Đồ án Nguyên lý máy Nguyên lí máy cơ cấu động cơ chữ V

Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC I NHIỆM VỤ 1: Cho cấu động chữ V hình vẽ với thông số (bỏ qua khối lượng khâu): lAB = 75 mm, lBC = 225 mm, lBD = 50 mm lDE = 180 mm, ω1 = 60П rad/s, α = 550 β = 650, PC = 5400 N, PE = 5600 N Góc hợp tay quay phương ngang γ: Vị trí 1: γ = 0o Vị trí 5: γ = 180o Vị trí 2: γ = 45o Vị trí 6: γ = 225o Vị trí 3: γ = 90o Vị trí 7: γ = 270o  PE Vị trí 4: γ = 135o Vị trí 8: γ = 315o  PC C E D   B  1 A Phân tích động học cấu (01 vẽ A1) a) Phân tích cấu, xếp loại nguyên lý làm việc b) Xác định thông số cách vẽ lược đồ cấu c) Hoạ đồ chuyển vị cấu vị trí d) Hoạ đồ vận tốc, gia tốc cấu vị trí Phân tích lực cấu (01 vẽ A1) a) Tính áp lực khớp động vị trí Vị trí thứ nhất: Vị trí 1: γ = 0o GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy Vị trí thứ hai: Vị trí 2: γ = 45o b) Xác định mômen cân tác dụng lên khâu dẫn hai phương pháp: phân tích lực di chuyển II NHIỆM VỤ 2: Cho cấu cam cần đẩy đáy với thông số sau: Quy luật gia tốc cần đẩy cho đường “a” hình vẽ sau Hành trình cần đẩy cam: s = mm Góc hợp lực cấu cam cần đẩy đáy bằng: α = 100 Các góc định kỳ: đi = về = 350 xa = 50 ÷ 150 Thiết kế cấu cam (01 vẽ A1) Lập đồ thị biểu diễn quy luật chuyển động cần ds / d s() Tìm tâm cam Xác định biên dạng cam lý thuyết, biên dạng cam thực tế GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy MỤC LỤC Chương PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CHÍNH 1.1 Phân tích cấu tạo, xếp loại nguyên lý làm việc 1.2 Xác định thông số cách vẽ lược đồ cấu 1.3 Họa đồ chuyển vị cấu vị trí 1.4 Họa đồ vận tốc, gia tốc cấu vị trí 1.5 Bài toán vận tốc 1.6 Bài toán gia tốc Chương PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU CHÍNH 2.1 Vị trí 13 2.1.1 Áp lực khớp động 13 2.1.2 Tính mômen cân 17 2.2 Vị trí 18 2.2.1 Áp lực khớp động 18 2.2.2 Tính mômen cân 23 Chương THIẾT KẾ CƠ CẤU CAM 3.1 Quy luật gia tốc cần đẩy 24 3.2 Lập đồ thị biểu diễn quy luật chuyển động 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 LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy LỜI NÓI ĐẦU Môn học nguyên lý máy môn học sở thiếu ngành kỹ thuật, làm đồ án môn học công việc quan trọng cần thiết để hiểu sâu, hiểu rộng kiến thức học lý thuyết lẫn thực tiễn, tạo tiền đề cho môn học sau Với kiến thức học, với giúp đỡ tận tình thầy giáo thời gian qua hoàn thành nhiệm vụ đồ án môn học Nhưng lần làm đồ án môn học nên không tránh khỏi thiếu sót.Tôi mong góp ý thầy giáo để đồ án môn học hoàn thiện Cuối xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy giáo Tổ môn Học viên: Đặng Bá Lưu GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy Chương PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CHÍNH 1.1 Phân tích cấu tạo, xếp loại nguyên lý làm việc cấu 1.1.1 Phân tích cấu tạo cấu: - Tay quay AB; - Thanh truyền BC; - Thanh truyền phụ DE; - Con trượt C E; - α: góc hành trình piston C E; - β: góc BC BD; - γ: góc hợp tay quay AB phương ngang Hình 1.1: Họa đồ cấu 1.1.2 Xếp loại cấu: - Số khâu động: n = (1, 2, 3, 4, 5); - Số khớp loại 5: p5 = (A, B, C2, C3, D, E4, E5); - Số khớp loại 4: p4 = 0; - Số ràng buộc trùng: R0 = 0; - Số ràng buộc thừa rth = 0; - Số bậc tự thừa: Wth = 0; Áp dụng công thức: W= 3n - (2 p5 + p4) + rth - Wth ⇒ W= 3.5 – (2.7 + 0) + = Vậy cấu có bậc tự Xếp hạng cấu: Cơ cấu có hạng Hình 1.2: Xếp loại cấu 1.1.3 Nguyên lý làm việc - Dưới tác dụng lực nén gây khối khí nén piston C E chuyển động dọc theo giá qua CA EA, chuyển động truyền tới trục quay AB qua truyền BC DE - Tay quay AB chuyển động có tác dụng truyền lực để máy làm việc - Ở xilanh có chu kỳ làm việc vòng quay AB GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy + Vòng quay đầu từ → 2π ứng với trình hút nén nhiên liệu + Vòng từ 2π → 4π ứng với trình nổ xả nhiên liệu sau đốt cháy 1.2 Xác định thông số cách vẽ lược đồ cấu 1.2.1 Các thông số: - Chiều dài: lAB = 75 (mm); lBC = 225 (mm); lBD = 50 (mm); lDE = 180 (mm) - Góc: α = 550 ; β = 650 - Xác định thông số chưa biết: chiều dài đoạn DC: Áp dụng định lý cosin tam giác BCD, ta có: ̂= Cos 𝐷𝐵𝐶 𝐵𝐷2 + 𝐵𝐶 − 𝐷𝐶 2𝐵𝐷.