Tổng hợp cơ cấu chính - vẽ hoạ đồ vị trí

Cơ cấu chính của máy bào loại 1 được tổ chức từ cơ cấu culits, gồm có 6 khâu. Công dụng của máy bào là biến chuyển động quay của bộ phận dẫn động (thường là máy điện) thành chuyển động t

O2CBAn1O2S5bĐồ án môn học - Nguyên lý máy Phạm Xuân Điệp - Lớp K36MAI. TỔNG HỢP CƠ CẤU CHÍNH - VẼ HOẠ ĐỒ VỊ TRÍ1. Phân tích cấu trúc cơ cấu chínhĐây là lược đồ chính của cơ cấu Máy Bào Loại ICơ cấu chính của máy bào loại 1 được tổ chức từ cơ cấu culits, gồm có 6 khâu. Công dụng của máy bào là biến chuyển động quay của bộ phận dẫn động (thường là máy điện) thành chuyển động tịnh tiến thẳng của bộ phận công tác (đầu bào). Trên đầu bào ta lắp dao bào để bào các dạng chi tiết khác nhau.Đặc điểm truyền động của các khâu: Khâu dẫn O1A ta phải giả thiết quay đều với vận tốc góc ω1 truyền chuyển động cho con trượt 2 (khâu này chuyển động song phẳng). Con trượt 2 truyền chuyển động cho culits 3 (culits 3 có chuyển động quay không toàn vòng) lắc qua lại truyền chuyển động cho thanh truyền 4 (thanh truyền 4 chuyển động song phẳng)và thanh truyền 4 truyền chuyển động cho đầu bào 5 (đầu bào 5 có chuyển động là tịnh tiến thẳng và khứ hồi).2. Tính bậc tự do - Xếp loại cơ cấu 1GVHD: Phan Quang Thế Đồ án môn học - Nguyên lý máy Phạm Xuân Điệp - Lớp K36MAa. Tính bậc tự doĐể tính bậc tự do ta áp dụng công thức:W = 3n – (2P5 + P4 – R + S) (1)Ở đây n là số khâu độngP5 là số khớp thấp loại 5P4 là số khớp cao loại 4R là số ràng buộc thừaS là số bậc tự do thừaTa thấy đây là cơ cấu phẳng toàn khớp thấp nên:n = 5; P5 = 7; P4 = 0; R = 0; S = 0;Vậy thay vào (1) ta tính được bậc tự do của cơ cấu chính là:W = 3.5 – (2.7 + 0 – 0 + 0) = 15 –14 = 1b. Xếp loại cơ cấuChọn khâu 1 làm khâu dẫn.Ta tách cơ cấu này thành 2 nhóm Axua:+ Nhóm 4-5 gồm đầu bào 5 và thanh truyền 4.+ Nhóm 2-3 gồm culits 3 và con trượt 2.Cả 2 nhóm này đều thuộc nhóm loại 2. Vậy cơ cấu là cơ cấu loại 2.3. Tổng hợp cơ cấu chính và vẽ hoạ đồ vị tría. Xác định kích thước các khâuTheo bảng số liệu (số liệu 1): 2GVHD: Phan Quang Thế 0,05HĐồ án môn học - Nguyên lý máy Phạm Xuân Điệp - Lớp K36MAH = 460 mmk = 1,62mmlOO40021=25,02=BOBCllTheo lược đồ cấu tạo đã cho của cơ cấu, ta vẽ lược đồ động biểu diễn cơ cấu ở 3 vị trí: một vị trí trung gian và hai vị trí giới hạn (vị trí biên). ở những vị trí giới hạn, đường tâm của culits O3B tiếp tuyến với vòng tròn quỹ đạo của tâm chốt tay quay. Vẽ hành trình H của đầu bào 5.Góc lắc 221BOB∠=ψ của culits 3 xác định theo hệ số về nhanh k đẫ cho theo công thức: 000595,42162,1162,11801k1k180 ≈+−=+−=ψVì trục đối xứng O2E của góc culits thẳng góc với phương chuyển động xx của đầu bào 5 cho nên chiều dài dây cung B1B2 bằng hành trình của đầu 3GVHD: Phan Quang Thế Đồ án môn học - Nguyên lý máy Phạm Xuân Điệp - Lớp K36MAbào. Từ các