 .h2 = 0
⇒ 푅12
Ta có:
Phương // DE, chiều từ E → D
Độ lớn 푅42 = 푅24 = 5771,436 N.
푅42
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU
15
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
h2 = CI (với I là hình chiếu
của C lên DE)
⊥
h = 62,7054 . 0,003 = 0,1881 (m).
2
⇒
푅42ℎ2
푙퐵퐶
5771,436 . 0,1881
0,225
Rτ =
=
= 4824,92 N
⇒
12
Phương ⊥ 퐵퐶, chiều từ phải sang trái
Độ lớn: 푅휏12 = 4824,92 N
⇒ 푅휏12
* Phương trình cân bằng cho khâu 3:
Σ 퐹푖 = 푅23 + 푅03 + 푃퐶 = 0
( 7)
2.
Σ푀퐶 퐹푖 = 푅23 .0 + 푅03 .푥2 + 푃퐶.0 = 0
( 8)
2.
Từ (2.8) x = 0
⇒
2
Vì
là lực của giá tác dụng lên khâu 3
đi qua C và có phương AC
푅03
⇒푅03
⊥
Lấy (2.5) cộng (2.7) ta được:
+
+
+
+
+
+
= 0
푅12 푅32 푅42 푅23
푅03
푃퐶
푃퐶
휏
푛
+
+
+
= 0
(2.9)
⟺ 푅12 푅12 푅03
푅42
휏
푛
Phương trình (2.9) có
,
và đã biết, còn 2 ẩn chưa biết là
và
푅12 푅42 푃퐶
푅12 푅03
Do đó ta có thể xác định được bằng cách vẽ họa đồ lực:
- Chọn 1 điểm a bất kì, từ a vẽ véc tơ
biểu diễn cho
với ab = 54mm,
푝푐
푎푏
phương // AC, chiều từ C
A
→
푝푐
= =
5400
Tỷ lệ xích của họa đồ lực
= 100 (N/mm)
⇒
휇
푃
푎푏
54
- Từ b vẽ
biểu diễn cho
, bc = 57,71436 mm, phương //DE, chiều từ
푏푐
푅42
E
D.
→
휏
- Từ c vẽ
phải qua trái.
- Từ d vẽ
biểu diễn cho
, cd = 48,2492 mm, phương
, chiều từ
⊥ 퐵퐶
푐푑
푅12
푛
// BC biểu diễn cho phương của
.
∆
푅12
1
- Từ a vẽ
AC biểu diễn cho phương của
.
푅03
∆2 ⊥
푛
- Giao điểm e của
và
là điểm đầu của
2
và điểm cuối của
푅03
∆
∆
푅12
1
Từ (7):
+
+
= 0 nên từ họa đồ lực
biểu diễn cho
⇒ 푏푒 푅23
푅23 푅03
푃퐶
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU
16
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
= 100 (N/mm)
휇푃
Hình 2.3: Họa đồ lực
Từ họa đồ lực ta có:
Phương, chiều theo 푑푒
푅푛12
푅12
푅03
푅23
Độ lớn: 푅푛12 = 휇푃 . de = 100 . 93,0589 = 9305,89 N
Phương, chiều theo 푐푒
Độ lớn: 푅12 = 휇푃 . ce = 100 . 104,8055 = 10480,55 N
Phương ⊥ AC, chiều từ trái qua phải
Độ lớn: 푅03 = 휇푃 . ea = 100 . 19,6736 = 1967,36 N
Phương, chiều theo 푏푒
Độ lớn 푅23 = 휇푃 . be = 100 . 57,4722 = 5747,22 N
Phương, chiều theo 푒푏
Độ lớn: 푅32 = 푅23 = 5747,22 N
푅32
푅21
Cùng phương, ngược chiều 푅12
Độ lớn: 푅21 = 푅12 = 10480,55 N
2.1.2. Tính mômen cân bằng:
2.1.2.1. Phương pháp phân tích lực:
Giả sử momen cân bằng
có chiều như
푀푐푏
hình vẽ
Phương trình momen cân bằng đối với
điểm A:
Mcb – R21 . h3 = 0
M = R . h
⟺
cb
21
3
= 10480,55 . 23,8728. 0,003 = 750,6 Nm
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU
17
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
(Với h3 = AK, K là hình chiếu
của A lên đường thẳng
qua B và //
훿1 푅21
⊥
)
M > 0 (chứng tỏ
cùng chiều )
휔1
⇒
푀푐푏
Tách khâu dẫn ra khỏi giá, phương trình cân bằng cho khâu 1:
= 0 = -
cb
+
푅01 푅21
⟺푅01
푅21
Hình 2.4: Momen cân bằng
Phương //푅21 ngược chiều 푅21
Độ lớn: 푅01 = 푅21 = 9364,63 N
⇒ 푅01
2.1.2.2. Phương pháp di chuyển khả dĩ:
Từ tâm họa đồ vận tốc, kẻ phương các lực
푃퐶
,
rồi chiếu các vận tốc
,
tương ứng trên
푃퐸
푉퐶 푉퐸
phương lực tác dụng. Ta có phương trình momen
cân bằng trên khâu dẫn:
M .
