bài tập lớn môn nguyên lý máy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ***&*** VIỆN CƠ KHÍ BM CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ RÔ BỐT -& - BÀI TẬP LỚN -oOo - MÔN: NGUYÊN LÝ MÁY I, Họa đồ cấu ứng với góc1 = 130 : H=400 N E y = M D a= B A I Ø 47° c Bảng số liệu kèm theo tính toán: Hệ số dao nhanh K= 1.7 Hành trình bào : H= 400 (mm) 3/ Khoảng cách AC: AC=a/2 4/ Mômen quán tính khâu : JS3= 5/ Khối lượng khâu 3: m3= 15 (kg) 6/ Khối lượng khâu 5: m5= 53 (kg) 7/ Vị trí tay quay: 8/ Trị số lực cắt: F= 1600 (N) 9/ Vị trí lực cắt: y= 0,15.a (mm) 10/ Vận tốc trung bình tay quay: n1= 90 (vòng/phút) 11/ Góc lắc cần 6: = 15° 12/ Chiều dài cần 6: FG = 120 (mm) 13/ Quy luật gia tốc cần 6: Dạng= 14/ Góc áp lực cực đại cho phép: max 15/ Góc định kì giai đoạn đi, về: đ 16/ Góc định kì giai đoạn đứng xa: x *Số bậc tự : = 130° = 39° = v= 65° = 10° W = 3n - ( 2T + c – Rtn + Rth ) – Wth -Số khâu động : -Số khớp động : -Số khớp cao : -Số ràng buộc trùng : -Số ràng buộc thừa : -Số bậc tự : n=5 T=7 c=0 Rtn = Rth = Wth = → Số bậc tự w = *Hệ số nhanh : k= =1,7 → = 47° + ∆CEN: a = EN.Tan23,5°≈460 (mm) + ∆CAI: AB=AI=AC.Sin23,5°≈ 92 (mm) + �1 = n.�/30 = 9.4 (rad/s) *Họa đồ vận tốc: +Tại B: B1 = B3 + B1B3 +Tại D: D5 = D3 + D5D3 Trong đó: �1 =130° ứng với góc � = 50° VB1có chiều từ B đến A VB1 = AB.�1 = 92 x 9.4 = 864.8 (mm/s) VB3có chiều từ B đến C VB1B3có chiều vuông góc với BC chiều theo �3 VD5có phương trùng với MN VD3có chiều từ D đến C VD5D3có phương vuông góc với CD chiều theo �3 CB2 = CA2 + AB2 – 2.CA.AB.COS CAB =2302 + 922 – 2.230.92.COS CAB COS= CD = *Cách vẽ họa đồ: - - Chọn tỷ lệ xích �= VB1/PA = 864.8/200 ≈ 4.32 Chọn điểm P vẽ PA thể B1 Từ A Vẽ CD, kẻ PB vuông góc CD thể B3 AB thể B1B3 Từ P kẻ PC chiều PB thể D3 Từ C kẻ đường thẳng d song song CD Từ P kẻ đường thẳng song song MN cắt d D PD thể D5 PC thể D5D3 *Họa đồ: � = 5° CD CD 131.23 P AB B D C A 46.13 � = 50° 272.80 CD CD D P B AB A 50 37.61 MN C � = 95° AB CD CD A P B D 385.69 95 � = 140° C 9.02 13.93 CD CD A AB B D P 266.53 140 � = 185° C CD CD A C P B D 58.17 129.80 185 � = 230° AB 48.24 CD C 43.11 = 275 D A MN B 230 P CD D A MN P BC = 320 275 CD 116.34 D A MN B C P 320 có: = xF = xF 50 95 140 185 230 275 320 1214.2 868.32 382.5 168.4 94.56 344.88 590.8 930.72 1890.8 1783.7 1586 1481.6 1692.1 2501.8 1330 1080.6 8 4 +Thanh CD: ( + D’ + C + B + ) = Trong đó: hướng xuống = m3.10 = 150 (N) ngược chiều B3 = m3.3 (với3làgiatốccủathanh tạitrungđiểmthanh D’ ngược chiều D C có phương trùng CD B cóphươngtrùng AB 50 95 140 185 230 275 320 3050 4054 3330 3978 725 14009 18351 9900 38 49 24 72 24 78 71 