Đề tài Thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo dao phay đĩa mô đun

Lêi nãi ®Çu “ Dao c¾t” hay cßn gäi lµ dông cô c¾t, khi nãi ®Õn nh÷ng tõ nµy th× tÊt c¶ chóng ta ®Òu nghÜ ®ã lµ dông cô hay c«ng cô rÊt s¾c vµ rÊt thiÕt thùc trong mäi lÜnh vùc s¶n xuÊt còng nh­ trong ®êi sèng hµng ngµy. Tõ nh÷ng con dao dïng cho sinh ho¹t gia ®×nh ®Õn nh÷ng dông cô dïng cho c¸c ngµnh nh­: Gia c«ng c¾t gät kim lo¹i, khai kho¸ng hÇm má, khai th¸c vµ chÕ biÕn l©m s¶n... MÆc dï ë mäi ngµnh vµ dông cô c¾t ®a d¹ng vÒ chñng lo¹i chóng cã thÓ kh¸c nhau vÒ ®Æc ®iÓm, tÝnh chÊt, ®iÒu kiÖn lµm viÖc, h×nh d¸ng kÕt cÊu... Nh­ng chóng cã mét ®iÓm chung ®ã lµ trùc tiÕp t¸c ®éng vµo ®èi t­îng s¶n xuÊt ( ph«i liÖu), nh»m môc ®Ých biÕn ®æi c¸c ®èi t­îng s¶n xuÊt ®ã th¸nh c¸c s¶n phÈm cã h×nh d¸ng, kÝch th­íc vµ chÊt l­îng theo yªu cÇu. §Æc biÖt trong ngµnh c¬ khÝ chÕ t¹o m¸y th× c¸c dông cô c¾t cã vai trß hÕt søc quan träng trong hÖ thèng c«ng nghÖ ( M¸y – Dao - §å g¸ - Chi tiÕt gia c«ng). Th× nã lµ chi tiÕt tiÕp xóc vµ t¸c ®éng vµo bÒ mÆt cña ph«i vµ biÕn c¸c bÒ mÆt nµy thµnh c¸c bÒ mÆt cña chi tiÕt thiÕt kÕ yªu cÇu. Lµ sinh viªn sau 5 n¨m häc tËp vµ rÌn luyÖn t¹i tr­êng, ®Õn nay kho¸ häc cña chóng em s¾p kÕt thóc. §Ó ®¸nh gi¸ tr×nh ®é cña b¶n th©n, em xin tr×nh bÇy nh÷ng hiÓu biÕt cña m×nh ®· tiÕp thu ®­îc qua b¶n ®ß ¸n ®å ¸n tèt nghiÖp víi ®Ò tµi “ ThiÕt kÕ vµ lËp quy tr×nh c«ng nghÖ chÕ t¹o dao phay ®Üa m«®un”. B¶n ®å ¸n cña em ®­îc hoµn thµnh ngoµi sù cè g¾ng cña b¶n th©n cßn cã sù h­íng dÉn, chØ b¶o nhiÖt t×nh cña tËp thÓ thÇy, c« trong bé m«n“Nguyªn lý vµ dông cô c¾t”vµ ®Æc biÖt lµ cña thÇy NguyÔn Quèc TuÊn - thÇy gi¸o trùc tiÕp h­íng dÉn. Tuy nhiªn do hiÓu biÕt cña b¶n th©n cßn nhiÒu h¹n chÕ nªn ®Ò tµi cña em sÏ kh«ng ch¸nh khái ®­îc sai sãt. Vëy em kÝnh mong c¸c thÇy, c« l­îng thø vµ chØ b¶o gióp em ®Ó em cã ®iÒu kiÖn n¾m v÷ng vµ hiÓu s©u h¬n, sau nµy phôc vô cho c«ng t¸c ®­îc tèt h¬n. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n! Sinh viªn: Hµ Duy Qu©n. PhÇn I ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu chÝnh 1.Ph©n tÝch chuyÓn ®éng: L­îc ®å ®éng c¬ cÊu m¸y bµo lo¹i 1 ë vÞ trÝ nh­ h×nh vÏ Tõ l­îc ®å c¬ cÊu chÝnh cña bµo lo¹i 1 ta thÊy c¬ cÊu ®­îc tæ hîp tõ c¬ cÊu culits: Gåm 5 kh©u ®éng ®­îc nèi víi nhau b»ng c¸c khíp tr­ît vµ khíp quay nh­ng lµ khíp thÊp. C«ng dông cña m¸y bµo lµ biÕn chuyÓn ®éng quay cña bé