TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƯỜNG BÁCH KHOA BÀI TẬP LỚN MÁY BÀO NGANG Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Văn Long Học phần Cơ học máy_CN142_Nhóm 01_Sinh viên thực hiện Nguyễn Nhật Linh MSSV B2012513 Cần thơ 31102022 ( Liên hệ Zalo: 0702923687_Nhật Linh để nhận free bản vẽ Auto Cad bài tập lớn nha)_NHẬN LÀM BT LỚN GIÁ CẢ HỢP LÍ chúc các bạn đạt điểm cao.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƯỜNG BÁCH KHOA ….… BÀI TẬP LỚN MÁY BÀO NGANG Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Văn Long Học phần : Cơ học máy_CN142 Nhóm : 03 Sinh viên thực : Lê Nhật Em MSSV : B2012496 Cần thơ: 03/2023 Cơ học máy_CN142 Trường Đại học Cần Thơ LỜI CẢM ƠN “Để hoàn thành tập lớn này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Thầy Nguyễn Văn Long tận tình hướng dẫn, góp ý kiến để em hồn thành làm Do chưa có nhiều kinh nghiệm làm tập lớn hạn chế kiến thức, chắn không tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận nhận xét, đóng góp ý kiến từ phía Thầy để làm em hoàn thiện Lời cuối cùng, em xin kính chúc thầy nhiều sức khỏe, thành cơng hạnh phúc.” Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Lê Nhật Em Trang Cơ học máy_CN142 Trường Đại học Cần Thơ MỤC LỤC Cơ học máy_CN142 BÀI TẬP LỚN SỐ - ĐỀ C I XÁC ĐỊNH VẬN TỐC, GIA TỐC ĐIỂM G TRÊN CƠ CẤU, VẬN TỐC GÓC, GIA TỐC GÓC CÁC KHÂU Bài toán vận tốc: .5 Bài toán gia tốc: II TÍNH ÁP LỰC TRÊN CÁC KHỚP 11 Tách nhóm tĩnh định (nhóm A-xua) 11 Tính áp lực khớp động 12 2.1 Áp lực khớp động nhóm 12 2.2 Áp lực khớp động nhóm 14 2.3 Áp lực khớp động nhóm (giá khâu dẫn) 16 III TÍNH MOMENT CÂN BẰNG ĐẶT TRÊN KHÂU DẪN BẰNG HAI PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH LỰC VÀ DI CHUYỂN KHẢ DĨ .16 Momen cân khâu dẫn phương pháp phân tích lực .16 Momen cân khâu dẫn phương pháp di chuyển khả dĩ… 17 Trang Cơ học máy_CN142 Trường Đại học Cần Thơ BÀI TẬP LỚN SỐ - ĐỀ C Stt: 21 Sinh viên: Phương án số: Lê Nhật Em MSSV: 21 B2012496 Ngày nhận:…………………………Ngày nộp:………………………… Đề bài: Cho cấu máy bào ngang vị trí có sơ đồ hình vẽ (bỏ qua khối lượng khâu): l AB =115 mm , l AC =290 ,5mm , lCD=606 mm , l DE=182 mm a=581 mm , ω 1=2 π rad / s , ⃗ P=¿ 3000 N , y=¿130mm Góc hợp tay quay phương ngang: γ=21 ×5 0= 105° SỐ LIỆU C PA P( N ) y (mm ) 21 3000 130 Hình 1: Họa đồ cấu Nhiệm vụ: Trang Cơ học máy_CN142 Trường Đại học Cần Thơ Xác định vận tốc, gia tốc điểm G cấu, vận tốc góc, gia tốc góc khâu Tính áp lực khớp Tính moment cân đặt khâu dẫn hai phương pháp: phân tích lực di chuyển I XÁC ĐỊNH VẬN TỐC, GIA TỐC ĐIỂM G TRÊN CƠ CẤU, VẬN TỐC GÓC, GIA TỐC GÓC CÁC KHÂU Bài tốn vận