ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM BÀI TẬP MƠN CƠ HỌC MÁY Chun ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Giáo viên hướng dẫn:TS – PHẠM HOÀI THANH Học viên thực hiện: NGUYỄN THƯỢNG NHÂN ĐỖ KỲ VINH LÊ QUANG HUY HUẾ - 2013 Hình :cơ cấu tay quay lắc Tay quay OB = R = 0,1m BC = 0,4m ω = 2s-1 Câu 1/ Xác định bậc tự cấu phẳng: Tính bậc tự do, xếp loại cấu: Cơng thức tính bậc tự cấu phẳng W = 3n- 2p - p + r +r th - w th Trong đó: n _ số khâu động n = P5 _ Số khớp loại - Khâu nối với giá bằmg khớp quay - Khâu nối với khâu khớp quay - Khâu nối với khâu khớp quay - Khâu nối với giá khớp trượt Cả bốn khớp khớp thấp loại nên có p = p _ Số khớp loại Cơ cấu khơng có khớp loại nên p = r_ Số ràng buộc trùng, r = rth_ Số ràng buộc thừa, rth = Wth _ Số bậc tự thừa, tất khâu tham gia chuyển động làm thay đổi cấu hình cấu nên khơng có chuyển động thừa Vậy số bậc tự do: Bậc tự cấu W = 3 - - + + - = Câu 2/ Xác định hành trình trượt Do cấu tay quay trượt tâm nên hành trình: S = 2r = 0,2m Câu 3/ Xác định vẽ quỹ đạo điểm M trung điểm BC Bằng phương pháp đồ thị: Chia vòng tròn tâm o bán kính r 12 phần phần tương ứng góc 30 Đánh số thứ tự từ đến 12 hình vẽ theo chiều quay Dựng hệ trục S0t Trên trục hoành Ot chọn 12 khoảng OL biểu diển vòng quay tay quay OB Tỷ lệ xích họa đồ vị trí: (mm/mm) Vẽ vịng trịn tâm O bán kính OA = 10 mm, chia vòng tròn thành 12 phần nhau, xác định điểm chia nên điểm tương ứng la: B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8, B9, B10, B11, B12 - Từ điểm Bi làm tâm quay cung trịn có bán kính BC BC l AB l 400 40(mm) 10 - Các cung cắt theo phương trượt trượt C điểm tương ứng Ci Tương ứng điểm Bi ta xác định điểm Ci tương ứng Nối điểm Bi với Ci ta vị trí cấu góc quay OBiCi - Vị trí trung điểm khâu M2i xác định: BiM2i = 0,5 BC = 0,5.400 = 200 (mm) - Nối S2i đường cong trơn ta quỹ đạo S2 chu kì chuyển động cấu Bài tốn vị trí cấu động hai kì xác định 12 vị trí khâu dẫn sau khoả chu kì chuyển vị (một vòng quay khâu dẫn = 2) Xác định quỹ đạo điểm S2 chu kì chuyển động cấu Ta hoạ đồ vị trí cấu động hai kì hình vẽ y 0.1 B4 B5 B6 0.2 C7 B3 M5 B2 M4 0.1 M1 M9 B8 B12 B9 C2,12 C3,11 C1 M2 B1 M7 M8 O C4,10 M3 M6 B7 C5,9 C6,8 x M12 M10 M11 B11 B10 Hình 2: Quỷ đạo điểm M cấu 12 vị trí Ta dựng tung độ điểm M tướng ứng với khoảng cách điểm M với trục Ox vị trí 1,2,…12 Trên đồ thị SOt ta nối điểm tung độ lại ta đường cong chuyển vị điểm M Câu 4/ Xác định phương trình quỹ đạo phương trình chuyển động điểm M: Hình 3: cấu tay quay trượt Ta có khâu OB, BC, OC Với kích thước sau: OB= R = 0,1m BC =0,4 m Vậy trung điểm M có vị trí sau { (1) Ta có đoạn BH có kích thước (2) Từ (1) (2) Ta có: (*) (*) Là phương trình quỷ đạo M (1) Là phương trình chuyển động M Tại vị trí khảo sát góc φ hồn tồn xác định nên điểm M hoàn toàn xác định Câu 5/ Vẽ Hodograph vận tốc điểm M: 5.2 Vẽ họa đồ vận tốc: Xét vị trí cấu(hình 2.3) Trị số vận tốc góc khâu xác định theo công thức; ω1 =2 s-1 -xác định vận tốc điểm B: { ⃗ Hình 4: Họa đồ vận tốc vị trí -Xác định vận tốc điểm C ⃗⃗⃗⃗ = ⃗⃗⃗⃗ + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ //xx ┴CB Phương trình có ẩn trị số vecto biết phương ,có thể giải họa đồ vectơ - Tỉ lệ xích họa đồ vận tốc