𝐵𝐶  DC = √𝐵𝐷2 + 𝐵𝐶 − BD BC cos 𝐷𝐵𝐶  DC = √2252 + 502 − 225.50 cos 650 = 208,84 (mm) 1.2.2 Cách vẽ lược đồ cấu: Chọn tỷ lệ xích l = 0,003 ( 𝑚 𝑚𝑚 ) - Cho trước phương Ax Ay đối xứng qua trục thẳng đứng tạo với góc α làm phương trượt piston C E - Dựng AB tạo với phương ngang góc γ cho trước (chọn vị trí ban đầu γ = 00) Ta có: AB = 𝑙𝐴𝐵 𝜇𝑙 = 0,075 0,003 = 25 (mm) Tương tự, ta tính được: BC = 75 (mm); BD = 16,667 (mm); DE = 60 (mm); DC = 69,613 (mm) - Vẽ đường tròn tâm B bán kính R1 = BC = 75 (mm) cắt Ax C - Vẽ BD hợp với BC góc  = 650 với BD = 16,667 (mm) - Nối C với D ta khâu - Từ D vẽ đường tròn tâm D bán kính R2 = DE = 60 (mm) cắt phương Ay E - Quỹ đạo điểm B đường tròn tâm A bán kính AB Chia đường tròn làm vị trí cách 450 (với B1 γ = 00) Họa đồ chuyển vị cấu vị trí (thể vẽ A1 kèm theo) Họa đồ vận tốc, gia tốc cấu vị trí (thể vẽ A1 kèm theo) Bài toán vận tốc: Cho ω1 = 60П (rad/s), γ = 00 GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy Xác định: VC, VD, VE, ω2, ω4 * Phương trình vận tốc điểm C: ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐶 = 𝑉𝐵 Độ lớn: Phương, chiều: ? // AC ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐶𝐵 ?  BC + 1.lAB = 4,5П (m/s)  AB, phù hợp 1 (1.1) 𝜇𝑣 = 0,075𝜋 (m/mm.s) Hình 1.3: Họa đồ vận tốc Vẽ họa đồ vận tốc theo phương trình (1): chọn điểm p làm gốc biểu diễn ⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐵 đoạn pb = 60 mm có phương vuông góc AB, chiều phù hợp chiều quay 1 Vậy tỉ lệ xích họa đồ vận tốc là: 𝜇𝑣 = 𝑉𝐵 = 𝑝𝑏 4,5П 60 𝑚 = 0,075П (𝑚𝑚.𝑠) Từ b vẽ đường thẳng ∆1 vuông góc BC biểu diễn cho phương ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐶𝐵 Từ p vẽ đường thẳng ∆2 song song AC biểu diễn cho phương ⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐶 Giao điểm c ∆1 ∆2 mút ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐶𝐵 ⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐶 Từ họa đồ vận tốc, ta có: - ⃗⃗⃗⃗ 𝑝𝑏 biểu thị cho ⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐵 - 𝑝𝑐 ⃗⃗⃗⃗ biểu thị cho ⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐶 - ⃗⃗⃗⃗ 𝑏𝑐 biểu thị cho ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐶𝐵 GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS * ⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐶 :{ Đồ án môn học Nguyên lý máy // AC, chiều theo 𝑝𝑐 ⃗⃗⃗⃗ ̅̅̅̅ Độ lớn: 𝑉𝐶 = 𝜇𝑣 𝑝𝑐 =  BC, theo chiều ⃗⃗⃗⃗ 𝑏𝑐 * ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐶𝐵 :{ Độ lớn: 𝑉𝐶𝐵 = 𝜇𝑣 ̅̅̅̅ 𝑏𝑐 0,075П 61,7956 = 14,551 (m/s) = * Phương trình vận tốc điểm D: ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗𝐵 𝑉𝐷 = 𝑉 + 0,075П 29,0016 = 6,8367 (m/s) ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐷𝐵 = 𝑉𝐶 + ? 14,551 (m/s)  BD // AC, theo 𝑝𝑐 ⃗⃗⃗⃗ Độ lớn: ? Phương, chiều: ? 4,5П (m/s)  AB, phù hợp 1 - Vẽ họa đồ vận tốc xác định ⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐷 : ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐶𝐷 ?  CD Từ b vẽ đường thẳng 𝛿1  BD biểu diễn cho phương ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐷𝐵 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ Từ c vẽ đường thẳng 𝛿2  CD biểu diễn cho phương 𝑉 𝐶𝐷 Giao điểm d 𝛿1 𝛿2 mút ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐷𝐵 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐶𝐷 (ta xác định điểm d phương pháp sử dụng định lí đồng dạng thuận cho tam giác ∆BCD ∆bcd) Từ họa đồ vận tốc (hình 1.3), ta có: - ⃗⃗⃗⃗ 𝑏𝑑 biểu thị cho ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐷𝐵 ⃗⃗⃗⃗ biểu thị cho ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ - 𝑐𝑑 𝑉𝐷𝐶 - ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑝𝑑 biểu thị cho ⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐷 Theo phương chiều ⃗⃗⃗⃗ 𝑝𝑑 ⃗⃗⃗⃗ * 𝑉𝐷 : { Độ lớn: 𝑉𝐷 = 𝜇𝑣 ̅̅̅̅̅ 𝑝𝑑 =  BD, chiều theo ⃗⃗⃗⃗ 𝑏𝑑 * ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐷𝐵 :{ Độ lớn: 𝑉𝐷𝐵 = 𝜇𝑣 ̅̅̅̅̅ 𝑏𝑑 * ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐷𝐶 :{ 0,075П 65,3659 = 15,4015 (m/s) = 0,075П 6,4448 = 1,5185 (m/s)  CD, chiều theo ⃗⃗⃗⃗ 𝑐𝑑 Độ lớn: 𝑉𝐷𝐶 = 𝜇𝑣 ̅̅̅̅ 𝑐𝑑 = 0,075П 26,9192 = 6,3427 (m/s) * Phương trình vận tốc điểm E: ⃗⃗⃗⃗𝐸 ⃗⃗⃗⃗𝐷 𝑉 = 𝑉 Độ lớn: ? Phương, chiều: // AE 15,4015 (m/s) biết - Vẽ họa đồ vận tốc xác định ⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐸 : + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐸𝐷 ?  DE ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ Từ d vẽ đường thẳng 𝛿3  DE biểu diễn cho phương 𝑉 𝐸𝐷 Từ p vẽ đường thẳng 𝛿4 // AE biểu diễn cho phương ⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐸 GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy Giao điểm e 𝛿3 𝛿4 mút ⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐸 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐸𝐷 Từ họa đồ vận tốc (hình 1.3), ta có: ⃗⃗⃗⃗𝐸 - 𝑝𝑒 ⃗⃗⃗⃗ biểu thị cho 𝑉 ⃗⃗⃗⃗ biểu thị cho ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ - 𝑑𝑒 𝑉𝐸𝐷 // AE , chiều theo 𝑝𝑒 ⃗⃗⃗⃗ * ⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐸 : { Độ lớn: 𝑉𝐸 = 𝜇𝑣 ̅̅̅̅ 𝑝𝑒 =  DE, chiều theo ⃗⃗⃗⃗ 𝑑𝑒 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ * 𝑉𝐸𝐷 : { Độ lớn: 𝑉𝐸𝐷 = 𝜇𝑣 ̅̅̅̅ 𝑑𝑒 0,075П 47,6394 = 11,2247 (m/s) = 0,075П 35,1643 = 8,2854 (m/s) Ta tính được: 2 = 4 = 𝑉𝐶𝐵 𝑙𝐶𝐵 𝑉𝐸𝐷 𝑙𝐷𝐸 = = 6,8367 0,225 8,2854 0,18 = 30,3853 (rad/s) = 46,03 (rad/s) Bài toán gia tốc: 𝑎𝐵 = 12 lAB = (60П)2 0,075 = 270 П2 (m/s2) 𝑛 𝑎𝐶𝐵 = 22 lCB = (30,3853)2 0,225 = 207,735 (m/s2) * Phương trình gia tốc điểm C: 𝑎𝐶 ⃗⃗⃗⃗ = ⃗⃗⃗⃗ 𝑎𝐵 + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑎 𝐶𝐵 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑎𝑛 𝜏 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⟺ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑎𝐶 = ⃗⃗⃗⃗ 𝑎𝐵 + + 𝑎𝐶𝐵 (1.2) 𝐶𝐵 2 Độ lớn: ? 270 П (m/s ) 207,735 (m/s ) ? Phương, chiều: //AC B →A // BC  BC Giải (2.2) phương pháp họa đồ gia tốc: - Chọn 𝑝′ làm gốc họa đồ Từ 𝑝′ vẽ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑝′𝑏′ biểu diễn cho ⃗⃗⃗⃗ 𝑎𝐵 = 270𝜋 (m/s2) biết với 𝑝′ 𝑏′ = 54 mm, phương // AB, chiều hướng từ B → A Tỷ lệ xích họa đồ gia tốc là: 𝜇𝑎 = 𝑎𝐵 𝑝′ 𝑏 ′ = 270𝜋2 54 = 5𝜋 ( 𝑚 𝑚𝑚.𝑠2 ) 𝑛 Từ 𝑏 ′ vẽ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑏′𝑛𝐶𝐵 biểu diễn cho ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑎𝐶𝐵 = 207,735 (m/s2) biết, phương //BC, chiều hướng từ C → B Từ 𝑛𝐶𝐵 vẽ đường thẳng x1  BC biểu diễn cho phương ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑎𝜏 𝐶𝐵 ′ Từ 𝑝 vẽ đường thẳng x2 // AC biểu diễn cho phương ⃗⃗⃗⃗ 𝑎𝐶 Giao điểm 𝑐 ′ x1 x2 mút ⃗⃗⃗⃗ 𝑎𝐶 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑎𝜏 𝐶𝐵 GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy 𝜇𝑎 = 5𝜋 (m/mm.𝑠 ) Hình 1.4: Họa đồ gia tốc Từ họa đồ gia tốc, ta có: 𝑝′ 𝑐′ biểu thị cho ⃗⃗⃗⃗ 𝑎𝐶 𝜏 ′ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑛 𝐶𝐵 𝑐 biểu thị cho 𝑎 𝐶𝐵 // AC , chiều theo 𝑝′ 𝑐 ′ * ⃗⃗⃗⃗ 𝑎𝑐 : { Độ lớn: 𝑎𝐶 = 𝜇𝑎 𝑝′ 𝑐′ = 5𝜋 14,5116 = 716,12 (m/𝑠 )  BC, chiều theo ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑛𝐶𝐵 𝑐 ′ 𝜏 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ * 𝑎𝐶𝐵 :{ 𝜏 Độ lớn: ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑎𝐶𝐵 = 𝜇𝑎 𝑛𝐶𝐵 𝑐′ = 5𝜋 48,8388 = 2410,1 (m/𝑠 ) Ta có: 𝜀2 = 𝜏 𝑎𝐶𝐵 𝑙𝐶𝐵 = 2410,1 0,225 = 10711,56 (rad/s2) * Phương trình gia tốc điểm D: 𝑎𝐷 ⃗⃗⃗⃗ = ⃗⃗⃗⃗ 𝑎𝐵 + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑎𝐷𝐵 = ⃗⃗⃗⃗ 𝑎𝐶 + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑎𝐷𝐶 (1.3) Sử dụng định lý tam giác đồng dạng thuận gia tốc, ta có ∆BCD đồng ̂ = 𝐵̂ = 𝛽 = 650 ; 𝑐′ ̂ = 𝐶̂ dạng thuận với ∆𝑏′ 𝑐 ′ 𝑑′ Vì ∆BCD ∽ ∆𝑏′ 𝑐 ′ 𝑑′ ⇒ 𝑏′ Từ ta vẽ điểm 𝑑 ′ ⇒ ⃗⃗⃗⃗ 𝑎𝐷 { phương, chiều theo ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑝′𝑑′ Độ lớn: 𝑎𝐷 = 𝜇𝑎 𝑝′ 𝑑′ = 5𝜋 47,6388 = 2350,88 (m/𝑠 ) GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN 10 HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy Phương // DE, chiều từ E → D ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅42 { Độ lớn 𝑅42 = 𝑅24 = 5771,436 N h2 = CI (với I hình chiếu ⊥ C lên DE) ⇒ h2 = 62,7054 0,003 = 0,1881 (m) ⇒ Rτ12 = 𝑅42 ℎ2 𝑙𝐵𝐶 = 5771,436 0,1881 = 4824,92 N 0,225 Phương ⊥ 𝐵𝐶, chiều từ phải sang trái 𝜏 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⇒ 𝑅 𝜏 12 { Độ lớn: 𝑅12 = 4824,92 N * Phương trình cân cho khâu 3: Σ ⃗⃗𝐹𝑖 = ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅23 + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅03 + ⃗⃗⃗⃗ 𝑃𝐶 = (2.7) { ⃗⃗𝑖 ) = 𝑅23 + 𝑅03 𝑥2 + 𝑃𝐶 = Σ𝑀𝐶 (𝐹 (2.8) Từ (2.8) ⇒ x2 = Vì ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅03 lực giá tác dụng lên khâu ⇒ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅03 qua C có phương ⊥ AC Lấy (2.5) cộng (2.7) ta được: ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ 𝑅 12 + 𝑅32 + 𝑅42 + 𝑅23 + 𝑅03 + 𝑃𝐶 = 𝜏 𝑛 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ ⟺ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 +𝑅 03 + 𝑅42 + 𝑃𝐶 = (2.9) 𝜏 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑛 Phương trình (2.9) có ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 , 𝑅42 ⃗⃗⃗⃗ 𝑃𝐶 biết, ẩn chưa biết ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅03 Do ta xác định cách vẽ họa đồ lực: - Chọn điểm a bất kì, từ a vẽ véc tơ ⃗⃗⃗⃗ 𝑎𝑏 biểu diễn cho 𝑝𝑐 ⃗⃗⃗⃗ với ab = 54mm, phương // AC, chiều từ C → A ⇒ Tỷ lệ xích họa đồ lực 𝜇𝑃 𝑝𝑐 = 𝑎𝑏 = 5400 54 = 100 (N/mm) - Từ b vẽ ⃗⃗⃗⃗ 𝑏𝑐 biểu diễn cho ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅42 , bc = 57,71436 mm, phương //DE, chiều từ E → D 𝜏 ⃗⃗⃗⃗ biểu diễn cho ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ - Từ c vẽ 𝑐𝑑 𝑅12 , cd = 48,2492 mm, phương ⊥ 𝐵𝐶, chiều từ phải qua trái 𝑛 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ - Từ d vẽ ∆1 // BC biểu diễn cho phương 𝑅 12 - Từ a vẽ ∆2 ⊥ AC biểu diễn cho phương ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅03 𝑛 - Giao điểm e ∆1 ∆2 điểm đầu ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 điểm cuối ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅03 Từ (7): ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅23 + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅03 + ⃗⃗⃗⃗ 𝑃𝐶 = nên từ họa đồ lực ⇒ ⃗⃗⃗⃗ 𝑏𝑒 biểu diễn cho ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅23 GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN 16 HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy 𝜇𝑃 = 100 (N/mm) Hình 2.3: Họa đồ lực Từ họa đồ lực ta có: Phương, chiều theo ⃗⃗⃗⃗ 𝑑𝑒 𝑛 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 { 𝑛 Độ lớn: 𝑅12 = 𝜇𝑃 de = 100 93,0589 = 9305,89 N Phương, chiều theo 𝑐𝑒 ⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 { Độ lớn: 𝑅12 = 𝜇𝑃 ce = 100 104,8055 = 10480,55 N Phương ⊥ AC, chiều từ trái qua phải ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅03 { Độ lớn: 𝑅03 = 𝜇𝑃 ea = 100 19,6736 = 1967,36 N Phương, chiều theo ⃗⃗⃗⃗ 𝑏𝑒 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅23 { Độ lớn 𝑅23 = 𝜇𝑃 be = 100 57,4722 = 5747,22 N Phương, chiều theo ⃗⃗⃗⃗ 𝑒𝑏 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅32 { Độ lớn: 𝑅32 = 𝑅23 = 5747,22 N Cùng phương, ngược chiều ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅21 { Độ lớn: 𝑅21 = 𝑅12 = 10480,55 N 2.1.2 Tính mômen cân bằng: 2.1.2.1 Phương pháp phân tích lực: ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ Giả sử momen cân 𝑀 𝑐𝑏 có chiều hình vẽ GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN 17 HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy Phương trình momen cân điểm A: Mcb – R21 h3 = ⟺ Mcb = R21 h3 = 10480,55 23,8728 0,003 = 750,6 Nm (Với h3 = AK, K hình chiếu ⊥ A ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ lên đường thẳng 𝛿1 qua B // 𝑅 21 ) ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⇒ Mcb > (chứng tỏ 𝑀 𝑐𝑏 chiều 𝜔1 ) Tách khâu dẫn khỏi giá, phương trình cân cho khâu 1: ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅 01 + 𝑅21 = ⟺ 𝑅01 = - 𝑅21 Hình 2.4: Momen cân ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ Phương //𝑅 21 ngược chiều 𝑅21 ⇒ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅01 { Độ lớn: 𝑅01 = 𝑅21 = 9364,63 N 2.1.2.2 Phương pháp di chuyển khả dĩ: Từ tâm họa đồ vận tốc, kẻ phương lực ⃗⃗⃗⃗ 𝑃𝐶 ⃗⃗⃗⃗𝐸 tương ứng , ⃗⃗⃗⃗ 𝑃𝐸 chiếu vận tốc ⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐶 , 𝑉 phương lực tác dụng Ta có phương trình momen cân khâu dẫn: Mcb 𝜔1 + PC VC cos𝜑1 + PE VE cos𝜑2 =0 ⟹ Mcb = − 𝑃𝐶.𝑉𝐶.cos𝜑1 + 𝑃𝐸.𝑉𝐸 cos𝜑2 𝜔1 = − 5400.14,551.𝑐𝑜𝑠1800 +5600.11,2247𝑐𝑜𝑠1800 60𝜋 ⟹ Mcb = 750,329 (Nm) Hình 2.5:Hình chiếu vectơ vận tốc lên phương lực tác dụng ⃗⃗⃗⃗𝐶 𝑃 ⃗⃗⃗⃗𝐶 ; ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗𝐸 ) (Với 𝜑1 , 𝜑2 góc hợp 𝑉 𝑉𝐸 𝑃 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⇒Mcb > ( chứng tỏ 𝑀 𝑐𝑏 chiều 𝜔1 ) 2.2 Vị trí (γ = 450) 2.2.1 Tính áp lực khớp động: Cơ cấu gồm: khâu dẫn nhóm tĩnh định: - Nhóm gồm: khâu 2, khâu khớp B, C, M - Nhóm gồm: khâu 4, khâu khớp D, E, N GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN 18 HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy Hình 2.6: Tách nhóm Axua Khi tách khâu áp lực khớp động trở thành ngoại lực tác dụng lên khâu + Khâu 2: ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 , ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅42 , ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅32 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + Khâu 3: ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅23 , ⃗⃗⃗⃗ 𝑃𝐶 , ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅03 (𝑅 03 : lực giá tác động lên khâu 3) + Khâu 4: ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅24 , ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅54 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + Khâu 5: ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅45 , ⃗⃗⃗⃗ 𝑃𝐸 , ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅05 (𝑅 05 : lực giá tác động lên khâu 5) * Phương trình cân cho khâu 4: Σ ⃗⃗𝐹𝑖 = ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅24 + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅54 = (2.10) { ⃗⃗𝑖 ) = 𝑅24 ℎ1 + 𝑅54 = Σ 𝑀𝐸 (𝐹 (2.11) Phân tích ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅24 thành thành phần: ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅𝜏 vuông góc DE ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅𝑛 // DE 𝜏 Thay vào (2) ta ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅24 h1 = ⇒ được: ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅𝑛 + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅54 = ⇒ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅𝑛 = - ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅54 24 24 𝜏 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅24 24 𝑛 = ⇒ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅24 = ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅24 thay vào (2.10), ta 24 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅24 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅54 phương, ngược chiều Độ lớn 𝑅24 = 𝑅54 Do ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅54 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅45 có phương // DE ⇒ { GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN 19 HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy Hình 2.7: Phân tích lực * Phương trình cân cho khâu 5: ⃗⃗𝑖 = 𝑅 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ Σ𝐹 (2.12) 45 + 𝑅05 + 𝑃𝐸 = { ⃗⃗𝑖 ) = 𝑅45 + 𝑅05 𝑥1 + 𝑃𝐸 = Σ 𝑀𝐸 (𝐹 (2.13) Từ (2.13) ⇒ x1 = Vì ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅05 lực giá tác dụng lên khâu ⇒ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅05 qua E có phương ⊥ AE Chiếu (2.12) lên phương AE ta được: ̂ + PE = ⟺ R45 = PE ∕ cos 𝐴𝐸𝐷 ̂ = 5600∕ cos 190 = 5922,675 N - R45 cos 𝐴𝐸𝐷 Chiếu (3) lên phương ⊥ AE ta được: GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN 20 HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy ̂ = ⟺ R05 = R45 sin 190 = 1928,235 N R05 - R45 sin 𝐴𝐸𝐷 Phương ⊥ AE, chiều từ phải sang trái ⇒ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅05 { Độ lớn: 𝑅05 = 1928,235 N Phương // AE, chiều từ A → E ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅45 { Độ lớn 𝑅45 = 5922,675 N Phương // DE, chiều từ E → D ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅54 { Độ lớn 𝑅54 = 𝑅45 = 5922,675 N Phương // DE, chiều từ D → E 𝑛 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅24 { 𝑛 Độ lớn 𝑅24 = 𝑅54 R54 = 5922,675 N * Phương trình cân cho khâu 2: Σ ⃗⃗𝐹𝑖 = ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅32 + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅42 = (2.14) { ⃗⃗𝑖 ) = − 𝑅12 𝑙𝐵𝐶 + 𝑅42 ℎ2 = Σ𝑀𝐶 (𝐹 (2.15) 𝜏 𝑛 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ Phân tích ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 thành thành phần: 𝑅 12 vuông góc BC 𝑅12 // BC Từ (6) ⇒ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅𝜏 lBC + R42 h2 = 12 Ta có: Phương // DE, chiều từ E → D ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅42 { Độ lớn 𝑅42 = 𝑅24 = 5922,675 N h2 = CI (với I hình chiếu ⊥ C lên DE) ⇒ h2 = 68,6037 0,003 = 0,206 (m) ⇒ Rτ12 = 𝜏 ⇒ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 { 𝑅42 ℎ2 𝑙𝐵𝐶 = 5922,675.0,206 0,225 = 5422,538 N Phương ⊥ 𝐵𝐶, chiều từ phải sang trái 𝜏 Độ lớn: 𝑅12 = 5422,538 N * Phương trình cân cho khâu 3: Σ ⃗⃗𝐹𝑖 = ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅23 + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅03 + ⃗⃗⃗⃗ 𝑃𝐶 = (2.16) { ⃗⃗𝑖 ) = 𝑅23 + 𝑅03 𝑥2 + 𝑃𝐶 = ΣMC (𝐹 (2.17) Từ (8) ⇒ x2 = Vì ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅03 lực giá tác dụng lên khâu ⇒ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅03 qua C có phương ⊥ AC Lấy (2.14) cộng (2.16) ta được: ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ = 𝑅12 + 𝑅 32 + 𝑅42 + 𝑅23 + 𝑅03 + 𝑃𝐶 𝜏 𝑛 ⟺ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅03 + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅42 + ⃗⃗⃗⃗ 𝑃𝐶 = (2.18) 𝜏 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑛 Phương trình (9) có ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 , 𝑅42 ⃗⃗⃗⃗ 𝑃𝐶 biết, ẩn chưa biết ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅03 Do ta xác định cách vẽ họa đồ lực: GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN 21 HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy - Chọn điểm a bất kì, từ a vẽ véc tơ ⃗⃗⃗⃗ 𝑎𝑏 biểu diễn cho 𝑝𝑐 ⃗⃗⃗⃗ với ab = 54mm, phương //AC, chiều từ C → A ⇒ Tỷ lệ xích họa đồ lực 𝜇𝑃 = 𝑝𝑐 𝑎𝑏 = 5400 54 = 100 (N/mm) - Từ b vẽ ⃗⃗⃗⃗ 𝑏𝑐 biểu diễn cho ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅42 , bc = 59,22675 mm, phương //DE, chiều từ E → D 𝜏 ⃗⃗⃗⃗ biểu diễn cho ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ - Từ c vẽ 𝑐𝑑 𝑅12 , cd = 54,22538 mm, phương ⊥ 𝐵𝐶, chiều từ phải qua trái 𝑛 - Từ d vẽ ∆1 // BC biểu diễn cho phương ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 - Từ a vẽ ∆2 ⊥ AC biểu diễn cho phương ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅03 𝑛 - Giao