tam giác vuông O2DB1 và O2A1O1 xác định chiều dài BOl2 của culits O2B và chiều dài R của tay quay O1A theo công thức:mm2241,6332595,42sin24602sin2Hl0BO2≈=ψ=mm284,1452595,42sin4002sinlR21OO≈⋅≈ψ=Chiều dài lBC của thanh truyền BC bằng:25,0llBOBC2=mm310,158241,633.25,0l25,0lBOBC2≈==Đường chuyển động xx của đầu bào đặt ở giữa đoạn biểu thị độ võng DE của cung B1B2 có bán kính O2B1 (theo giả thiết). Khi đó khoảng cách h từ trục xx tới tâm quay của culits:mm618,6112595,42cos12241,6332cos12l22coslll2DEBOMOhBOBOBOBO222222≈+=ψ+=ψ−−=−==Trong bài này, khoảng chừa trước và khoảng chừa sau bằng nhau. Mỗi khoảng ấy bằng 0,05H = 0,05 x 460 = 23 mm. Bằng phương pháp vẽ ta xác định được các góc ứng với các khoảng chừa trong hanh trình làm việc và hành trình về không.Góc quay của tay quay ứng với khoảng chừa trong hành trình làm việc là: 0''111'17,28≈∠= AOAθ, còn góc ứng với khoảng chừa trước trong hành trình về không là: 0'111''11,24≈∠= AOAθ; Còn góc ứng với khoảng chừa sau trong hành trình làm việc là: 0'212'24,27≈∠= AOAθ, góc ứng với khoảng chừa sau trong hành trình về không là : 0''212''22,23≈∠= AOAθ. 4GVHD: Phan Quang Thế Đồ án môn học - Nguyên lý máy Phạm Xuân Điệp - Lớp K36MAb.Vẽ hoạ đồ vị tríĐể vẽ được hoạ đồ vị trí ta chọn một tỷ xích chiều dài Lµ. Ta chọn đoạn biểu diễn chiều dài tay quay AO1l là mm50=AO1. Như vậy ta tính được tỷ lệ chiều dài mmmlAOL0029,050284,1451≈===AOdiÔn biÓu o¹n§thùc dµi é§1µBẢNG KÍCH THƯỚC VÀ BIỂU DIỄN CÁC KHÂUTHEO mmm0029,0L=µ.HAO1lBO2lBCl21OOlH b5CSlKích thước thực (m)0,46 0,145 0,633 0,158 0,4 0,612 0,16 0,250đoạn biểu diễn (mm)158,621 50 218,358 54,590 137,931 210,903 55,172 86,207Với cơ cấu máy bào loại một ta xác định được 11 vị trí biểu diễn hoạ đồ chuyển vị. Vị trí các khâu trong hoạ đồ chuyển vị được xác định theo phương pháp giao điểm.∗ Cách dựng hoạ đồ vị trí: Lấy một điểm O1 bất kỳ, dựng đường tròn tâm O1 bán kính mmAO 501=.Từ O1 dựng hệ trục toạ độ O1xy, trên chiều âm trục O1y ta xác định được O2 với khoảng cách: mmOO 931,13721= và trên chiều dương trục O1y ta lấy mmMO 903,2102=. Từ M kẻ đoạn ,11xx, trên đó lấy một đoạn có độ dài 5GVHD: Phan Quang Thế Đồ án môn học - Nguyên lý máy Phạm Xuân Điệp - Lớp K36MAbằng đoạn biễu diễn của hành trình H với M là trung điểm của đoạn biểu diễn đó. Từ O2 dựng cung tròn bán kính BO2 với vị trí đầu và vị trí cuối là 2 vị trí chết tương ứng (2 vị trí tiếp xúc của culits 3 với đường tròn tâm O1 bán kính AO1).Chia đường tròn tâm O1 bán kính AO1 ra làm 8 phần bằng nhau tương ứng với 8 vị trí, và trên đường tròn đó ta lấy thêm 3 điểm đặc biệt nữa đó là: vị trí chết bên phải của culits 3 và 2 vị trí khi đầu bào 5 cách vị trí chết tương ứng một khoảng 0,05H. Đánh số từ 1 đến 11 theo chiều quay của khâu dẫn bắt đầu từ vị trí chết bên trái của culits 3.Tương ứng với