1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Đồ án Nguyên lý máy cơ cấu động chữ V

15 135 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 15
Dung lượng 469,39 KB

Nội dung

Đồ án Nguyên lý máy cơ cấu động chữ V có cấu trúc gồm 2 phần trình bày các phân tích động học cơ cấu chính, phân tích lực cơ cấu chính. Đây là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên và những ai quan tâm dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu.

Trường ĐHCN GTVT                                                                    Đồ án mơn học Ngun lý máy MỤC LỤC Chương 1. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CHÍNH 1.1. Phân tích cấu tạo, xếp loại và ngun lý làm việc .5   1.2. Xác định các thơng 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  1.5. Bài toán vận tốc .6 1.6. Bài toán gia tốc 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 mơmen cân bằng .17 2.2. Vị trí 2 18 2.2.1. Áp lực khớp động .18 2.2.2. Tính mơmen cân bằng 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 GVHD:    Trần Ngọc Vũ                                                                                            SVTH: TẠ VĂN QN Trường ĐHCN GTVT                                                                    Đồ án mơn học Ngun lý máy LỜI NĨI ĐẦU Mơn học ngun lý máy là một trong những mơn học cơ  sở  khơng thể  thiếu được đối với các ngành kỹ  thuật, vì thế  làm đồ  án mơn học là cơng 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 mơn học sau này Với những kiến thức đã học, cùng với sự  giúp đỡ  tận tình của thầy giáo   trong thời gian qua tơi đã hồn thành nhiệm vụ  đồ  án của mơn học này. Nhưng  do đây là lần đầu tiên làm đồ  án mơn học nên khơng tránh khỏi những thiếu   sót.Tơi rất mong được sự  góp ý của thầy giáo để  đồ  án mơn học của tơi được  hồn thiện hơn. Cuối cùng tơi xin chân thành cảm  ơn sự  giúp đỡ  của các thầy  giáo trong Tổ bộ môn Sinh viên:Tạ Văn Quân Trường ĐHCN GTVT                                                                    Đồ án môn học Nguyên lý máy GVHD:    Trần Ngọc Vũ                                                                                            SVTH: TẠ VĂN QUÂN Trường ĐHCN GTVT                                                                    Đồ án môn học Nguyên lý máy Chương 1. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CHÍNH 1.1. Phân tích cấu tạo, xếp loại và ngun lý làm việc của cơ cấu 1.1.1. Phân tích cấu tạo cơ cấu: ­ Tay quay AB;  ­ Thanh truyền chính BC; ­ Thanh truyền phụ DE; ­ Con trượt C và E; ­ α: góc giữa hành trình của piston C và E; ­ β: góc giữa BC và BD; ­ γ: góc hợp bởi tay quay AB và phương ngang 1.1.2. Xếp loại cơ cấu: ­ Số khâu động: n = 5 (1, 2, 3, 4, 5);  ­ Số khớp loại 5: p5 = 7 (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 do thừa: Wth = 0; Áp dụng công thức:  W= 3n ­ (2 p5 + p4) + rth  ­ Wth  W= 3.5 – (2.7 + 0) + 0 = 1 Vậy cơ cấu có 1 bậc tự do Xếp hạng cơ cấu: Cơ cấu có hạng 2 1.1.3. Ngun 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 ngồi để  máy làm  việc ­ Ở mỗi xilanh có chu kỳ làm việc là 2 vòng quay của AB + Vòng quay đầu từ 0  2π ứng với q trình hút và nén nhiên liệu Trường ĐHCN GTVT                                                                    Đồ án mơn học Ngun lý máy + Vòng tiếp theo từ 2π  4π  ứng với q trình nổ  và xả  nhiên liệu sau khi  đốt cháy