tốc: Phương trình hợp vận tốc điểm B3: ⃗ V B3 = ⃗ V B2 + ⃗ V B3B2 Ta có: ⃗ V B3 ⃗ V B2 ⃗ V B3B2 Phương ⊥ CB ⊥ AB ≡ CD Chiều ? Cùng chiều ω ? Độ lớn ω 3*CB ω 1*AB = π *0.115 = 0.72 ? Chọn tỉ lệ xích: - μV = 0.001 đơn vị: ( Biểu diễn họa đồ cấu: - Lấy điểm p làm điểm cực - m/s ) mm 0.72 = 720 (mm) vuông góc với AB chiều ω 0.001 đoạn biểu diễn vận tốc v B Vẽ pb3 cách từ p vẽ đường thẳng cho ⊥CB đoạn biểu diễn vận tốc v B v B B xác định nối đoạn pb2 pb3 Vẽ pb2= Hình 2: Họa đồ vận tốc μV = 0.001 Đo kích thước họa đồ ta được: - Độ dài pb2 720 mm - Độ dài pb3 707.34 mm - Độ dài b b 134.43 mm Trang Cơ học máy_CN142 Tính độ lớn vận tốc: Trường Đại học Cần Thơ - V B 3= 707.34*0.001 = 0.707 (m/s) - V B B 2= 134.43*0.001 = 0.134 (m/s) Tính ω 3: - Ta đo CB họa đồ cấu 402.68 (mm) -ω = V B3 0.707 = = 1.755 (rad/s) 0.40268 CB Suy ra: V D= ω 3*CD = 1.755*0.606 = 1.06 (m/s) Biểu diễn v D họa đồ: 1.06 - Vẽ d = = 1060 (mm) theo hướng b với độ lớn 1060 (mm) ta 0.001 đoạn pd đoạn biểu diễn vận tốc v D Trang Cơ học máy_CN142 Trường Đại học Cần Thơ Hình 3: Họa đồ vận tốc μV = 0.001 Phương trình vận tốc điểm E: ⃗ VE = ⃗ VD + ⃗ V ED Ta có: ⃗ VE =⃗ VG Phươn g Độ lớn Theo phương EF ? ⃗ VD ⊥ CD ⊥ ED 1.06 (m/s) ? Chọn tỉ lệ xích: μV = 0.001 ⃗ V ED đơn vị: ( m/s ) mm Biểu diễn họa đồ cấu: - Vẽ v etheo phương EF p, đoạn pe biểu diễn vận tốc v e - Vẽ v ed cách: Vẽ đường thẳng ⊥ với ED gióng xuống d Trang Cơ học máy_CN142 Trường Đại học Cần Thơ Hình 4: Họa đồ vận tốc μV = 0.001 Đo kích thước họa đồ vận tốc ta được: - Độ dài pe 1066.77 mm - Độ dài v de 79 mm Tính độ lớn vận tốc: - V E= 1066.77*0.001 = 1.067 (m/s) - V ED= 79*0.001 = 0.079 (m/s) Ta có: V E= V G = 1.067 (m/s) (Do điểm E G thuộc khâu có chuyển động tịnh tiến) Tính ω 4: - DE = 182 mm Trang Cơ học máy_CN142 -ω = Trường Đại học Cần Thơ V ED 0.079 = = 0.434 (rad/s) 0.182 DE - Vậy ta có vận tốc góc khâu là: + ω = π (rad/s) + ω = ω = 1.755 (rad/s) : Do trượt, trượt culit quay vận tốc góc + ω = 0.434 (rad/s) + ω = (rad/s) : Do khâu hình tịnh tiến Bài tốn gia tốc: Phương trình gia tốc điểm B: n n r ⃗ aB + ⃗ aB + ⃗ aB3B2 atB = ⃗ akB B + ⃗ Ta có: n aB3 Phươn g Độ lớn BC ( từ B C) ω 23*CB =1.7552*0.40268 = 1.24 (m/ s2 ¿ t n aB3 ⊥ BC ε 3*CB aB2 BA ( từ B A) ω 21*AB = (2 π ¿ ¿2 *0.115 = 4.54 (m/ s2 ¿ Chọn tỉ lệ xích: - μa = 0.01 đơn vị: ( Biểu diễn họa đồ cấu: - Lấy điểm p’ làm điểm cực k aB3B2 v B B quay 90° (⊥ CD) 2ω ¿ v B B =2*1.755*0.13 = 0.47 (m/ s2 ¿ r aB3B2 CD ? m/s ) mm 1.24 = 124 (mm) theo hướng từ B C với độ lớn 124 (mm) 0.01 - Vẽ anB3 = - đoạn p’ anB3 đoạn biểu diễn gia tốc anB3 Vẽ atB3 theo phương ⊥BC anB3 với độ lớn chưa xác