MÔN học NGUYÊN lý máy đề a PHƯƠNG án 11 xác định vận tốc, gia tốc các điểm c, e trên cơ cấu vận tốc góc, gia tốc góc các khâu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC : NGUYÊN LÝ MÁY ĐỀ A PHƯƠNG ÁN 11 GVGD : PHẠM MINH TUẤN SVTH : 1712847 - ĐINH HỒNG QUỐC 1712940 - NGUYỄN THÀNH SANG 1713141 - ĐINH NHẬT THÀNH 1533085 - HOÀNG NGỌC THẢO 1713265 - THẠCH RỰC THI Tp HCM, Tháng năm 2019 NHIỆM VỤ: TÊN NHIỆM VỤ HOÀNG NGỌC THẢO PHẦN 1: TÍNH VẬN TỐC – GIA TỐC ĐINH NHẬT THÀNH PHẦN 2: TÍNH ÁP LỰC KHỚP ĐỘNG NGUYỄN THÀNH SANG PHẦN 3: TÍNH MOMENT CÂN BẰNG ĐINH HỒNG QUỐC PHẦN 4: VẼ CAD THẠCH RỰC THI MỤC LỤC I Xác định vận tốc, gia tốc điểm C, E cấu Vận tốc góc, gia tốc góc khâu…………………………………………………………… .4 1.1 Các thông số 1.2 Vẽ lược đồ cấu: Bài toán vận tốc: 1.4 Bài toán gia tốc: II- Phân tích lực cấu 11 2.1 Tìm phản lực khớp động 11 2.1.1 Nhóm gồm khâu (4,5) khớp (D4, D5, E) 11 2.1.2 Nhóm gồm khâu (2,3) khớp (B, C2, C3) 12 2.2 Tìm phản lực khâu dẫn 14 III Tính moment cân đặt lên khâu dẫn phương pháp: Phân tích lực di chuyển 14 IV Mô chuyển động 15 ĐỀ BÀI I Xác định vận tốc, gia tốc điểm C, E cấu Vận tốc góc, gia tốc góc khâu Xác định thông số vẽ lược đồ cấu 1.1 Các thông số - Chiều dài: lAB = 75 (mm); lBC = 225 (mm); lBD = 50 (mm); lDE = 180 (mm) - Góc: α = 70 ; β = 50 - Xác định thông số chưa biết: chiều dài đoạn DC: Áp dụng định lý Cosin tam giác BCD, ta có: Cos ( ̂ ) =( + − ) / (2 ) DC = BD2 + BC2 − BD BC cos (DBC) DC = √225 + 50 − 225.50 cos 50 = 229,86 (mm) 1.2 Vẽ lược đồ cấu: Chọn tỷ lệ xích l = 0,003.( - ) Cho trước phương Ax Ay đối xứng qua trục thẳng đứng tạo với góc α làm phương trượt piston C E -Dựng AB tạo với phương ngang góc γ cho trước (chọn vị trí ban đầu γ = ) Ta có: AB = = = 25mm Tương tự, ta tính được: BC = 75 (mm); BD = 16,667 (mm) DE = 60 (mm); DC = 69,613 (mm) Vẽ đường tròn tâm B bán kính R1 = BC = 75 (mm) cắt Ax C - Vẽ BD hợp với BC góc = 50 với BD = 16,667 (mm) - Nối C với D ta khâu - Từ D vẽ đường trịn tâm D bán kính R2 = DE = 60 (mm) cắt phương Ay E - Quỹ đạo điểm B đường trịn tâm A bán kính AB Bài toán vận tốc: Cho ω = 20 (rad/s), γ = 60 Xác định: VC, VD, VE * Phương trình vận tốc điểm C: ⃗ Độ lớn: ? Phương, chiều: // AC = ⃗ .lAB = 1.5 (m/s) AB ⃗ + ? BC Hình 1.1: Họa đồ vận tốc cách vẽ: - Vẽ họa đồ vận tốc theo phương trình trên: chọn điểm p làm gốc biểu diễn ⃗ đoạn pb = 60 mm có phương vng góc AB Vậy tỉ lệ xích họa đồ vận tốc là: - = = = 0.025 ( Từ b vẽ đường thẳng Δ1 vng góc BC biểu diễn cho phương ⃗ Từ p vẽ đường thẳng Δ2 song song AC biểu diễn cho phương ⃗ Giao điểm c Δ1 Δ2 mút ⃗và ⃗ Từ họa đồ vận tốc, ta có: ⃗ biểu thị cho ⃗ ⃗ biểu thị cho ⃗ ⃗ biểu thị cho ⃗ * ⃗: // AC, chiều theo ⃗ Độ lớn: VC = μv pc = 0,025 x 61.7956 = 1.54489 ( ) ) * ⃗: ⊥ BC, chiều theo ⃗ Độ lớn: VCB = μv bc = 0,025 x 29.0016 = 0.72504 (m/s) *Phương trình vận tốc điểm D: ⃗ Độ lớn: ? Phương, chiều: ? = ⃗  ⊥AB Vẽ họa đồ vận tốc xác định ⃗: Từ d vẽ đường thẳng D biểu diễn cho phương Từ p vẽ đường thẳng ⊥ CD biểu diễn cho phương Giao điểm e mút ⃗ ⃗ Từ họa đồ vận tốc , ta có: - ⃗ biểu thị cho ⃗ - ⃗ biểu thị cho ⃗ - ⃗ biểu thị cho ⃗ - ⃗ + ? BD ⃗ ⃗ * ⃗: phương chiều theo ⃗ m Độ lớn: VD = μv pd = 0,025 x 65.3659 = 1.63 ( ) s * ⃗: ⊥ BD, phương chiều theo ⃗ m Độ lớn: VDB = μv bd = 0,025 x 6.4448 = 0.16( ) s * ⃗: ⊥ CD, chiều theo ⃗ m Độ lớn: VDC = μv cd = 0,025 x 26.9192 = 0.67 ( ) s *Phương trình vận tốc điểm E: ⃗ Độ lớn: ? Phương, chiều: // AE = ⃗ m/s biết ⃗ + ? DE Vẽ họa đồ vận tốc xác định ⃗: Từ d vẽ đường thẳng DE biểu diễn cho phương ⃗ Từ p vẽ đường thẳng // AE biểu diễn cho phương ⃗ Giao điểm e mút ⃗ ⃗ Từ họa đồ vận tốc, ta có: - ⃗ biểu thị cho ⃗ - ⃗ biểu thị cho ⃗ - * ⃗: // AE, chiều theo ⃗ * m Độ lớn: VE = μv pe = 0,025 x 47.6394 = 1.19 ( ) s ⃗: ⊥ DE, chiều theo ⃗ m Độ lớn: VED = μv de = 0,025 x 35.1643 = 0.88( ) s Ta tính được: 2 = = 4 = = = 3.22 (rad/s) = 4.9 (rad/s) 1.4 Bài toán gia tốc: = = lAB = (20) x 0.075 = 30 (m/ ) lCB = (3.22) x 0.225 = 2.3 (m/ ) * Phương trình gia tốc điểm C: ⥂ Độ lớn: Phương, chiều: ⃗ ⃗ ? // AC = = ⃗ ⃗ 30  + + ⃗ ⃗+ ⃗ 2.3(m/ ) + ? //BC BC Giải pt phương pháp họa đồ gia tốc: ⃗ biểu diễn cho ⃗ = 30 (m/ ) biết với ′ ′ - Chọn ′ làm gốc họa đồ Từ ′ vẽ = 54 mm, phương // AB, chiều hướng từ B → A - Tỷ lệ xích họa đồ gia tốc là: 30 = = = 0.55 ( ) ′ ′ 54 - ⃗ biểu diễn cho ⃗ = 2.3 (m/ ) biết, phương //BC, Từ ′ vẽ chiều hướng từ C → B Từ vẽ đường thẳng x1 BC biểu diễn cho phương ⃗ Từ ′ vẽ đường thẳng x2 // AC biểu diễn cho phương ⃗ Giao điểm ′ x1 x2 mút ⃗ ⃗ Hình 1.2: họa đồ gia tốc Từ họa đồ gia tốc, ta có: ′ ′ biểu thị cho ⃗ ⃗ biểu thị cho ⃗ * ⃗: / /AC, chiều theo p′c′ Độ lớn: m = μa p′c′ = 0.55 x 14.5116 = 7.98 ( ) * ⃗: ⊥ AC, chiều theo Độ lớn: Ta có: = = = 119.4 ( = μa ⃗ m = 0.55 x 48.8388 = 26.86 ( ) ) Phương trình gia tốc điểm D: ⃗= ⃗ + ⃗ = ⃗ + ⃗ Sử dụng định lý tam giác đồng dạng thuận gia tốc, ta có ΔBCD đồng dạng thuận với Δ ′ ′ ′ Vì ΔBCD ∽ Δ ′ ′ ′ ⇒ góc p’ = góc = góc = 50 ; góc ′ = góc Từ ta vẽ điểm d’ * ⃗: ℎươ chiều theo p′d′ m Độ lớn: = μa p′d′ = 0.55 x 47.6388 = 26.2 ( ) * Phương trình gia tốc điểm E: = = 4.9 0.18 = 4.32 ( ) ⃗ ⃗ ⥂ Độ lớn: Phương, chiều: ? // AE = = ⃗ ⃗ + + 26.2 m/ D Vẽ họa đồ gia tốc xác định ⃗ Từ ′ vẽ ′ ⃗ biểu diễn cho ⃗ biết, phương // DE, chiều từ E → D vẽ đường thẳng y1 DE biểu diễn cho phương ⃗ Từ Từ ′ vẽ đường thẳng y2 // AE biểu diễn cho phương ⃗ Giao điểm ′ y1 y2 mút ⃗ ⃗ ′ ′ biểu thị cho ⃗ ⃗ biểu thị cho ⃗ ⃗ ⃗ 4.32m/ //DE ⃗ + + ? DE ∗ ⃗: / /AC, chiều theo ′ ⃗′ m = μa p′e′ = 0.55 x 30.6259 = 16.84 ( ) Độ lớn: ∗ ⃗: ℎươ Độ lớn: 4= = chiều theo m = 0.55 x 36.8787 = 20.3 ( ) = μa = 112.8 ( ⃗ ) II- Phân tích lực cấu 2.1 Tìm phản lực khớp động 2.1.1 Nhóm gồm khâu (4,5) khớp (D4, D5, E) * Phương trình cân cho khâu 4: Σ F⃗ = R ⃗ + R ⃗ = Σ M = R h + R = Từ (2) ⇒ R ⃗ = ⇒ R ⃗ = R ⃗ (1) (2) Thay vào (1) ta : R ⃗ + R ⃗ = ⇒ R ⃗ = - R ⃗ R ⃗ R ⃗ phương, ngược chiều ⇒ Độ lớn R = R Do R ⃗ R ⃗ có phương // DE * Phương trình cân cho khâu 5: Σ F⃗ = R ⃗ + R ⃗ + P⃗ = (3) Σ M = R + R x + P = (4) (4) ⇒ x1 = Vì R ⃗ lực giá tác dụng lên khâu ⇒ R ⃗ qua E có phương ⊥ AE R ⃗ + R ⃗ + P⃗ = Độ lớn : ? Phương : // DE Chiều : ? ? ⊥ AE ? 2900 // AE E → A Kết Luận: Lực (N) R24 R5 R54 R45 3315 1607 3315 3315 2.1.2 Nhóm gồm khâu (2,3) khớp (B, C2, C3) Kẻ CI ⊥ R42 ⟹ lCI = 184,062(mm) * Phương trình cân cho khâu 2: R ⃗ lBC + R42 lCI = Ta có: Phương // DE, chiều từ E → D R ⃗ Độ lớn R = R = 3315 N ⇒Rτ12 = 2711,8 (N) * Phương trình cân cho khâu 3: Σ F⃗ = R ⃗ + R ⃗ + P⃗ = ΣM F⃗ = R + R + P = (5) (6) Từ (6) ⇒ x2 = Vì R ⃗ lực giá tác dụng lên khâu 3⇒ R ⃗ qua C có phương⊥ AC R ⃗ + P⃗ = ⟹ R = PC = 5800 (N) R ⃗ + R ⃗ = ⟹ R3 = R Xét nhóm : R ⃗ + R ⃗ + R ⃗ + P⃗ = ⟺ R ⃗ + R ⃗ + R⃗ + R ⃗ + Độ lớn: 2711,8 ? ? 3315 Phương: ⊥ BC // BC ⊥ AC // DE Chiều: biết ? ? E →D P⃗ = 2900 //AC C →A Ta có: 26 + 37 + 35 − 53 − 55 − 37 + 64 − 55 − 53 = 35 = Kết luận : R Lực (N) 2711,8 R R 5189,94 5855,71 R 745,17 R 5800 R 745,17 5847,67 2.2 Tìm phản lực khâu dẫn R ⃗+R ⃗=0 ⟺R ⃗ =-R ⃗ ⇒R ⃗ III  Phương // R ⃗ ngược chiều R ⃗ Độ lớn: R = R = 5855,71 (N) Tính moment cân đặt lên khâu dẫn phương pháp: Phân tích lực di chuyển Phương pháp phân tích lực Kẻ AK⊥R21⟹lAK = 48,55 mm ∑ MA = ⟹ Mcb=R21.lAK = 5855,71.48,55*10-3 = 284,29 (Nmm) (Cùng chiều kim đồng hồ)  Phương pháp di chuyển : = ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ = , (Cùng chiều kim đồng hồ)  Tỉ lệ sai số  = 3% IV Mô chuyển động , = 275,4681 (Nmm) ... moment cân đặt lên khâu dẫn phương pháp: Phân tích lực di chuyển 14 IV Mô chuyển động 15 ĐỀ BÀI I Xác định vận t? ?c, gia tốc điểm C, E cấu Vận tốc g? ?c, gia tốc góc khâu. .. tốc điểm C, E cấu Vận tốc g? ?c, gia tốc góc khâu? ??………………………………………………………… .4 1.1 Các thông số 1.2 Vẽ lược đồ cấu: Bài toán vận tốc: 1.4 Bài toán gia tốc: ... D ta khâu - Từ D vẽ đường tròn tâm D bán kính R2 = DE = 60 (mm) cắt phương Ay E - Quỹ đạo điểm B đường trịn tâm A bán kính AB Bài toán vận tốc: Cho ω = 20 (rad/s), γ = 60 Xác định: VC, VD, VE