ra ngồi 1.2. Xác định các thơng số và cách vẽ lược đồ cơ cấu 1.2.1. Các thơng số: ­ Chiều dài: lAB = 75 (mm); lBC = 225 (mm); lBD = 50 (mm); lDE = 180 (mm) ­ Góc: α = 600 ;  β = 650 ­ Xác định thơng số chưa biết: chiều dài đoạn DC: Áp dụng định lý cosin trong tam giác BCD, ta có: Cos  =   DC =      DC =   = 208,84 (mm) 1.2.2. Cách vẽ họa đồ cơ cấu: Chọn tỷ lệ xích  l = 0,001 1()   ­ Cho trước 2 phương Ax và Ay đối xứng nhau qua trục thẳng đứng và  tạo với nhau 1 góc α làm 2  phương trượt của piston C và E ­ Dựng AB tạo với  phương ngang 1 góc γ cho trước (chọn vị trí ban đầu γ =  00). Ta có: AB =  =  = 75 (mm) Tương tự, ta tính được: BC = 225 (mm);                  BD = 50 (mm);  DE = 180 (mm);                  DC = 208.84 (mm) ­ Vẽ đường tròn tâm B bán kính R1 = BC = 225 (mm) cắt Ax tại C ­ Vẽ BD hợp với BC 1 góc     = 650   với BD = 50 (mm) ­ Nối C với D ta được khâu 2 ­ Từ D vẽ đường tròn tâm D bán kính R2 = DE = 180 (mm) cắt phương Ay  tại E ­ Quỹ đạo điểm B là đường tròn tâm A bán kính AB.  1. 3. Họa đồ chuyển vị của cơ cấu tại 8 vị trí (thể hiện trên bản vẽ A0 kèm   theo) GVHD:    Trần Ngọc Vũ                                                                                            SVTH: TẠ VĂN QN Trường ĐHCN GTVT                                                                    Đồ án mơn học Ngun lý máy 1. 4. Họa đồ vận tốc, gia tốc của cơ cấu tại 8 vị trí  (thể hiện trên bản vẽ   A0 kèm theo) 1. 5. Bài tốn vận tốc:  Cho ω1 = 60П (rad/s), γ = 1600   Xác định: VC, VD, VE, ω2, ω4  * Phương trình vận tốc điểm C:           =                  +                          (1.1) Độ lớn:  ?                     1.lAB = 4,5П (m/s)                   ? 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  bằng đoạn pb = 150 mm có phương vng góc AB, chiều phù hợp chiều quay  Vậy tỉ lệ  xích của họa đồ vận tốc là:    =   =  = 0,03П ()  Từ b vẽ đường thẳng  vng góc BC biểu diễn cho phương của   Từ p vẽ đường thẳng  song song AC biểu diễn cho phương của  Giao điểm c của  và  chính là mút của và      Từ họa đồ vận tốc, ta có: ­   biểu thị cho  ­  biểu thị cho   ­  biểu thị cho      * :        * :       * Phương trình vận tốc điểm D:                   =                   +            =                +                       Độ lớn:       ?           4,5П (m/s)                ?      13,006 (m/s)             ? Phương, chiều:   ?        AB, phù hợp  1        BD      // AC, theo             CD ­ Vẽ họa đồ vận tốc xác định : Từ b vẽ đường thẳng    BD biểu diễn cho phương của   1.  Trường ĐHCN GTVT                                                                    Đồ án môn học Nguyên lý máy Từ c vẽ đường thẳng    CD biểu diễn cho phương của  Giao điểm d của  và  chính là mút của và     (ta có thể  xác định điểm d  bằng phương pháp sử dụng định lí đồng dạng thuận cho 2 tam giác là  ∆BCD và  ∆bcd)    Từ họa đồ vận tốc (hình 1.3), ta có: ­   biểu thị cho  ­   biểu thị cho   ­  biểu thị cho  * : * :             * :      * Phương trình vận tốc điểm E:           =                 Độ lớn:  ?                     14,702   (m/s)                           ?  +         Phương, chiều:    // AE                      đã biết                 ­ Vẽ họa đồ vận tốc xác định :                     DE Từ d vẽ đường thẳng    DE biểu diễn cho phương của   Từ p vẽ đường thẳng  // AE biểu diễn cho phương của  Giao điểm e của  và  chính là mút của và         Từ họa đồ vận tốc (hình 1.3), ta có: ­   biểu thị cho  ­  biểu thị cho     * :       * :      Ta tính được:   2  =  =  = 28.902 (rad/s)   4  =  =  = 63,877 (rad/s) 1. 