Đồ án nguyên lý máy

PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG HÌNH SAO 1. Thực tiễn Động cơ đốt trong là một loại động cơ nhiệt tạo ra công cơ học dưới dạng moment quay (hay còn gọi là moment xoắn) bằng cách đốt nhiên liệu bên trong động cơ. Động cơ đốt trong ra đời đã làm thay đổi thế giới, được ứng dụng vào trong nhiều máy móc với nhiều hình dạng kích thước. Động cơ đốt trong đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế, là nguồn động lực cho các phương tiện vận tải như ôtô, máy kéo, xe máy, tàu thủy, máy bay và các máy công tác như máy phát điện, bơm nước. 1.1. Lịch sử ra đời và phát triển CM Manly xây dựng một động cơ bố trí hình tròn năm xi-lanh làm mát bằng nước trong năm 1901, động cơ Manly được sản xuất với công suất 52 mã lực (39 kW) ở tốc độ 950 vòng/phút. Trong 1903-1904, Jacob Ellehammer sử dụng kinh nghiệm của để xây dựng động cơ bố trí hình tròn làm mát bằng gió đầu tiên trên thế giới, một động cơ ba xi-lanh mà ông sử dụng làm cơ sở một mô hình năm xi-lanh có sức làm việc mạnh mẽ hơn vào năm 1907. Trước năm 1914, Alessandro Anzani đã phát triển động cơ bố trí hình tròn khác nhau, từ 3 xi lanh (mỗi xi-lanh cách nhau 120o) - đã được sử dụng trên một vài ví dụ Pháp xây dựng trong những nổi tiếng Blériot XI từ nhà máy Blériot gốc - một lớn 20 xi-lanh động cơ 200 mã lực (150 kW), với chai được sắp xếp theo bốn hàng năm xi lanh mỗi người. Hầu hết các động cơ bố trí hình tròn được làm mát bằng gió , nhưng một trong những thành công nhất trong các động cơ bố trí hình tròn đầu là loạt SALMSON 9Z động cơ bố trí hình tròn làm mát bằng nước chín xi-lanh được sản xuất với số lượng lớn trong thời gian Chiến tranh thế giới thứ nhất . Từ 1909 đến năm 1919, động cơ bố trí hình tròn đã bị lu mờ bởi họ hàng gần gũi của nó, là động cơ quay , mà khác với cái gọi là xuyên tâm "tĩnh" trong đó các-te và xi lanh xoay với cánh quạt. Nó tương tự như trong khái niệm để xuyên tâm sau, khác biệt chính là các cánh quạt đã được bắt vít vào động cơ và trục khuỷu khung máy bay. Đến cuối cuộc chiến tranh động cơ quay đã đạt đến giới hạn của thiết kế, đặc biệt là liên quan đến lượng nhiên liệu và không khí có thể được hút vào xi-lanh thông qua các trục khuỷu rỗng, trong khi những tiến bộ trong cả công nghiệp luyện kim và làm mát xi lanh cuối cùng cho phép động cơ bố trí hình tròn để thay thế cho động cơ quay. Trong những năm 1920, Lê Rhône chuyển đổi một số động cơ quay của họ vào động cơ bố trí hình tròn tĩnh. Tại Hoa Kỳ, Ủy ban Tư vấn Quốc gia về Hàng Không (NACA) ghi nhận vào năm 1920 rằng động cơ hình sao làm mát bằng gió có thể cung cấp một sự gia tăng trong tỷ số công suất trên trọng lượng và độ tin cậy; năm 1921 Hải quân Hoa Kỳ đã tuyên bố sẽ chỉ đặt hàng máy bay trang bị động cơ hình sao làm mát bằng không khí. Động cơ J-1 của Charles Lawrance được phát triển vào năm 1922 với sự tài trợ của Hải quân, và sử dụng xi-lanh bằng nhôm có lớp lót bằng thép chạy không nghỉ trong suốt 300 giờ. Với nhu cầu sử dụng động cơ hình sao của Không quân và Hải quân Mĩ nên Corporation Wright đã mua lại công ty Lawrance, và các động cơ sau này được sản xuất dưới cái tên Wright. Năm 1925 động cơ J-5 Whirlwind của Wright đạt 225 mã lực (168 kW) đã được tuyên bố rộng rãi như "động cơ máy bay thực sự đáng tin cậy đầu tiên". J-5 đã được sử dụng trên nhiều máy bay hiện đại ngày ấy, bao gồm Charles Lindbergh của Spirit of St. Louis , trong đó ông thực hiện chuyến bay xuyên Đại Tây Dương một mình lần đầu tiên. Trong chiến tranh thế giới thứ II, động cơ hình sao đã được đưa vào sử dụng rộng rãi trong xe tăng, xe thiết giáp, một vài kiểu xe tăng có sử dụng động cơ hình sao như: + M1 Combat Car, M2 Light Tank, M3 Stuart, M3 Lee, LVT-2 Water Buffalo: sử dụng động cơ Continental R-670, 7 xilanh + M4 Sherman , M7 Priest , M18 Hellcat pháo tự hành chống tăng và pháo M44 tự hành đã dùng động cơ Continental R975 1.2 Tìm hiểu vài nét về một số động cơ hình sao ngày nay Một số mẫu động cơ hình sao đang được sử dụng rộng rãi có thể kể đến như:  M-14P của Vedeneyev Động cơ M-14P là một loại động cơ có 9 xilanh, sử dụng nhiên liệu xăng, làm mát bằng gió, được sản xuất tại Nga. Hệ thống nạp của động cơ sử dụng một thiết bị điều khiển siêu tăng áp và hộp số tự động-hỗn hợp kiểu chế hòa khí . Năng lượng được truyền tới cánh quạt thông qua một hộp giảm tốc. Ngoài bộ chế hòa khí, động cơ có bộ chỉnh tốc độ, bơm nhiên liệu cơ khí, máy phát điện, và một máy bơm dầu. Động cơ được bắt đầu bằng khí nén, và vẫn hoạt động đầy đủ trong quá trình bay ngược. Khi nhìn từ buồng lái sẽ thấy cánh quạt động cơ quay ngược chiều kim đồng hồ. Động cơ được bảo trì sau 750 hoạt động đầu tiên và các lần sau đó cách nhau 500 giờ.