phËn dÉn ®éng (th­êng lµ ®éng c¬) thµnh chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn th¼ng cña bé phËn c«ng t¸c ( ®Çu bµo) trªn ®Çu bµo ta l¾p dao bµo ®Ó bµo c¸c d¹ng chi tiÕt kh¸c nhau. §Æc ®iÓm chuyÓn ®éng cña c¸c kh©u: Kh©u dÉn 1 ta gi¶ thiÕt lµ quay ®Òu víi vËn tèc gãc w1 truyÒn chuyÓn ®éng cho con tr­ît 2 ( Kh©u 2 chuyÓn ®éng song ph¼ng) .Con tr­ît 2 truyÒn ®éng cho culits 3 cã chuyÓn ®éng quay kh«ng toµn vßng l¾c qua l¾c l¹i truyÒn ®éng cho thanh truyÒn 4 lµ chuyÓn ®éng song ph¼ng vµ truyÒn chuyÓn ®éng cho ®Çu bµo 5 lµ chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn th¼ng theo ph­¬ng ngang. 2.TÝnh bËc tù do: C¬ cÊu m¸y bµo gåm 5 kh©u ®éng vËy n = 5 (sè kh©u ®éng) nèi víi nhau b»ng 7 khíp thÊp: p5 = 7 (sè khíp thÊp) kh«ng cã khíp cao: p4 = 0 (sè khíp cao) kh«ng cã rµng buéc thõa vµ bËc tù do thõa. Do ®ã ®Ó tÝnh bËc tù do cña c¬ cÊu ta ¸p dông c«ng thøc sau: W = 3n - ( 2P5 + P4 ) - S + Rt = 3.5 - ( 2.7 + 0 ) - 0 + 0 = 1 VËy sè bËc tù do cña c¬ cÊu lµ 1: 3.XÕp lo¹i c¬ cÊu: Ta chän kh©u 1 lµm kh©u dÉn ta t¸ch ®­îc 2 nhãm axua lo¹i 2 ( nhãm cã 2 kh©u 3 khíp lµ nhãm 2-3 vµ nhãm 4-5). Do c¬ cÊu cã 2 nhãm ®Òu lµ nhãm lo¹i hai vËy c¬ cÊu lµ c¬ cÊu lo¹i 2.(h×nh vÏ) PhÇn II Tæng hîp c¬ cÊu chÝnh – Ho¹ ®å vÞ trÝ Tõ c¸c sè liÖu ®Çu bµi ®· cho ta x¸c ®Þnh ®­îc c¸c th«ng sè cÇn thiÕt ®Ó x©y dùng c¬ cÊu : Gãc l¾c Y: Ta cã . Y = 1800 = 1800 = 38,30. BiÕt ®­îc gãc l¾c Y vµ kho¶ng c¸ch Lo1o2 . Tõ O2 ta kÎ 2 tia x vµ x’ hîp víi ®­êng nèi gi¸ O1O2 mét gãc 19,150 . Tõ O1 ta vÏ vßng trßn tiÕp xóc víi hai tia O2X vµ O2X’ ta sÏ x¸c ®Þnh ®­îc 2 vÞ trÝ chÕt cña c¬ cÊu. XÐt c¬ cÊu t¹i hai vÞ trÝ nµy ta dÔ dµng tÝnh ®­îc: R = LO1A = Lo1o2 Sin = 141 (mm) V× qòy tÝch ®iÓm B thuéc culits 3 vµ b»ng hµnh tr×nh H cho nªn ta cã Sin = H / L02B => L02B = H/2 Sin => LO2B = 624.96 (mm)§é dµi thanh truyÒn CB  LBC / L02B = 0,32 => LBC = 0,32 . 624,96 = 200 (mm) Kho¶ng c¸ch ¨n dao = 0,05H = 20,5 (mm)Tãm l¹i ta cã ®é dµi thùc cña c¸c kh©u lµ : LO1A = 141 (mm) LO2B = 624.96 (mm) LBC = 200 (mm) §Ó dùng ®­îc ho¹ ®å vÞ trÝ ta chän tû lÖ xÝch chiÒu dµi mL : mL = LBC / BC ta chän BC = 80 (mm) vËy mL = 0,2 / 80 = 0,0025 (m/mm). VËy c¸c ®o¹n biÓu cña c¬ cÊu lµ O1O2 = LO1O2/mL = 0,43/ 0,0025 = 172 (mm) O1A = L01A / mL = 56,42 (mm).O2B = L02B / mL = 249,96 VÏ häa ®å vÞ trÝ : Tõ vÞ trÝ chÕt bªn tr¸i ta chia vßng trßn t©m O1 b¸n kÝnh O1A thµnh 8 phÇn b»ng nhau. VËy ta ®· cã 8 vÞ trÝ chia ®Òu céng víi 5 vÞ trÝ ®Æc biÖt ( ®ã lµ vÞ trÝ biªn ph¶i, hai vÞ trÝ 0,05H vµ hai vÞ trÝ øng víi 2 ®iÓm chÕt trªn vµ chÕt d­íi cña tay quay O1A ) tæng céng ta cã ®­îc 13 vÞ trÝ .Häa ®å vÞ trÝ ®­îc vÏ nh­ trªn h×nh vÏ . PhÇn III Ho¹ ®å vËn tèc Ta lÇn l­îc vÏ ho¹ ®å vËn tèc cho 13 vÞ trÝ víi tû lÖ xÝch: mV = mL w1 = pn1 mL/30 = 0,023 (m/mms).Gi¶ sö vÏ ho¹ ®å vËn tèc vµ gia tèc t¹i vÞ trÝ bÊt kú. Ph­¬ng tr×nh vÐct¬ vËn tèc : Chän kh©u 1 lµ kh©u dÉn quay ®Òu quanh trôc cè ®Þnh qua O1 víi vËn tèc gãc w1 = const nªn VA1 cã ph­¬ng vu«ng gãc víi O1A chiÒu thuËn theo chiÒu w1 cã ®é lín : VA1 = LO1A. w1 . v× kh©u 1 nèi víi kh©u 2 b»ng khíp b¶n lÒ nªn ta cã : VA1 = VA2 , kh©u 2 tr­ît t­¬ng ®èi so víi kh©u 3 nªn ta cã : VA3 = VA2 + VA3/A2 . Trong ®ã VA3 cã ph­¬ng vu«ng gãc víi O2B trÞ sè ch­a x¸c ®Þnh : VA3 = Pa3 . mV , VA2 ®· x¸c ®Þnh hoµn toµn , VA3/A2 cã ph­¬ng song song víi O2B trÞ sè ch­a x¸c ®Þnh . Nh­ vËy ph­¬ng tr×nh trªn cßn hai Èn nªn gi¶i ®­îc b»ng ph­¬ng ph¸p ho¹ ®å vÐct¬ . VËn tèc cña ®iÓm VB3 ®­îc x¸c ®Þnh theo ®Þnh lý ®ång d¹ng thuËn ,trÞ sè VB3 = pb3.mV v× kh©u 4 nèi víi kh©u 3 nhê khíp b¶n lÒ nªn ta cã VB3 = VB4 . Ta l¹i cã : VC4 = VB4 + VC4B4 .Trong ®ã VB4 ®· x¸c ®Þnh hoµn toµn vµ VC4B4 cã ph­¬ng vu«ng gãc víi BC gi¸ trÞ ch­a x¸c ®Þnh : VC4B4 = c4b4.mV mµ kh©u 4 l¹i nèi víi kh©u 5 nhê khíp b¶n lÒ nªn ta cã VC4 = VC5 cã ph­¬ng song song víi ph­¬ng tr­ît gi¸ trÞ ch­a x¸c ®Þnh : VC5 = pc5.mV = pc4.mV =VB4 + VC4B4 ph­¬ng tr×nh nµy cßn hai Èn nªn gi¶i ®­îc b»ng c¸ch vÏ ho¹ ®å vÐct¬. C¸ch vÏ: Ta chän mét ®iÓm P bÊt kú lµm gèc ho¹ ®å, tõ P vÏ ®o¹n Pa1 biÓu diÔn vËn tèc : VA1 = VA2 .Tõ mót vÐct¬ pa1 vÏ ®­êng chØ ph­¬ng D cña VA3/A2 ( D//O2B) tõ P vÏ ®­êng chØ ph­¬ng D’ cña VA3 (D’ ^ O2B) khi ®ã ta thÊy D c¾t D’ t¹i a3 biÓu thÞ vËn tèc VA3 , dïng tû sè ®ång d¹ng ta x¸c ®Þnh ®­îc pb3 biÓu thÞ vËn tèc cña VB3 = VB4 tõ b3 = b4 kÎ ®­êng chØ ph­¬ng D’1 cña VC4B4 vu«ng gãc víi BC. Tõ P vÏ D’2 theo ph­¬ng ngang c¾t D’1 t¹i c4 = c5 vËy pc5 biÓu diÔn vËn tèc cña VC5. VËn tèc c¸c ®iÓm thuéc c¬ cÊu, vËn tèc träng t©m, vËn tèc gãc: VA12 = Pa1,2.mV ; VA3 = Pa3.mV ; VA3/A2 = a2a3.mV ; VB3,4 = Pb3,4.mV ; VC5 = Pc5 . mV; VC4B4 = c4b4. mV ; Träng t©m c¸c kh©u ®Æt t¹i trung ®iÓm c¸c kh©u nªn ta x¸c ®Þnh ®­îc vËn tèc träng t©m theo ®Þnh lý ®ång d¹ng. VS3 = Ps3. mV ; VS4 = Ps4. mV ; VS5 = Ps5 . mV; +VËn tèc