6. Bài toán gia tốc:  =   =   . lAB = (60П)2 . 0,075 =   270 П2 (m/s2)  . lCB  = (28,902)2 . 0,225 = 187,948 (m/s2) GVHD:    Trần Ngọc Vũ                                                                                            SVTH: TẠ VĂN QN Trường ĐHCN GTVT                                                                    Đồ án mơn học Ngun lý máy * Phương trình gia tốc điểm C:           =                 +                      =                 +          +        (1.2)          ?                270 П2 (m/s2)          187,948  (m/s2)            ? Độ lớn:  Phương, chiều:   //AC                B   A                  // BC    BC  Giải (2.2) bằng phương pháp họa đồ gia tốc: ­ Chọn  làm gốc của họa đồ. Từ  vẽ  biểu diễn cho  =  2702 (m/s2) đã biết  với  = 110 mm, phương // AB, chiều hướng từ B   A  Tỷ lệ xích của họa đồ gia tốc là:   =  =  =    () Từ    vẽ    biểu diễn cho   =  187,948  (m/s2) đã biết,  phương //BC, chiều  hướng từ C   B Từ  vẽ đường thẳng x1   BC biểu diễn cho phương của  Từ  vẽ đường thẳng x2 // AC biểu diễn cho phương của  Giao điểm  của x1 và x2 chính là mút của  và         Từ họa đồ gia tốc, ta có:    biểu thị cho     biểu thị cho        * :  * :  Ta có:  =  =  = 12036.528  (rad/s2) * Phương trình gia tốc điểm D:        =           +        =     +                                             (1.3) Sử dụng định lý tam giác đồng dạng thuận trong gia tốc, ta có BCD đồng  dạng thuận với . Vì BCD     =  =  = 650 ;   =   Từ đó ta vẽ được điểm          * Phương trình gia tốc điểm E:  =   . lDE  = (63,877)2 . 0,18 = 734,44 (m/s2)           =               +              +          (1.4) Trường ĐHCN GTVT                                                                    Đồ án môn học Nguyên lý máy Độ lớn:             ?           2224,608 (m/s2)   734,44 (m/s2)        ? Phương, chiều:  //AE          đã biết              // DE, E   D            DE            Vẽ họa đồ gia tốc xác định    Từ  vẽ  biểu diễn cho đã biết, phương // DE, chiều từ E   D Từ  vẽ đường thẳng y1   DE biểu diễn cho phương của  Từ  vẽ đường thẳng y2 // AE biểu diễn cho phương của  Giao điểm  của y1 và y2 chính là mút của  và          biểu thị cho    biểu thị cho         * : *:       =  =  = 5642,123 (rad/s2) Chương 2. PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU CHÍNH 2.1. Tính áp lực khớp động: Cơ cấu gồm: khâu  dẫn 1 và 2 nhóm tĩnh định: ­ Nhóm 1 gồm: khâu 2, khâu 3 và các khớp B, C, M GVHD:    Trần Ngọc Vũ                                                                                            SVTH: TẠ VĂN QN Trường ĐHCN GTVT                                                                    Đồ án mơn học Ngun lý máy ­ Nhóm 2 gồm: khâu 4, khâu 5 và các khớp D, E, N Khi tách các khâu thì áp lực khớp động trở  thành ngoại lực tác dụng lên các  khâu + Khâu 2: , ,  + Khâu 3: , ,  (: lực do giá tác động lên khâu 3) + Khâu 4: ,   + Khâu 5: , ,  * Phương trình cân bằng cho khâu 4: Phân  tích  thành 2 thành phần:  vng góc DE và  // DE Thay vào (2) ta được  . h1 = 0    = 0    =   thay vào (1), ta được:  +  = 0     = ­    Do đó    và    có phương // DE * Phương trình cân bằng cho khâu 5: Từ  (2.4)   x1 = 0. Vì   là lực của giá tác dụng lên khâu 5  đi qua E và có  phương  AE Chiếu (2.3) lên phương AE ta được: ­ R45 .cos  + PE = 0   R45 = PE  cos  = 4400 cos 120 = 4498,298 N Chiếu (3) lên phương   AE ta được: R05  ­  R45 .sin   = 0   R05 = R45 . sin 120 =  935,248 N.                                                                                                   * Phương trình cân bằng cho khâu 2: Phân  tích  thành 2 thành phần:   vng góc BC và  // BC Từ (6)   .lBC + R42 .h2 = 0 Ta có:                            h2 = CI (với I là hình chiếu  của C lên DE) 10 Trường ĐHCN GTVT                                                                    Đồ án mơn học Ngun lý máy  h2 = 207 . 0,001 = 0,207 (m)    Rτ12 =  =     =  4138,434 N            * Phương trình cân bằng cho khâu 3: Từ (2.8)  x2 = 0 Vì   là lực của giá tác dụng lên khâu 3   đi qua C và có phương  AC Lấy (2.5) cộng (2.7) ta được:            +   +  +    +   +   = 0  +    +    +   +   = 0                                   (2.9) Phương trình (2.9) có ,  và  đã biết, còn 2 ẩn chưa biết là  và  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   biểu diễn cho  với ab =  100mm,  phương // AC, chiều từ C   A      Tỷ lệ xích của họa đồ lực  =   =  = 57 (N/mm) ­ Từ b vẽ  biểu diễn cho  , bc = 78,91 mm, phương //DE, chiều từ E   D ­ Từ c vẽ  biểu diễn cho  , cd = 72,6 mm, phương , chiều từ phải qua trái ­ Từ d vẽ   //  BC biểu diễn cho phương của   ­ Từ a vẽ    AC biểu diễn cho phương của   ­ Giao điểm e của  và  là điểm đầu của  và điểm cuối của  Từ (7):  +   +   = 0 nên từ họa đồ lực   biểu diễn cho  Từ họa đồ lực ta có:                                                                                                   2.1.2. Tính mơmen cân bằng: 2.1.2.1. Phương pháp phân tích lực: Giả sử momen cân bằng  có chiều như hình vẽ 11 GVHD:    Trần Ngọc Vũ                                                                                            SVTH: TẠ VĂN QN Trường ĐHCN GTVT                                                                    Đồ án mơn học Ngun lý máy 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  qua B và //  )  Mcb > 0 (chứng tỏ  cùng chiều ) Tách khâu dẫn ra khỏi giá, phương trình  cân bằng cho khâu 1:  +  = 0    = ­                   2.1.2.2. Phương pháp di chuyển khả dĩ: Từ tâm họa đồ vận tốc, kẻ phương các lực  ,  rồi chiếu các vận tốc  ,  tương   ứng trên phương lực tác dụng. Ta có phương trình momen cân bằng trên khâu dẫn:  Mcb .  + PC . VC . cos + PE . VE . cos = 0 Mcb =              =  Mcb =  750,329 (Nm) (Với ,  là góc hợp bởi  và  ;  và  ) Mcb > 0 ( chứng tỏ  cùng chiều ) 2.2. Vị trí 2 (γ = 450)  2.2.1. Tính áp lực khớp động: Cơ cấu gồm: khâu  dẫn 1 và 2 nhóm tĩnh định: ­ Nhóm 1 gồm: khâu 2, khâu 3 và các khớp B, C, M ­ Nhóm 2 gồm: khâu 4, khâu 5 và các khớp D, E, N 12 Trường ĐHCN GTVT                                                                    Đồ án mơn học Ngun lý máy Khi tách các khâu thì áp lực khớp động trở  thành ngoại lực tác dụng lên các  khâu + Khâu 2: , ,  + Khâu 3: , ,  (: lực do giá tác động lên khâu 3) + Khâu 4: ,   + Khâu 5: , ,  * Phương trình cân bằng cho khâu 4: Phân  tích  thành 2 thành phần:  vng góc DE và  // DE Thay vào (2) ta được  . h1 = 0    = 0    =   thay vào (2.10), ta được:  +  = 0     = ­       Do đó    và    có phương // DE * Phương trình cân bằng cho khâu 5: Từ  (2.13)  x1 = 0. Vì   