định đoạn biểu diễn gia tốc atB3 - Vẽ anB2 = 4.54 = 454 (mm) theo hướng từ B A với độ lớn 454 (mm) 0.01 đoạn p’anB2 đoạn biểu diễn gia tốc anB2 - - Vẽ akB3B2 = 0.47 = 47 (mm) theo hướng vV B (≡CD) sau quay 0.01 góc 90° với độ lớn 47 (mm) đoạn anB2 akB3B2 đoạn biểu diễn gia tốc akB3B2 Vẽ arB3B2 theo phương CD với độ lớn chưa xác định điểm akB3B2 đoạn akB3B2 arB3B2 đoạn biểu diễn gia tốc arB3B2 Vẽ p' b'3 điểm p' tới chỗ giao arB3B2 atB3 hình đoạn biểu diễn gia tốc a B Trang Cơ học máy_CN142 Trường Đại học Cần Thơ Hình 5: Họa đồ gia tốc điểm B với μa = 0.01 Đo kích thước họa đồ gia tốc ta được: - Độ dài p' anB3 124 mm - Độ dài p' anB2 454 mm - Độ dài akB3B2 47 mm - Độ dài atB3 37.77 mm - Độ dài arB3B2 322.02 mm - Độ dài p' b'3 129.62 mm Tính ε 3: - Độ lớn gia tốc atB3 là: atB3 = 37.77*0.01 = 0.38 (m/ s2) -ε = 0.38 atB = = 0.95 (rad/s2) 0.40268 CB Tìm gia tốc điểm D: - a B = 129.62*0.01 = 1.30 (m/ s2) - Ta có: aD = a D CD = a B CB a B 3∗CD 1.30∗606 = = 1.96 (m/ s2) 402.68 CB Phương trình gia tốc điểm E: n n t t aE = ⃗ ⃗ aD + ⃗ a ED + ⃗ aD + ⃗ a ED Ta có: aE n t aD aD Trang 10 n a ED t a ED Cơ học máy_CN142 Phươn g Độ lớn EF ? Trường Đại học Cần Thơ DC ⊥ DC ε 3*CD ω 3*CD =1.7552*0.606 = 1.87 (m/ s2 ¿ ED ω 4*ED = =0.95*0.606 0.4342*0.182 =0.576(m/ s2 ¿ = 0.034 (m/ s2 ¿ ⊥ ED ε 4*ED ? Biểu diễn a D gia tốc điểm E họa đồ cấu họa đồ cấu: - Vẽd ' điểm p' theo phương củab '3 , đoạn p' d' đoạn biểu diễn gia tốc a D - Vẽ e ' theo phương EF p' độ lớn chưa xác định đoạn p' e' đoạn biểu diễn gia tốc a E - 1.87 = 187 (mm) có phương với a nB có độ lớn 187 0.01 (mm) đoạn p' anD đoạn biểu diễn gia tốc a nD 0.576 Vẽ a tD = = 57.6 (mm) a nD theo phương ⊥DC có độ lớn 0.01 57.6 (mm) đoạn a nD a tD đoạn biểu diễn gia tốc a tD 0.034 Vẽ a nED = = 3.4 (mm) d ' theo phương từ E D có độ 0.01 lớn 34 (mm) đoạnd ' anED đoạn biểu diễn gia tốc a nED Vẽ a tED điểm a nED theo phương ⊥ ED có độ lớn chưa xác định đoạna nED atED đoạn biểu diễn gia tốc a tED Vẽ a nD = + Chú thích: a E a tED cắt điểmε ' Độ dài 3.4mm anED Trang 11 Cơ học máy_CN142 Trường Đại học Cần Thơ Hình 6: Họa đồ gia tốc điểm E với μa = 0.01 Đo kích thước họa đồ gia tốc ta được: - Độ dài a D 196 mm - Độ dài a nD 187 mm - Độ dài a tD 57.6 mm - Độ dài a nED 3.4 mm - Độ dài a tED 183.36 mm - Độ dài a E 50.48 mm Tính độ lớn gia tốc a E a tED : - Độ lớn gia tốc a E là: a E = 50.48*0.01 = 0.5048 (m/ s2) - Độ lớn gia tốc a tED là: a tED = 183.36*0.01 = 1.83 (m/ s2) Tính ε 4: -ε = t 1.83 a ED = = 10.05 (rad/s2) 0.182 ED - Vậy ta có gia tốc góc khâu là: + ε = (rad/s2) : Do quay điều A + ε 2= ε = 0.95 (rad/s2) + ε = 10.05 (rad/s2) + ε = (rad/s2) II TÍNH ÁP LỰC TRÊN CÁC KHỚP Tách nhóm tĩnh định (nhóm A-xua) - Nhóm 1: khâu khớp + Khâu EF (Khâu 5) + Khâu E (Khâu 4) + Khớp E + Khớp D + Khớp F - Nhóm 2: khâu khớp + Khâu CD (Khâu 3) + Con trượt B (Khâu 2) + Khớp C + Khớp trượt B + Khớp lề B - Nhóm 3: + Giá + Khâu dẫn (Khâu 1) Trang 12 Cơ học máy_CN142 Trường Đại học Cần Thơ Tách nhóm tĩnh định Hình 7: Tách nhóm tĩnh định nhóm Hình 8: Tách nhóm tĩnh định nhóm Hình 9: Tách nhóm tĩnh định nhóm Tính áp lực khớp động 2.1 Áp lực khớp động - Ta có phương trình cân lực: n ⃗ R 05 = P + ⃗ R 34 + ⃗ R t34 + ⃗ Phương Độ lớn - P EF 3000N n R34 ED ? nhóm 1: R34 t R05 ⊥ ED ? ⊥ EF ? Áp dụng phương pháp cân momen E: Trang 13 Cơ học máy_CN142 Trường Đại học Cần Thơ Hình 10: Phân tích lực ED Tổng hợp momen là: ∑m E = Rn34 *0 + Rt34 *ED = Suy ra: Rt34 *ED = Rt34 *0.182 = Rt34 = Chọn tỉ lệ xích: - - μF = đơn vị: ( Biểu diễn họa đồ: - N ) mm 3000 Vẽ ⃗P= = 1500 (mm) Theo phương từ phải qua trái có độ lớn 1500 (mm) đoạn biểu diễn lực ⃗P n n Vẽ ⃗ R 34 phương ED có độ lớn chưa xác định, đoạn P R34 đoạn biểu n diễn cho ⃗ R 34 R 05 vng góc với EF có độ lớn chưa xác định, đoạn P R05 đoạn Vẽ ⃗ R 05 biểu diễn cho ⃗ n R 05 vẽ từ điểm cuối + Chú thích: ⃗ R 34 bắt đầu vẽ từ điểm ⃗ P ⃗ ⃗P Hình 11: Họa đồ P, Rn34 R05 với μ F = Đo kích thước họa đồ ta được: - Độ dài P 1500 mm - Độ dài Rn34 1512.49 mm - Độ dài R05 193.98 mm Tính độ lớn Rn34 R05 : - Độ lớn Rn34 là: Rn34 = 1512.49*2 = 3025 (N) - Độ lớn R05 là: R05 = 193.98*2 = 388 (N) Tìm điểm x = ? (Khoảng cách từ E đến R05) Trang 14 Cơ học máy_CN142 Trường Đại học Cần Thơ Hình 12: Nhóm tĩnh định nhóm - Phương trình momen điểm E: ∑ m E = Rn45 *0 + R05 *x – P*y = Ta có: P = 3000N y = 130mm theo PA21 Suy ra: 388*x – 3000*0.13 = x= - 000∗0 13 = 1.0 (m) 388 Vậy khoảng cách từ điểm E đến R05 đoạn 1.0 (m) Vì khoảng cách điểm x tính q lớn, khó vẽ khâu nên ta chọn vị trí tương đối hình điểm đặt cho R05 2.2 Áp lực khớp động nhóm 2: - Hình 13: Phân tích lực nhóm tĩnh định nhóm Phân tích: R 43 đặt điểm D có độ lớn ⃗ R 34 ( R43 =R 34 ¿ + Phản lực ⃗ ngược chiều R 12 đặt B có phương vng góc với CD ( phương vng góc với +⃗ đường trượt), chiều giả định độ lớn chưa xác định Trang 15 Cơ học máy_CN142 - Trường Đại học Cần Thơ R 03 đặt C với phương, chiều giả định độ lớn chưa biết +⃗ Ta có phương trình cân lực: ⃗ R 03 + ⃗ R 43 + ⃗ R 12 = R03 Phương Độ lớn - - R43 R43 ? ? 