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

Phân tích động học cơ cấu chính 01 bản vẽ A1 a Phân tích cơ cấu, xếp loại và nguyên lý làm việc.. Vị trí thứ hai: Vị trí 2: γ = 45o b Xác định mômen cân bằng tác dụng lên khâu dẫn bằng

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 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: đi = về = 350

xa = 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 / d và s()

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

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

Hình 1.1: Họa đồ cơ cấu

Hình 1.2: Xếp loại cơ cấu

+ 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

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 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:

Cho ω1= 60П (rad/s), γ = 00

Phương, chiều: // AC  AB, phù hợp 1  BC

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

𝑉𝐵

⃗⃗⃗⃗ bằng đoạn pb = 60 mm có phương vuông góc AB, chiều phù hợp chiều quay 1

Vậy tỉ lệ xích của họa đồ vận tốc là: 𝜇𝑣 = 𝑉𝐵

Từ b vẽ đường thẳng ∆1 vuông góc BC biểu diễn cho phương của 𝑉⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝐶𝐵

Từ p vẽ đường thẳng ∆2 song song AC biểu diễn cho phương của 𝑉⃗⃗⃗⃗ 𝐶

Giao điểm c của ∆1 và ∆2 chính là mút của 𝑉⃗⃗⃗⃗⃗⃗ và 𝑉𝐶𝐵 ⃗⃗⃗⃗ 𝐶

* 𝑉⃗⃗⃗⃗ :{𝐶 Độ lớn: 𝑉// AC, chiều theo 𝑝𝑐⃗⃗⃗⃗

𝐶 = 𝜇𝑣 𝑝𝑐̅̅̅̅ = 0,075П 61,7956 = 14,551 (m/s).

* 𝑉⃗⃗⃗⃗⃗⃗ :{𝐶𝐵  BC, theo chiều 𝑏𝑐⃗⃗⃗⃗

Độ lớn: 𝑉𝐶𝐵 = 𝜇𝑣 𝑏𝑐̅̅̅̅ = 0,075П 29,0016 = 6,8367 (m/s).

Từ b vẽ đường thẳng 𝛿1  BD biểu diễn cho phương của 𝑉⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝐷𝐵

Từ c vẽ đường thẳng 𝛿2 CD biểu diễn cho phương của 𝑉⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝐶𝐷

Giao điểm d của 𝛿1 và 𝛿2 chính là mút của 𝑉⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ và 𝑉𝐷𝐵 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ (ta có thể xác định 𝐶𝐷điểm d bằng phương pháp sử dụng định lí đồng dạng thuận cho 2 tam giác là

* 𝑉⃗⃗⃗⃗⃗⃗ :{𝐷𝐶  CD, chiều theo 𝑐𝑑⃗⃗⃗⃗

Độ lớn: 𝑉𝐷𝐶 = 𝜇𝑣 𝑐𝑑̅̅̅̅ = 0,075П 26,9192 = 6,3427 (m/s).

Từ d vẽ đường thẳng 𝛿3 DE biểu diễn cho phương của 𝑉⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝐸𝐷

Từ p vẽ đường thẳng 𝛿4 // AE biểu diễn cho phương của 𝑉⃗⃗⃗⃗ 𝐸

Giao điểm e của 𝛿3 và 𝛿4 chính là mút của 𝑉⃗⃗⃗⃗ và 𝑉𝐸 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝐸𝐷

Độ lớn: ? 270 П2 (m/s2) 207,735 (m/s2) ?