là lực của giá tác dụng lên khâu 5  đi qua E và có  phương  AE Chiếu (2.12) lên phương AE ta được: ­ R45 .cos  + PE = 0   R45 = PE  cos  = 5600 cos 190 = 5922,675 N Chiếu (3) lên phương   AE ta được: 13 GVHD:    Trần Ngọc Vũ                                                                                            SVTH: TẠ VĂN QN Trường ĐHCN GTVT                                                                    Đồ án mơn học Ngun lý máy R05  ­  R45 .sin   = 0   R05 = R45 . sin 190 = 1928,235 N                                                   * Phương trình cân bằng cho khâu 2: Phân  tích  thành 2 thành phần:   vng góc BC và  // BC Từ (6)   .lBC + R42 .h2 = 0 Ta có:                 h2 = CI (với I là hình chiếu  của C lên DE)  h2 = 68,6037 . 0,003 = 0,206 (m) Rτ12 =  =  = 5422,538 N                      * Phương trình cân bằng cho khâu 3: Từ  (8)    x2  = 0. Vì     là lực của giá tác dụng lên khâu 3     đi qua C và có  phương  AC Lấy (2.14) cộng (2.16) ta được:         +   +  +    +   +   = 0  +    +    +   +   = 0                                 (2.18) Phương trình (9) có ,  và  đã biết, còn 2 ẩn chưa biết là  và  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   biểu diễn cho  với ab =  100mm,  phương //AC, chiều từ C   A      Tỷ lệ xích của họa đồ lực  =   =  = 57 (N/mm) ­ Từ b vẽ  biểu diễn cho  , bc = 103  mm, phương //DE, chiều từ E   D ­ Từ c vẽ  biểu diễn cho  , cd = 95,13 mm, phương , chiều từ phải qua trái ­ Từ d vẽ   //  BC biểu diễn cho phương của   ­ Từ a vẽ    AC biểu diễn cho phương của   ­ Giao điểm e của  và  là điểm đầu của  và điểm cuối của  Từ (7):  +   +   = 0 nên từ họa đồ lực   biểu diễn cho   14 Trường ĐHCN GTVT                                                                    Đồ án mơn học Ngun lý máy Từ họa đồ lực (Hình 2.8), ta có:                                                                                                                                     2.2. Tính mơmen cân bằng: Phương pháp phân tích lực: Giả sử momen cân bằng  có chiều như hình vẽ Phương trình momen cân bằng đối với điểm A: ­Mcb + R21 . h3 = 0   Mcb = R21 . h3  = 9234 .75. 0,001 = 692.55 Nm (h3 là hình chiếu  của A lên đường thẳng  qua B và //   Mcb > 0 ( chứng tỏ  cùng chiều ) Tách khâu dẫn ra khỏi giá, phương trình cân bằng cho khâu 1:  +  = 0    = ­                  15 GVHD:    Trần Ngọc Vũ                                                                                            SVTH: TẠ VĂN QUÂN ... Trường ĐHCN GTVT                                                                    Đồ án mơn học Ngun lý máy + V ng tiếp theo từ 2π  4π  ứng v i q trình nổ v  xả  nhiên liệu sau khi  đốt cháy ra ngồi 1.2. Xác định các thơng số v  cách v  lược đồ cơ cấu 1.2.1. Các thơng số:...                                  SVTH: TẠ V N QN Trường ĐHCN GTVT                                                                    Đồ án mơn học Ngun lý máy 1. 4. Họa đồ v n tốc, gia tốc của cơ cấu tại 8 v  trí  (thể hiện trên bản v ...                                  SVTH: TẠ V N QN Trường ĐHCN GTVT                                                                    Đồ án mơn học Ngun lý máy Chương 1. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CHÍNH 1.1. Phân tích cấu tạo, xếp loại v  ngun lý làm việc của cơ cấu

Ngày đăng: 13/01/2020, 19:20

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w