TÍNH TOÁN, PHÂN TÍCH cấu TRÚC, ĐÔNG lực học của cơ cấu ĐỘNG cơ đốt TRONG HAI kỳ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI BỘ MÔN NGUYÊN LÝ - CHI TIẾT MÁY BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY Giáo viên hướng dẫn: Th.s Mai Tuyết Lê Sinh viên thực hiện: Hải Phòng năm 2016 * Tên đề tài: TÍNH TOÁN, PHÂN TÍCH CẤU TRÚC, ĐÔNG LỰC HỌC CỦA CƠ CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG HAI KỲ 1, Các thông số cho trước, STT S S/D (mm) (mm) 200 1,58 V cp λ= r/ l [δ] (m/s) 0,302 Trong đó: D: đường kính xilanh, S: hành trình pittong, V cp : vận tốc trung bình pittong [δ]: hệ số không vận tốc máy R: bán kính tay quay, L: chiều dài tay quay, 2, Lược đồ chung cấu tay quay trượt, 14,85 PHẦN I : TÍNH TOÁN SỐ LIỆU BAN ĐẦU 1.1 Chiều dài tay quay r, Ta có r = OA; S = 2r Trong S hành trình pittong S = 200 mm Þ r =100mm 1.2 Chiều dài truyền l, Có λ = r/l = 0,302 ⇒ l = r/0,302= 100/0,302 = 331 (mm) 1.3 Tốc độ khâu dẫn 1: w1 Ta có: w =2pn1 / 60 V cp =2Sn1 / 60 Þ w1 =(3,14.V cp ) / S =3,14*14.85 / 0, =233.15s - 1.4 Trọng lực khâu, Bỏ qua trọng lực khâu, 1.5 Tính chiếu dài l AS l AS =0,35l =115,85mm PHẦN II : PHÂN TÍCH CẤU TRÚC 2,1 Phân tích chuyển động cấu, - Khâu 1: chuyển động quay quanh gốc O, - Khâu 2: Chuyển động song phẳng, - Khâu 3: Chuyển động tịnh tiến, 2,2 Tính bậc tự cấu, Công thức tính bậc tự cấu phẳng th W = 3n- 2p - p + r +r - w th Trong đó: • n _ số khâu động, Trong động đốt hai kì thực chất áp lực khí đốt cháy sinh công đẩy pít tông (khâu 3) trượt thông qua tay biên (khâu 2), Khiến trục khuỷu (tay quay- khâu 1) quay, cấu có ba khâu động nên n = 3, • P5 _ Số khớp loại Khâu nối với giá bằmg khớp quay Khâu nối với khâu khớp quay Khâu nối với khâu khớp quay Khâu nối với giá khớp trượt ⇒ Cả bốn khớp khớp thấp loại nên có p = 4, 4 • p _ Số khớp loại 4, Cơ cấu khớp loại nên p = 0, • r_ Số ràng buộc trùng, r = 0, • rth_ Số ràng buộc thừa, rth = 0, • Wth _ Số bậc tự thừa, tất khâu tham gia chuyển động làm thay đổi cấu hình cấu nên chuyển động thừa, ⇒ Vậy số bậc tự do: W = 3 - - + + - = 1, Vậy cấu có bậc tự * Tách nhóm : - Tách nhóm gồm khâu ( ): nhóm tách có hai khớp chờ A khớp trượt B , Cả hai khớp A, B có vị trí xác định cấu chuyển động, Khớp khớp quay B, bậc tự nhóm tách W = 3n -2p = 3, 2- ,3 = B A ⇒ Nhóm tách nhóm Axua loại - Cơ cấu lại khâu dẫn nối với giá khớp quay: O KL: Cơ cấu động đốt gồm nhóm Axua loại khâu dẫn hợp thành nên cấu thuộc loại 2, PHẦN III : PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC 3,1 Xác định họa đồ chuyển vị cấu ứng với vị trí khâu dẫn, * Trình tự giải: r 100 