Bài tập lớn nguyên lý máy đề tài thiết kế động cơ – nén khí

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘITRƯỜNG CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY VÀ ROBOT KHOA CƠ ĐIỆN TỬ BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ – NÉN KHÍ... ---o0o---ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜN

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRƯỜNG CƠ KHÍ

BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY VÀ ROBOT

KHOA CƠ ĐIỆN TỬ

BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ – NÉN KHÍ

-o0o -ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRƯỜNG CƠ KHÍ

BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY VÀ ROBOT

KHOA CƠ ĐIỆN TỬ

BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ – NÉN KHÍ

-o0o -Lời nói đầu

Ngày này đất nước đang phát triền hết sức mạnh mẽ trên con

đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa và song song với đó là tầm quan trọng và sự phát triển của ngành cơ khí Nhu cầu kĩ thuật ngày càng cao đòi hỏi mỗi người chúng ta cần phải tìm tòi học tập và nghiên cứu không ngừng để đáp ứng được nhu cầu đó.

Là sinh viên Đại học Bách Khoa em luôn thấy được tầm quan trọng của máy móc trong mọi thời đại và hôm nay dưới sự chỉ dạy của thầy Nguyễn Trọng Du và sự giúp đỡ của các bạn trong nhóm 6, em đã được thầy giao nhiệm vụ làm bài tập lớn đề số 6 của môn học Trong quá trình học và làm bài tập lớn do trình độ và năng lực của em còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót Em mong thầy có thể chỉ bảo và bổ sung để kiến thức của em được hoàn thiện hơn.

Một lần nữa, em xin cảm ơn thầy Nguyễn Trọng Du đã hướng dẫn tận tình để giúp em có thể làm bài tập này.

Trân Trọng

I, Tính Toán các thông số của động cơ

4 Gia tốc trục khuỷu: ε1 =0(rad /s2)

5 Khối lượng thanh truyền 2: m2 =3(kg)

7 Mô men quán tính thanh truyền 2 : J S2=0,12(kg m 2

)

8 Đường kính piston 3: d3=120 (mm)

9 Áp suất lớn nhất trong xi lanh: p m=0.6(m m N 2)

Áp suất khí quyển: p0= 0.

MỤC LỤC Phần I :MỞ ĐẦU

LỜI MỞ ĐẦU

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1

1) Xác định các thông số đã biết 1

2) Xác định các thông số chưa biết ……… 1

PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH 6

1) Bài toán vị trí 6

2) Bài toán vận tốc 7

3) Bài toán gia tốc 9

4) Ta có bảng excel 11

PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP HỌA ĐỒ 12

I) Góc 𝝋𝟏 = 60° 12

1) Hoạ đồ cơ cấu 12

2) Hoạ đồ vận tốc 13

3) Hoạ đồ gia tốc 14

4) So sánh 2 phương pháp 16

PHẦN 4: PHÂN TÍCH LỰC 17

1) Góc 𝝋 = 60°

4 Gia tốc trục khuỷu: ε1 =0(rad /s2)

5 Khối lượng thanh truyền 2: m2 =3(kg)

7 Mô men quán tính thanh truyền 2 : J S2=0,12(kg m 2

Chọn AB=70(mm) Tỉ lệ xích họa đồ : 𝜇𝑙 =lAB AB =0.0575575 =0.001 ( mm m )

Tỷ lệ chiều dài thanh trục khuỷu : 𝜆= BC AB = 4

BC = 4AB = 4.*57.5 = 230(mm)

𝑙𝐵𝐶 = 𝑙2 = 𝐵𝐶 𝜇𝑙 = 230 ∗ 0,001 = 0.23(𝑚)

1

⇔{l3 cosφ3=−l1.cos φ1−l2.cos φ2

l3.sin φ3=−l1.sin φ1−l2 sin φ2

Nhân tích vô hướng của hai vế với ⃗e0 và ⃗n0 ta được hệ sau:

Hay {i1cosφ1−w1l1sin φ1+i2cosφ2−w2l2sin φ2+i3cos φ3−w3l3sin φ3=0

i1cosφ1+w1l1cosφ1+i2sin φ2+w2l2cos φ2+i3sin φ3+w3l3cos φ3=0

{−w12l1cos φ1−ε1l1sin φ1−w22l2cosφ2−ε2l2sin φ2−´l3cos φ3= 0

−w12l1sin φ1+ε1l1cosφ1−w22l2sin φ2+ε2l2cosφ2+´l3sin φ3=0

{ε2l2sin φ2− ¿´l3cosφ3=−w12l1cosφ1−ε1l1sin φ1−w22l2cos φ2¿ε2l2cosφ2+´l3sin φ3=w12l1sin φ1−ε1l1cosφ1+w22l2sin φ2

