báo cáo bài tập lớn môn học nguyên lý máy đề tài thiết kế động cơ nén khí

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚNMÔN HỌC: NGUYÊN LÝ MÁY

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ – NÉN KHÍ

NHÓM 5

LỜI MỞ ĐẦU

Môn học nguyên lý máy là một trong những môn học cơ sở không thể thiếu đượcđối với các ngành kỹ thuật Vì vậy bài tập lớn môn học là việc rất quan trọng vàcần thiết để chúng ta hiểu sâu, hiểu rộng những kiến thức đã học được ở cả lýthuyết lẫn thực hành, tạo tiền đề cho những môn học sau này.

Với những kiến thức đã học, cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo trong thờigian qua nhóm chúng em đã hoàn thành bài tập lớn của môn học này Nhưng dođây là lần đầu tiên làm bài tập lớn, kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏinhững thiếu sót Chúng em rất mong được sự góp ý của thầy giáo để bài tập lớn củamôn học được hoàn thiện hơn.

Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy giáo TS Nguyễn Bá Hưng

Tỷ lệ chiều dài thanh trục khuỷu : 𝜆= BCAB = 3 BC = 3AB = 3.*50 =150(mm)

Với φ3 =270° nên ta có :

Từ hệ trên ta có :

−l1 cos φ1=l2.cos φ2→ cos φ2 = −ll1

licos φi

lisin φi

Chọn (x0 , y0) =(0,0) nên :Với điểm B : {xB=l1 cosφ1

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

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

∆ = l2cos φ2cos φ3 + l2sin φ2sin φ3

Với φ3= 270°→ ∆ = −l2sin φ2

Xét Δi3 =w1l1l2sin φ1cosφ2−w1l1l2cosφ1sin φ2

Xét Δ w2 =−w1l1cosφ1cosφ3−w1l1sin φ1sin φ3

Với φ3= 270°→ Δ w2 =w1l1sin φ1

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

{−w12l1cos φ1−ε1l1sin φ1−w22l2cosφ2−ε2l2sin φ2−´l3cos φ3=0−w12l1sin φ1+ε1l1cosφ1−w22l2sin φ2+ε2l2cosφ2+´l3sin φ3=0

{ε2l2sin φ2−¿´l3cosφ3=−w12l1cos φ1−ε1l1sin φ1−w22l2cos φ2¿ε2l2cosφ2+´l3sin φ3=w12l1sin φ1−ε1l1cosφ1+w22l2sin φ2

Đặt: {b1=−w12l1cos φ1−ε1l1sin φ1−w22l2cosφ2

b2=w12l1sin φ1−ε1l1cos φ1+w22l2sin φ2

Khi đó Hệ phương trình trở thành

{ε2l2sin φ2−¿´l3cosφ3=b1¿ε2l2cos φ2+´l3sin φ3=b2

∆ = l2sin φ2sin φ3 + l2cosφ2cosφ3

Với φ3= 270°→ ∆ = −l2sin φ2

PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP HỌA ĐỒ

GÓC 𝝋𝟏 = 240°1) Hoạ đồ cơ cấu

Từ B, ta dựng đường tròn tâm B, bán kính R = 150mm Từ A, ta dựng đường thẳng ∆vuông góc Ox, đường thẳng này cắt đường tròn tâm B tại C.

 Dựng được điểm C.Đo đoạn AC ta được AC = 104.6mm

 𝑙𝐴𝐶 = 𝜇𝑙 𝐴𝐶 = 0.001 ∗ 104.6 =0.1046 mTa có S2 là trung điểm BC:

S2B =S2C=12 BC =1502 =75 mm𝑙𝑆2𝐵 = 𝑙𝑆2𝐶 = 12 𝑙 𝐵𝐶 = 0.152 =0.075 m

Ta dựng được họa đồ cơ cấú

Họa đồ cơ cấu góc 𝝋𝟏 = 240°2) Họa đồ vận tốc

Theo đề bài ta có: 𝜔1=2 πnn 160 =2 πn 140060 =1403 π (rad/s)

Tỉ lệ xích họa đồ : 𝜇𝑣 = 𝜔1 𝜇𝑙= 1403 π 0,001=1507 π=0.1 (m/smm )

Từ B ta dựng đường denta vuông góc với BC

Từ P ta dựng đường denta 1 song song với AC, khi đó denta và denta 1 cắt nhau tại C, khi đó ta được vecto ⃗PC biểu thị vận tốc ⃗vC2

Khi ó đoạn AB dài 50mm, hợp với phương Ox một góc ⃗PS biểu thị vận tốc ⃗vs2

Từ họa ồ vận tốc ta thấy PS= 44đoạn AB dài 50mm, hợp với phương Ox một góc 57 mm

→ vS2 =PS 𝜇𝑣 =44.57 * 0.1 = 4.457m/s

3) Họa đồ gia tốc

Tỉ lệ xích họa đồ : 𝜇𝑎 = (𝜔1)^2 𝜇𝑙 = ( 140

3 π)^2*0.001=21.5(m/smm2)Gia tốc điểm B:

Từ B’ ta dựng vecto ⃗B ' B' ' song song với BC,chiều từ C ến B, có ộ lớn B’B’’ =đoạn AB dài 50mm, hợp với phương Ox một góc đoạn AB dài 50mm, hợp với phương Ox một góc

μv a =12.85mm , biểu thị vec tơ ⃗aC3B2n

Từ B’’ ta dựng ường thẳng denta 2 vuông góc với CBđoạn AB dài 50mm, hợp với phương Ox một góc

Từ G ta dựng ường thẳng denta 3 song song với ACđoạn AB dài 50mm, hợp với phương Ox một góc

Khi ó denta 2 và denta 3 cắt nhau tại C’, vecto GC’ biểu diễn vecto đoạn AB dài 50mm, hợp với phương Ox một góc ⃗aC3

Đo trên họa đồ GC’=34.49

→ ac3 = GC’* 𝜇𝑎 = 34.49 * 21.5= 741.54 (m/s2)

Họa ồ gia tốc:đoạn AB dài 50mm, hợp với phương Ox một góc

Do S2 là trung điểm BC từ đó ta xác định được S’ là trung điểm B’C’ khi đó vec to⃗GS 'biểu diễn vecto ⃗aS2

Đo trên họa đồ ta thấy GS’=40.85

as2 = GS’*𝜇𝑎 = 40.85* 21.5 =878.28 (m/s2)Từ họa đồ gia tốc ta xác định được

𝑃𝑞3 = 𝑚3𝑎𝑐3 = 1.4*741.54= 1038.16 N𝑃𝑞2 = 𝑚2𝑎𝑆2 = 4*878.28 =3513.12 N𝑀𝑞2 = 𝐽𝑆2 𝜀2 = 0.13*3322.47 = 431.92NG2 = m2 g = 4*10 = 40 N

G3 = m3.g = 1.4*10 = 14 N

Từ biểu đồ biến thiên áp suất trong xilanh ta có:

Do máy nén đang trong quá trình giãn nở nên, xét cung cda:

Hmin=0.05 H Và Hmax=1,05 H (H=100 mm), Ph=const

Dựa vào đồ thị trên ta xét hành trình H240 tại góc φ1=240o

P3=p3∙ πn ∙d3

4=0.025 ∙ πn ∙1202

Ta có họa đồ phân tích lực góc 𝝋𝟏 = 240°

Phương trình cân bằng lực cho khâu 2 và 3 ta có:

Chọn tỷ lệ xích họa đồ lực: φP = N12

ab = 3127.2049.84 = 62.74 mmNChọn điểm a bất kì làm gốc họa đồ

Từ a dựng vecto ⃗ab vuông góc với BC, chiều từ a  b, độ lớn ab = 49.84mm, biểu diễn vecto ⃗N12t

Từ b dựng vecto ⃗bc song song với AC, chiều hướng lên, có độ lớn bc=Pq3

62.74 =16.55

mm, biểu diễn vecto ⃗Pq3.

Từ c dựng vecto ⃗cd có phương cùng với ⃗aS2, có chiều ngược với ⃗aS2, có độ lớn cd=Pq2

62.74 =56 mm, biểu diễn vecto ⃗Pq2.

Từ d ta dựng vecto ⃗de song song với AC, chiều hướng xuống,có độ lớn de=P3

μvP=282.7462.74 =4.51mm, biểu diễn vecto ⃗P3.

Từ e dựng đường thẳng ∆4 vuông góc với AC.

Từ gốc a dựng đường thẳng ∆5 vuông góc với vecto ⃗ab.

Đặt f là giao điểm của hai đường thẳng ∆4và ∆5 Khi đó vecto ⃗efbiểu diễn vecto ⃗N43 và vecto

⃗fa biểu diễn vecto ⃗N12n

Ta có họa đồ phân tích lực tại C góc 𝝋𝟏 = 240°

Xét momen tại điểm C trên khâu 3 ta có:

∑Mc3 = 0  N43*h0 = 0  h0= 0

Phương trình cân bằng lực cho khâu 3:

⃗Pq 3+ ⃗P3 + ⃗G3 + ⃗N43 + ⃗N23 = 0⃗ (*)Chiếu (*) lên trục Ox ta có: N43 = - N23t = 2534.07 NChiếu (*) lên trục Oy ta có:

N23n = -G3 – P3 + Pq3 = -14 – 282.74 + 1038.16 =741.42 NChiều của N23 ngược chiều hình vẽ.

Phương trình cân băng lực cho khâu dẫn:

∑M1A = 0  MCB – N21*h21 = 0

 MCB = N21*h21 = 4441.99*20.511000 = 91.11 Nm.