từng vị trí của khâu dẫn O1A ta xác định được vị trí của culits 3. Từ Bi ta dựng đường tròn bán kính BC. Đường tròn này xẽ cắt trục ,11xx tại 2 điểm, điểm Ci của khâu 4 luôn là điểm nằm bên trái của đường tròn đó.Từ cách xác định như trên ta xác định được hoạ đồ vị trí của cơ cấu Máy Bào Loại I.II. ĐỘNG HỌC CƠ CẤU1. Xác định vận tốc của các điểm ,vận tốc góc của các khâu và vẽ hoạ đồ vận tốca. Xác định vận tốc của các điểmGiả sử vẽ hoạ đồ vận tốc tại vị trí như hình dưới đây: 6GVHD: Phan Quang Thế Đồ án môn học - Nguyên lý máy Phạm Xuân Điệp - Lớp K36MA(Hình vẽ)- Vận tốc tại điểm A:12AAvv= (do khâu 1 và khâu 2 được nối bằng khớp quay)2323AAAAvvv+=(2)Trong đó :+→1Av có chiều thuận với 1ω, phương vuông góc với O1A, và có trị số:AO1A11l.v ω=+ 2Av có phương vuông góc với O1A, chiều cùng chiều với ω1, có trị số:AO1AA112l.vv ω==+ 3Av có phương vuông góc với O2B, trị số chưa biết.+ 23AAv có phương song song với O2B, trị số chưa biết.Vậy (2) còn 2 ẩn số là trị số của 3Av và trị số của 23AAv. Nên (2) có thể giải được bằng phương pháp hoạ đồ véc tơ.- Vận tốc tại điểm B:Biết vận tốc tại điểm A3 dùng định lý đồng dạng ta tìm được vận tốc tại điểm B3:BO3B23l.v ω=AO3A23l.v ω=→AOBOAB2233ll.vv = 7GVHD: Phan Quang Thế Đồ án môn học - Nguyên lý máy Phạm Xuân Điệp - Lớp K36MA43BBvv=(vì tại B thanh truyền 4 và culits 3 được nối với nhau bằng 1 khớp quay).+ 3Bv có phương vuông góc với O2B, có chiều theo chiều ω3.- Vận tốc tại điểm C:54CCvv=(vì tại C thanh truyền 4 nối với đầu bào 5 bằng 1 khớp quay).4444BCBCvvv+=(3)+ 5Cv có phương song song với ,11xx , trị số chưa biết.+ 44BCv có phương vuông góc với BC, trị số chưa biết.Vậy phương trình (3) còn 2 ẩn là trị số của 4Cv và 44BCv. Nên (3) có thể giải được bằng phương pháp vẽ hoạ đồ véctơ.Vận tốc trọng tâm S3 của culit 3 và S4 của thanh truyền 4 được xác định theo định lý đồng dạng:BOSOBSllvv23233=BCBSCBSllvv4444=Do đầu bào 5 chuyển động tịnh tiến theo phương ngang. Nên vận tốc trọng tâm S5 của đầu bào có cùng vận tốc với đầu bào:55CSvv=Vậy hoạ đồ vận tốc cho vị trí trên như hình vẽ. Từ đó ta đi vẽ hoạ đồ vận tốc cho 11 vị trí. 8GVHD: Phan Quang Thế Đồ án môn học - Nguyên lý máy Phạm Xuân Điệp - Lớp K36MA(Hình vẽ)b. Vẽ hoạ đồ vận tốcĐể vẽ được hoạ đồ vận tốc ta phải chọn tỉ lệ xích µv:mm.sm0304,00029,030100.30n L1L1v≈⋅π=µπ=µω=µ Chọn điểm P bất kỳ làm gốc của hoạ đồ vận tốc.Gọi 1Pa là đoạn biểu diễn vận tốc của 1Avta có:)(50 111111111mmAOlPaPaPalvLAOLvAOA===⇒===µµωµωTừ điểm a1 (vì a2 ≡ a1) kẻ đường thẳng song song với AB và từ P kẻ đường thẳng vuông góc với AB, giao của hai đường thẳng này là điểm a3. Từ điểm P kẻ một đoạn có độ dài bằng AOBOPa221. theo phương Pa1, ta được điểm b3.Từ điểm b3 (vì b4 ≡ b3) kẻ đường thẳng vưông góc với BC và từ P kẻ đường thẳng song song với phương ngang. Giao