điểm e ∆1 ∆2 điểm đầu ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 điểm cuối ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅03 ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ Từ (7): 𝑅 23 + 𝑅03 + 𝑃𝐶 = nên từ họa đồ lực ⇒ 𝑏𝑒 biểu diễn cho 𝑅23 𝜇𝑃 = 100 (N/mm) Hình 2.8: Họa đồ lực Từ họa đồ lực (Hình 2.8), ta có: ⃗⃗⃗⃗ Phương, chiều theo 𝑑𝑒 𝑛 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 { Độ lớn: Rn12 = 𝜇𝑃 de = 100 76,3462 = 7634,62 N Phương, chiều theo 𝑒𝑐 ⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 { Độ lớn: R12 = 𝜇𝑃 ec = 100 93,6463 = 9364,63 N Phương ⊥ AC, chiều từ trái qua phải ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅03 { Độ lớn: R03 = 𝜇𝑃 ea = 100 3,4426 = 344,26 N GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN 22 HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy Phương, chiều theo ⃗⃗⃗⃗ 𝑏𝑒 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅23 { Độ lớn 𝑅23 = 𝜇𝑃 be = 100 54,1921 = 5419,21 N Phương, chiều theo ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑒𝑏 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅32 { Độ lớn: 𝑅32 = 𝑅23 = 5419,21 N Cùng phương, ngược chiều ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅12 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅21 { Độ lớn: 𝑅21 = 𝑅12 = 9364,63 N 2.2.2 Tính mômen cân bằng: 2.2.2.1 Phương pháp phân tích lực: ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ Giả sử momen cân 𝑀 𝑐𝑏 có chiều hình vẽ Phương trình momen cân điểm A: Mcb – R21 h3 = ⟺ Mcb = R21 h3 = 9364,63 21,3264 0,003 = 599,14 Nm (h3 hình chiếu ⊥ A lên đường thẳng 𝛿1 qua B // ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅21 Hình 2.9: Momen cân ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⇒ Mcb > ( chứng tỏ 𝑀 𝑐𝑏 chiều 𝜔1 ) Tách khâu dẫn khỏi giá, phương trình cân cho khâu 1: ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅 01 + 𝑅21 = ⟺ 𝑅01 = - 𝑅21 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ Phương //𝑅 21 ngược chiều 𝑅21 ⇒ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅01 { Độ lớn: 𝑅01 = 𝑅21 = 9364,63 N 2.2.2.2 Phương pháp di chuyển khả dĩ: Từ tâm họa đồ vận tốc, kẻ phương lực ⃗⃗⃗⃗ 𝑃𝐶 , ⃗⃗⃗⃗ 𝑃𝐸 chiếu vận tốc ⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐶 , ⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐸 tương ứng phương lực tác dụng Ta có phương trình momen cân khâu dẫn: Mcb 𝜔1 + PC VC cos𝜑1 + PE VE cos𝜑2 = ⇒ Mcb = − =− 𝑃𝐶 𝑉𝐶.cos𝜑1 + 𝑃𝐸.𝑉𝐸 cos𝜑2 𝜔1 Hình 2.10: Hình chiếu vectơ vận tốc 5400.5,6094.𝑐𝑜𝑠1800 +5600.14,7605𝑐𝑜𝑠1800 60𝜋 ⇒ Mcb = 599,216 (Nm) ⃗⃗⃗⃗𝐸 ) (Với 𝜑1 , 𝜑2 góc hợp ⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐶 ⃗⃗⃗⃗ 𝑃𝐶 ; ⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐸 𝑃 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⇒ Mcb > ( chứng tỏ 𝑀 𝑐𝑏 chiều 𝜔1 ) GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN 23 HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy CHƯƠNG THIẾT KẾ CƠ CẤU CAM 3.1 Quy luật gia tốc cần đẩy: Hình 3.1: Quy luật gia tốc - Hành trình cần đẩy cam s = 6mm - Góc áp lực cấu cam cần đẩy đáy 𝛼 = 100 - Các góc định kỳ: 𝜑đ𝑖 = 𝜑𝑣ề = 350 ; 𝜑𝑥𝑎 = 50 ÷ 150 3.2 Lập đồ thị biểu diễn quy luật chuyển động cần: Bằng phương pháp tích phân đồ thị, từ đồ thị 𝑑𝑠 𝑑𝜑 𝑑2 𝑠 𝑑𝜑2 (𝜑) ta nhận đồ thị (𝜑) đồ thị s (𝜑) Ta chọn tỷ lệ xích trục 𝜑 𝑙à: 𝜋 80180 𝑟𝑎𝑑 𝜇𝜑 = = 0,00873 ( ) đồ thị 160 𝑚𝑚 Các bước tiến hành tích phân đồ thị: - Trên trục Ο𝜑 đồ thị 𝑑2 𝑠 𝑑𝜑2 (𝜑) ta chia đoạn O𝑥1 , 𝑥1 𝑥2 , 𝑥1 𝑥2 … 𝑥𝑛−1 𝑥𝑛 có độ dài mm Chọn điểm P nằm bên trái 𝑂𝜑 với 𝑃𝑂 = h1 = 30mm Đồ thị 𝑑2 𝑠 𝑑𝜑2 (𝜑) cắt đường dóng xi điểm Ai từ trung điểm đoạn 𝐴𝑖−1 𝐴𝑖 vẽ đường thẳng cắt trục GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN 24 𝑑2𝑠 𝑑𝜑2 điểm HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy Nối P với 𝑎𝑖 ta đoạn P𝑎𝑖 - Trên hệ trục đồ thị 𝑑𝑠 𝑑𝜑 ta vẽ đồ thị 𝑑𝑠 𝑑𝜑 (𝜑) sau: Từ 𝑂1 đường thẳng // 𝑃𝑎1 cắt đường dóng x1 B1, từ B1 vẽ đường thẳng // 𝑃𝑎2 cắt đường dóng x2 B2 Cứ tiếp tục ta xác định 𝑑𝑠 điểm Bi đồ thị 𝑑𝜑 (𝜑) Nối 𝑂2 𝐵1 , 𝐵1 𝐵2 ,… 𝐵𝑛−1 𝐵𝑛 ta đồ thị Sau vẽ đồ thị 𝑑𝑠 𝑑𝜑 𝑑𝑠 𝑑𝜑 (𝜑) (𝜑) ta tiến hành tích phân đồ thị thu đồ thị s (𝜑) Chọn điểm P1 nằm trục 𝑂2 𝜑 phía trái với P1O1= H1 = 15mm Thực tương tự ta xác định điểm Ci đồ thị s (𝜑) Nối điểm 𝑂2 𝐶1 , 𝐶1 𝐶2 ,… 𝐶𝑛−1 𝐶𝑛 ta đồ thị s (𝜑) Gọi h tung độ lớn đồ thị s (𝜑), ta có tỷ lệ xích trục s là: 𝜇𝑠 = trục 𝑠 𝑠𝑚𝑎𝑥 𝑑𝑠 𝑑𝜑 = 𝑚𝑚 44,64 = 0,1344 ( là: 𝜇 𝑑𝑠 = 𝑑𝜑 𝑚𝑚 𝜇𝑠 𝐻2 𝜇𝜑 Tỷ lệ xích trục 𝑑2 𝑠 𝑑𝜑2 𝜇 𝑑𝑠 𝜇 𝑑2 𝑠 = 𝑑𝜑2 𝑑𝜑 ℎ1 𝜇𝜑 = = ) Theo quan hệ tích phân đồ thị ta có tỷ lệ xích 0,1344 40.0,00873 = 0,385 ( 𝑚𝑚 𝑚𝑚.𝑟𝑎𝑑 ) là: 0,385 40.0,00873 = 1,1 ( 𝑚𝑚 𝑚𝑚.𝑟𝑎𝑑 ) Hình 3.2: Đồ thị gia tốc GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN 25 HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy Hình 3.3: Đồ thị vận tốc Hình 3.4: Đồ thị quãng đường dịch chuyển GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN 26 HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy 3.3 Xác định vị trí tâm cam: Với loại cam cần đẩy đáy bằng, góc áp lực 𝛼 không đổi suốt trình làm việc cho yêu cầu 𝛼 ≤ [𝛼𝑚𝑎𝑥 ] để cấu cam làm việc nhẹ nhàng thỏa mãn từ việc tìm tâm cam nhằm bảo đảm biên dạng cam phải lồi 𝑑2 𝑠 Điều kiện lồi biên dạng cam: 𝑟0 + s (𝜑) + Vì 𝑟0 > s > 𝑑2 𝑠 𝑑𝜑2 𝑑𝜑2 (𝜑) ≥ âm hay dương tùy theo vị trí tiếp xúc, ta cần xét điều kiện tương ứng với vị trí tiếp xúc mà Cộng đồ thị s (𝜑) 𝑑2 𝑠 𝑑2 𝑠 𝑑𝜑 𝑑𝜑2 ta đồ thị s + 𝑑2 𝑠 𝑑𝜑2 Ta cần cộng hai đồ thị tương ứng với phần âm đồ thị >0 𝑑2 𝑠 𝑑𝜑2 (𝜑), 𝑚𝑚 ta vẽ lại đồ thị s (𝜑) với tỷ lệ xích 𝜇𝑠 = 𝜇 𝑑2𝑠 = 1,1 ( ) Gọi (s + 𝑚𝑚 𝑑𝜑2 𝑑2 𝑠 𝑑2 𝑠 𝑑𝜑 𝑑𝜑2 ) cực trị âm đồ thị s + Như , để biên dạng cam lồi ta phải có điều kiện: 𝜌 = 𝑟0 + min(s + 𝑑2 𝑠 𝑑𝜑2 ⇒ 𝑟0 > |min(s + )>0 𝑑2 𝑠 𝑑𝜑2 )| Gọi ∆ đường thẳng tiếp xúc với đồ thị s + 𝑑2 𝑠 𝑑𝜑2 điểm có cực trị âm Ta thấy tâm cam 𝑂1 nằm phía ∆ 𝑟0 > |min(s + 𝑑2 𝑠 𝑑𝜑2 )| biên dạng cam lồi Vậy miền tâm cam miền nằm đường thẳng ∆ GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN 27 HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy Hình 3.5: Đồ thị s + GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN 28 𝑑2 𝑠 𝑑𝜑2 HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy Cách vẽ biên dạng cam: - Dựng trục XX song song với trục s đồ thị s (𝜑) - Dựng điểm 𝐵0 – vị trí đáy cần gần tâm cam Dựng 𝑂1 nằm XX với 𝑂1 𝐵0 = 𝑟0 (𝑂1 : tâm cam) 𝑟0 = |min(s + Ta có: |min(s + 𝑑2𝑠 𝑑𝜑2 )| + 10 mm 𝑑2𝑠 𝑑𝜑2 )| = 47,27 1,1 = 52 mm ⇒ 𝑟0 = 52 + 10 = 62 mm Vẽ đường tròn tâm 𝑂1 bán kính R = 𝑂1 𝐵0 Từ tâm 𝑂1 vẽ hai tia 𝑂1 𝑥0 𝑂1 𝑦 tạo với góc 𝛽 = 800 đối xứng với qua XX (𝛽 = 𝜑đ𝑖 + 𝜑𝑣ề +𝜑𝑥𝑎 ) Trong miền 𝑂1 𝑥𝑦 vẽ tia 𝑂1 𝑥𝑖 cách góc 50 ⟹ ta vẽ 16 tia Dựa vào đồ thị s (𝜑) giá trị chuyển vị 𝑠𝑖 cần tương ứng với góc 𝜑𝑖 Trên tia 𝑂1 𝑥𝑖 dựng điểm 𝐼𝑖 với 𝑂1 𝐼𝑖 = 𝑠𝑖 Qua điểm 𝐼𝑖 vẽ đường thẳng ∆𝑖 tiếp xúc với đường tròn tâm 𝑂1 𝐼𝑖 Bao hình đường thẳng ∆𝑖 nói biên dạng cam Hình 3.6: Biên dạng cam lý thuyết GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN Hình 3.7: Biên dạng cam thực tế 29 HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU Trường Sỹ quan KTQS Đồ án môn học Nguyên lý máy TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình Cơ học máy – Lại Khắc Liễm – Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Bài tập Cơ học máy - Lại Khắc Liễm – Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Bài tập Nguyên lý máy – Tạ Ngọc Hải – Nhà xuất KHKT Hướng dẫn thiết kế môn học Nguyên lý máy – Lại Khắc Liễm - Trường đào tạo chức TP Hồ Chí Minh 1984 Giáo trình Nguyên lý máy – Lê Cung - Nhà xuất Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Nguyên lý máy – tập 1,2 - Đinh Gia Tường, Phan Văn Đồng, Tạ Khánh Lâm – NXB Giáo dục GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN 30 HVTH: ĐẶNG BÁ LƯU