+ P . V . cos + P . V . cos
휔1
휑1
휑2
cb
C
C
E
E
= 0
푃퐶.푉퐶. cos휑1 + 푃퐸.푉퐸 . cos휑2
Mcb =
⟹
―
휔1
=
―
5400.14,551.푐표푠1800 + 5600.11,2247푐표푠1800
60휋
M = 750,329 (Nm)
⟹
cb
Hình 2.5:Hình chiếu vectơ vận tốc
lên phương lực tác dụng
(Với
,
là góc hợp bởi
và )
;
và
휑1 휑2
푉퐶 푃퐶 푉퐸 푃퐸
M > 0 ( chứng tỏ
cùng chiều )
휔1
⇒
푀푐푏
2.2. Vị trí 2 (γ = 450)
2.2.1. Tính áp lực khớp động:
Cơ cấu gồm: khâu dẫn 1 và 2 nhóm tĩnh định:
cb
- Nhóm 1 gồm: khâu 2, khâu 3 và các khớp B, C, M.
- Nhóm 2 gồm: khâu 4, khâu 5 và các khớp D, E, N.
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU
18
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
Hình 2.6: Tách nhóm Axua
Khi tách các khâu thì áp lực khớp động trở thành ngoại lực tác dụng lên các khâu.
+ Khâu 2:
+ Khâu 3:
+ Khâu 4:
+ Khâu 5:
,
,
푅12 푅42 푅32
,
,
(
: lực do giá tác động lên khâu 3)
푅23 푃퐶 푅03 푅03
,
푅24 푅54
,
,
푅45 푃퐸 푅05 (푅05: lực do giá tác động lên khâu 5)
* Phương trình cân bằng cho khâu 4:
Σ 퐹푖 = 푅24 + 푅54 = 0
(2.10)
(2.11)
Σ 푀퐸 퐹푖 = 푅24 .ℎ1 + 푅54 .0 = 0
휏
푛
Phân tích
thành 2 thành phần:
vuông góc DE và
// DE
푅24
푅24
푅24
휏
휏
푛
Thay vào (2) ta được
. h1 = 0
= 0
=
thay vào (2.10), ta
푅24
⇒ 푅24
⇒ 푅24 푅24
푛
푛
được:
+
= 0
= -
⇒ 푅24 푅54
푅24 푅54
푅24 và 푅54 cùng phương, ngược chiều.
Độ lớn 푅24 = 푅54
⇒
Do đó
và
có phương // DE
푅45
푅54
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU
19
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
Hình 2.7: Phân tích lực
* Phương trình cân bằng cho khâu 5:
Σ 퐹푖 = 푅45 + 푅05 + 푃퐸 = 0
(2.12)
(2.13)
Σ 푀퐸 퐹푖 = 푅45 .0 + 푅05 .푥1 + 푃퐸.0 = 0
Từ (2.13) x = 0. Vì
là lực của giá tác dụng lên khâu 5
đi qua
⇒푅05
⇒
푅05
1
E và có phương
AE
⊥
Chiếu (2.12) lên phương AE ta được:
- R .cos
+ P = 0
R = P
cos
= 5600 cos 190 = 5922,675 N.
∕
퐴퐸퐷
⟺
⊥
∕
퐴퐸퐷
45
E
45
E
Chiếu (3) lên phương
AE ta được:
R - R .sin
= 0
⟺
R = R . sin 190 = 1928,235 N.
퐴퐸퐷
05
45
05
45
Phương ⊥ AE, chiều từ phải sang trái.
Độ lớn: 푅05 = 1928,235 N.
⇒ 푅05
Phương // AE, chiều từ A → E
Độ lớn 푅45 = 5922,675 N
푅45
Phương // DE, chiều từ E → D
Độ lớn 푅54 = 푅45 = 5922,675 N.
푅54
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU
20
Tải về để xem bản đầy đủ
30 trang
24620
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án môn Nguyên lý máy - Đặng Bá Lưu", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- do_an_mon_nguyen_ly_may_dang_ba_luu.docx