Cấu tạo chung của động cơ đốt trong hình sao

cơ Động cơ hình sao đều có cấu tạo giống với các động cơ đốt trong khác, chỉ khác ở chỗ Các động cơ hình sao có cấu tạo gồm nhiều xi lanh, và số xi lanh là số lẻ để tạo ra được sự cân bằng khi hoạt động, số xi lanh thường không vượt quá 9 để đảm bảo được kích thước cũng như hiệu quả làm việc Các thanh truyền sẽ có một thanh truyền chính chuyển động theo nguyên lý tay quay con trượt, các thanh truyền còn lại đóng vai trò là thanh truyền phụ Các thanh truyền được chế tạo ngắn nhất có thể để tăng độ cứng do phải hoạt động ở điều kiện khắc nghiệt Ngoài bộ phận tản nhiệt bên ngoài xi lanh, động cơ còn có thêm bộ phận làm mát bằng máy đối với những động cơ cỡ lớn, siêu lớn Ngoài ra còn có thêm bộ siêu tăng áp đem lại hiệu quả làm việc công suất lớn cho động cơ.

Nguyên lý làm việc

Các động cơ hình sao đa số đều chạy bằng nhiên liệu là xăng nên hoạt động theo nguyên lý của động cơ 4 thì: Nạp, nén, nổ, xả Thứ tự nổ của các xi lanh là 1-3-5-7-9- 2-4-6-8 để tạo được sự cân bằng khi hoạt động Động cơ sử khởi động bằng hệ thống ắc quy – động cơ điện một chiều, tùy theo từng loại động cơ mà sẽ sử dụng động cơ điện phù hợp Nạp nhiên liệu bằng hệ thống siêu tăng áp (có ở các động cơ cỡ lớn). Các xupap hoạt động như những van bơm, xả nhờ cơ cấu cam – con đội – đũa đẩy – đòn gánh Khi làm việc động cơ làm mát bằng hệ thống hở như các động cơ làm mát bằng gió hoặc làm mát bằng hệ thống kín như nước Ngoài ra động cơ cũng rất cần được bôi trơn vì quá trình làm việc khắc nghiệt nên dầu bôi trơn phải thật hiệu quả vừa có tác dụng giảm ma sát vừa có tác dụng giảm nhiệt độ giữa các chi tiết.

