Bài tập NLM 2024 dùng cho sinh viên khối ngành cơ khí ô tô 1. Tất cả hình vẽ (họa đồ cơ cấu, vận tốc, gia tốc, họa đồ lực, tách khâu đặt lực,...) trình bày trên một tờ giấy vẽ A2; các ký hiệu, đường nét, chữ viết theo tiêu chuẩn vẽ kỹ thuật. Phải ghi tên và tỉ lệ xích cho từng hình vẽ. 2. Chọn tỉ lệ xích các hình vẽ theo tỉ lệ xích tay quay. Phải thu gọn lực quán tính. 3. Hình thức: + Hình thức trình bày báo cáo: Cỡ chữ 13, Font chữ: Times New Roman, khoảng cách giữa các dòng là Exactly – 18pt, lề trên – dưới – phải là 2,5 cm, lề trái 3 cm, màu sắc, kết cấu, bố cục nội dung, hình ảnh minh họa,… + Số trang báo cáo quy định tối thiểu từ: 15 trang + Sản phẩm nộp gồm: quyển báo cáo + file gửi qua zalo nhóm
Trang 1TRƯỜNG 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
MÃ LỚP: 119939.2020.1 MÃ NHÓM:XXXX MÃ ĐỀ:MD1.11 THẦY HƯỚNG DẪN : TS Nguyễn Hồng Thái
NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN:
1 Trần Thị Thảo 20197116 2.Nguyễn Thị Thủy 20197134
3 Nguyễn Thị Bích Lan20197034 4.Đỗ Thị Lan Anh 20175433
5.Trần Thị Mai 20175524
HÀ NỘI 2020
BTL-NLM: MB-01
Trang 2LỜI CẢM ƠN
Trang 3MỤC LỤC
Trang 4THIẾT KẾ MÁY DỆT CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU
1.1 Tổng hợp động học cơ cấu
- Từ đầu đề đã cho ta tách thành cơ cấu chính như hình 1.1 dưới đây Với kích thước cho trước:
Góc lắc ba tăng
Xác định kích thước khâu 1 và kích thước khâu 2
Giải
- Gắn hệ quy chiếu cố định tại khớp A
- Tại vị trí khâu 2 và khâu 1 chập với nhau tại B khi đó ta có:
(1) Trong đó:
Với
- Tại vị trí khi đó khâu 1 và khâu 2 nằm trên mặt đường thẳng khớp C ở bị trí xa nhất như trên hình 1.2 Khi đó ta có:
(2) Trong đó:
Với
Từ (1) và (2) ta có
Giải HPT (3) ta có Như vậy bộ thông số kích thước của bài toán phân tích động học được tổng hợp trong bảng 1.1
Trang 5Bảng 1.1 Thông số kích thước và vận tốc góc khâu 1 của cơ cấu máy dệt
STT Tên gọi Ký hiệu Giá trị Đơn vị
1 Khoảng cách AD theo phương y 665 mm
2 Khoảng cách AD theo phương x 290 mm
3 Chiều dài khâu dẫn AB 193 mm
4 Chiều dài thanh truyền BC 325 mm
5 Chiều dài ba tăng 660 mm
6 Vận tốc góc không đổi của khâu dẫn Rad/s
1.2 Bài toán vị trí
Thiết lập họa vị trí của cơ cấu, vẽ đồ thị
Để thiết lập phương trình động học ta lược đồ hóa cơ cấu về 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 chiết ta có:
(1.5)
- Trong hệ phương trình (1.5) các thông số cho trước ẩn là
Ta có:
Đặt ta được:
Bình thường 2 vế của hai phương trình (*) và (**) ta được:
Cộng 2 vế của 2 phương trình ta có:
Trang 6Từ vừa tìm được, thay vào phương trình (**) ta được:
Từ (1.6) và (1.7) ta thu được
với
Bảng 1.2Số liệu tính toán bài toán vị trí
Từ Bảng 1.2 ta có Hình 1.4 và Hình 1.5 dưới đây là kết quả đồ thị động học thể hiện mối quan hệ giữa góc lắc của ba tăng và góc quay của thành truyền theo góc
quay của khâu dẫn
