1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

bài tâp lớn ngyên lý máy đề tài thiết kế nguyên lý động cơ chữ v

16 0 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Nội dung

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ- Thiết kế cơ cấu Động cơ – nén khí có hoạ đồ cơ cấu máy được cho trên hình :... * Nguyên lý làm việc :- DưMi tác dụng của lực nén gây ra bởi khối khí nén piston C và E

Trang 1

Viện Cơ Khí

Bộ môn Cơ sở TK máy & Robot*****************

BÀI TÂP LỚN NGYÊN LÝ MÁY

Đề tài: Thiết kế nguyên lý động cơ chữ V

Họ tên sinh viên : Lê Thành Đạt MSSV:20204283Nhóm : 3 – STT : 13

GVHD : PGS TS Phạm Hồng Phúc Viện: KH&CN Nhiệt Lạnh

Trang 2

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

- Thiết kế cơ cấu Động cơ – nén khí có hoạ đồ cơ cấu máy được cho trên hình :

Trang 3

PHẦN 1 : BÀI TOÁN VỊ TRÍCƠ CẤU

I Tính toán các số liệu cho trước :-Các số liệu cho trước

Hành trình piston: 𝐻 𝐻 =160 ( mm)Góc giữa hai đường tâm xi lanh : γ = 55Tỷ lệ chiều dài thanh truyền/trục khuỷu: = = 3.5𝐻

Kích thưMc khâu 2(BCD) : LCB = 3.6 L , L = L , β = 62BD DEDC

Vận tốc góc trục khuỷu: ω = 164 rad/s1

Mô men quán tính trục khuỷu: J = 0,04 0kgm2

Khối lượng thanh truyền (khâu 2): m = 3.2 kg2

Mô men quán tính thanh truyền (khâu 2) vMi S2C = S2B: Js2 = 0,12 kgm2

Khối lượng pit tôn 3, 5: m = m = 1,5 kg35

Đường kính pit tôn 3, 5: d = d = 120mm35

Áp suất trong xi lanh PC = 1,5PE: P = 12 barC

Vị trí khâu 1 (tính từ gốc nằm ngang bên trái) : 1 = 60

-Tính toán:

+) Căn c` vào các số liê au đb cho ta có:

Hành trình Pít tông Hc = 160 (mm) Ta thấy: Hành trình pít tông là khoảng cách giữa điểm chết dưMi (ĐCD) và điểm chết trên (ĐCT)

Pít tông C sẽ đạt được các vị trí này khi điểm B nằm phía trái hoặc phía phải điểm A trên đường thẳng AC.

Vậy độ dài AB sẽ bằng một nửa Hc: L = = = 80 (mm)AB

+) Tỷ lệ chiều dài thanh truyền trục khuỷu: = L𝐻 BC/LAB = 3.5→LBC= 3,5.L = 3,5.80 =280 (mm)AB

+) Ta có : L /L = 3.6

Trang 4

→LBD = L / 3,6 = 70,7 (mm)BC

+) Từ tam giác BCD ta đb biết 2 cạnh BD và BC và một góc xen giữa = 62° , sử dụng hệ th`c lượng trong tam giác ta có Định lý cosin trong tam giác BCD:Cos DBC = (BD + BC – DC ) / 2.BD.BC222

→ DC = 254,6 (mm)

II Vẽ họa đồ cơ cấu theo các thông số đã cho

+) Ta dựng đường tròn tâm A, bán kính AB = 80 (mm)+) Vẽ hai đường tâm xi lanh ( làm vMi nhau góc 55

Vẽ đường đối x`ng thẳng đ`ng , vẽ các đường tâm xi lanh trái và phải làm vMi đường đối x`ng góc 27,5

→Ta được phương trượt AC và AE

+) Lấy phương giá AC trùng vMi góc = 0°, đo theo chiều thuận chiều kim 𝐻đồng hồ 1 góc =60° → Dựng được điểm B.𝐻

+) Từ BC=280(mm) quay đường tròn tâm B bán kính 280 , cắt phương AC ở đâu thì đó là điểm C → Dựng được điểm C.

Trang 5

* Nguyên lý làm việc :

- DưMi tác dụng của lực nén gây ra bởi khối khí nén piston C và E chuyển động dọc theo giá đi qua CA và EA, chuyển động này được truyền tMi trục quay AB qua các thanh truyền BC và DE.

- Tay quay AB chuyển động có tác dụng truyền lực ra ngoài để máy làm việc - Ở mỗi xilanh có chu kỳ làm việc là 2 vòng quay của AB.

+ Vòng quay đầu từ 0 → 2π `ng vMi quá trình hút và nén nhiên liệu

+ Vòng tiếp theo từ 2π → 4π `ng vMi quá trình nổ và xả nhiên liệu sau khi đốt cháyra ngoài.

