Môn nguyên lý máy, bài tập lớn, đồ án (3)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ ROBOT BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY DỆT Dặn dò quan trọng trước sử dụng tài liệu này:  Thứ thực giải tập lớn thời điểm bạn chưa hiểu khơng? Nên việc bạn copy nộp cho có thầy biết bạn copy Vì vậy, nên thầy giao phần làm đủ phần thiếu chút, đừng có mà giao làm vận tốc copy gia tốc vào thơi xong đó! Trong phần nộp thầy bắt nộp tốt bạn nộp phần vận tốc chút gia tốc đừng nộp cả!  Thứ hai: bạn khơng hiểu bảo thầy bọn em chưa hiểu thầy giải thích giảng cho bọn em thêm phần giải tích khơng? Bây bạn học đến phần có quyền hỏi, chả hỏi đến lúc bảo vệ hỏi lúc thầy hỏi khơng biết “cụ lạnh tốt ln”, thi cuối kì tầm thơi hỏi mà k trả lời đc gì!  Thứ ba: Thầy xem qua bạn khẳng định chả lấy điểm đâu bắt nộp em bạn làm không làm có chuyện ngay!!! Bài chốt cuối bạn đem bảo vệ tính điểm nhé! MỤC LỤC CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU .1 1.1 Tổng hợp động học cấu 1.2 Bài tốn vị trí 1.3 Bài toán vận tốc 1.4 Bài toán gia tốc 10 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰC 17 2.1 Bài tốn phân tích lực .17 2.1.1 Các lực tác động lên máy 17 2.1.2 Dữ kiện .17 CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU 1.1 Tổng hợp động học cấu Từ đầu đề cho ta tách thành cấu hình 1.1 Với kích thước cho trước a= 655mm, b=295mm, lCD= 685mm, góc lắc batăng ɣ= 80° – 110° Xác định kích thước khâu lAB=? kích thước khâu lBC=? Gắn hệ quy chiếu cố định ʋ{Axy} khớp A + Tại vị trí khâu khâu chập với B Khi ta có: lBC – lAB= (1.1) Trong = Với Hình 1.1 + Tại vị trí max khâu khâu nằm đường thẳng hợp C vị trí xa hình 1.2 Khi ta có: lBC + lAB = (1.2) Trong đó: = Với: Từ ta có: (1.3) Hình 1.2 Giải hệ phương trình (1.3) ta có: lBC= 353mm lAB= 176mm Như thơng số kích thước tốn phân tích động học tổng hợp bảng 1.1 Bảng 1.1: Thơng số kích thước vận tốc góc khâu cấu máy dệt STT Tên gọi Khoảng cách AD theo phương y Khoảng cách AD theo phương x Chiều dài khâu dẫn AB Chiều dài truyền BC Chiều dài ba tăng Vân tốc góc khơng đổi khâu dẫn Ký hiệu a b lAB lBC lDC ω1 Giá trị 655 295 176 353 685 Đơn vị mm mm mm mm mm rad/s 1.2 Bài toán vị trí Thiết lập hoạ đồ vị trí cấu, vẽ đồ thị γ(φ1) Để thiết lập phương trình động học ta lược đồ hoá cấu dạng sơ đồ tĩnh hình 1.3 Từ hình 1.3, ta có phương trình tổng quát: + =+ (1.4) Chiếu phương trình (1.4) lên hệ quy chiếu ϑ{Axy} ta có: (1.5) Trong hệ phương trình (1.5) thơng số cho trước , , , a, b, ; ẩn , giải phương trình (1.5) ta có: Đặt A1 = ; A2 = ; ta được: Bình phương vế hai phương trình ta có: Cộng vế phương trình ta có: =) (1.6) Từ vừa tìm được, thay