Phân loại động cơ

Có thể phân loại động cơ hình sao theo nhiều cách:

 Theo số dãy xi lanh: Có động cơ một dãy xi lanh, động cơ nhiều dãy xi lanh.

 Theo công suất làm việc: nhỏ, vừa, lớn, cực lớn.

 Theo nhiên liệu sử dụng: xăng, diesel(ít thấy).

 Theo lĩnh vực sử dụng:

Dùng cho máy bay, phát điện, các thành phần khác như xe máy, ô tô.

Ưu, nhược điểm của động cơ đốt trong hình sao

- Trọng lượng: động cơ bố trí hình sao thường có khối lượng ít hơn các loại động cơ chữ V hay động cơ thẳng hàng có cùng công suất

- Tính đơn giản: động cơ hình sao có trục khuỷu ngắn hơn và cứng hơn

- Độ tin cậy: Các trục khuỷu ngắn hơn cũng hoạt động ít rung lắc và độ tin cậy do đó cao hơn thông qua giảm hao mòn.

- Chạy êm : Các xi lanh bố trí thành hình tròn quá trình làm việc sẽ ổn định hơn.

- Quá tải khi làm việc: Không phải gặp các tình trạng quá tải do chỉ làm quay cánh quạt.

- Nhiệt độ do động cơ thải ra thường gây ảnh hưởng đến người lái do động cơ thường được đặt ở vị trí trước buồng lái.

- Hệ thống làm mát yêu cầu phải thật hiệu quả, đối với các động cơ nhiều hàng xi lanh thì việc làm mát càng được chú trọng.

- Nhiêu liệu dùng cho động cơ phải có chỉ số octan cao, nên độ an toàn về khung máy phải được đảm bảo.

- Các chi tiết trong động cơ phải có độ bền cao, thiết kế gia công phải chính xác dẫn đến giá thành sản phẩm thường đắt đỏ.

- Trong quá trình vận hành phải tuân thủ đúng các yêu cầu về kĩ thuật.

- Nếu xảy ra hư hỏng trong quá trình hoạt động gây ra thiệt hại lớn về tài sản và người sử dụng.

6 Hướng nghiên cứu về đề tài động cơ đốt trong hình sao ba xilanh

Trong đồ án này, bằng những kiến thức đã được học như Cơ lý thuyết, Nhiệt kỹ thuật, Nguyên lý máy,… và các phương tiện phần mềm trên máy tính kết hợp với những công trình đề tài nghiên cứu trước đó, chúng tôi tập trung nghiên cứu, tính toán về nguyên lý hoạt động, khảo sát vận tốc, gia tốc của các khâu, các lực tác động lên các khớp cơ cấu chính của động cơ hình sao với kết cấu đơn giản nhất của động cơ hình sao là 3 xilanh, để có những định hướng về việc ứng dụng rộng rãi động cơ hình sao trong lĩnh vực kỹ thuật.

PHẦN II : PHÂN TÍCH CẤU TRÚC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG BA XILANH

1 Phân tích các thông số cơ bản của cơ cấu chính

-  là góc giữa tay quay và phương ngang

- Góc giữa các con trượt E, F, G là  120

- Góc giữa BC và BG, BG và BD là 120

- Khớp O: khớp quay giữa giá và trục khuỷu OA.

- Khớp A: khớp quay giữa trục khuỷu OA và khâu ACBD.

- Khớp C: khớp quay giữa thanh truyền CK và khâu ACBD.

- Khớp D: khớp quay giữa thanh truyền DF và khâu ACBD.

- Khớp E: khớp quay giữa thanh CE với con trượt 7

- Khớp F: khớp quay giữa thanh DF với con trượt 6

- Khớp G: khớp quay giữa khâu BCGD với con trượt 2

- Khớp H: khớp trượt giữa con trượt 2 với giá.

- Khớp I : khớp trượt giữa con trượt 6 với giá

- Khớp K: khớp trượt giữa con trượt 7 với giá

1.2 Nghiên cứu các thông số cơ bản của cơ cấu

- Theo tài liệu tham khảo của trường Public University of Navarre, Tây Ban Nha

Bảng 1.1: Thông số cơ bản của cơ cấu

T Thông số cơ cấu KH Số liệu ĐV

1 Chiều dài thanh AB l AB 30 mm

2 Chiều dài thanh BG l BG 120 mm

3 Chiều dài thanh CE l CE 81 mm

4 Chiều dài thanh DF l DF 81 mm

5 Góc giữa BC và BG, BG và BD  120 độ

6 Góc giữa giữa ba piston E, F và G  120 độ

7 Góc giữa thanh truyền AB và phương ngang  60 độ

2 Tính bậc tự do – xếp loại cơ cấu

- Số ràng buộc trùng: Rtr = 0

- Số ràng buộc thừa: Rth = 0

- Số bậc tự do thừa: Wth = 0 Áp dụng công thức tính bậc tự do cho cơ cấu phẳng :

Vậy cơ cấu có 1 bậc tự do.

Chọn khâu nối giá (khâu 4) là khâu dẫn. Đề xếp loại nhóm ta tiến hành tách cơ cấu thành 3 nhóm như hình vẽ 1.2.

Theo hình vẽ ta nhận thấy nhóm cao nhất là nhóm loại 2 (2 khâu 3 khớp). Như vậy cơ cấu thuộc loại 2

- Dưới tác dụng của lực sinh ra do quá trình dãn nở khí trong xilanh sinh công làm cho các piston E, F, G dịch chuyển dọc theo các trục AE, AF, AG Các chuyển động này được truyền tới tay quay AB thông qua các thanh truyền BG, DF, CE.

- Tay quay AB chuyển động có tác dụng truyền lực ra ngoài để máy làm việc

- Một chu kì làm việc của động cơ gồm 2 vòng quay (4 kì):

Từ 0 180 : đây là quá trình nạp nhiên liệu.

Từ180 360 : đây là quá trình nén nhiên liệu.

Từ 360 540 : đây là quá trình đốt cháy nhiên liệu sinh công.

Từ 540  720 : đây là quá trình xả chất thải khi đốt cháy ra ngoài.

4 Cách vẽ họa đồ cơ cấu

- Vẽ ba tia Ax, Ay, Az sao cho góc hợp bởi mỗi tia là 120 o

- Chọn 1 điểm trong mặt phẳng làm gối cố định.

- Biểu diễn tay quay AB bằng 1 đoạn thẳng có độ dài 0,03 m

- Từ B vẽ đoạn thẳng BG dài 0,12 m sao cho G nằm trên tia Ay.

- Từ B vẽ một đường tròn có bán kính r = 0,0325 m

- Từ B kẻ đoạn BC sao cho BC = 0,0325 m và góc CBG = 120 o

- Từ C kẻ đoạn CE sao cho CE = 0,081 m và E thuộc tia Az.

- Từ B kẻ đoạn BD sao cho BD = 0,0325 m và góc DBG = 120 o

- Từ D kẻ đoạn DF sao cho DF = 0,081 m và F thuộc tia Ax.

- Vẽ tương tự họa đồ cơ cấu tại 8 vị trí :

Vị trí 1: α = 0 o Vị trí 2: α = 45 o Vị trí 3: α = 90 o Vị trí 4: α = 135 o

Ta được họa đồ chuyển vị như hình vẽ:

PHẦN III PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC

1.1 Yêu cầu, thông số đã biết

Cho ω 1 = 628,318 (rad/s),rad/s), γ = 45 0 Xác định v B , v E , v F = ?