Đặt: {b1=−w12l1cos φ1−ε1l1sin φ1−w22l2cos φ2

b2=w12l1sin φ1−ε1l1cos φ1+w22l2sin φ2

⃗v C3= ⃗v C2= ⃗v B2 + ⃗v C2B2

Trong đó:

⃗v B2 { độ lớn :9.93 phương ⊥ AB(m s )

chiều:theo chiều ω1

⃗v C2B2 {độ lớn chưa biết phương ⊥ BC

Chiều chưa biết

⃗v C2{độ lớn chưa biết phương ∕ ∕ AC

chiều chưa biết

Từ B ta dựng đường ∆ vuông góc với BC

Từ P ta dựng đường ∆1 song song với AC, khi đó ∆ và ∆1cắt nhau tại C, khi

đó ta được vecto ⃗PC biểu thị vận tốc ⃗v C

2

Họa đồ vận tốc góc 𝝋𝟏 = 60°

3

μv l=(1653 π)2.(1653 π)−2≈ 1(

m

S2

mm)

Từ B ' ' ta dựng đường thẳng Δ2 Vuông góc với CB

Từ π ta dựng đường thẳng Δ3Song song với AC

Khi đó Δ2 và Δ3 cắt nhau tại C ', vector ⃗π C ' biểu diễn vector ⃗a c3

Đo trên họa đồ πC ' = 1707.93 mm

3

→ a c3=πC ' μv a=1707.93 ≈ 1707.93(m/s 2

)

Họa đồ gia tốc :

Nhận xét: So sánh kết quả của 2 phương pháp, ta thấy giá trị các đại lượng của hai

phương pháp tương đối bằng nhau Sai số nhỏ do làm tròn trong quá trình tính toán

Do máy nén đang trong quá trình nén nên, xét cung abc:

pm.H b = p0 H a → H b=p 0 H a

p m =

0,1∗1,05 H

0,46 = 0,228HVới góc φ1=60 °, AB = 57.5 mm, BC = 230 mm, AC = 277.99mm

→ N12t cùng chiều với hình vẽ

Chọn tỉ lệ xích họa đồ lực μv P=N12t

ab =

2804.92 2804.92=1(mm N )

Do 2 lực G2;G3 có độ lớn rất nhỏ so với các lực còn lại nên khi vẽ họa đồ ta có thể

bỏ qua và kết quả sẽ có một ít sai số coi như không đáng kể

1 =6785.84 mm, biểu diễn vector ⃗P3

Từ c ta dựng vector ⃗cd vuông góc với Ox, chiều hướng lên, độ lớn cd =

P q3

μv p=

2561.895

1 =2561.895mm, biểu diễn vector ⃗P q3

Từ d ta dựng vector ⃗de vuông góc với Ox, chiều hướng xuống, độ lớn de =

G3

μv p=

15

1 =15 mm, biểu diễn vector ⃗G3

Từ e ta dựng vector ⃗ef có phương trình trùng với phương ⃗a S2 , có chiều ngược với

⃗

a S2 , độ lớn ef = P q2

μv p=

4962

1 =4962 mm , biểu diễn vector ⃗P q2

Từ f ta kẻ vector ⃗fg vuông góc với Ox, chiều hướng xuống, độ lớn fg = G2

μv p =

30

1 =30 mm , biểu diễn vector ⃗G2

Từ f ta dựng đường thẳng ∆4 song song với Ox

Từ g ta dựng đường thẳng ∆5 có phương vuông góc với vector ⃗N12t , khi đó ∆4 và ∆5

cắt nhau tại h và vector ⃗h a biểu diễn vector ⃗N12n

Ta có họa đồ lực:

Hình 5: Họa đồ lựcTổng hợp lực theo qui tắc hình bình hành ⃗N12t và ⃗N12n ta có vector ⃗N12 được biểu diễnbởi vector ⃗h b tên họa đồ lực

3

Đo trên họa đồ lực ta có: hb = 1379 mm

→ N12 = hb.μv P = 2810.31*1 = 2810.31N

Từ họa đồ lực ta thấy vector ⃗g h biểu diễn vector ⃗N43, đo trên họa đồ có gh =

3,27mm → N43= gh μv P = 1473.6 N

Gọi h0 là khoảng cách từ giá của vector ⃗N43 đến điểm C thuộc khâu 3

Hình 6: Họa đồ phân tích lực tại C góc φ1=60 °

Xét moment tại điểm C trên khâu 3 có:

Phương trình cân bằng lực cho khâu dẫn: