chuong 1 động học, động lực học cơ cấu trục khuỷu thanh truyền và cân bằng động okie

CHƯƠNG ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU - THANH TRUYỀN VÀ CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ 1 Động học cấu khuỷu trục truyền 1.1.1.Qui luật vận động cấu trục khuỷu-thanh truyền a Chuyển vị piston x = AB = AO - (BD + DO) = (l + R) (Rcos + lcos) ;  =   =>x = R  (1 - cos )  (1 - cos2 )  (m)  = R/l :thơng số kết cấu Hình 7.1 Vận động piston CHƯƠNG ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN VÀ CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ 1 Động học cấu khuỷu trục truyền 1.1.1.Qui luật vận động cấu trục khuỷu-thanh truyền b Vận tốc piston v= dx dx d dx    Do:  = d dt d dt d dt  =>v = R (sin + sin 2 ) (m/s) Tốc độ trung bình động cơ: vtb = s.n 30 S hành trình piston, S = 2R (m) n tốc độ vòng quay trục khuỷu đ/cơ (vg/phút) Động tốc độ thấp : vtb = 3,5 - 6,5 m/s Động tốc độ trung bình: Vtb = 6,5 - m/s Động tốc độ cao: Vtb > m/s CHƯƠNG ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN VÀ CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ 1 Động học cấu khuỷu trục truyền 1.1.1.Qui luật vận động cấu trục khuỷu-thanh truyền c Gia tốc piston j= dv dv d dv    dt d dt d j = R2 (cos +cos2 ) 1.1.2 Nghiên cứu động học phương pháp đồ thị (đồ án môn học) CHƯƠNG ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN VÀ CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ 1.2 Động lực học cấu trục khuỷu - truyền 1.2.1 Xác định khối lượng chi tiết chuyển động a Khối lượng nhóm pittơng Khối lượng nhóm pittơng bao gồm khối lượng pittông,các xécmăng, chốt pittông, hãm chốt pittông, guốc trượt, … mnp = mp + mx + mch + mh + mg +… (kg) b Khối lượng truyền: nguyên tắc thay khối lượng th/truyền k/lượng tập chung: + Tổng khối lượng thay phải khối lượng truyền + Trọng tâm khối lượng thay phải trùng với trọng tâm truyền + Tổng mômen quán tính vận động quay trọng tâm phải mơmen qn tính truyền so với trọng tâm truyền CHƯƠNG ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN VÀ CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ 1.2 Động lực học cấu trục khuỷu - truyền 1.2.1 Xác định khối lượng chi tiết chuyển động Quy dẫn khối lượng truyền điểm: Tâm đầu nhỏ (tịnh tiến), tâm đầu to (quay) trọng tâm truyền (song phẳng) Căn vào ba nguyên tắc ta có: m1 L1 m1' m3' mtt L2 L mtt m2' l2 l1 m12 m tt ; m1 m tt l l m2 Ngày nay, phân bố khối lượng truyền thường nằm giới hạn sau: m1 = (0,275 – 0,350).mtt ; m2 = (0,650 – 0,725).mtt CHƯƠNG ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN VÀ CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ 1.2 Động lực học cấu trục khuỷu - truyền 1.2.1 Xác định khối lượng chi tiết chuyển động c Xác định trọng tâm truyền: Phương pháp cân: Gá đặt truyền lên bàn cân theo phương nằm ngang để xác định khối lượng G1 tập trung đầu nhỏ L Khi cân khối lượng tồn truyền Gtt khối lượng tập tập trung đầu to G2 : G2 = Gtt – G1 (kg) L1 L2 CHƯƠNG ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN VÀ CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ 1.2 Động lực học cấu trục khuỷu - truyền 1.2.2 Hệ lực mômen tác dụng lên cấu trục khuỷu - truyền giao tâm Lực khí thể Pkt ; Pkt = pkt.FP = pkt D Lực quán tính chuyển động tịnh tiến Pj PJ = - mnPj = - mnPR2 (cos +cos2) FP: diện tích mặt cắt ngang(đỉnh) piston mnP: Kh/lượng nhóm piston(piston,chốt xecmăng Gọi PJ1 = - mnPR2cos PJ2 = - mnPR2 cos2 lực quán tính tịnh tiến cấp cấp ta có: PJ = PJ1 + PJ2 CHƯƠNG ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN VÀ CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ 1.2 Động lực học cấu trục khuỷu - truyền 1.2.2 Hệ lực mômen tác dụng lên cấu trục khuỷu - truyền giao tâm Hợp lực P1 có phương đường tâm xylanh: P1 = Pkt + PJ Phân tích P1 thành lực lác dụng dọc tâm truyền Ptt lực ngang N ép piston lên thành xylanh N = P1tg ; Ptt = P1/cos Phân tích Ptt thành: lực tiếp tuyến T sinh mômen quay