Cơ cấu máy xọc có thanh truyền đề số: 8 - Phương án 1

Vò v¨n thÕ PhÇn I : tæng hîp c¬ cÊu 1.CÊu tróc vµ nguyªn lý lµm viÖc 1.1 CÊu tróc C¬ cÊu ®­îc bè trÝ ë vÞ trÝ th¼ng ®øng nh­ h×nh vÏ: Gåm 3 kh©u (n=3) Kh©u o – GÝa cè ®Þnh Tay quay OA Thanh truyÒn AB Con tr­ît B 1.2 C¸c khíp ®éng: Khíp O : nèi gi÷a gi¸ O tay quay OA(tay quay 1) Khíp A : khíp quay gi÷a kh©u 1(tay quay OA) vµ kh©u 2 (thanh truyÒn AB) Khíp B : khíp quay gi÷a kh©u 2 (thanh truyÒn AB) vµ kh©u 3 (con tr­ît B) Khíp C : khíp tr­ît (tÞnh tiÕn) gi÷a kh©u 3 (con tr­ît B) vµ ®­êng hµnh tr×nh(B1B2=H). 1.3 Nguyªn lý ho¹t ®éng cña c¬ cÊu _§éng c¬ lµm viÖc cã t¸c dông truyÒn ®éng ra ngoµi nhê tay quay OA. D­íi t¸c dông cña khÝ ®èt trong c¸c buång xi lanh øng víi pitt«ng B. _D­íi t¸c dông cña khÝ ®èt, pitt«ng B chuyÓn ®éng vµ chuyÓn ®éng nµy ®­îc truyÒn tíi tay quay OA th«ng qua thanh truyÒn AB . _ë xi lanh cã chu k× lµm viÖc 2 vßng quay cña OA. +vßng quay ®Çu (0à2p) øng víi qu¸ tr×nh hót vµ nÐn nhiªn liÖu. + vßng tiÕp theo (2pà4p) øng víi qu¸ tr×nh næ vµ x¶ nhiªn liÖu ra ngoµi. 2.Ph©n tÝch cÊu tróc c¬ cÊu thanh ph¼ng toµn khíp thÊp : 2.1. Sè bËc tù do: - Sè kh©u ®éng n=3 (kh©u 1,2,3) Sè khíp thÊp P5=4 (khíp O,A,B,C ) Sè khíp cao P4=0 Số ràng buéc trïng R=0 Sè bËc tù do thõa R’=0 Sè rµng buéc thõa S=0 VËy, sè bËc tù do cña c¬ cÊu lµ: W=3n-(P4+2P5)+R+R’-S=3x3-2x4=1 2.2XÕp h¹ng c¬ cÊu: *Chän kh©u1 lµ kh©u dÉn C¬ cÊu = kh©u dÉn 1+ nhãm Axua 2 tay(kh©u 2,3 vµ khíp A,B,C). =1 kh©u dÉn + 1 nhãm Axua h¹ng 2 ®C¬ cÊu cã h¹ng 2. *Chän kh©u 3 lµm kh©u dÉn. C¬ cÊu = kh©u dÉn3 + nhãm Axua 2 tay(kh©u 1,2 vµ khíp O,A,B). =1 kh©u dÉn + nhãm Axua h¹ng 2. ®C¬ cÊu cã h¹ng 2. VËy, c¬ cÊu ®éng c¬ ®èt trong 1 xilanh lµ c¬ cÊu h¹ng 2. 3.Tæng hîp c¬ cÊu thanh ph¼ng toµn khíp thÊp: 3.1.Nghiªn cøu c¸c th«ng sè ®éng häc,®éng lùc häc vµ quan hÖ gi÷a chóng,lËp b¶ng c¸c th«ng sè cho tr­íc 1 Hµnh tr×nh cña pitt«ng B, H mm 215 2 §­êng kÝnh cña xi lanh, D mm 170 3 HÖ sè t¨ng tèc: k 1,04 4 §é lÖch t©m, e mm 45 5 Tû sè gi÷a kho¶ng c¸ch tõ ®Çu A ®Õn träng t©m S cña thanh truyÒn AB víi ®é dµi thanh truyÒn AB: lAS / lAB 0,35 6 Tû sè gi÷a b¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña thanh truyÒn víi trôc ®i qua träng t©m cña nã víi b×nh ph­¬ng cÇn l¾c AB: 2s / l2AB 0,16 7 M«men qu¸n tÝnh cña trôc khuûu víi tay quay: J01 kgm2 0,11 8 Tèc ®é quay trôc khuûu OA: n vßng/phót 1400 9 HÖ sè chuyÓn ®éng kh«ng ®Òu cña ®éng c¬: 1/90 10 Khèi l­îng tay quay OA, m1 kg 15 11 Khèi l­îng cÇn l¾c AB, m2 kg 12 12 Khèi l­îng con tr­ît B, m1 kg 20 13 Hµnh tr×nh cña cÇn cam, h mm 15 14 ChiÒu dµi cÇn l(m) hay ®é lÖch t©m e(mm) 5 15 C¸c gãc d - x - v ®é 60-30-60 16 M« ®un hÖ b¸nh r¨ng, m mm 3 17 Sè r¨ng cña b¸nh r¨ng 1, z1 20 18 Sè r¨ng cña b¸nh r¨ng 2 vµ 2’, z2=z2’ 14 19 Sè r¨ng cña b¸nh