- Họa đồ vận tốc tại vị trí 2

Vận tốc có độ lớn

Suy ra có độ dài:

- Chọn p làm gốc vẽ vectơ có phương vuông góc với AB , dài 20 mm và chiều theo chiều  1 (cùng chiều kim đồng hồ).

- Vẽ đường thẳng ∆1 đi qua b và vuông góc với BG.

- Vẽ đường thẳng ∆2 đi qua p và song song với AG.

- Ta thấy ∆1 cắt ∆2 nhau tại một điểm, điểm đó chính là g Khi đó ta có vectơ biểu diễn cho vectơ và vectơ biểu diễn cho

- Đo độ lớn của hai vectơ và ta có: gb,37 mm và pg= 16,68 mm

Phương chiều: song song, cùng chiều vG

Dựa vào tam giác đồng dạng thuận ở khâu 1 ta có: bac đồng dạng thuận với GBC , bad

 đồng dạng thuận với GBD , từ đó ta xác định được điểm c và điểm d trên họa đồ Với pc

 là véctơ biểu diễn cho v C

 là véctơ biểu diễn cho v D

Phương chiều: song song, cùng chiều vC

Phương chiều: song song, cùng chiều vD

Phương, chiều: cùng chiều , ? Độ lớn: ? ?

-Vẽ đường thẳng ∆3 đi qua c và vuông góc với CE.

-Vẽ đường thẳng ∆4 đi qua p và song song với EA.

-Ta thấy ∆3 cắt ∆4 nhau tại một điểm, điểm đó chính là e Khi đó ta có vectơ biểu diễn cho vectơ

Phương chiều: song song, cùng chiều vE

Phương, Chiều: cùng chiều , ? Độ lớn: ? ?

-Vẽ đường thẳng ∆5 đi qua d và vuông góc với FD.

-Vẽ đường thẳng ∆ đi qua p và song song với FA.

-Ta thấy ∆5 cắt ∆6 nhau tại một điểm, điểm đó chính là f Khi đó ta có vectơ biểu diễn cho vectơ

Phương chiều: song song, cùng chiều vF

1.3 Bảng vận tốc tại 8 vị trí ĐL

Cho ω1= 628,318 (rad/s), γ = 45 0 Xác định aB, aE, aF?

- Họa đồ gia tốc tại vị trí 2 v F

Vận tốc góc có độ lớn : Độ dài : g’ n BG n EC b’ e’ f’ n FD

p g  1 2 l AB  BG GB 2 l  BG BG l  BG ? 

-Vẽ đường thẳng d1 đi qua p’ và song song với AG.

-Vẽ đoạn thẳng p’b’ có giá trị 20mm đi qua p’ sao cho vectơ song song, cùng chiều với vectơ

-Vẽ đoạn thẳng có giá trị 2,58mm đi qua b’ sao cho vectơ song song, cùng chiều với vectơ

-Vẽ đường thẳng d2 đi qua và vuông góc với BG.

-Ta thấy d1 cắt d2 nhau tại một điểm, điểm đó chính là g’ Khi đó ta có vectơ biểu diễn cho vectơ

Phương chiều: song song, cùng chiều a B

Dựa vào tam giác đồng dạng thuận ở khâu 1 ta có: b'g'c' đồng dạng thuận với BGC

 , b'g 'd ' đồng dạng thuận với BGD, từ đó ta xác định được điểm c’ và điểm d’ trên họa đồ Với p'c'

 là véctơ biểu diễn cho a C

 là véctơ biểu diễn cho a D

Phương, Chiều: cùng chiều , ? Độ lớn: ?

Vận tốc góc có độ lớn : Độ dài :

-Vẽ đường thẳng d3 đi qua p’ và song song với EA.

-Vẽ đoạn thẳng có giá trị 0,041mm đi qua c’ sao cho vectơ song song, cùng chiều với vectơ

-Vẽ đường thẳng d4 đi qua và vuông góc với EC.