0 187.8723 109.9265 180 184.3089 76.06708
15 195.8795 108.4634 195 175.2205 76.63568
30 202.7425 105.5448 210 166.4369 77.64612
45 208.4544 101.5556 225 158.3962 79.14427
60 212.9783 96.88642 240 151.6276 81.23785
75 216.1682 91.93807 255 146.8093 84.0885
90 217.7167 87.14183 270 144.7564 87.8665
105 217.1825 82.94875 285 146.2122 92.6105
120 214.211 79.72431 300 151.3682 97.99156
135 208.8655 77.58881 315 159.464 103.2095
150 201.665 76.40824 330 169.0652 107.2977
165 193.2824 75.95981 345 178.8142 109.5959
180 184.3089 76.06708 360 187.8723 109.9265
Trang 7Hình 1.4 Mối quan hệ động học giữa góc lắc của pa tăng và góc quay của
khâu dẫn
Hình 1.5 Mối quan hệ động học giữa góc quay của thanh truyền theo góc
quay của khâu dẫn
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360
Trang 81.3 Bài toán vận tốc
- Xác định vận tốc (vận tốc của khớp C nối giữa khâu 2 và khâu 3) Xét điểm B trên khâu 1 ta có:
(1.9) Đạo hàm hệ (1.7)
Mặt khác:
Xét khớp C trên khâu 2 thanh truyền và khâu 3 (pa tăng) ta có:
Đạo hàm phương trình (1.10)
Do khớp D cố định:
Từ (1.13b) ta có:
Thay (1.14) và (1.10) vào (1.13a) để tính sau đó thay vào (1.14)
Với
Từ (1.13) ta có vận tốc của điểm C
Trang 9* Xác định vận tốc của khâu 2
Từ hình 1.7 ta có
Hay
Đạo hàm phương trình (1.17) ta có:
Từ phương trình (1.18) ta có:
* Xác định vận tốc góc của khâu 3
Hay
Đạo hàm phương trình (1.20) ta có:
(Do là hằng số)
Từ phương trình (1.21) ta có:
Trên cơ sở lý thuyết tính toán ở trên, ta được:
Trang 100 0.693498 -15.2177 0.806656
Trang 11330 3.682416 -21.2924 -4.59288
Hình 1.6 Vận tốc điểm C và vận tốc góc khâu 2 và khâu 3 1.4 Bài toán gia tốc
Từ phương trình (1.8) xác định gia tốc của điểm ta có:
Do khâu 1 quay với vận tốc góc không đổi nên Vì vậy, hệ phương trình (1.23) được viết lại:
Như vậy, ta có:
* Xác định gia tốc điểm C
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360
Vc Omega_3 Omega_2
Trang 12Để xác định gia tốc của khớp C nối giữa khâu 2 và khâu 3 đạo hàm phương trình
(1.13) ta có:
Đặt
Hệ phương trình (1.26) là hệ phương trình với hai ẩn Do đó, từ (1.26b) ta
có:
Thay vào (1.26a) ta có:
Thay ta được:
* Xác định gia tốc góc của khâu 2
Đạo hàm phương trình (1.18) ta có:
(1.27) Đặt
Khi đó phương trình (1.27) được viết lại:
Do đó:
* Xác định gia tốc góc của khâu 3
Đạo hàm phương trình (1.21) ta có:
Trang 13(1.29)
Từ (1.29) ta có gia tốc của khâu 3:
Với
Từ lý thuyết đã giải ở trên ta được
Bảng 1.3 Số liệu bài toán gia tốc
Trang 14210 12.03235 85.72673 -21.4511
Hình 1.7 Gia tốc điểm C
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360
Trang 15Hình 1.8 Gia tốc góc khâu 2
Hình 1.9 Gia tốc góc khâu 3
-200
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360
-20000
-10000
0
10000
20000
30000
40000
50000
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360