Thiết kế cơ cấu dẫn động bằng tải lắc

Đất nước ta đang trên con đường Công Nghiệp Hoà - Hiện Đại Hoá theo định hướng XHCN trong đó ngành công nghiệp đang đóng một vai trò rất quan trọng. Các hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biế

Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên Lý MáyLỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta đang trên con đường Công Nghiệp Hoà - Hiện Đại Hoá theo định hướng XHCN trong đó ngành công nghiệp đang đóng một vai trò rất quan trọng. Các hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến và từng bước thay thế sức lao động của con người . Để tạo ra được và làm chủ những máy móc như thế đòi hỏi mỗi con người chúng ta phải tìm tòi nghiên cứu rất nhiều . Là một sinh viên khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy em luôn thấy được tầm quan trọng của những kiến thức mà mình được tiếp thu từ thấy cô . Việc thiết kế đồ án hoặc hoàn thành bài tập dài là một công việc rất quan trọng trong quá trình học tập bởi nó giúp cho người sinh viên hiểu sâu , hiểu kỹ và đúc kết được nhữngkiến thức cơ bản của môn học . Môn học Nguyên lý máy là một môn học cơ sở vì vậy Thiết kế đồ án môn học Nguyên lý máy là công việc quan trọng và rất cần thiết . Đề tài thiết kế của em được thầy Trịnh quang Vinh giao cho là THIẾT KẾ CƠ CẤU DẪN ĐỘNG BẰNG TẢI LẮC . Với những kiến thức đã học và sau một thời gian nghiên cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo , sự đóng góp trao đổi xây dựng của các bạn em đã hoàn thành được đồ án này Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn Nguyên Lý Máy – Chi Tiết Máy để đồ án của em được hoàn thiện hơn cũng như kiến thứcvề môn học này . Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ em đặc biệt là thầy Vũ Quý Đạc Thái Nguyên , Ngày 2 tháng 12 năm 2001 Sinh viên :Trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp K35MA1 Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên Lý Máy Hoàng Tuấn1 . Phân tích cấu trúc cơ cấu chính : B 2A 3 4 1 O2 C PC a O1 H bHình 1-1 : Lược đồ động của cơ cấu dẫn động Bằng tải lắca . Nguyên lý làm việc : Động cơ làm tay quay O1A quay với vận tốc góc không đổi ω1 . Tay quay O1A truyền chuyển động cho thanh AB làm thanh AB chuyển động song phẳng , khâu AB truyền động cho khâu O2B khâu này được gắn cố định tại gối O2 làm khâu này chuyển động quay tròn với vận tốc góc ω3 quanh gốc O2. Khi khâu O2B quay truyền chuyển động cho thanh truyền BC và truyền chuyển động cho băng tải C chuyển động của thanh truyền là chuyển động song phẳng , còn băng tải có chuyển động là tịnh tiến thẳng .b . Tính bậc tự do của cơ cấu :Để tính bậc tự do ta áp dụng công thức : W = 3n – (2t + c ) + R – STrong đó n là số khâu động ta có n = 5 t là số khớp thấp ta có t = 7 (khớp loại 5) c là số khớp loại cao ta có c = 0 R là số dàng buộc thừa ta có R = 0Trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp K35MA2 Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên Lý Máy S là số bậc tự do thừa ta có S = 0Thay vào ta được W = 3.5 – (2.7 + 0 ) + 0 – 0 = 1 ⇒ W = 1 Vởy bậc tự do của cơ cấu là W = 1.c . Phân loại cơ cấu :Để phân loại cơ cấu ta tách khâu 1 ( khâu O1A ) làm khâu dẫn . Các khâu còn lại có thể tách thành 2 nhóm Axua là : nhóm 4-5 gồm con trượt C và thanh truyền BC ; nhóm 2-3 gồm khâu O2B và khâu AB A B B A 2 1 3 4 O1 O2 C để biết 2 nhóm vùa tách trên có phải là 2 nhóm Axua hay không ta đi kiểm tra bằng công thức : W = 3n – 2t = 0 Nhóm 4-5 có W = 3.2 – 2.3 = 0 Nhóm 2-3 có W = 3.2 – 2.3 = 0Vậy cả 2 nhóm trên đều là nhóm Axua loại 2 vậy cơ cấu là cơ cấu loại 2 .2 . Tổng hợp cơ cấu chính và vẽ hoạ đồ vị trí :Muốn vẽ được hoạ đồ vị trí ta phải xác định được kích thước của từng khâu .