57 45.76 60.82 49.95 59.68 10.8 210.15 275.28 148.5 *Cách vẽ họa đồ: -chọn tỷ lệ xích = = = 0.75 - Chọn điểm P tùy ý, vẽ PA thể G3 - Từ A vẽ AB vuông góc với CD thể - Từ B vẽ BC thể - Từ C kẻ đường thẳng d phương đường thẳng AB - Từ P kẻ đường thẳng phương CD cắt d D CD thể B , PD thể C =5 D AB B C CD P A = 50 D AB CD B C P A = 95 = 140 P A B C CD AB D = 185 = 230 D AB CD P A B = 275 = 320 C Tính moment thay ngoại lực moment quán tính thay khâu dẫn a Tính moment thay ngoại lực - Moment thay tính bở biểu thứ: n  v ω  M tt = ∑  Pi i + M i i  ω1 ω1  i =1  - Ý nghĩa thông số: • • • • • Pi Mi vi ωi ω1 - lực tác dụng lên khâu i - moment tác động lên khâu thứ i - vận tốc khâu i điểm đặt lực Pi - vận tốc góc khâu i - vận tốc góc khâu thay - khâu dẫn b Tính moment quán tính thay khâu dẫn - Moment quán tính thay tính biểu thức:   v 2  ωi   Si J tt = ∑ mi   + J Si    ω i =1   ω1     1 n - Ý nghĩa thông số: • • mi vSi – khối lượng khâu i – vận tốc khối tâm khâu i • • J Si ωi ω1 – moment quán tính khối tâm khâu i – vận tốc góc khâu i – vận tốc góc khâu thay - khâu dẫn - Trong toán cụ thể: • 2 2 v  v  ω  v  ω  J tt = m5  s  + m4  s  + J s   + m3  s  + J s    ω1   ω1   ω1   ω1   ω1  ⇔ J tt = ( m5vs25 + m4vs24 + J s 4ω42 + m3vs23 + J s3ω32 ) ω12 (2.2.1) - Các trị số khối lượng moment quán tính khâu lấy từ trị số vận tốc “1.2 Bài toán vận tốc”, ta có: vD3 ≈ vs ≈ vE v s ≈ vs ≈ v E vs = ω3 = ω4 = v D3 = vE (m/s) (m/s) (m/s) vD3 lCD (s-1) vDE lDE (s-1) Thay vào biểu thức 2.2.1, ta được:  vD   vE  J tt = m5 v E + m3   + J s  ω1   2  lCD         (kg.m2) PHẦN THIẾT KẾ CƠ CẤU CAM I)Xác định tâm quay cấu cam Cam cần lắc đáy nhọn a Bài toán -Xét cấu cam thỏa -Quan hệ vận tốc = //tt ? ? -Ứng với vị trí tt ta có họa đồ vận tốc vị trí tâm cam mà -chạy tt A chạy // nn cách đoạn () -Gọ i= , ta tính -Tam giác đồng dạng hay Chú ý , = -Vậy, quỹ tích tâm cam A // nn cắt cần cam điểm cách đầu cần đoạn trên, chiều chiều vector xoay 90theo chiều -Góc áp lực đặt bên phải / trái -Nếu góc áp lực đặt bên trái quỹ tích tâm cam A đường thẳng // qua điểmnhư xác định Tâm cam đặt tùy ý -Nếu thay điều kiện điều kiệnvà cho biết cam giai đoạn xa hay gần tâm cam A đặt tùy ý hai miền giới hạn b) Bài toán Cho: -Góc áp lực -Quy luật chuyển động cần Yêu cầu : -Phải đặt tâm cam A đầu để thỏa mãn điều kiện cho -Cho quy luật chuyển động cần thời điểm toán trở toán xét , ta xác định miền tâm cam tương ứng -Trường hợp -Tâm cam miền giao miền -Để xác định miền tâm cam +Vẽ vị trí cần +Với vị trí , xác định +Miền tâm ca m phần giao Từ đồ thịđã cho ta có đồ thị hình = (mm/rad) = (mm/rad) = = 15 =(mm/rad) =.= = 0,137 mm/rad