M lực pháp tuyến Z gây uốn trục khuỷu CHƯƠNG ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN VÀ CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ 1.2 Động lực học cấu trục khuỷu - truyền 1.2.2 Hệ lực mômen tác dụng lên cấu trục khuỷu truyền giao tâm T = Pttsin( +) = f1() Z = Pttcos( +) = f2() Mơmen quay M theo góc quay trục khuỷu động cơ: M = T.R = f3( ) M cân với mômen cản Mc máy công tác trục làm thay đổi tốc độ góc trục: M = Mc + J J: mơmen qn tính tương đương khối lượng quay quy tâm trục khuỷu : gia tốc góc trục CHƯƠNG ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN VÀ CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ 1.3 Cân động Điều kiện cân động Để động cân thiết kế phải ý cho hợp lực hợp mơmen qn tính phải triệt tiêu Đó điều kiện cân lý thuyết động đốt biểu thị phương trình sau đây: n  p  mRω cosα i 0    j1 i 1  n    p j2  mRω λcos2α i 0 i 1    n    m r Rω cosα i 0   p k 0   i   n   m r Rω sinα i 0      i 1  n  M j1  mRω a i cosα i 0   i 1  n  M  mRω λa i cos2α i 0  j2  i 1   n    m r Rω a i cosα i 0     M k 0   i  n   m r Rω a i sinα i 0     i 1  Cân lực quán tính vận động quay Cân lực đối trọng đặt phương kéo dài má khuỷu Lực ly tâm đối trọng sinh cân lực quán tính vận động quay 2Pđk = 2mđk.2 = Pk = mr2 Do đó: R m dk  m r ρ (4-2) Từ biểu thức (4-2) ta thấy: Để giảm khối lượng đối trọng mđk cần thiết tăng  phải ý đến bố trí cấu khác kích thước hộp trục khuỷu Pk L Pk R mr  R O   2.P®k P®k 2.m®k P®k Cân lực qn tính chuyển động quay Cân lực quán tính vận động tịnh tiến Giả sử muốn cân lực quán tính cấp (Pj1 = mR2cos) cách đặt đối trọng lên hai má khuỷu tương tự phương pháp cân lực Pk phương chiều lực ly tâm đối trọng sinh luôn thay đổi theo vị trí  khuỷu, nên ta đem chiếu lực ly tâm (Pđj1) lên hai phương: Phương đường tâm xilanh (đồng phương với lực Pj1) phương vuông góc với hai má có đối trọng Do đó: Pj1 L  R 2.P"j1 2.P®j1  O 2.m®j1 2.P'j1 Hình 9.2 Cân lực chuyển động tịnh tiến 2Pđj1 = 2mđj1.2 Thành phần theo đường tâm xilanh có: ' 2Pdj1 2m dj1.ρ cos(α  1800 ) -2mdj1.ρ cosα Sẽ triệt tiêu lực quán tính cấp 1, tức là: 2p 'dj1 Pj1 mRω cosα Từ ta rút ra: R m dj1  m (4-3) ρ Nhưng sinh phương vuông góc với phương lực qn tính cấp lực có trị số bằng: " 2Pdj1 2m dj1 ρ 2sin(α  1800 ) -2mdj1 ρ 2sinα - m.R 2sinα Lực có quy luật biến thiên giống lực qn tính cấp (Chỉ khác có lệch pha góc 900) Như phương pháp cân chẳng qua chuyển phương tác dụng lực quán tính cấp Tương tự lực quán tính cấp Cân lực quán tính cấp cách đặt đối trọng lên trục quay với tốc độ góc 2 (Vì lực qn tính cấp biến thiên theo 2), chuyển phương tác dụng Để cân hồn tồn lực qn tính cấp cấp ta dùng cấu lăngsetcherơ Cơ cấu bao gồm cặp trục quay ngược chiều cặp cặp trục cấp quay với tốc độ góc 1 cặp trục cấp quay với 2 nhằm mục đích để thành phần nằm ngang tưng ứng lực ly tâm đối trọng sinh tự khử cặp Từ hình vẽ ta thấy: Do hai đầu trục có đặt đối trọng nên cặp có đối trọng để cân Vì theo phương đường tâm xilanh ta có: 4Pdj1 4m dj1.ρ1 cosα Pj1 mRω cosα Từ ta rút khối lượng đối trọng cần đặt để cân lực Pj1 là: R m dj1  m ρ1 Tương tự để cân lực Pj2 ta có: 4m dj2 ρ (2 ) cos2α mRω cos2α Do đó: m dj2  .m.R 16ρ Pkt Pj1  Pj2  L   O 2   R    1 P®j2 2 P®j2 P®j1 P®j1 ...CHƯƠNG ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN VÀ CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ 1 Động học cấu khuỷu trục truyền 1. 1 .1. Qui luật vận động cấu trục khuỷu- thanh truyền b Vận tốc piston... cao: Vtb > m/s CHƯƠNG ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN VÀ CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ 1 Động học cấu khuỷu trục truyền 1. 1 .1. Qui luật vận động cấu trục khuỷu- thanh truyền c Gia tốc piston... ) 1. 1.2 Nghiên cứu động học phương pháp đồ thị (đồ án môn học) CHƯƠNG ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN VÀ CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ 1. 2 Động lực học cấu trục khuỷu - truyền 1. 2.1