r¨ng 3 vµ 3’, z3=z3’ 40 20 Gãc truyÒn ®éng cùc tiÓu min ®é 50 21 Tû lÖ xÝch biÓu ®å c«ng chØ thÞ p’ bar/mm 0,75 3.1 X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cßn l¹i: C¸c th«ng sè ®éng häc, ®éng lùc häc cho tr­íc ®­îc ghi trong ®Ò bµi (cã kÌm theo) Theo ®Çu bµi ta cã: - Hµnh tr×nh cña pitt«ng B: H =215 (mm) - HÖ sè t¨ng tèc: k=1,04 - T©m sai (kho¶ng lÖch t©m): e=45 mm VËy, gãc l¾c lµ: =180o=180o=3,5294o TÝnh chiÒu dµi thanh truyÒn AB (l) vµ tay quay OA (r) : Gäi B1, B2 lµ c¸c ®iÓm tíi h¹n trªn vµ d­íi (®iÓm chÕt trªn vµ d­íi) mµ con tr­ît B cã thÓ dÞch chuyÓn trªn gi¸. Khi ®ã, tay quay OA vµ thanh truyÒn AB trïng nhau. Khi ®ã OB1 = l+r ; OB2 =l-r XÐt diÖn tÝch tam gi¸c O B1 B2: S O B1 B2 = eH / 2 = (OB1 . OB2)/2 . sin e x H = OB1 . OB2 . sin L¹i cã theo ®Þnh lý hµm sè cos: H2 =(OB1)2 + (OB2)2 - 2.OB1.OB2. cos Víi OB1 = l+r ; OB2 =l-r ta cã: l2 - r2 = l2 + r2 = VËy, ta cã: ChiÒu dµi tay quay OA: r 2 = r= 106,8045 mm = 0,1068045m ChiÒu dµi thanh truyÒn AB: l2 = l= 410,5717mm = 0,4105717m Kho¶ng c¸ch tõ ®Çu A ®Õn träng t©m S cña thanh truyÒn AB: LAS / LAB =0,35 vËy lAS = 143,7000 mm = 0,1437 m 3.2 X©y dùng ho¹ ®å c¬ cÊu vµ ho¹ ®å chuyÓn vÞ theo tû lÖ xÝch x¸c ®Þnh. -Tõ c¸c sè liÖu ®· cho ta chän tû lÖ xÝch ml=0,004(), tÝnh ®­îc: + OA = lOA/ml = 53,4022 (mm). + AB = lAB/ml = 205,2858(mm). + AS = lAS/ml = 35,925 (mm). + e’ = e/ml = 22,5 (mm). + H = 107,5 (mm) . *Ta x¸c ®Þnh 14 vÞ trÝ c¸c kh©u vµ khíp khi ®éng c¬ lµm viÖc nh­ sau: -VÏ ®­êng trßn () t©m O b¸n kÝnh OA= 53,4022(mm) chÝnh lµ quü ®¹o cña A. -Tõ O dùng ®­êng th¼ng ®øng Oy c¾t ®­êng trßn t©m O ë trªn t¹i ®iÓm A2. VÏ ®­êng lÖch t©m tt th¼ng ®øng sao cho kho¶ng c¸ch tõ Oy ®Õn tt lµ e’=22,5mm. Tõ A2 vÏ ®­êng trßn t©m A2 b¸n kÝnh l=205,2858 mm c¾t tt (lµ gi¸ ch¹y cña con tr­ît B) ë ®©u th× ®ã lµ B2. - Tõ A2 lÇn l­ît lÊy c¸c ®iÓm A3, A4, a5, a6, A7, a9, a10 , A11, a12, a13, A14 theo chiÒu kim ®ång hå chia (O) thµnh nh÷ng cung nh×n t©m O d­íi gãc 30 0. VÏ B3 b»ng c¸ch lÊy A3 lµm t©m vµ vÏ ®­êng trßn cã b¸n kÝnh l=205,2858 mm; c¾t ®­êng lÖch t©m tt (lµ gi¸ ch¹y cña con tr­ît B) ë ®©u th× ®ã lµ ®iÓm B3 cÇn t×m. C¸c vÞ trÝ B4; B5….B14 ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch vÏ t­¬ng tù. -VÞ trÝ chÕt trªn cña B ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch dùng ®­êng trßn t©m O b¸n kÝnh (l + r), c¾t ®­êng lÖch t©m tt (lµ gi¸ ch¹y cña con tr­ît B)ë ®©u, th× ®ã lµ ®iÓm chÕt trªn B1 ph¶i t×m. Nèi B1 víi O, c¾t ®­êng trßn () ë ®©u th× ®ã lµ vÞ trÝ A1. -VÞ trÝ chÕt d­íi cña B ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch dùng ®­êng trßn t©m O b¸n kÝnh (l - r), c¾t ®­êng lÖch t©m tt (lµ gi¸ ch¹y cña con tr­ît B)ë ®©u, th× ®ã lµ ®iÓm chÕt d­íi B8 ph¶i t×m. Nèi B8 víi O, c¾t ®­êng trßn () ë ®©u th× ®ã lµ vÞ trÝ A8. Nh­ vËy, ta ®· x¸c ®Þnh 14 vÞ trÝ cña ®éng c¬, trong ®ã cã vÞ trÝ chÕt trªn vµ chÕt d­íi cña 2 pitt«ng. B¶n vÏ sè 01 thÓ hiÖn víi vÞ trÝ thø 1 ®­îc t« ®Ëm. PhÇn II: ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu -NhËn xÐt :C¸c kh©u 1 nèi víi 2 , 2 nèi víi 3 b»ng khíp quay nªn : vA1=vA2 , aA1=aA2 vB2=vB3 , aB2= aB3 Ta cã vËn tèc gãc tay quay OA: w1= n/30 = 1400/30 = 146,5333 (s-1) -Ph­¬ng ph¸p: sö dông ph­¬ng ph¸p vÐct¬ häa ®å. §Ó thuËn tiÖn khi vÏ, chän tû lÖ xÝch - Cña vËn tèc lµ: mv = 0,2609 (ms-1/mm). - Cña gia tèc lµ: ma = 32,76153 (ms-2/mm) Bµi to¸n vËn tèc XÐt t¹i vËn tèc c¸c kh©u cña c¬ cÊu ë vÞ trÝ 3, c¸c vÞ trÝ kh¸c lµm t­¬ng tù. Tõ ®Þnh lý hîp vËn tèc ta cã: B2 = B3 = A2 + B2A2 $ $ $ // tt th¼ng ®øng OA AB (?) (?) theo chiÒu w1 (?) w1.lOA wAB.lAB(?) Ta cã vËn tèc cña VA2 lµ: VA2 = w1.lOA = 146,5333.106,8045= 15650,4158 ( mm/s) = 15,6504158 ( m/s) ChiÒu dµi cña vÐc t¬ vËn tèc VA2 trªn häa ®å vËn tèc lµ: pa = VA2 / mv = 15,6504158/0,2609 = 59,9862 ( mm) Chän mét ®iÓm p lµm t©m vËn tèc tøc thêi. Tõ p vÏ vÐc t¬ pa vu«ng gãc víi OA biÓu diÔn gi¸ trÞ cña A2 ®· biÕt. Qua a vÏ ®­êng d1 vu«ng gãc AB biÓu diÔn ph­¬ng cña B2A2. Tõ p vÏ ®­êng d2 th¼ng ®øng biÓu diÔn ph­¬ng cña B3 . Khi ®ã d1 d2 = b, vÐc t¬ pb 1 B3 , vÐc t¬ ab 1 B2A2 Dùa vµo ®Þnh lý ®ång d¹ng thuËn ta cã: víi S lµ träng t©m AB Th× as/ab =AS/AB=0,35 à as=abAS/AB, tõ ®ã x¸c ®Þnh ®­îc s trªn ho¹ ®å, vÐc t¬ ps 1 S. §o chiÒu dµi c¸c vÐc t¬ trªn ho¹ ®å ta ®­îc gi¸ trÞ c¸c vËn tèc cÇn tÝnh : VB = pb mv = 42,8177.0,2609 = 11,1711 (m/s) VBA = ab mv = 53,5091.0,2609 = 13,9605 (m/s) VS = ps mv = 48,2619.0,2609 = 12,5915 (m/s) wAB = VBA / lAB= 13960,5 / 410,5717 = 34,0025 (1/s) 2. Bµi to¸n gia tèc XÐt t¹i vÞ trÝ 3 cña c¬ cÊu. C¸c vÞ trÝ kh¸c lµm t­¬ng tù. Dùa vµo ®Þnh lÝ hîp vËn tèc, ta cã: B2=A2 +B2A2 Suy ra B2 = A2 + nB2A2 + tB2A2 $ $ $ $ ph­¬ng th¼ng ®øng //OA //AB ^ AB chiÒu (?) A"O B"A theo e2(?) Gi¸ trÞ (?) w21lOA w22lAB e2 lAB(?) Do OA quay ®Òu e1 = 0, nªn gia tèc cña ®iÓm A chØ cßn thµnh phÇn ph¸p tuyÕn: aA2=w21lOA = 146,5333 2.0,1068045 = 2293,307079 (ms-2) Gia tèc ph¸p cña thanh AB lµ: = w2BAlBA = 34,0026 2.0,4105717 = 474,6916(ms-2) ChiÒu dµi cña aA2 trªn ho¹ ®å lµ: qa = aA2 / ma = 2293,307079/32,76153 = 70 (mm) ChiÒu dµi cña trªn ho¹ ®å lµ: anA2 = / ma = 474,6916/32,76153 =14,4893 (mm) - Ta chän ®iÓm q lµm t©m gia tèc tøc thêi. - Tõ q vÏ vÐc t¬ qa cã ®é dµi 70(mm) h­íng tõ A ®Õn O biÓu diÔn A2 - Tõ a vÏ vect¬ anA2 cã ®é dµi 14,4893(mm) h­íng tõ B->A biÓu diÔn vÐc t¬ gia tèc nB2A2 - Tõ nA2 vÏ ®­êng th¼ng l1 vu«ng gãc víi AB, biÓu diÔn ph­¬ng vÐc t¬ tB2A2 - Tõ p vÏ ®­êng th¼ng l2 song song víi OB, biÓu diÔn ph­¬ng vÐc t¬ B2 - Khi ®ã b=l1l2 . vÐc t¬ qb 1 B2 , vÐc t¬ nB2A2 b21 tB2A2 - Dùa vµo ®Þnh lý ®ång d¹ng thuËn ta cã: as/ab =AS/AB=0,35àas=abAS/AB , tõ ®ã x¸c ®Þnh ®­îc s trªn ho¹ ®å. VÐc t¬ ps 1 S §o chiÒu dµi c¸c vÐc t¬ trªn ho¹ ®å ta ®­îc gi¸ trÞ c¸c gia tèc cÇn tÝnh: aB2= qbma= 66,9057.32,76153 = 2191,9330 (ms-2). aS=qsma = 66,813632,76153 =2188,9124(ms-2). e2= atB2A2/lAB= nA2 b2ma / lAB =32,473832,76153/ 0,4105717= 2591,2438(s-2). *C¸c b¶n vÏ sè 2,3,4,5,6 thÓ hiÖn ho¹ ®å vËn tèc ,gia tèc c¸c c¬ cÊu 3.B¶ng c¸c gi¸ trÞ vËn tèc, gia tèc cña 14 vÞ trÝ: C¸c b­íc vÏ vµ tÝnh to¸n t­¬ng tù nh­ trªn ta cã c¸c gi¸ trÞ cho 14 vÞ trÝ nh­ sau: §¹i lg VÞ trÝ w1(s-1) wBA(s-1) VA (m/s) VB( m/s) VBA( m/s) vS( m/s) 1 146,5333 38.1175 15,6504 0 15,6504 10.1728 2 146,5333 38.3494 15,6504 1.7257 15,7452 10.1908 3 146,5333 34.0026 15,6504 11.1711 13,9605 12.5915 4 146,5333 20.2272 15,6504 16.3348 8,3047 15.3917 5 146,5333 0 15,6504 15.6504 0 15.6504 6 146,5333 20.2272 15,6504 10.7725 8,3047 13.5696 7 146,5333 34.0026 15,6504 4.4792 13,9605 11.0404 8 146,5333 38.1178 15,6504 0 15,6504 10.1728 9 146,5333 38.3494 15,6504 1.7257 15,7452 10.1906 10 146,5333 33.0186 15,6504 7.5744 13,5565 11.7191 11 146,5333 19.1881 15,6504 12.6423 7,8781 14.1784 12 146,5333 0 15,6504 15.6504 0 15.6504 13 146,5333 19.1881 15,6504 14.4650 7,8781 14.7756 14 146,5333 33.0186 15,6504 8.1026 13,5565 11.8481 §¹i lg VÞ trÝ aA2(ms-2) anB2A2(ms-2) atB2A2(ms-2) e2(s-2) aB3(ms-2) aS(ms-2) 1 2293,3071 596,5672 252,3094 614.5318 2900.8670 2503.6600 2 2293,3071 603,8239 66,5812 162.1670 2900.7884 2505.9238 3 2293,3071 474,6912 1063,8903 2591.241 2191.9311 2188.9137 4 2293,3071 167,9813 2048,0655 4988.326 619.0613 1609.9558 5 2293,3071 0 2468,2121 6011.647 912.5945 1524.4843 6 2293,3071 167,9813 2048,0655 4988.326 1674.2437 1854.4286 7 2293,3071 474,6912 1063,8903 2591.241 1780.1878 2054.0019 8 2293,3071 596,5672 254,1571 619.0322 1715.6673 2086.4063 9 2293,3071 603,8239 66,5812 162.1670 1685.8216 2082.0981 10 2293,3071 447,6138 1137,7315 2771.1 1561.8226 1982.9782 11 2293,3071 151,1648 1981,8774 4827.116 1225.7682 1745.1690 12 2293,3071 0 2319,7369 5650.016 349.1950 1495.6542 13 2293,3071 151,1648 1981,8774 4827.116 1067.5334 1708.3910 14 2293,3071 447,6138 1137,7315 1090.22 2410.2963 2260.9268 C¸c gi¸ trÞ bao gåm c¶ dÊu víi qui ­íc w >0 nÕu cïng chiÒu w1, 0 nÕu cïng chiÒu quay w , v < 0 nªu ng­¬c l¹i . 4.VÏ ®å thÞ vËn tèc, gia tèc Dùa vµo b¶ng c¸c gi¸ trÞ trªn ta vÏ ®­îc ®å thÞ biÓu diÔn quan hÖ gi÷a vËn tèc vµ gia tèc c¸c kh©u , chuyÓn vÞ gãc cña kh©u dÉn . Xem b¶n , víi gia tèc d­¬ng khi ®å thÞ vËn tèc ®ång biÕn , > 0 khi dw/dt > 0 . PhÇn 3: Ph©n tÝch lùc c¬ cÊu - Khi lµm viÖc, c¸c khíp ®éng cña c¸c kh©u chÞu t¸c ®éng cña c¸c lùc thËt vµ lùc qu¸n tÝnh. ViÖc ph©n tÝch lùc häc c¬ cÊu cã ý nghÜa trong viÖc tÝnh to¸n ®é bÒn khíp, chän chÕ ®é b«i tr¬n, x¸c ®Þnh m«men