Đầu bài chỉ cho biết kích thước khâu 1 là L1= LO1A= 95 (mm), vậy ta phải đi tìm kích thước các khâu còn lại.Cơ cấu ta thiết kế là cơ cấu được tổ hợp từ cơ cấu 4 khâu bản lề và cơ cấu tay quay con trượt . Từ cơ cấu 4 khâu bản lề ta đi tìm tâm vận tốc tức thời P :Theo định lý Vilít ta có tỷ số truyền i13 = 31ωω = POPO12Với ω1= 30n.π=3090.14,3=9,42 (rad/s)Ta xét tại vị góc định vị ϕ1 = 260o → ω3 min= 2,5 (rad/s)Trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp K35MA3 Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên Lý Máy⇒ i13 = 5,242,9 =POPO12 ⇒ O2P = 3,768 O1P (1)Vì P là tâm vận tốc tức thời của cơ cấu 4 khâu bản lề → P là giao giữa đường thẳng chứa giá (O1O2) và đường thẳng chứa thanh truyền (AB)- Ta giả sử P nằm trong đoạn O1O2 : PO1 + PO2 = O1O2Theo đầu bài ta lại có O1O2 = 22ba += 225035 + = 61,03278 ≈ 61 (mm)⇒ PO1 + PO2 = 61 (2)giải hệ phương trình (1) và (2) ⇔ PO1 = 12,8 (mm) PO2 = 48,2 (mm)- Trường hợp P nằm ngoài O1O2(vì PO2 > PO1)→P nằm về phía O1PO1+ O1O2 = PO2 ⇔ PO1+ 61 = PO2 (3)giải hệ phương trình (1) và (3) ⇔ PO1 = 22 (mm) PO2 = 83 (mm)Trong đồ án này em trọn phương án P nằm ngoài O1O2 để thiết kế vậy ta tìm được tâm vận tốc tức thời P nằm trên phương O1O2 và cách O1 một khoảng PO1=22(mm).Từ đây ta xác định được phương truyền của thanh AB ứng với trường hợp ω3= ω3minϕ1 = 260o bằng cách : từ P kẻ đường thẳng t1 đi qua A , từ O2 kẻ t2 , giao của hai đường thẳng t1 và t2chính là B . Ta xác định được chiều dài LAB , LOB2bằng cách đoQua hình vẽ ta được L2 = LAB = 105,11 (mm) L3 = LBO2= 81,25 (mm)Ta kiểm tra lại các kích thước xem chúng có thoả mãn điều kiện quay toàn vòng hay không ta dùng định lý Grashof : Nếu tổng chiều dài khâu ngắn nhất và khâu Trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp K35MA4 Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên Lý Máydài nhất nhỏ hơn hay bằng tổng chiều dài hai khâu còn lại thì khi lấy khâu ngắn nhất làm giá , cả hai khâu nối giá đều là tay quay.Trong bài này Lmax= 105,11(mm) Lmin= L21OO= 61 (mm)Thay vào ta thấy Lmax+ Lmin = 105,11+ 61 = 166,11 < La+ Lb= 95 +81,25 =176,25Vởy khi lấy khâu O1O2 làm giá thì hai khâu nối giá là khâu O1Avà khâu O2B quay toàn vòng.Tính LBC : Theo đề bài ta có λ = BOBC2LL= 8,5 → LBC = 8,5.LO2B= 8,5.81,25 = 690,625(mm) =L4Hành trình làm việc của khâu tịnh tiến (khâu 5) : vì đây là cơ cấu tay quay con trượt chính tâm nên hành trình H = 2.LO2B= 2.81,25 = 162,5 (mm).Từ kích thước đã tính được ở trên ta có thể vẽ được hoạ đồ chuyển vị của cơ cấu .Để vẽ hoạ đồ vị trí ta chọn 1 tỷ lệ xích chiều dài µL (m/mm) . Chọn đoạn biểu diễn chiều dài tay quay O1A = 60 (mm)→ µL = AOL1AO1 = 60095,0 = 0,00158333 ≈ 0,001583 (m/mm)Vậy ta có chiều dài biểu diễn các đoạn khác như sau :AB = LABLµ = 001583,010511,0≈ 66,4 (mm)O2B = LBO2Lµ= 001583,008125,0≈ 51,3 (mm) BC = LBCLµ= 001583,0690625,0 ≈ 436,3 (mm)Để thuận lợi cho việc vẽ hoạ đồ chuyển vị của cơ cấu ta có bảng tổng quát sau :Khâu Độ dài thực (mm)Độ dài biểu diễn (mm)Trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp K35MA5 81bbao6a7aa5a414bbb325b6o3a22bahọa đồ vị trí7b9a81a9b43562789Thuyt minh ỏn mụn hc B mụn Nguyờn Lý MỏyO1A 95 60O2B 81,25 51,3AB 105,11 66,4BC 690,625 436,3- Cỏch dng ho v trớ : K hai ng thng c//d v cỏch nhau mt khong a = LaLà= 001583,0035,0= 22,1 (mm)Trờn ng c ly mt im O1 , t O1 k ng trũn tõm O1 bỏn kớnh R1= LAO1 Trờn ng d ly mt im O2 sao cho O1O2 =61 (mm) , t O2 k ng trũn tõm O2 bỏn kớnh R2= LBO2 Trng i hc K thut Cụng nghip K35MA6 . quan trọng và rất cần thiết . Đề tài thiết kế của em được thầy Trịnh quang Vinh giao cho là THIẾT KẾ CƠ CẤU DẪN ĐỘNG BẰNG TẢI LẮC . Với những kiến. kích thước các khâu còn lại .Cơ cấu ta thiết kế là cơ cấu được tổ hợp từ cơ cấu 4 khâu bản lề và cơ cấu tay quay con trượt . Từ cơ cấu 4 khâu bản lề ta đi tìm