-Ta thấy d3 cắt d4 nhau tại một điểm, điểm đó chính là e’ Khi đó ta có vectơ

Phương chiều: song song, cùng chiều a E

-Vẽ đường thẳng d5 đi qua p’ và song song với FA.

-Vẽ đoạn thẳng có giá trị 9,925mm đi qua d’ sao cho vectơ song song, cùng chiều với vectơ

-Vẽ đường thẳng d6 đi qua và vuông góc với FD.

-Ta thấy d5 cắt d6 nhau tại một điểm, điểm đó chính là f’ Khi đó ta có vectơ biểu diễn cho vectơ

Phương chiều: song song, cùng chiều a F

2.3 Bảng gia tốc tại 8 vị trí ĐL

PHẦN IV: PHÂN TÍCH LỰC Để xây dựng được chu trình nhiệt động cho động cơ thì ta cần xác định động cơ hoạt động theo chu trình Otto cấp nhiệt đẳng tích.

Các thông số cần thiết:

+ Áp suất khí nạp: po + Áp suất khí thải:

+ Chỉ số nén đa biến: n1 = 1,375

+ Chỉ số giãn đa biến: n2 = 1,25

+ Thể tích xi lanh tại điểm chết trên: 9,7.10 -5 m 3

+ Thể tích xi lanh tại điểm chết dưới: 32,8.10 -5 m 3

Do thi P-V bieu dien chu trinh nhiet dong cua dong co xang 4 ki ky nap ky nen ky no ky xa

BẢNG PHÂN BỐ LỰC KHÍ NÉN CỦA CÁC PISTON

1 Tách khâu dẫn, nhóm tĩnh định của các cơ cấu tại vị trí 1 (γ = 0γ = 0 o )

Cơ cấu gồm khâu dẫn 1 và 3 nhóm tĩnh định:

2 Xác định mô men quán tính chính trung tâm và trọng tâm của các khâu

-Theo tài liệu tham khảo của trường Public University of Navarre, Tây Ban Nha ta có kích thước của các khâu Kết hợp sử dụng các phần mềm để tìm trọng tâm và moment quán tính chính trung tâm a Khâu 1

- Sử dụng phần mền inventor ta mô phỏng được khâu 1 như hình

-Từ phần mềm ta có trọng tâm và moment quán tính chính trung tâm của khâu 1 lần lượt là : Js1 = 534,334 (kg.mm 2 ) ; Trọng tâm s1 theo phương x, y, z như hình trên b Khâu 2, 6, 7

- Sử dụng phần mền inventor ta mô phỏng được khâu 2, 6, 7 như hình

-Từ phần mềm ta có trọng tâm và moment quán tính chính trung tâm của khâu 1 lần lượt là : Js2 = Js6 =Js7 = 212,064 (kg.mm 2 ) ; Trọng tâm s2 , s6 , s7 theo phương x, y, z như hình trên c Khâu 3 và 5

- Sử dụng phần mền inventor ta mô phỏng được khâu 3 và 5 như hình

-Từ phần mềm ta có trọng tâm và moment quán tính chính trung tâm của khâu 1 lần lượt là : Js3 = Js5 = 47,209 (kg.mm 2 ) ; Trọng tâm s3 , s5 theo phương x, y, z như hình trên d Khâu dẫn

Sử dụng phần mềm để tính toán ta có được trong tâm của khâu dẫn và moment quán tính J4 = 96,692 (kg.mm 2 )

Cơ cấu gồm: khâu dẫn 1 và 3 nhóm tĩnh định:

- Nhóm 1 gồm: khâu 1, khâu 2 và các khớp A, B, M.

- Nhóm 2 gồm: khâu 3, khâu 7 và các khớp C, F, N.

- Nhóm 2 gồm: khâu 5, khâu 6 và các khớp D, E, P.

Khi tách các khâu thì áp lực khớp động trở thành ngoại lực tác dụng lên các khâu.

