đồ án nguyên lí máy cơ cấu động chữ V

1.Xác định vận tốc, gia tốc các điểm E,C, trên cơ cấu, vận tốc góc, gia tốc góc các khâu 2.Tính áp lực trên các khớp 3.Tính moment cân bằng đặt trên khâu dẫn bằng hai phương pháp: phân tích lực và di chuyển khả dĩ

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

Vị trí 5: γ = 180o Vị trí 6: γ = 225o Vị trí 7: γ = 270o Vị trí 8: γ = 315o

1 Phân tích động học cơ cấu chính (01 bản vẽ A1)

a) Phân tích cơ cấu, xếp loại và nguyên lý làm việc

b) Xác định các thông số và cách vẽ lược đồ cơ cấu

c) Hoạ đồ chuyển vị cơ cấu tại 8 vị trí

d) Hoạ đồ vận tốc, gia tốc của cơ cấu tại 8 vị trí

2 Phân tích lực cơ cấu chính (01 bản vẽ A1)

a) Tính áp lực khớp động tại 2 vị trí

Vị trí thứ nhất: Vị trí 1: γ = 0o

GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN HVTH: ĐẶNG BÁ

Vị trí thứ hai: Vị trí 2: γ = 45o

b) Xác định mômen cân bằng tác dụng lên khâu dẫn bằng hai phương pháp: phân tích lực và di chuyển khả dĩ

II NHIỆM VỤ 2:

Cho cơ cấu cam cần đẩy đáy bằng với các thông số sau:

1 Quy luật gia tốc của cần đẩy cho như đường “a” của hình vẽ sau

2 Hành trình cần đẩy cam: s = 6 mm

3 Góc hợp lực của cơ cấu cam cần đẩy đáy bằng: α = 100

4 Các góc định kỳ: ϕđi = ϕvề = 350

ϕxa = 50 ÷ 150

Thiết kế cơ cấu cam (01 bản vẽ A1)

1 Lập đồ thị biểu diễn các quy luật chuyển động của cần ds / dϕ và s(ϕ).

2 Tìm tâm cam

3 Xác định biên dạng cam lý thuyết, biên dạng cam thực tế

MỤC LỤC

Chương 1 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CHÍNH

1.1 Phân tích cấu tạo, xếp loại và nguyên lý làm việc 5

1.2 Xác định các thông số và cách vẽ lược đồ cơ cấu 6

1.3 Họa đồ chuyển vị của cơ cấu tại 8 vị trí 6

1.4 Họa đồ vận tốc, gia tốc của cơ cấu tại 8 vị trí 6

1.5 Bài toán vận tốc 6

1.6 Bài toán gia tốc 9

Chương 2 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU CHÍNH 2.1 Vị trí 1 13

2.1.1 Áp lực khớp động 13

2.1.2 Tính mômen cân bằng 17

2.2 Vị trí 2 18

2.2.1 Áp lực khớp động 18

2.2.2 Tính mômen cân bằng 23

Chương 3 THIẾT KẾ CƠ CẤU CAM 3.1 Quy luật gia tốc của cần đẩy 24

3.2 Lập đồ thị biểu diễn các quy luật chuyển động của cần 24

3.3 Xác định vị trí tâm cam 27

3.4 Cách vẽ biên dạng cam 29

TÀI LIỆU THAM KHẢO 30

GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN HVTH: ĐẶNG BÁ

LỜI NÓI ĐẦU

Môn học nguyên lý máy là một trong những môn học cơ sở không thể thiếu được đối với các ngành kỹ thuật, vì thế làm đồ án môn học là công việc rất quan trọng và cần thiết để chúng ta hiểu sâu, hiểu rộng những kiến thức đã được học ở

cả lý thuyết lẫn thực tiễn, 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 thời gian qua tôi đã hoàn thành nhiệm vụ đồ án của môn học này Nhưng do đây là lần đầu tiên làm đồ án môn học nên không tránh khỏi những thiếu sót.Tôi rất mong được sự góp ý của thầy giáo để đồ án môn học của tôi được hoàn thiện hơn Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy giáo trong Tổ

bộ môn

Học viên: Đặng Bá Lưu

Chương 1 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CHÍNH

1.1 Phân tích cấu tạo, xếp loại và nguyên lý làm việc của cơ cấu

1.1.1 Phân tích cấu tạo cơ cấu:

- Tay quay AB;

Vậy cơ cấu có 1 bậc tự do

Xếp hạng cơ cấu: Cơ cấu có hạng 2.

1.1.3 Nguyên lý làm việc.

- Dưới 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 tới 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

GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN HVTH: ĐẶNG BÁ

Hình 1.1: Họa đồ cơ cấu

Hình 1.2 Xếp loại cơ cấu

Hình 1.2: Xếp loại cơ cấu

- Ở mỗi xilanh có chu kỳ làm việc là 2 vòng quay của AB.

+ Vòng quay đầu từ 0 2π ứng với quá trình hút và nén nhiên liệu

+ Vòng tiếp theo từ 2π 4π ứng với quá trình nổ và xả nhiên liệu sau khi đốt cháy ra ngoài

1.2 Xác định các thông số và cách vẽ lược đồ cơ cấu

- Xác định thông số chưa biết: chiều dài đoạn DC:

Áp dụng định lý cosin trong tam giác BCD, ta có:

- Nối C với D ta được khâu 2

- Từ D vẽ đường tròn tâm D bán kính R2 = DE = 60 (mm) cắt phương Ay tại E

- Quỹ đạo điểm B là đường tròn tâm A bán kính AB Chia đường tròn làm 8

vị trí cách nhau 450(với B1 tại γ = 00)

1 3 Họa đồ chuyển vị của cơ cấu tại 8 vị trí (thể hiện trên bản vẽ A1 kèm theo)

1 4 Họa đồ vận tốc, gia tốc của cơ cấu tại 8 vị trí (thể hiện trên bản vẽ A1 kèm

theo)

1 5 Bài toán vận tốc:

Phương, chiều: // AC ⊥ AB, phù hợp ω1 ⊥ BC

Vẽ họa đồ vận tốc theo phương trình (1): chọn điểm p làm gốc và biểu diễn

bằng đoạn pb = 60 mm có phương vuông góc AB, chiều phù hợp chiều quay ω1

Từ b vẽ đường thẳng vuông góc BC biểu diễn cho phương của

Từ p vẽ đường thẳng song song AC biểu diễn cho phương của

Từ b vẽ đường thẳng ⊥ BD biểu diễn cho phương của

Từ c vẽ đường thẳng ⊥ CD biểu diễn cho phương của

điểm d bằng phương pháp sử dụng định lí đồng dạng thuận cho 2 tam giác là

Phương, chiều: // AE đã biết ⊥ DE

- Vẽ họa đồ vận tốc xác định :

Từ d vẽ đường thẳng ⊥ DE biểu diễn cho phương của

Từ p vẽ đường thẳng // AE biểu diễn cho phương của

Giao điểm e của và chính là mút của và

Phương, chiều: //AC B A // BC ⊥ BC

Giải (2.2) bằng phương pháp họa đồ gia tốc:

- Chọn làm gốc của họa đồ Từ vẽ biểu diễn cho = 270 2

(m/s2) đã biết với = 54 mm, phương // AB, chiều hướng từ B A

Tỷ lệ xích của họa đồ gia tốc là:

GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN HVTH: ĐẶNG BÁ

=

Hình 1.4: Họa đồ gia tốc

chiều hướng từ C B

Từ vẽ đường thẳng x1⊥ BC biểu diễn cho phương của

Từ vẽ đường thẳng x2 // AC biểu diễn cho phương của

Giao điểm của x1 và x2 chính là mút của và

* Phương trình gia tốc điểm D:

Từ vẽ đường thẳng y1⊥ DE biểu diễn cho phương của

Từ vẽ đường thẳng y2 // AE biểu diễn cho phương của

Giao điểm của y1 và y2 chính là mút của và

Chương 2 PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU CHÍNH

Tính áp lực khớp động và momen cân bằng tại hai vị trí:

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

* Phương trình cân bằng cho khâu 5:

Từ (2.4) x1 = 0 Vì là lực của giá tác dụng lên khâu 5 đi qua E

và có phương AE

Chiếu (2.3) lên phương AE ta được:

- R45 cos + PE = 0 R45 = PE cos = 5600 cos 140 = 5771,436 N

Chiếu (3) lên phương AE ta được:

phải qua trái.

- Từ d vẽ // BC biểu diễn cho phương của

- Giao điểm e của và là điểm đầu của và điểm cuối của

GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN HVTH: ĐẶNG BÁ

Phương trình momen cân bằng đối với điểm A:

rồi chiếu các vận tốc , tương ứng trên

phương lực tác dụng Ta có phương trình momen

cân bằng trên khâu dẫn:

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

* Phương trình cân bằng cho khâu 5:

GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN HVTH: ĐẶNG BÁ

Hình 2.7: Phân tích lực

Từ (2.13) x1 = 0 Vì là lực của giá tác dụng lên khâu 5 đi qua E

và có phương AE

Chiếu (2.12) lên phương AE ta được:

- R45 cos + PE = 0 R45 = PE cos = 5600 cos 190 = 5922,675 N

Chiếu (3) lên phương AE ta được:

Từ (8) x2 = 0 Vì là lực của giá tác dụng lên khâu 3 đi qua C

và có phương AC

Lấy (2.14) cộng (2.16) ta được:

+ + + + = 0 (2.18)Phương trình (9) có , và đã biết, còn 2 ẩn chưa biết là và

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

- Chọn 1 điểm a bất kì, từ a vẽ véc tơ biểu diễn cho với ab = 54mm, phương //AC, chiều từ C A

- Từ b vẽ biểu diễn cho , bc = 59,22675 mm, phương //DE, chiều từ E D

phải qua trái

- Từ d vẽ // BC biểu diễn cho phương của

- Giao điểm e của và là điểm đầu của và điểm cuối của

GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN HVTH: ĐẶNG BÁ

= 100 (N/mm)

Từ họa đồ lực (Hình 2.8), ta có:

2.2.2 Tính mômen cân bằng: 2.2.2.1 Phương pháp phân tích lực: Giả sử momen cân bằng có chiều như hình vẽ Phương trình momen cân bằng đối với điểm A: Mcb – R21 h3 = 0 Mcb = R21 h3 = 9364,63 21,3264 0,003 = 599,14 Nm (h3 là hình chiếu của A lên đường thẳng qua B và // Mcb > 0 ( chứng tỏ cùng chiều ) Tách khâu dẫn ra khỏi giá, phương trình cân bằng cho khâu 1: + = 0 = -

2.2.2.2 Phương pháp di chuyển khả dĩ:

Từ tâm họa đồ vận tốc, kẻ phương các lực ,

rồi chiếu các vận tốc , tương ứng trên phương lực tác

dụng Ta có phương trình momen cân bằng trên khâu dẫn:

Hình 2.9: Momen cân bằng Hình 2.8: Họa đồ lực