của hai đường thẳng này là điểm c4 và c5 (vì c4 ≡ c5).Hoạ đồ vận tốc của 11 vị trí được vẽ trong bản vẽ.TRỊ SỐ CÁC ĐOẠN BIỂU DIỄN VẬN TỐC CÁC ĐIỂMTRÊN CÁC KHÂU CỦA CƠ CẤU VỚI TỈ XÍCH µVVị trí 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11Pa3, mm0 22,304 32,069 48,148 47,688 30,7 0 2,193 21,407 42,180 40,415Pb, mm0 31,896 42,553 56,701 56,384 41,16 0 3,789 42,918 98,915 93,28 9GVHD: Phan Quang Thế Đồ án môn học - Nguyên lý máy Phạm Xuân Điệp - Lớp K36MAPc, mm0 29,789 40,623 57,085 55,316 39,801 0 3,719 41,737 95,865 92,031a3a2, mm50 44,927 38,362 13,483 15,028 39,465 50 49,952 45,186 26,843 29,438c4b4, mm0 10,390 11,838 5,581 6,179 11,782 0 1,385 14,11 19,289 20,264Pa1, mm50c. Vận tốc góc của các khâuĐể xác định vận tốc góc ta dựa vào biểu thức:v = ω.l ⇒lv=ωTrong đó: v: vận tốc của khâu.l: độ dài của khâu.+ Vận tốc góc của khâu 3 là:AOABOB32323lvlv==ω+ Vận tốc thanh truyền 4 là:BCB/C4lv44=ωTRỊ SỐ VẬN TỐC GÓC CỦA CULIT VÀ THANH TRYỀNVị trí 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11ω3, rad/s0 1,529 2,157 2,932 2,974 1,979 0 0,377 2,063 4,744 4,482ω4, rad/s0 0,187 0,229 0,110 0,125 0,216 0 0,053 0,259 0,353 0,3662. Vẽ hoạ đồ gia tốca.Xác định gia tốc của các điểmDựa vào phương trình véctơ gia tốc ta đi lập các phương trình và vẽ hoạ đồ gia tốc. 10GVHD: Phan Quang Thế [...]... K36MA Vậy ta được hoạ đồ gia tốc như hình vẽ: (Hình vẽ) b Vẽ hoạ đồ gia tốc của cơ cấu Tại các vị trí khác nhau phương trình véctơ gia tốc hoàn toàn giống nhau và cách vẽ cũng giống nhau Vì vậy ta chỉ vẽ hoạ đồ gia tốc ở vị trí số 3 và số 11 Chọn tỷ xích gia tốc là µa µa = a A1 , πa1 = ω12 lO1 A , πa1 = ω12 O1 A.µ L , πa1 , Chọn πa1 = 50 mm bằng đoạn biểu diễn O1 A trên hoạ đồ vị trí 2 2  π n  ... bằng lực của nhóm Axua 2-3 chỉ còn R03 là chưa biết nên ta xác định bằng phương pháp đa giác lực với tỷ lệ xích µ P = 10 N mm ta vẽ được hoạ đồ lực của cơ cấu tại vị trí 3 b Xác định mômen cân bằng   Khâu dẫn O1A chịu tác dụng của lực R21 = − R12 đặt tại A và một mô men cân bằng Lấy mômen với điểm O1 ta có: M CB = R12 h.µ L = 5 Xác định áp lực khớp động cho cơ cấu tại vị trí 11 a Xác định áp lực.. .Đồ án môn học - Nguyên lý máy Phạm Xuân Điệp - Lớp K36MA Giả sử vẽ hoạ đồ gia tốc cho vị trí như hình vẽ dưới đây: (Hình vẽ) Phương trình quan hệ gia tốc trên các khâu: - Tại điểm A ta có:    a A1 = a τ 1 + a n 1 A A   a A2 = a A1 (do khâu 2 và khâu 1 nối với nhau nhờ 1 khớp quay)... 