ml = = =2mm / mm OA 50 - Chọn tỉ lệ xích hoạ đồ vị trí - Vẽ vòng tròn tâm O bán kính OA = 50 mm, chia vòng tròn thành tám phần nhau, xác định điểm chia nên dược điểm tương ứng la: A 1,, A2, A3, A4, A5, A6, A7 , A8 - Từ điểm Ai làm tâm quay cung tròn có bán kính AB l 331 AB = AB = =165.5(mm ) ml - Các cung cắt theo phương trượt piston yy điểm tương ứng Bi, Tương ứng điểm A i ta xác định điểm B i tương ứng, Nối điểm A i với Bi ta vị trí cấu góc quay OAiBi, - Vị trí trọng tâm khâu S2i xác định: AiS2i = 0,35,AB = 0,35,165,5 = 58 (mm) - Nối S2i đường cong trơn ta quỹ đạo S chu kì chuyển động cấu, Bài toán vị trí cấu động hai kì xác định tám vị trí khâu dẫn sau khoảng góc quay /4 chu kì chuyển vị (một vòng quay khâu dẫn φ = 2π), Xác định quỹ đạo điểm S chu kì chuyển động cấu, Ta hoạ đồ vị trí cấu động hai kì hình vẽ, 3,2 Xác định họa đồ vận tốc cấu ứng với vị trí chọn, Ta giải toán vận tốc theo phương pháp vẽ hoạ đồ vẽ tám hoạ đồ ứng tám vị trí cấu: Nhận xét: Cơ cấu có bậc tự loại dạng 2, * Giải toán vận tốc : Tại điểm Ai chu kì chuyển động khâu dẫn ta có vận tốc chúng xác định nhau, vẽ hoạ đồ chúng xác định điểm Ai tương ứng, Giải phương trình véc tơ,  VA1 có: - VA1= ω1,lOA = 233,15,100= 23315(mm/s)=23,315(m/s) - Phương vuông góc với OA, - Chiều theo ω1, quay ngược chiều kim đồng hồ,   VA = VA1 Xét A: ,    VB = VA + VB A Xét khâu 2: ta có (1)  VB A - = - : Biết phương vuông góc với AB Tại khâu 3: Do khâu chuyển động tịnh tiến nên   VB = VB Giải phương trình (1) phương pháp vẽ hoạ đồ: - Chọn cực pi, - Chọn tỉ lệ xích - Vẽ pa1 biểu thị V 23,315 mv = A = =0, 466(ms - / mm ) pb1 50  V A1 , - Từ điểm a1i vẽ đường thẳng ∆1 ⊥ AB biểu diễn phương  VB A - Từ điểm pi vẽ đường thẳng ∆2 // yy biểu diễn phương  VB ⇒ Giao điểm ∆1 ∆2 b = b2 = b3, Kết : VB3 = µv, pib VB2A2 = µv, aib ω2 = ⇒ Vận tốc góc khâu là: VA2 B l AB (s-1) Như toán vị trí ta xác định S theo công thức A iS = 0,35,AiBi kích thước thực kích thước hoạ đồ vận tốc tỉ lệ với (người ta chứng minh kích thước thực kích thước hoạ đồ đồng dạng với nhau), Nên ta có: as = 0,35, ab (mm) Ta tìm điểm s hoạ đồ vận tốc, nối p i với s ta có véc tơ pis, Ta xác định vS theo công thức sau: VS = µv, pis, Dựa vào hoạ đồ vận tốc công thức tính ta tìm đại lượng, tổng hợp thành bảng kết sau: Vị trí Các 8=0 pa(mm) 50 50 50 50 50 50 50 50 VA(m/s) 23,31 23,31 23,31 23,31 23,31 23,31 23,31 23,315 pb(mm) 27,62 50 43,09 43,09 50 27,62 VB(m/s) 12,87 23,31 20,08 0,00 20,08 23,31 12,87 0,00 ps(mm) 39,92 50,00 44,46 32,50 44,46 50,00 39,92 32,50 đại lượn g VA VB VS VBA ω2 VS(m/s) ab(mm) 18,60 23,31 20,72 23,31 