- Phân tích lực tác dụng lên các khâu sơ bộ như sau:

* Phương trình cân bằng cho khâu 5:

(2) Trong đó: Điểm đặt tại S5, chiều hướng thẳng đứng xuống

G5 m g 0,054.9,8 0,53 N5     Điểm đặt tại S5, chiều theo s' p' 5

Mqt5 J s5 5 47,209.10 112732,57 5,322 N.m  6    h1$mm, h2=9mm (theo họa đồ phân tích lực)

Trong đó: Điểm đặt tại S6, chiều hướng thẳng đứng xuống

G6 m g 0,315.9,8 3,087 N6     Điểm đặt tại S6, chiều theo e'p'

Pqt6 m a6 s6 m e'p'.6  a 0,315.33,18.197,39 2063,078 N   Điểm đặt tại S6, chiều theo p'e'

= 0 Nên cộng hai vế của (1) với (3) ta được:

 ED / / ED OE Độ lớn: 2063,078 3,087 389,94 417,53 0,53 19,592 ? ?

* Do đó ta có thể xác định được bằng cách vẽ họa đồ lực:

- Chọn tỷ lệ xích của họa đồ lực  P = 34,385 (N/mm) Chọn 1 điểm a bất kì

- Từ a vẽ ab biểu diễn cho P qt6

 với ab = 60 mm, sao cho ab

 song song, cùng chiều với e'p'

 biểu diễn cho G 6 với bc = 0,09 mm, chiều hướng thẳng đứng xuống

 biểu diễn cho P 6 với cd = 11,34 mm, sao cho cd

 song song, cùng chiều với p'e'

 với de = 12,143 mm, sao cho de

 song song, cùng chiều với s 'p' 5

- Từ e vẽ ef biểu diễn cho G 5 với ef= 0,0154 mm, chiều hướng thẳng đứng xuống

 biểu diễn cho R 15 t với fg = 0,57 mm, phương ED , chiều từ phải qua trái.

- Từ g vẽ  1 // ED biểu diễn cho phương của R 15 n

- Từ a vẽ   2 OE biểu diễn cho phương của R 06

- Giao điểm h của  1 và  2 là điểm cuối của R 15 n và điểm đầu của R 06

* Họa đồ lực của cơ cấu tại vị trí 1 (hình vẽ) Điểm đặt tại D Phương, chiều theo gh

 R 15 n Độ lớn: R n 15 =  P gh = 34,385 85,76 = 2948,858 (N) Điểm đặt tại D Phương, chiều theo fh

 R 15 Độ lớn: R15 =  P fh = 34,385 85,77 = 2949,201 (N) Điểm đặt tại S6 Phương OE, chiều từ phải qua trái

Mqt3J s3 3 47,209.10 112732,57 5,322 N.m  6    h’1$mm, h’2=9mm (theo họa đồ phân tích lực)

G7 m g 0,315.9,8 3,087 N7     Điểm đặt tại S7, chiều theo f 'p'

Pqt7 m a7 s7 m f 'p'.7  a 0,315.33,18.197,39 2063,078 N   Điểm đặt tại S7, chiều theo p'f '

 CF / / CF OF Độ lớn: 2063,078 3,087 423,50 417,53 0,53 19,592 ? ?

- Chọn tỷ lệ xích của họa đồ lực  P = 34,385 (N/mm) Chọn 1 điểm a’ bất kì

- Từ a’ vẽ a 'b' biểu diễn cho P qt 7

 song song, cùng chiều với f 'p'

 biểu diễn cho G 7 với b’c’ = 0,09 mm, chiều hướng thẳng đứng xuống

 biểu diễn cho P 7 với cd = 12,316 mm, sao cho c'd' song song, cùng chiều với p'f '

 biểu diễn cho G 3 với e’f’= 0,0154 mm, chiều hướng thẳng đứng xuống

 biểu diễn cho R 13 t với f’g’ = 0,57 mm, phương FC , chiều từ trái qua phải.