c¨n b»ng kh©u dÈn, h×nh d¸ng vµ kÝch th­íc c¸c kh©u, lùc t¸c ®éng lªn nÒn, gi¸. - sö dông ph­¬ng ph¸p vÏ ®a gi¸c lùc va ph­¬ng tr×nh m«men * X¸c ®Þnh ¸p lùc thùc tÕ P cña chÊt ®èt trªn pist«ng: ¸p lùc thùc tÕ : P=p.F Trong ®ã F lµ diÖn tÝch m¨t c¾t ngang cña xi lanh. F= (m2) Pi lµ ¸p xuÊt chØ thÞ: pi=, : tung ®é cña biÓu ®å c«ng ®o tõ ®­êng ¸p xuÊt khÝ quyÓn ®Õn ®­êng cong ¸p lùc trong xi lanh. ,-tû xÝch cña ®å thÞ c«ng. , = 0,75 (bar/mm). Víi 1 bar = 105 (N/m2) ta cã: P= p.F =, .105.F (N) P= p.F =, .105 .F (N) Ta cã b¶ng c¸c gi¸ trÞ ¸p lùc thùc tÕ t¹i 14 vÞ trÝ nh­ sau: Víi pistong B Vi trÝ 1 2 3 4 5 6 pi3(mm) 25 25 20 10,5 5,6 3 P3(N) 42537,2 42537,2 34030 17824,8 9528,3 5104,5 Hµnh tr×nh NÐn_Næ Næ Næ Næ Næ Næ Vi trÝ 7 8 9 10 11 12 pi3(mm) 2 1 1 1 1 2 P3(N) 3403 1701,5 1701,5 1701,5 1701,5 3403 Hµnh tr×nh Næ Hót- NÐn NÐn NÐn NÐn NÐn Vi trÝ 13 14 1 pi5(mm) 4 9 25 P5(N) 6806 15313 42537,2 Hµnh tr×nh NÐn NÐn NÐn_Næ Chó ý ë ®©y ¸p lùc thùc tÕ t¸c ®éng lªn pistong trong giai ®o¹n nÐn-næ h­íng däc trôc pistong theo chiÒu tõ trªn xuèng trong ®Çu ®Ò S¬ ®å bè trÝ lùc t¹i vÞ trÝ 12 nh­ sau: 1 . *X¸c ®Þnh c¸c hîp lùc qu¸n tÝnh : Ta thÊy lùc qu¸n tÝnh xuÊt hiÖn trªn c¸c kh©u lµ do sù chuyÓn ®éng kh«ng ®Òu cña chóng, lùc qu¸n tÝnh thay ®æi c¶ ®é lín vµ ph­¬ng chiÒu theo chu kú ®éng häc. - lùc qu¸n tÝnh cña kh©u 3(con tr­ît B). Kh©u 3 chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn trªn gi¸ th¼ng ®øng nªn chØ cã lùc qu¸n tÝnh : - lùc qu¸n tÝnh cña kh©u 2 (thanh AB): V× thanh AB chuyÓn ®éng song ph¼ng do vËy ta x¸c ®Þnh ®iÓm ®Æt lùc qu¸n tÝnh vµ m« men qu¸n tÝnh nh­ sau. Mqt2=-J2*e2. C¸c gi¸ trÞ tÝnh ®­îc cho trong b¶ng sau : STT/§¹i L­îng (N) Mqt2(m/s2) (N) 1 30043,92 198,8625 58017,34 2 30071,0856 52,477 58015,768 3 26266,9644 838,5256 43838,622 4 19319,4696 1614,222 12381,226 5 18293,8116 1945,369 18215,89 6 22253,143 1614,222 33484,874 7 24648,0228 838,5256 35603,756 8 25036,875 200,319 34313,346 9 24985,177 52,477 33716,432 10 23795,74 896,728 31236,452 11 20942,03 1562,0547 24515,364 12 17947,85 1828,345 6983,9 13 20500,7 1562,0547 21350,668 14 27131,12 352,7952 48205,926 *XÐt kh©u ë vÞ trÝ 5: T¸ch nhãm axua (2, 3)vµ xÐt c©n b»ng kh©u 3 vµ kh©u 2: V× bÐ h¬n nhiÒu so víi c¸c lùc kh¸c nªn ta bá qua t¸c ®éng cña chóng .C¸c lùc t¸c ®éng lªn gåm : ( , , , , , ) = 0 Hay : + + +++ = 0 (*) ph­¬ng tr×nh trªn cã 3 Èn cÇn ph¶i t×m lµ ,, . Cßn , , ®· biÕt c¶ vÒ ®é lín vµ ph­¬ng chiÒu nh­ b¶n vÏ sè : Ta x¸c ®Þnh lùc b»ng ph­¬ng tr×nh m« men c©n b»ng t¹i ®iÓm B ta cã : = ( .. + . + ) = 0 T¹i vÞ trÝ 5 ta cã =BE = 55,3833 (mm), lAB = 0,41057 (m) , = 0,004 (m/mm),, x¸c ®Þnh nh­ h×nh vÏ ta ®­îc : = - = - = 14609,1 do ®ã tõ ph­¬ng tr×nh (*) ë trªn ta vÏ ho¹ ®å lùc t¸c dông x¸c ®Þnh ®­îc gi¸ trÞ cßn l¹i , theo häa ®å lùc : VÏ häa ®å lùc b»ng ph­¬ng ph¸p lùc khÐp kÝn ®èi víi (*) VÏ: (N) = 14609,1(N) Chän tû lÖ : = 300 (N/mm). Trªn b¶n vÏ cad víi ®é lín : = 60,72 (mm) = 31,761 (mm) = 60,9793 (mm) = 48,697 (mm) ( vµ ph­¬ng chiÒu ®· biÕt ) Tõ e vÏ ®­êng th¼ng m1// AB ( hoÆc vu«ng gãc víi de) biÓu diÔn ph­¬ng cña ,tõ a vÏ ®­êng th¼ng m2 Bt (hay ab ) biÓu diÔn ph­¬ng cña m1, x m2 = f khi ®ã : , . vËy = 39799,08 (N) , = 10401,36 (N) = = 42395,67 (N) hay ph¶n lùc kh©u 2 t¸c dông lªn kh©u 1 : = = 42395,67 (N) nh­ng ng­îc chiÒu nhau . XÐt con tr­ît B c¸c l­c t¸c dông c©n b»ng nªn ta cã : + + + = 0 (*)Tõ häa ®å . VËy= = 29629,95 (N) nh­ng ng­îc chiÒu nhau. X¸c ®Þnh M cb trªn kh©u dÉn : Kh©u dÉn vµ c¸c lùc ®Æt lªn kh©u dÉn cã ph­¬ng chiÒu nh­ h×nh vÏ .Ta xÐt ph­¬ng tr×nh c©n b»ng m«men lùc t¹i O ta cã: SMO(Fi) = R21.OH. = Mcb trong ®ã 0H =h= 19,8875 (mm) trong ®ã ta cã h lµ kho¶ng c¸ch tõ O tíi lùc R21, ®­îc ®o trong b¶n vÏ -VÞ trÝ 5 Mcb = 42395,67.19,8875.0,004 = 3372,575 (Nm) *X¸c ®Þnh ph¶n lùc t¹i khíp ®éng R01. Do tay quay 0A cã khèi l­îng tËp chung t¹i 0 xem nh­ bá qua träng l­îng cña thanh OA, Ta cã R21 = R01 = 42395,67 (N) , R01 chÝnh lµ ph¶n lùc khíp O. *XÐt t¹i 13 vÞ trÝ cßn l¹i ta còng tiÕn hµnh lµm t­¬ng tù nh­ trªn : C¸c gi¸ trÞ tÝnh ®­îc cho trong b¶ng sau : STT §¹i L­îng (N) (N)= R21(N) 23(N) 03 (N) cb (N.m) 1 15586,83 15586,83 15622,53 2105,46 0 2 15437,94 15437,94 15563,4 3029,34 323,5545 3 34517,8 34517,8 13865,76 9799,16 1921,868 4 8827,95 8827,95 10612,53 9110,07 223,4848 5 42395,67 42395,67 29629,95 10401,36 3372,575 6 62259,26 62259,26 41220,165 14490,385 3445,9006 7 64978,9 64978,9 40417,44 10584,81 1503,274 8 61560,45 61560,45 36556,03 6261,92 0 9 60534,63 60534,63 35676,39 4281,03 427,3745 10 55045,71 55045,71 33563,88 6451,35 2712,146 11 43950,84 43950,84 26295,12 2026,02 2797,5237 12 21367,7 21367,7 10387,175 1094 1266,0106 13 30299,73 30299,73 15044,4 3845,28 1965,374 14 58794,715 58794,715 33041,505 3134,6 2587,0615 PhÇn 4: Ph©n tÝch §éng lùc häc c¬ cÊu 1.x¸c ®Þnh m«men lùc thay thÕ : - M« men lùc thay thÕ ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : M = M® _+ MG= .( ) + .( ) (*) - Trong bµi c¸c ngo¹i lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu bao gåm lùc ph¸t ®éng () t¸c ®éng lªn pÝt t«ng B, träng l­îng (G2,G3) cña thanh truyÒn AB vµ con tr­ît B ,Thay sè vµo (*) ta cã b¶ng gi¸ trÞ kÕt qu¶ tÝnh to¸n cña m« men lùc thay thÕ t­¬ng øng víi 14 vÞ trÝ nh­ sau : VÞ TrÝ 1 2 3 4 5 6 7 M(Nm) -0,7115 503,69 2616,518 2020,5463 1051,156 399,7658 115,345 VÞ TrÝ 8 9 10 11 12 13 14 M(Nm) 1,27708 22,7744 104,2523 174,33 -396,9472 -702,342 -2369,3 Tõ gi¸ trÞ M ta vÏ ®å thÞ M=M(j) theo gãc quay j.Trªn hÖ trôc to¹ ®é M-j .ta lÊy tû lÖ xÝch m« men lµ 50(Nm/mm).vµ tû lÖ gãc j lµ 