3025 N R12 ⊥? ? R 34 = - ⃗ R 43 Ta có: Theo định luật Newton ⃗ Độ lớn R34=¿ R43 = 3025 N Phương trình cân momen B: ∑ mB = R12*0 + R32* x 2= + R32 lực tác dụng vào trượt có phương vng góc với đường trượt + Đặt x khoảng cách từ R32 đến tâm trượt (B) Suy ra: R32* x 2= x 2= (m) Vậy R32 dời lại điểm điểm B Hình 14: Vẽ lại R32 sau tính tốn - Suy tổng lực tác dụng vào điểm B R 32 = - ⃗ R 12 Kết luận: ⃗ R12 ⊥ CD Viết phương trình momen cho điểm C: ∑mC = R43 *0.65978 – R12*0.40268 = Suy ra: 3025*0.65978 – R12*0.40268 = R12= 3025∗0 65978 =¿ 4956.37 (N) 40268 Vậy R12 = 4956.37 (N) Chọn tỉ lệ xích: - μF = đơn vị: ( Biểu diễn họa đồ: - N ) mm 4956.37 =¿ 991.27 (mm) vng góc với CD có độ lớn R 12 = Vẽ ⃗ R 12 991.27 (mm) đoạn biểu diễn cho ⃗ Trang 16 Cơ học máy_CN142 Trường Đại học Cần Thơ - 3025 =¿ 605 (mm) cách quay ⃗ R 43 = R 34 góc 180° có Vẽ ⃗ - R 43 độ lớn 605 (mm), đoạn biểu diễn cho ⃗ R 03 cách nối từ ⃗ R 12với ⃗ R 43 lại với nhau, đoạn ⃗ R 12⃗ R43 đoạn Vẽ ⃗ R 03 biểu diễn cho ⃗ R 12, ⃗ R 43và ⃗ R 03 với μ F = Hình 15: Họa đồ ⃗ Đo kích thước họa đồ ta được: R 12 991.27 mm - Độ dài ⃗ ⃗ - Độ dài R 43 605 mm R 03 388.58 mm - Độ dài ⃗ Tính độ lớn R03 : - Độ lớn R03 = 388.58*5 = 1943 (N) 2.3 Áp lực khớp động nhóm (giá khâu dẫn): Trang 17 Cơ học máy_CN142 Trường Đại học Cần Thơ Hình 16: Phân tích lực nhóm tĩnh định nhóm - Ta có phương trình cân lực: ⃗ R 01 + ⃗ R 21 = R 01 = - ⃗ R 21 Suy ra: ⃗ R 12 = - ⃗ R 21 Mà ta có: Theo định luật Newton ⃗ Độ lớn: R12=¿ R21 = 4956.37 (N) Kết luận: R01 =¿ R12 = R21 = 4956.37 (N) III TÍNH MOMENT CÂN BẰNG ĐẶT TRÊN KHÂU DẪN BẰNG HAI PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH LỰC VÀ DI CHUYỂN KHẢ DĨ Momen cân khâu dẫn phương pháp phân tích lực Hình 17: Phân tích lực giá khâu dẫn - Momen cân A: ∑ M A = M cb = R21*AK M cb = 4956.37*0.15596 = 773 (N.m) Vậy M cb quay chiều kim đồng hồ chiều với ω Momen cân khâu dẫn phương pháp di chuyển - Nội dung phương pháp: Lực cân khâu dẫn lực cân với tất lực tác dụng lên cấu (kể lực quán tính) Theo nguyên lí di chuyển ta biết.“ Trong hệ lực cân bằng, tổng công suất tức thời tất lực không di chuyển khả dĩ” - Điều kiện cân hệ lực tác dụng lên cấu: ⃗ vG = M Cb*ω 1+ ⃗ P *⃗ Trang 18 Cơ học máy_CN142 Trường Đại học Cần Thơ M Cb*2 π - 3000*1.067 = ⃗ 000∗1 067 M Cb = ⃗ = 509.45 2π (N.m) - ( M cb chiều với ω 1) Giá trị trung bình momen cân tính từ hai phương pháp trên: - Sai số tương đối hai phương pháp tính là: M tb = *( 773 + 509.45) = 641.22 (N.m) ¿ ¿ δ = ¿ 773−509.45∨ M ¿ *100% = ¿ 773−509.45∨ 641.22 ¿*100% = 0.41% tb (δ < 10% sai số chấp nhận được) Kết tính tốn tương đối xác chấp nhận Nhận xét CBHD Sinh viên thực ……………………………… Lê Nhật Em ……………………………… ……………………………… Tài liệu tham khảo: [1] Bài giảng học phần Cơ học máy_CN142 Thầy Nguyễn Văn Long [2] Giáo trình Cơ học máy Thầy Lại Khắc Liễm trường Đại học Quốc gia TP HCM Trang 19