- Từ g’ vẽ  3 // FC biểu diễn cho phương của R 13 n

- Từ a’ vẽ   4 OF biểu diễn cho phương của R 07

- Giao điểm h’ của  3 và  4 là điểm cuối của R 13 n và điểm đầu của R 07

* Họa đồ lực của cơ cấu tại vị trí 1 (hình vẽ) Điểm đặt tại C Phương, chiều theo g'h '

 R13 n Độ lớn: R n 13 =  P g’h’ = 34,385 86,81 = 2984,962 (N) Điểm đặt tại C Phương, chiều theo f 'h '

 R 13 Độ lớn: R13 =  P f’h’ = 34,385 86,82 = 2985,306 (N) Điểm đặt tại S6 Phương OE, chiều từ trái qua phải

G1m g 0,233.9,8 2,2834 N1     Điểm đặt tại S1, chiều theo s' p' 1

G2 m g 0,315.9,8 3,087 N2     Điểm đặt tại S2, chiều theo b'p'

Pqt2 m a2 s2 m b'p'.2  a 0,315.75.197,39 4663,378 N   Điểm đặt tại S2, chiều theo p'b'

= 0 Nên cộng hai vế của (1) với (3) ta được: t n qt2 2 2 51 31 1 qt1 41 41 02

BO / / BO BO Độ lớn: 4663,378 3,087 1848 2949,201 2985,306 2,283 2882,335 20,443 ? ?

 kl lm mn no op

- Chọn tỷ lệ xích của họa đồ lực  P = 103,155 (N/mm) Chọn 1 điểm i bất kì

 với ij = 45,207 mm, sao cho ij

 song song, cùng chiều với b'p'

 biểu diễn cho G 2 với jk = 0,03 mm, chiều hướng thẳng đứng xuống

- Từ k vẽ kl biểu diễn cho P 2 với kl = 17,915 mm, sao cho kl song song, cùng chiều với p'b'

- Từ l vẽ lm biểu diễn cho R 51 với lm = 28,59 mm, sao cho lm

 song song, cùng chiều với hf

- Từ m vẽ mn biểu diễn cho R 31 với mn = 28,94 mm, sao cho mn song song, cùng chiều với h 'f '

- Từ n vẽ no biểu diễn cho G 1 với no = 0,022 mm, chiều hướng thẳng đứng xuống

 với op = 27,942 mm, sao cho op

 song song, cùng chiều với s' p' 1

 biểu diễn cho R t 41 với pq = 0,198 mm, phương BO , chiều từ trái qua phải.

- Từ q vẽ  5 // BO biểu diễn cho phương của R n 41

- Từ a’ vẽ   6 B O biểu diễn cho phương của R 02

- Giao điểm r của  5 và  6 là điểm cuối của R n 41 và điểm đầu của R 02

* Họa đồ lực của cơ cấu tại vị trí 1 (hình vẽ) Điểm đặt tại A Phương, chiều theo qr

 R n 41 Độ lớn: R n 41 =  P qr = 103,155 98,148 = 10124,457 (N) Điểm đặt tại A Phương, chiều theo pr

 R41 Độ lớn: R41 =  P pr = 103,155 98,15= 10124,663 (N) Điểm đặt tại S2 Phương OB, chiều từ trái qua phải

2.2.1.1 Phương pháp phân tích lực:

Giả sử mômen cân bằngM cb có chiều như hình vẽ Phương trình mômen cân bằng đối với điểm O:

Mcb + R14.h’ = 0 (h’ là hình chiếu của O lên đường thẳng qua A và //R 14

 Mcb = -R14.h’ = -10124,663.0,00006 = -0,607(N.m ) < 0 (âm: chứng tỏ M cb ngược chiều).

2.2.1.2 Phương pháp di chuyển khả dĩ:

Phương trình cân bằng công suất của cơ cấu : cb 1 s1 2 s2 3 s3 4 s4 5 s5 6 s6 7 s7 qt1 s1 qt 2 s2 qt3 s3 qt 4 s4 qt5 s5 qt6 s6 qt7 s7

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC ĐỘNG CƠ HÌNH SAO BA XILANH 1 Phân tích các thông số chính của cơ cấu

Tính bậc tự do – xếp loại cơ cấu