3(0/mm) = 0,05233 (rad/mm), ®Æt c¸c gi¸ trÞ M t­¬ng øng víi c¸c gãc x¸c ®Þnh t¹i vÞ trÝ ®ã trªn ®å thÞ . Ta ®uîc ®å thÞ cña M-j. 2.x¸c ®Þnh c«ng cña lùc c¶n vµ c«ng cña lùc ph¸t ®éng §Ó x©y dùng ®å thÞ biÕn thiªn cña c«ng lùc T¸c ®éng A®=A®(j),vµ c«ng cña lùc c¶n Ac=Ac(j),ta lÊy tÝch ph©n ®å thÞ MT= MT() víi cù ly tÝch ph©n H =30mm, ta ®­îc ®­êng cong lµ ®å thÞ A®=A®().VÏ ®å thÞ A® víi hÖ to¹ ®é t­¬ng øng cña M® ,nèi hai ®iÓm ®Çu vµ ®iÓm cuèi cña ®å thÞ A® ta cã ®­êng Ac(j).Céng ®¹i sè c¸c tung ®é du¬ng cña A® víi c¸c tung ®é ©m cña AC vµ ®Æt hiÖu cña chóng ë trªn trôc hoµnh theo dÊu cña chóng ta sÏ ®­îc ®å thÞ biÕn thiªn ®éng n¨ng E=E() víi A=E. Tõ tÝch ph©n trªn ta cã A=..H=0,05233.50.30= 78,495 (Nm/mm) 3.X¸c ®Þnh m«men qu¸n tÝnh khèi l­îng thu gän Jt. Ta cã c«ng thøc : JT = = J01+ m2. + JS2.+ m3. (**) Thay sè vµo (**) ta cã b¶ng gi¸ trÞ Jt víi 14 vÞ trÝ ®· cho ta thu ®­îc kÕt qu¶ sau ë b¶ng: VÞ TrÝ 1 2 3 4 5 6 7 Jt(kgm2) 0,18974 0,192866 0,315183 0,452076 0,427 0,301342 0,208862 VÞ TrÝ 8 9 10 11 12 13 14 Jt(kgm2) 0,189724 0,192865 0,246461 0,344946 0,427 0,39434 0,254903 Lµm t­¬ng tù nh­ phÇn x©y dùng ®å thÞ cña MT ta cã ®å thÞ cña Jt(j). Víi tû lÖ cña mo men qu¸n tÝnh lµ : = 1/60 (Kgm2/mm).tû lÖ vÒ gãc còng lÊy t­¬ng tù nh­ trong tû lÖ cña MT. 4.X©y dùng hai ®å thÞ E=E() vµ Jt=Jt() - Ta x©y dùng ®å thÞ E=E() nh­ ®· nãi ë trªn. VÏ biÓu ®å DE(J) b»ng c¸ch khö th«ng sè j cña ®­êng cong ta tiÕn hµnh nh­ sau: Tõ ®iÓm E trªn trôc tung cña biÓu ®å Jt(j).c¸ch trôc hoµnh j mét kho¶ng lín h¬n tung ®é cña biÓu ®å nµy, ta kÎ ®­êng th¼ng EF lµm víi trôc j mét gãc 45 ®é. Tõ vÞ trÝ 1 øng tung ®é cña ®å thÞ Jt kÎ ®­êng n»m ngang c¾t EF t¹i 1 ®iÓm tõ ®©y ta tiÕp tôc dãng th¼ng ®øng lªn trªn . Còng tõ vÞ trÝ 1 ®ã cña ®å thÞ E ta còng kÎ 1 ®­êng n»m ngang , ®­êng n»m ngang nµy sÏ c¾t ®­êng dãng th¼ng ®øng t¹i 1 ®iÓm . TiÕn hµnh lµm nh­ vËy víi 13 vÞ trÝ cßn l¹i råi nèi c¸c ®iÓm ®ã l¹i víi nhau theo thø tù ta sÏ thu ®­îc ®å thÞ hay ®­êng cong VÏ hai tiÕp tuyÕn AB vµ CD víi ®­êng cong ().C¸c tiÕp tuyÕn nµy lÇn l­ît lµm víi trôc Jt 1 gãc vµ ,cho c¾t trªn trôc OE mét ®o¹n BD.§o¹n nµy biÓu diÔn víi tû lÖ xÝch E lµ biÕn thiªn cùc ®¹i cña ®éng n¨ng b¸nh ®µ. §å thÞ cã : va . Theo c¸c hÖ sè ®· cho cña hÖ sè chuyÓn ®éng kh«ng ®Òu cña m¸y vµ vËn tèc gãc trung b×nh : = 146,5333 = ta x¸c ®Þnh theo c¸c ®¼ng thøc sau: tg . Do vËy ta ®­îc : = arctg(2,30487) = 66,540 = arctg(2,25422) = 66,0770 Di chuyÓn song song hai ®­êng tiÕp tuyÕn cã gãc nµy cho tíi khi tiÕp xóc víi ®­êng cong DE(J) . c¸c tiÕp tuyÕn nµy c¾t trôc tung t¹i hai ®iÓm BD = 40,806 (mm). M«men qu¸n tÝnh cña v« l¨ng ®­îc tÝnh: MÆt kh¸c ta cã VËy ta ®­îc m=1332(kg) khi chän tr­íc D =1(m) PhÇn 5:tæng hîp c¬ cÊu cam C¸c th«ng sè ®Çu bµi cho: +)®©y lµ lo¹i c¬ cÊu cam quay cÇn ®Èy ®¸y nhän. +)Quy luËt chuyÓn ®éng cña cÇn: gia tèc ®Òu. +)§é lÖch t©m : e=5mm +)Hµnh tr×nh cña cÇn:h =15(mm). +)C¸c gãc quay cña cam ®­îc cho ë ®Çu b¶n thuyÕt minh (cã b¶n th«ng sè kÌm theo). +)Gãc truyÒn ®éng cùc tiÓu =500. 