Trang 6

Vẽ họa đồ véc tơ:

+) Chọn tỷ lệ xích của họa đồ vận tốc là:𝐻v = = 1 ()

+) Lấy điểm gốc chung p

+) Từ p chọn làm gốc, vẽ biểu di{n bằng vectơ = 13,12 (mm)+) Qua mút của ( điểm b trên họa đồ) vẽ phương của CB⊥+) Từ gốc chung p vẽ biểu di{n phương trượt C3 // CA

+) Phương của (*) và (**) giao nhau = 3 = 2; véc tơ = được thể hiện bằng véc 𝐻 𝐻tơ = trên họa đồ vận tốc

Trang 7

Đô a lMn ? 13,12m/s ? 6,77m/s ? Phương ? AB BD //AC DC⊥ ⊥ ⊥

Chiều theo chiều ω1

Vẽ họa đồ vận tốc xác định :

Từ b vẽ đường thẳng s1 BD biểu di{n cho phương của ⊥Từ c vẽ đường thẳng s2 CD biểu di{n cho phương của ⊥Giao điểm d của s1 và s2 chính là mút của và Từ họa đồ vận tốc (hình 1.3), ta có:

- biểu thị cho - biểu thị cho - biểu thị cho +) theo chiều

Từ d vẽ đường thẳng s3 DE biểu di{n cho phương của ⊥Từ p vẽ đường thẳng s4 // AE biểu di{n cho phương của Giao điểm e của s3 và s4 chính là mút của và biểu thị cho , VE = μv = 1.8,6 = 8,6 (m/s) biểu thị cho , VED = μv = 1.7,14 = 7,14 (m/s)Ta tính được :

ω4 = = = 34,02 (rad/s)

Trang 8

PHẦN 3 : BÀI TOÁN GIA TỐC

3.1.Gia tốc điểm C và gia tốc góc khâu 2:

Ta có chiều //AB hưMng B→A , đô a lMn a = ω L = 2151,68 (m/s )B212 AB 2

+) Hệ phương trình véc tơ gia tốc cho điểm C :

aC = aB + aCBn + aCBt

Đô a lMn ? 2151,68 ω L = 607,25 ?22 CB

Chiều //AC //AB, BA //BC BC ⊥

Trang 9

+) Vẽ họa đồ véc tơ, xác định gia tốc điểm 3 = 2, gia tốc khâu 2(𝐻 𝐻 𝐻2) và gia tốc điểm D:

+) Từ điểm gốc chung p’, vẽ biểu di{n (//AB, hưMng → ) bằng véc tơ = 𝐻 𝐻100mm

(Chọn tỷ lệ xích cho họa đồ gia tốc là µ = (a

+) Qua mút của ( điểm ′ 2 = ′ 1 trên họa đồ) vẽ biểu di{n gia tốc 𝐻 𝐻 𝐻cbn ( hưMng C→ B) bằng véc tơ 𝐻BC chiều // CB

+) Tại điểm đầu mút 𝐻CB vẽ phương của aCBt⊥ CB (*)+) Từ gốc chung p’ vẽ đường thẳng // AC (**)Giao điểm c’ của (*) và (**) chính là mút của và aCBt

Đô a lMn: 𝐻𝐻 = 𝐻𝐻 𝐻 𝐻 ′ ′ = 21,5168 174,6 = 3756,9 (m/s )2

3.2 Gia tốc điểm E và gia tốc góc khâu 4:

- Phương trình gia tốc điểm E:

Trang 10

đô a lMn: 𝐻𝐻 = 𝐻𝐻 𝐻′𝐻 ′ = 21,5168 236,4 = 5086,6 (m/s )Đô a lMn a = 21,5168 123,4 = 2655,2 (m/s )EDt 2

+) Gia tốc góc khâu 4 :

𝐻4 = = = 1264,98 ()

PHẦN 4 : BÀI TOÁN PHÂN TÍCH LỰC

4.1 Các lực tác động vào cơ cấu.

-Ngoại lực:

+) Trọng lực của các khâu:

𝐻2= 𝐻 2 𝐻=3,5.9,8 = 34,3 (N) đặt tại 𝐻2 𝐻3= 3 = 1,5.9,8 = 14,7 (N) đặt tại C 𝐻 𝐻𝐻5= 5 = 1,5.9,8 = 14,7 (N) đặt tại E𝐻 𝐻

Trang 11

+) Lực khí thể tác động lên pit-tông và :𝐻C = p.S = 15.105.π.()^2 =16964,6 (N)𝐻E = P /1,5 = 11309,7(N)C

Đặt lần lượt tại E và C- Lực quán tính:

+) 𝐻𝐻3 = 3 𝐻 𝐻𝐻 = 1,5 2640,1 = 3960,15 (N) đặt tại C +) 𝐻𝐻5 = 5 𝐻 𝐻𝐻 = 1,5 508,66 = 763 (N) đặt tại E +) 𝐻𝐻2 = 2 𝐻 𝐻𝐻2 =3,5.2740,2 =10412,7 (N) đặt tại 2𝐻- Mô men quán tính:

+) 2 = 𝐻 𝐻𝐻2 � =0,12 1281,79= 153,81 (Nm)

4.2 Giải bài toán áp lực khớp động bằng họa đồ vector.1 Tách nhóm tĩnh định

Cơ cấu gồm: khâu dẫn 1 và 2 nhóm tĩnh định:

- Nhóm 1 gồm: khâu 4, khâu 5 và các khMp D4, E4, E5 - Nhóm 2 gồm: khâu 2, khâu 3 và các khMp B, C, D2.