4 BC 2 -Tính các giá trị của gia tốc ở vị trí 3và 11 +Vị trí 3 • k Đoạn biểu diễn a A2 A3 , a1k = • 2 Pa3 a2 a3 2.32,069.38,362 = = 14,952( mm ) 164,558 O2 A n Đoạn biểu diễn a A3 2 32,069 2 π 3n3 = = = 6,250( mm ) O2 A 164,558 Pa3 • n Đoạn biểu diễn aC4 B4 GVHD: Phan Quang Thế 14 Đồ án môn học - Nguyên lý máy Phạm Xuân Điệp - Lớp K36MA 2 , b4 n4 c4b4 11,838 2 = = = 2,567( mm ) 54,590 BC +Vị trí 11... án môn học - Nguyên lý máy Phạm Xuân Điệp - Lớp K36MA    Pq 5 = −m5 a S5 = −m5 aC5 Lực quán tính này có trị số: Pq 5 = m5 a S5 = m5 aC5 và được đặt ở trọng  tâm S5 Có phương song song và ngược chiều với aC5 4 Xác định áp lực khớp động cho cơ cấu tại trí 3 a Phân tích lực        - Tách nhóm Axua 4-5 Đặt các lực Pc , G5 , G4 , Pq 4 , Pq 5 , R34 , R05 lên các khâu như hình vẽ (HÌNH VẼ) Áp dụng... được  phản lực toàn phần R34 ở khớp 3-4  Phản lực R54 ở khớp 4-5 xác định từ điều kiện cân bằng lực của thanh truyền BF     Pq 4 + G4 + R34 + R54 = 0  Để giải phương trình này, chỉ cần nối mút i của véctơ R34 trên hoạ đồ   Pq 4 , đó chính là véctơ cần tìm R54 lực đã vẽ với gốc c của véctơ GVHD: Phan Quang Thế 20 Đồ án môn học - Nguyên lý máy Phạm Xuân Điệp - Lớp K36MA  Muốn xác định điểm đặt... định theo công thức: GVHD: Phan Quang Thế 15 Đồ án môn học - Nguyên lý máy ε4 = Phạm Xuân Điệp - Lớp K36MA τ a C 4 B4 l BC đoạn biểu diễn gia tốc các điểm trên các khâu tại hai vị trí số 3 và số 11 Vị trí 3 11 ′ πa1 ′ πa3 ′ πb3 ′ πc5 a ′ a3 2 ′ c′ b4 4 ′ 50 ′ πs3 πs ′ 4 58,109 ′ πs5 đoạn biểu thị trị số thực của gia tốc các điểm và gia tốc các khâu tại hai vị trí số 3 và số 11 III PHÂN TÍCH ĐỘNG TĨNH... a A3A 2 và a A3 nên có thể giải được bằng phương pháp hoạ đồ véc tơ GVHD: Phan Quang Thế 11 Đồ án môn học - Nguyên lý máy Phạm Xuân Điệp - Lớp K36MA - Tại điểm B ta có:   a B3 = a B4 (do khâu 3 và khâu 4 nối với nhau bằng một khớp quay)  + a B3 có phương vuông góc với O2B, và có trị số xác định theo định lý đồng dạng a B3 = a A3 l O 2B l O 2A - Tại điểm C ta có:   τ n aC4 = a B4 + aC4 B4 + aC4... lực tại các khớp động Cuối cùng còn lại khâu dẫn ta sẽ tính được mô men cân bằng 1 Xác định lực cản kỹ thuật Pci GVHD: Phan Quang Thế 16 Đồ án môn học - Nguyên lý máy Phạm Xuân Điệp - Lớp K36MA Lực cản có ích chỉ tác động trên khâu 5 ở các vị trí 2 ÷ 5 và ở tất cả vị trí đó, đều bằng hằng số Trị số của lực này bằng: Pci = Pc = 2600 N 2 Xác định trọng lượng, khối lượng a Trọng lượng của các khâu Lực phân... trị số (HÌNH VẼ) Viết phương trình cân bằng lực cho nhóm 2-3 ta được:       P23 = R43 + Pq 3 + G3 + R12 + R03 = 0 (10) ∑  Phương trình (10) còn 4 ẩn số là trị số và phương chiều của R12 ; trị số  và phương chiều của R03 GVHD: Phan Quang Thế 21 Đồ án môn học - Nguyên lý máy Phạm Xuân Điệp - Lớp K36MA   Ta tách riêng khâu 2 rồi đặt các lực R12 và R32 lên khâu như hình vẽ (HÌNH VẼ) Phương trình . O2CBAn1O2S5bĐồ án môn học - Nguyên lý máy Phạm Xuân Điệp - Lớp K36MAI. TỔNG HỢP CƠ CẤU CHÍNH - VẼ HOẠ ĐỒ VỊ TRÍ1. Phân tích cấu trúc cơ cấu chính ây là lược đồ chính. 2.Cả 2 nhóm này đều thuộc nhóm loại 2. Vậy cơ cấu là cơ cấu loại 2.3. Tổng hợp cơ cấu chính và vẽ hoạ đồ vị tría. Xác định kích thước các khâuTheo bảng