1.X¸c ®Þnh quy luËt chuyÓn ®éng cña cÇn S(): Tr­íc hÕt ta lËp hÖ trôc to¹ ®é S’’O víi tû lÖ xÝch =0,0174(rad/mm).Sau ®ã ta biÓu diÔn ®å thÞ S’’() theo tû lÖ xÝch ®· chän. LÊy tÝch ph©n ®å thÞ S’’() ta ®­îc ®å thÞ S’() víi H1=30(mm).TiÕp tôc lÊy tÝch ph©n ®å thÞ S’() ta ®­îc ®å thÞ S() biÓu diÔn quy luËt cña cÇn víi H2=30(mm).Dùa vµo ®å thÞ ta x¸c ®Þnh ®­îc Smax=ymax=30,8333(mm).Khi ®ã ==0,4864.10-3(m/mm). Do ®ã ,==0,9319.10-3;==1,7852.10-3(m/m) 2.X¸c ®Þnh b¸n kÝnh cong nhá nhÊt cña biªn d¹ng cam. Ta x©y dùng ®å thÞ (s-s,) víi trôc S trïng víi trôc tung , trôc S’ trïng víi trôc hoµnh . tr­íc hÕt ta lËp hÖ trôc to¹ ®é S 0S, víi c¸c gi¸ trÞ S I vµ S, I (i=0,1,2…15) t×m ®­îc trªn ®å thÞ s() vµ s,() øng víi c¸c tû lÖ cña chóng .chän tû lÖ l = 0,5.10-3 (m/mm) .x¸c ®Þnh c¸c to¹ ®é Ci(bj,ck) víi i,j,k=0,1…15.®å thÞ (s-s,)=C trªn b¶n vÏ .KÎ ®­êng th¼ng d ®øng song song víi trôc tung c¸ch trôc tung1 ®o¹n b»ng ®é lÖch t©m e,=e.l=10mm vÒ bªn ph¶i. kÎ ®­êng th¼ng g tiÕp xóc víi ®å thÞ C ®ång thêi hîp víi trôc hoµnh(trôc s,) mét gãc min =500 gãc truyÒn ®éng cùc tiÓu.miÒn g¹ch lµ miÒn ®Æt t©m cam , ®­êng th¼ng d g = E EO = 61,3888mm rmin = 61,3888mm.l + 3mm =33,6944mm=3,36944cm. 3.VÏ biªn d¹ng cam Chän tû lÖ xÝch =0,5.10-3(m/mm).VÏ ®­êng trßn 1 t©m A b¸n kÝnh e,®­êng trßn 2 t©m A b¸n kÝnh rmin ,®­êng trßn 3 t©m A b¸n kÝnh bÊt kú sao cho chøa biªn d¹ng cam se vÏ.vÏ c¸c tia th¼ng ®øng (cã thÓ lµ bÊt kú) tiÕp xóc víi ®­êng trßn 1 vµ c¾t ®­êng trßn 3 tai vÞ trÝ 0’ cø nh­ thÕ kÎ c¸c ®­êng th¼ng tiÕp xóc víi ®­êng trßn 1 c¾t ®­êng trßn thø 3 t¹i c¸c vÞ trÝ 1’,2’,3’…15’ T­¬ng øng víi c¸c vÞ trÝ chia ®Õu theo trôc tung trªn ®å thi S() theo chiÒu ng­îc chiÒu quay cña cam . øng víi c¸c gãc :® +x + v =600 +300 +600 = 1500. tõ t©m A ta lÊy c¸c ®o¹n th¼ng t­¬ng øng rmin+si , gi¸ trÞ si ®· t×m ®­îc ë trªn víi tû lÖ ®· biÕt ®Çu c¸c ®o¹n th¼ng ®­îc x¸c ®Þnh bëi c¸c vÞ trÝ : 1,2,3…15. nèi c¸c ®Çu ®o¹n th¼ng nµy víi nhau ta sÏ thu ®­îc biªn d¹ng cam øng víi tr­êng hîp ®i xa , ®øng xa , vÒ gÇn .thiÕt kÕ nh­ h×nh vÏ thu ®­îc biªn d¹ng cam quay cÇn ®Èy ®¸y nhän. PhÇn 6:tæng hîp c¬ cÊu truyÒn ®éng b¸nh r¨ng Chóng ta nghiªn cøu hÖ b¸nh r¨ng dÉn ®éng ®­îc m« t¶ nh­ sau: Víi Z1=20 : Z2= Z’2 = 14; Z3=Z3’ = 40 ; n1 =1400(vßng/phót). Ta chän chiÒu kh©u dÉn lµ chiÒu d­¬ng(chiÒu quay thuËn chiÒu kim ®ång hå). HÖ b¸nh r¨ng mµ ta kh¶o s¸t lµ hÖ b¸nh r¨ng th­êng . Ta cã : i13 = = = (. ) / = (1400.20) / 40 = 700 (vßng/phót) . H×nh vÏ m« t¶ hÖ dÉn ®éng b¸nh r¨ng cña ®éng c¬ ®èt trong mét xilanh : *******************