Khi tách các khâu thì áp lực khMp động trở thành ngoại lực tác dụng lên các khâu còn lại :

+ Nhóm 1: , , , , + Nhóm 2: , , , , , , , + Khâu dẫn:

2 Xác định áp lực khớp động của nhóm khâu 4,5

+) Tại khMp E nối khâu 5 và giá khi tách sẽ xuất hiện áp lực ( EA)⊥

+) Tại khMp D nối khâu 4 vMi khâu 2 khi tách ra sẽ xuất hiện áp lực : ( điểm đặt tạiD)

Phương trình cân bằng lực cho cả nhóm

=> + + + N + 0 = n

Trang 12

- Vẽ họa đồ lực cho nhóm khâu 5,4:

+) Từ gốc a vẽ đường thẳng //DE biểu di{n cho phương của

+) Giao điểm e của đường thẳng AE và đường thẳng // DE là mút của và là gốc 𝐻của

+) Từ họa đồ ta có:

phương AE, đô𝐻 lMn : N05 = 113,097 24,4 = 2533,37 (N)a

phương // DE, chiều từ D → E, đô a lMn : N24 = 113,097 109,5 = 12384,12 (N)

Trang 13

Tách khâu 4 ra khỏi nhóm khâu 4,5

+) Trên khâu 4 lúc này có tại D ( đb xác định ) và xuất hiê an

- Viết phương trXnh lực cho khâu 4:

= 0

song song DE, ngược chiều , đô a lMn N = N = 10280,52 (N)5424

Trên khâu 5 xuất hiện //DE, ngược chiều Độ 𝐻M𝐻: 45 = 54 = 10280,52(N)𝐻 𝐻

- Phương trXnh cân bằng cho khâu 5:

+) Tại khMp B nối khâu 2 vMi khâu 1 khi tách ra sẽ xuất hiện áp lực biết điểm đă at tại B.

+) Tại khMp nối C nối khâu 3 vMi giá khi tách ra sẽ xuất hiện áp lực biết phương 𝐻CA.

Phương trXnh cân bằng lực cho cả nhóm =

+ + + + + + =

Trong đó:

song song vMi AC, C→AĐộ 𝐻M𝐻 𝐻𝐻: = 11309,7 (N) chiều hưMng thẳng xuống Đô a lMn G3 = 14,7 (N)

chiều ngược

Đô a lMn Fq3 = 3960,15 (N) chiều hưMng thẳng xuốngĐô a lMn G2 = 34,3 (N) song song ngược chiều Đô a lMn Fq2 = 10412,7(N)

Trang 14

vuông góc vMi ACĐô a lMn: ? ngược chiều

- Phương trXnh cân bằng lực khâu 2,3 trở thành:

+ + + + + + N + N = 12t 12n

Chỉ còn và N còn 2 ẩn chưa biết 12n

- Vẽ họa đồ lực cho khâu 2,3:

+) Từ điểm a trên họa đồ, vẽ biểu di{n cho , phương //AC, chiều từ C→Aaf = = = 150 (mm)

+) Từ f vẽ biểu di{n bằng , do giá trị của G3 quá nhỏ so vMi các thành phần lực còn lại nên coi ~0 ( f≡g )

+) Từ g vẽ biểu di{n cho 𝐻𝐻3 (gh = = = 34,27 (mm)), //AC

+) Từ h vẽ biểu di{n bằng , do giá trị của G2 quá nhỏ so vMi các thành phần lực còn lại nên ~ ( h≡ 𝐻)

+) Từ i vẽ //DE biểu di{n cho , chiều từ E→ ( ik = = = 90,9 (mm)𝐻+) Từ k vẽ biểu di{n cho , chiều ngược

Trang 15

∑ 𝐻𝐻3 = 23.0 + 03 x2 + 03 0 + 3 0 + 𝐻 𝐻 𝐻 𝐻 𝐻𝐻3.0 = 0

Trang 16

=> x2 = 0 Vậy đi qua tâm khMp C3.

4 Tính mô men cân bằng trên khâu dẫn.

Phương trình momen cân bằng đối vMi điểm A:MCB – N L21AH4 = 0

=> MCB = N21 LAH4 = 21703,3 0,0575 = 1247,94 (Nm)

Ngày đăng: 26/07/2024, 18:56

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w