vào phương trình (**) ta được: sin( (1.7) Hoặc Từ (1.6) (1.7) ta thu : Với: = arccos ; A1 = b - ; A2 = a + 115 110 105 �4 [°] 100 95 90 85 80 75 15 45 60 75 90 05 5 65 80 95 10 40 5 70 85 00 15 45 60 1 1 1 2 2 2 3 3 �� [°] Hình 1.4 Quan hệ động học góc quay φ4 φ1 210 200 �2 [° ] 190 180 170 160 150 140 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210225 240255 270 285 300 315 330345 360 �1 [° ] Hình 1.5 Quan hệ động học góc quay φ2 φ1 Bảng 1.2: Số liệu tính tốn tốn vị trí Lê Thị Mai Phạm Thị Thường Nguyễn Thị Thơ Đặng Thị An Bình Vũ Thị Đượm STT 181.809 109.9591 15 188.6683 109.0846 30 194.3776 106.9204 45 198.8821 103.8051 60 202.1356 100.0878 75 204.0559 96.1086 90 204.5202 92.189 105 203.4019 88.6123 120 200.643 85.5906 135 196.3243 83.2358 150 190.6798 81.5604 165 184.0477 80.5148 180 176.8067 80.034 195 169.3404 80.0726 210 162.0407 80.6219 225 155.3354 81.7192 240 149.7279 83.4503 255 145.8259 85.9396 270 144.3081 89.3053 285 145.7453 93.5422 300 150.2511 98.3502 315 157.2153 103.0699 330 165.4965 106.9035 345 173.9536 109.2678 360 181.809 109.9591 Từ bảng 1.2 ta có đồ thị động học thể mối quan hệ góc lắc ba tăng với góc quay khâu dẫn: 115 110 105 �4 [°] 100 95 90 85 80 75 15 45 60 75 90 05 5 65 80 95 10 40 5 70 85 00 15 45 60 1 1 1 2 2 2 3 3 �� [°] Hình 1.6 Đồ thị động học thể mối quan hệ góc lắc pa tăng với góc khâu dẫn Biểu diễn lược đồ cấu vị trí: Vũ Thị Đượm – Hình Đặng Thị An Bình – Hình Nguyễn Thị Thơ – Hình Phạm Thị Thường – Hình Lê Thị Mai – Hình 5 1.3 Bài tốn vận tốc Xác định vận tốc vC (vận tốc khớp C nối khâu khâu 3) Xét điểm B khâu ta có: (1.9) Đạo hàm hệ (1.7): (1.10) Mặt khác: vB = = = (1.11) Xét khớp C khâu truyền khâu (pa tăng) ta có: (1.12) Đạo hàm phương trình (1.10) Do khớp D cố định: = const , = const Từ (1.13b) ta có: (1.14) Thay (1.14) (1.10) vào (1.13a) để tính sau thay vào (1.14) Với: Từ (1.13) ta có vận tốc điểm C VC = = VC =  VC = (1.16) *Xác định vận tốc khâu Từ hình 1.7 ta có: Hay ( (1.17) Đạo hàm phương trình (1.17) ta có: ( (1.18) Từ phương trình (1.18) ta có: = = (1.19) *Xác định vận tốc góc khâu Ta có: Hay ( (1.20) Đạo hàm (1.20) ta có: ( (1.21) Do số Từ (1.21) ta có: = = (1.22) Trên sở lý thuyết tính tốn trên, mơ đun chương trình tính tốn cho đây: Chương trình Matlab: function bai_toan_van_toc a=655;b=295;AB=176;BC=353;CD=685;n=200; omega1=n*2*pi/60; xd=b; yd=-a; i=1; for phi1=0:15*pi/180:2*pi A1=b-AB.*cos(phi1); A2=a+AB.*sin(phi1); beta=abs(acos(A1./sqrt(A1.^2+A2.^2))); phi4_1(i)=beta+acos((A1.^2+A2.^2+CD.^2-BC.^2)/ (2.*CD.*sqrt(A1.^2+A2.^2))); phi4_2(i)=beta-acos((A1.^2+A2.^2+CD.^2-BC.^2)/ (2.*CD.*sqrt(A1.^2+A2.^2))); if 80*pi/180