Phương, chiều: //AC B → A // BC  BC

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

- Chọn 𝑝′ làm gốc của họa đồ Từ 𝑝′ vẽ 𝑝′𝑏′⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ biểu diễn cho 𝑎⃗⃗⃗⃗ = 270𝜋𝐵 2

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

Tỷ lệ xích của họa đồ gia tốc là:

Từ 𝑛𝐶𝐵 vẽ đường thẳng x1 BC biểu diễn cho phương của 𝑎⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝐶𝐵𝜏

Từ 𝑝′ vẽ đường thẳng x2 // AC biểu diễn cho phương của 𝑎⃗⃗⃗⃗ 𝐶

Giao điểm 𝑐′ của x1 và x2 chính là mút của 𝑎⃗⃗⃗⃗ và 𝑎𝐶 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝐶𝐵𝜏

* Phương trình gia tốc điểm E:

Từ 𝑑′ vẽ 𝑑′𝑛⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ biểu diễn cho 𝑎𝐸𝐷 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ đã biết, phương // DE, chiều từ E → D 𝐸𝐷𝑛

Từ 𝑛𝐸𝐷 vẽ đường thẳng y1 DE biểu diễn cho phương của 𝑎⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝐷𝐸𝜏

Từ 𝑝′ vẽ đường thẳng y2 // AE biểu diễn cho phương của 𝑎⃗⃗⃗⃗ 𝐸

Giao điểm 𝑒′ của y1 và y2 chính là mút của 𝑎⃗⃗⃗⃗ và 𝑎𝐸 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝐸𝐷𝜏

Chèn bang tinh

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:

+ Khâu 5: 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ , 𝑃45 ⃗⃗⃗⃗ , 𝑅𝐸 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ (𝑅05 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ : lực do giá tác động lên khâu 5) 05

* Phương trình cân bằng cho khâu 4:

{ Σ 𝐹⃗⃗ = 𝑅𝑖 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + 𝑅24 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = 0 (2.1)54

Σ 𝑀𝐸(𝐹⃗⃗ ) = 𝑅𝑖 24 ℎ1 + 𝑅54 0 = 0 (2.2)Phân tích 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ thành 2 thành phần: 𝑅24 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ vuông góc DE và 𝑅24𝜏 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ // DE 24𝑛

Thay vào (2) ta được 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ h24𝜏 1 = 0 ⇒ 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = 0 ⇒ 𝑅24𝜏 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = 𝑅24 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ thay vào (1), ta 24𝑛

Chiếu (2.3) lên phương AE ta được:

- R45 cos 𝐴𝐸𝐷̂ + PE = 0 ⟺ R45 = PE ∕ cos 𝐴𝐸𝐷̂ = 5600∕ cos 140 = 5771,436 N Chiếu (3) lên phương ⊥ AE ta được:

Từ (6) ⇒ 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ l12𝜏 BC + R42 h2 = 0

Ta có:

𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ {42 Phương // DE, chiều từ E → D

- Từ c vẽ 𝑐𝑑⃗⃗⃗⃗ biểu diễn cho 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ , cd = 48,2492 mm, phương ⊥ 𝐵𝐶, chiều từ 12𝜏

phải qua trái

- Từ d vẽ ∆1 // BC biểu diễn cho phương của 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 12𝑛

- Từ a vẽ ∆2 ⊥ AC biểu diễn cho phương của 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 03

- Giao điểm e của ∆1 và ∆2 là điểm đầu của 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ và điểm cuối của 𝑅12𝑛 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 03

Từ (7): 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + 𝑅23 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + 𝑃03 ⃗⃗⃗⃗ = 0 nên từ họa đồ lực ⇒ 𝑏𝑒𝐶 ⃗⃗⃗⃗ biểu diễn cho 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 23

Từ họa đồ lực ta có:

𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ { Phương, chiều theo 𝑑𝑒12𝑛 ⃗⃗⃗⃗

Độ lớn: 𝑅12𝑛 = 𝜇𝑃 de = 100 93,0589 = 9305,89 N

𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ {12 Phương, chiều theo 𝑐𝑒⃗⃗⃗

Độ lớn: 𝑅12 = 𝜇𝑃 ce = 100 104,8055 = 10480,55 N

𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ {03 Phương ⊥ AC, chiều từ trái qua phải

Độ lớn: 𝑅03 = 𝜇𝑃 ea = 100 19,6736 = 1967,36 N 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ {Phương, chiều theo 𝑏𝑒23 ⃗⃗⃗⃗

Độ lớn 𝑅23 = 𝜇𝑃 be = 100 57,4722 = 5747,22 N

𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ { Phương, chiều theo 𝑒𝑏32 ⃗⃗⃗⃗