20,72 15,15 18,60 15,15 36,19 0,00 36,19 50,00 36,19 0,00 36,19 50,00 16,86 0,00 16,86 23,315 50,95 0,00 50,95 VAB(m/s) 16,86 0,00 16,86 23,31 (s-1) 50,95 0,00 50,95 70,44 70,44 3,2 Xác định họa đồ gia tốc cấu ứng với vị trí chọn, Lập phương trình gia tốc:   n a A1 = a A1 Ta có: , Có độ lớn ω12, lOA = 233,152, 0,1 = 5435,89 (m/s2) Phương song song với OA, Chiều hướng từ A O   a A = aA1 Tại A:     a B = aA2 + a n B A + a t B A Xét khâu 2: ,  a n B A2 có độ lớn: ω22, lAB, phương song song với AB, Chiều hướng từ B A  a t B A2 biết phương vuông góc với AB,   aB = aB3 Tại B: , Do khâu chuyển động tịnh tiến nên gia tốc điểm có phương song song yy, Vậy phương trình giải phương pháp hoạ đồ: - Chọn cực p' , - Chọn tỉ xích a 5435,89 ma = A2 = =108,72 50 50 - Ta vẽ p'ai biểu diễn  a A2 (m/s2/mm) có p'ai = 50 (mm), - Từ vẽ ain biểu diễn  a n B A2 ; a n B A2 n = µa , có phương song song AB, có chiều hướng từ B A,  a t B A2 - Từ n vẽ ∆1⊥ AB biểu diễn phương  aB3 - Từ p' vẽ ∆2 // yy biểu diễn phương ⇒ ∆1×∆2 = b = b2 = b3 ⇒  a t B A2 ε2 = =ε2,lAB → a t B A2 l AB - Khâu chuyển động tịnh tiến nên ε3 = 0, Như toán vận tốc ta có : as = 0,35,ab, dựa vào hoạ đồ ta có : Vị trí Các 8=0 50 50 50 50 50 50 50 50 5435, 89 5435, 89 15,1 7,9 đai lượng aA anBA p'a (mm ) aA1 5435,8 (m/s2 ) an (mm ) 7,9 5435, 5435, 89 89 0,0 7,9 5435, 5435, 5435,8 89 89 0,0 7,9 15,1 anBA (m/s2 ) nb (mm ) 859,25 859,2 0,00 1642, 859,2 26 859,2 1642,2 0,00 34,45 52,45 34,45 34,45 52,45 34,45 3745,4 5702, 3745, 36 40 3745, 5702, 3745, 0,00 40 36 40 0,00 (mm ) 35,01 15,85 35,71 64,93 35,71 15,85 35,01 34,90 aB(m /s2) 3806,2 1723, 3882, 87 212 391 p's( mm) 42.07 32.93 42.17 aS(m /s2) 4573.8 3580 4584 15 722 atBA atBA (m/s2 ) p'b aB aS ε2 (s ) -2 11315 42 1722 7.69 1131 5.42 7059, 3882, 1723, 3806, 3794,3 1896 391 212 287 28 55.29 42.17 32.93 42.07 44.71 6011 4584 3580 4573 4860.8 1288 722 15 85 712 1131 5.42 1722 7.69 1131 5.42 ...* Tên đề tài: TÍNH TOÁN, PHÂN TÍCH CẤU TRÚC, ĐÔNG LỰC HỌC CỦA CƠ CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG HAI KỲ 1, Các thông số cho trước, STT S S/D (mm) (mm) 200 1,58 V cp λ= r/ l [δ] (m/s) 0,302 Trong đó: D:... Chuyển động song phẳng, - Khâu 3: Chuyển động tịnh tiến, 2,2 Tính bậc tự cấu, Công thức tính bậc tự cấu phẳng th W = 3n- 2p - p + r +r - w th Trong đó: • n _ số khâu động, Trong động đốt hai kì... loại - Cơ cấu lại khâu dẫn nối với giá khớp quay: O KL: Cơ cấu động đốt gồm nhóm Axua loại khâu dẫn hợp thành nên cấu thuộc loại 2, PHẦN III : PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC 3,1 Xác định họa đồ chuyển vị cấu