chọn sau: μv = = 0,2 = 0,05 pb- độ dài đoạn thẳng biểu diễn vecto vận tốc ⃗⃗⃗⃗ họa đồ vận tốc (chọn pb = mm) - Họa đồ vận tốc cấu tai 12 vị trí đặc biệt vẽ hình đây: B1 B2 B12 P1 M12 M1 C1 P2 P12 B11 C12 M2 M11 C2 B3 P3 C11 P11 M3 C3 B10 C10 M10 P4 P10 B9 C4 M9 M4 B4 P5 P9 C5 B8 M5 M8 P8 C6 B5 P6 C9 C8 M6 B6 P7 B7 C7 M7 Hình :Họa đồ vận tốc cấu 12 vị trí μV =0,05 Vị trí TT Thơng số 10 11 12 pb (mm) 4 4 4 4 4 4 vB (m/s) 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 pc (mm) 2,24 3,9 3,02 1,564 1,564 3,02 2,24 3,9 vC (m/s) 0,122 0,195 0,2 0,151 0,0782 0,0782 0,151 0,2 0,122 0,195 pm (mm) 2,82 3,82 3,84 2,68 3,96 3,42 3,82 3,42 VM (m/s) 0,1 0,141 0,191 0,2 0,192 0,134 0,1 0,198 0,171 0,2 0,191 0,171 bc (mm) 3,49 2,05 2,75 3,85 3,71 2,12 3,81 3,95 vCB (m/s) 0,2 0,175 0,103 0,138 0,193 0,2 0,186 0,106 0,191 0,198 ω2 (s-1) 0,5 0,436 0,256 0,344 0,481 0,5 0,464 0,265 0,476 0,494 Bảng : kết tính tốn vận tốc 12 vị trí 5.2 Vẽ HODOGRAPH gia tốc: Hình : họa đồ gia tốc cấu vị trí Xét vị trí cớ cấu Xác định gia tốc điểm B: ⃗⃗⃗⃗ =⃗⃗⃗⃗ + ⃗⃗⃗⃗ = ⃗⃗⃗⃗ (vì khâu quay nên gia tốc góc = r =22.0,1 =0,4 m/s2 =0 ⃗⃗⃗⃗ =0 ) ⃗⃗⃗⃗ hướng từ B A -Gia tốc điểm C ⃗⃗⃗⃗ = ⃗⃗⃗⃗ + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +⃗⃗⃗⃗⃗⃗ // xx CB ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ hướng từ C B : ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = CB ; ⃗⃗⃗⃗ // xx Phương trình có ẩn trị số vecto biết phương ,có thể giải họa đồ vecto Tỉ lệ xích họa đồ gia tốc chọn sau: μa = = 0,4 = 0,1 b’ : độ dài đoạn thẳng biểu diễn vecto ⃗⃗⃗⃗ họa đồ gia tốc , chọn b’ = mm -Họa đồ cấu vị trí trình bày hình 2.5 -Trị số gia tốc góc khâu xác định theo công thức ε2 = -Bằng cách tương tự ta vẽ họa đồ gia tốc cấu 12 vị trí (hình 2.6) -sau tính gia tốc điểm gia tốc góc khâu kết tính tốn gia tốc ghi bảng 2.2 -từ cách vẽ họa đồ gia tốc ta thấy vị trí va , , va gia tốc tương ứng có trị số Bảng : kết tính tốn gia tốc 12 vị trí TT vị trí Thơng số P’b’(mm) aB (m/s2) 3 10 11 12 4 4 4 4 4 4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,1 0,076 0,026 0,0473 0,092 0,1 0,086 0,028 0,087 0,098 (m/s ) P’c’ (mm) aC(m/s2) 11 p’M(mm) 12 aM(m/s2) 3,98 1,5 1,07 0,5 0,398 0,15 0,107 4,5 2,46 3,85 2,07 0,45 0,385 0,246 0,207 2,08 2,79 0,208 0,279 2,75 3,28 4,58 3,06 1,03 0,34 2,22 0,5 0,458 0,306 0,103 0,034 0,222 4,5 4,15 3,06 2,07 2,09 3,01 0,275 0,328 0,45 0,415 0,306 0,207 0,209 0,301 P1 P2 C1 P12 C12 C2 M1 M12 M2 P3 B2 C3 M3 C11 B1 B12 P11 M11 B3 B11 A M10 B4 C4 P4 P10 C10 B10 M4 B5 B9 M5 C5 B6 P5 P9 B7 M6 M7 P6 M9 C9 B8 C6 M8 C8 C7 P8 P7 Hình 2.6:Hodograph gia tốc cấu 12 vị trí μa= 0,1 * HODOGRAPH gia tốc điểm M: 𝑚 𝑠 𝑚𝑚 ...Hình :cơ cấu tay quay lắc Tay quay OB = R = 0,1m BC = 0,4m ω = 2s-1 Câu 1/ Xác định bậc tự cấu phẳng: Tính bậc tự do, xếp loại cấu: Cơng thức tính bậc tự cấu phẳng W... khớp quay - Khâu nối với giá khớp trượt Cả bốn khớp khớp thấp loại nên có p = p _ Số khớp loại Cơ cấu khơng có khớp loại nên p = r_ Số ràng buộc trùng, r = rth_ Số ràng buộc thừa, rth = ... BiM2i = 0,5 BC = 0,5.400 = 200 (mm) - Nối S2i đường cong trơn ta quỹ đạo S2 chu kì chuyển động cấu Bài tốn vị trí cấu động hai kì xác định 12 vị trí khâu dẫn sau khoả chu kì chuyển vị (một vịng quay