Độ lớn: 𝑅32 = 𝑅23 = 5747,22 N

𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ { Cùng phương, ngược chiều 𝑅21 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 12

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 bằng 𝑀⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ có chiều như hình vẽ 𝑐𝑏

𝜇𝑃 = 100 (N/mm)

Hình 2.3: Họa đồ lực

Phương trình momen cân bằng đối với

điểm A:

Mcb – R21 h3 = 0 ⟺ Mcb = R21 h3

= 10480,55 23,8728 0,003 = 750,6 Nm

(Với h3 = AK, K là hình chiếu ⊥ của A

lên đường thẳng 𝛿1 qua B và // 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ) 21

⇒ Mcb > 0 (chứng tỏ 𝑀⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ cùng chiều 𝜔𝑐𝑏 1)

Tách khâu dẫn ra khỏi giá, phương trình

cân bằng cho khâu 1:

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

, 𝑃⃗⃗⃗⃗ rồi chiếu các vận tốc 𝑉𝐸 ⃗⃗⃗⃗ , 𝑉𝐶 ⃗⃗⃗⃗ tương ứng trên 𝐸

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 + Khâu 2: 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ , 𝑅12 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ , 𝑅42 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 32

+ Khâu 3: 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ , 𝑃23 ⃗⃗⃗⃗ , 𝑅𝐶 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ (𝑅03 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ : lực do giá tác động lên khâu 3) 03

+ Khâu 4: 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ , 𝑅24 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 54

+ Khâu 5: 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ , 𝑃45 ⃗⃗⃗⃗ , 𝑅𝐸 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ (𝑅05 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ : lực do giá tác động lên khâu 5) 05

* Phương trình cân bằng cho khâu 4:

{ Σ 𝐹⃗⃗ = 𝑅𝑖 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + 𝑅24 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = 0 (2.10)54

Σ 𝑀𝐸(𝐹⃗⃗ ) = 𝑅𝑖 24 ℎ1 + 𝑅54 0 = 0 (2.11)Phân tích 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ thành 2 thành phần: 𝑅24 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ vuông góc DE và 𝑅24𝜏 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ // DE 24𝑛

Thay vào (2) ta được 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ h24𝜏 1 = 0 ⇒ 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = 0 ⇒ 𝑅24𝜏 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = 𝑅24 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ thay vào (2.10), ta 24𝑛

* Phương trình cân bằng cho khâu 5:

{Σ 𝐹⃗⃗ = 𝑅𝑖 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + 𝑅45 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + 𝑃05 ⃗⃗⃗⃗ = 0 (2.12)𝐸

Σ 𝑀𝐸(𝐹⃗⃗ ) = 𝑅𝑖 45 0 + 𝑅05 𝑥1+ 𝑃𝐸 0 = 0 (2.13)

Từ (2.13) ⇒ x1 = 0 Vì 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ là lực của giá tác dụng lên khâu 5 ⇒ 𝑅05 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ đi qua 05

E và có phương ⊥ AE

Chiếu (2.12) lên phương AE ta được:

- R45 cos 𝐴𝐸𝐷̂ + PE = 0 ⟺ R45 = PE ∕ cos 𝐴𝐸𝐷̂ = 5600∕ cos 190 = 5922,675 N Chiếu (3) lên phương ⊥ AE ta được:

Hình 2.7: Phân tích lực

* Phương trình cân bằng cho khâu 3:

{Σ 𝐹⃗⃗ = 𝑅𝑖 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + 𝑅23 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + 𝑃03 ⃗⃗⃗⃗ = 0 (2.16)𝐶ΣMC (𝐹⃗⃗ ) = 𝑅𝑖 23 0 + 𝑅03 𝑥2 + 𝑃𝐶 0 = 0 (2.17)

Từ (8) ⇒ x2 = 0 Vì 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ là lực của giá tác dụng lên khâu 3 ⇒ 𝑅03 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ đi qua C 03

và có phương ⊥ AC

Lấy (2.14) cộng (2.16) ta được:

𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + 𝑅12 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + 𝑅32 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + 𝑅42 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + 𝑅23 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + 𝑃03 ⃗⃗⃗⃗ = 0 𝐶

⟺ 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + 𝑅12𝜏 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + 𝑅12𝑛 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + 𝑅03 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + 𝑃42 ⃗⃗⃗⃗ = 0 𝐶 (2.18) Phương trình (9) có 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ , 𝑅12𝜏 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ và 𝑃42 ⃗⃗⃗⃗ đã biết, còn 2 ẩn chưa biết là 𝑅𝐶 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ và 𝑅12𝑛 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 03

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 𝑎𝑏⃗⃗⃗⃗ biểu diễn cho 𝑝𝑐⃗⃗⃗⃗ với ab = 54mm,

phương //AC, chiều từ C → A

⇒ Tỷ lệ xích của họa đồ lực 𝜇𝑃 = 𝑝𝑐 𝑎𝑏 = 5400 54 = 100 (N/mm) - Từ b vẽ 𝑏𝑐⃗⃗⃗⃗ biểu diễn cho 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ , bc = 59,22675 mm, phương //DE, chiều từ E → D 42 - Từ c vẽ 𝑐𝑑⃗⃗⃗⃗ biểu diễn cho 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ , cd = 54,22538 mm, phương ⊥ 𝐵𝐶, chiều từ 12𝜏 phải qua trái - Từ d vẽ ∆1 // BC biểu diễn cho phương của 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 12𝑛 - Từ a vẽ ∆2 ⊥ AC biểu diễn cho phương của 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 03 - Giao điểm e của ∆1 và ∆2 là điểm đầu của 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ và điểm cuối của 𝑅12𝑛 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 03 Từ (7): 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + 𝑅23 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + 𝑃03 ⃗⃗⃗⃗ = 0 nên từ họa đồ lực ⇒ 𝑏𝑒𝐶 ⃗⃗⃗⃗ biểu diễn cho 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 23

Từ họa đồ lực (Hình 2.8), ta có: 𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ { Phương, chiều theo 𝑑𝑒12𝑛 ⃗⃗⃗⃗

Độ lớn: Rn12 = 𝜇𝑃 de = 100 76,3462 = 7634,62 N

𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ {12 Phương, chiều theo 𝑒𝑐⃗⃗⃗

Độ lớn: R12 = 𝜇𝑃 ec = 100 93,6463 = 9364,63 N

𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ {03 Phương ⊥ AC, chiều từ trái qua phải

Độ lớn: R03 = 𝜇𝑃 ea = 100 3,4426 = 344,26 N

𝜇𝑃 = 100 (N/mm) Hình 2.8: Họa đồ lực

𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ {Phương, chiều theo 𝑏𝑒23 ⃗⃗⃗⃗

Độ lớn 𝑅23 = 𝜇𝑃 be = 100 54,1921 = 5419,21 N

𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ { Phương, chiều theo 𝑒𝑏 32 ⃗⃗⃗⃗⃗

Độ lớn: 𝑅32 = 𝑅23 = 5419,21 N

𝑅⃗⃗⃗⃗⃗⃗ { Cùng phương, ngược chiều 𝑅21 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 12

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 bằng 𝑀⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ có chiều như hình vẽ 𝑐𝑏

Phương trình momen cân bằng đối với điểm A:

Từ tâm họa đồ vận tốc, kẻ phương các lực 𝑃⃗⃗⃗⃗ , 𝑃𝐶 ⃗⃗⃗⃗ 𝐸

rồi chiếu các vận tốc 𝑉⃗⃗⃗⃗ , 𝑉𝐶 ⃗⃗⃗⃗ tương ứng trên phương lực 𝐸

tác dụng Ta có phương trình momen cân bằng trên khâu

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CƠ CẤU CAM

3.1 Quy luật gia tốc của cần đẩy:

- Hành trình cần đẩy của cam s = 6mm

- Góc áp lực của cấu cam cần đẩy đáy bằng 𝛼 = 100

Nối P với 𝑎𝑖 ta được các đoạn P𝑎𝑖

𝑑𝜑(𝜑) Nối 𝑂2𝐵1 , 𝐵1𝐵2,… 𝐵𝑛−1𝐵𝑛 ta được đồ thị 𝑑𝑠

𝑑𝜑(𝜑) Sau khi vẽ được đồ thị 𝑑𝑠

𝑑𝜑(𝜑) ta tiến hành tích phân đồ thị này thu được đồ thị s (𝜑) Chọn điểm P1 nằm trên trục 𝑂2𝜑 về phía trái với P1O1= H1 = 15mm Thực hiện tương tự như trên ta xác định được các điểm Ci trên đồ thị s (𝜑) Nối các điểm 𝑂2𝐶1 , 𝐶1𝐶2,… 𝐶𝑛−1𝐶𝑛 ta được đồ thị s (𝜑)

Gọi h là tung độ lớn nhất trên đồ thị s (𝜑), ta có tỷ lệ xích của trục s là:

Hình 3.3: Đồ thị vận tốc

Hình 3.4: Đồ thị quãng đường dịch chuyển

3.3 Xác định vị trí tâm cam:

Với loại cam cần đẩy đáy bằng, góc áp lực 𝛼 không đổi trong suốt quá trình làm việc cho yêu cầu 𝛼 ≤ [𝛼𝑚𝑎𝑥] để cơ cấu cam làm việc nhẹ nhàng được thỏa mãn ngay từ việc tìm tâm cam nhằm bảo đảm biên dạng cam phải lồi

Điều kiện lồi của biên dạng cam: 𝑟0+ s (𝜑) + 𝑑

2 𝑠

𝑑𝜑2 (𝜑) ≥ 0

Vì 𝑟0 > 0 và s > 0 còn 𝑑

2 𝑠

𝑑𝜑2 có thể âm hay dương tùy theo vị trí tiếp xúc, do

đó ta chỉ cần xét điều kiện tương ứng với các vị trí tiếp xúc mà tại đó 𝑑2𝑠

𝑑𝜑2 > 0 Cộng 2 đồ thị s (𝜑) và 𝑑

𝑑𝜑2 tại điểm có cực trị âm của

nó Ta thấy nếu tâm cam 𝑂1 nằm phía dưới ∆ thì 𝑟0 > |min(s + 𝑑2𝑠

𝑑𝜑2)| và biên dạng cam là lồi

Vậy miền tâm cam là miền nằm dưới đường thẳng ∆

Hình 3.5: Đồ thị s + 𝑑

2 𝑠

𝑑𝜑2

3 4 Cách vẽ biên dạng cam:

- Dựng trục XX song song với trục s của đồ thị s (𝜑)

- Dựng điểm 𝐵0 – vị trí đáy cần gần tâm cam nhất Dựng 𝑂1 nằm trên XX với 𝑂1𝐵0 = 𝑟0 (𝑂1: là tâm cam)

Qua điểm 𝐼𝑖 vẽ đường thẳng ∆𝑖 tiếp xúc với đường tròn tâm 𝑂1𝐼𝑖

Bao hình của đường thẳng ∆𝑖 nói trên chính là biên dạng của cam

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Giáo trình Cơ học máy – Lại Khắc Liễm – Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh

2 Bài tập Cơ học máy - Lại Khắc Liễm – Nhà xuất bản Đại học Quốc gia

TP Hồ Chí Minh

3 Bài tập Nguyên lý máy – Tạ Ngọc Hải – Nhà xuất bản KHKT

4 Hướng dẫn thiết kế môn học Nguyên lý máy – Lại Khắc Liễm - Trường đào tạo tại chức TP Hồ Chí Minh 1984

5 Giáo trình Nguyên lý máy – Lê Cung - Nhà xuất bản Đại học Bách Khoa

Đà Nẵng

6 Nguyên lý máy – tập 1,2 - Đinh Gia Tường, Phan Văn Đồng, Tạ Khánh Lâm – NXB Giáo dục