gãc c¸c kh©u. VA3 = Pa3. mV = O2A.mL. w3 => w3 = Pa3. mV / O2A.mL VC4B4 = c4b4. mV = BC.mL. w4 => w4 = c4b4.mV/ BC.mL w5 = 0 v× kh©u 5 chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn. VËn tèc c¸c ®iÓm, c¸c träng t©m, vËn tèc gãc ®­îc biÓu diÔn trong b¶ng 1. B¶ng 1: BiÓu diÔn vËn tèc c¸c ®iÓm, vËn tèc träng t©m, vËn tèc gãc c¸c kh©u. VT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Pa1,2 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 Pa3 0 25,22 36,72 54,64 56,42 53,17 32,19 24,01 0 6,64 49.81 56,42 44,87 a2a3 0 49,25 43,01 14,08 0 18,88 46,93 51,06 0 53,16 26,5 0 34,21 Pb3 0 33,29 45,17 60,41 61,7 59,2 40,55 31,93 0 10,07 103,6 122,14 90,63 Pc5 0 31,33 43,59 60,58 61,7 58,22 39,37 31,01 0 9,79 104,85 122.14 92,48 b4c4 0 9,78 11,3 4,96 0 6,49 10,93 9,49 0 3,3 16,15 0 18,39 O2A 162,48 189,65 203,05 226,06 228,42 224,13 197,83 188,26 162,48 155.9 120,13 115,58 123,69 PS3 0 45,32 22,58 30,21 30,85 29,51 20,27 15,97 0 4,68 51,8 61,07 45,32 PS4 0 31,95 44,02 60,45 61,17 58,6 39,58 31,11 0 9,79 103,91 122.14 91,1 B¶ng 2: BiÓu diÔn gi¸ trÞ thËt vËn tèc c¸c ®iÓm, vËn tèc träng t©m, vËn tèc gãc c¸c kh©u. VT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 VA12 VA3 VA3/A2 VB3 VC5 VC4B4 VS3 VS4 VS5 w3 w4 PhÇn IV Ho¹ ®å gia tèc Ta vÏ ho¹ ®å gia tèc cho hai vÞ trÝ sè 2 vµ sè 7. a, Ph­¬ng tr×nh vÐct¬ gia tèc Ta cã : aA1 = w12. LO1A. ( v× kh©u 1 quay ®Òu quanh trôc cè ®Þnh ) v× kh©u 1 nèi víi kh©u 2 b»ng khíp b¶n lÒ ta cã aA1 = aA2 mÆt kh¸c kh©u 2 tr­ît t­¬ng ®èi so víi kh©u 3 nªn: aA3 = aA2 + akA3/A2 + arA3/A2 (3) trong ®ã aA2 ®· x¸c ®Þnh hoµn toµn. arA3/A2 cã ph­¬ng // O2A, gi¸ trÞ ch­a biÕt, akA3/A2 cã chiÒu thuËn theo chiÒu VA3/A2 quay ®i 900 theo chiÒu w3 gi¸ trÞ: akA3/A2 = 2.w3 .VA3/A2 . Tuy nhiªn nã cò ng ®­îc x¸c ®Þnh theo ph­¬ng ph¸p h×nh häc. V× kh©u 3 quay quanh trôc cè ®Þnh nªn : aA3 = anA3 + atA3 , trong ®ã anA3 chiÒu tõ A vÒ O2 ph­¬ng // O2A, gi¸ trÞ : anA3 = w32. LO2A ; atA3 cã ph­¬ng vu«ng gãc víi O2A gi¸ trÞ ch­a x¸c ®Þnh. VËy ta cã : anA3 + atA3 = aA2 + akA3/A2 + arA3/A2 (4). Ph­¬ng tr×nh 4 cßn 2 Èn nªn gi¶i ®­îc b»ng ph­¬ng ph¸p ho¹ ®å vÐct¬ gia tèc. Gi¸ trÞ aB3 ®­îc x¸c ®Þnh theo ®Þnh lý ®ång d¹ng thuËn . V× kh©u 3 nèi víi kh©u 4 b»ng khíp b¶n lÒ nªn : aB3 = aB4 . Ta cã : aC4 = aB4 + anC4B4 + atC4B4 (5) . Trong ®ã aB4 ®· x¸c ®Þnh hoµn toµn , atC4B4 cã ph­¬ng vu«ng gãc víi BC gi¸ trÞ ch­a x¸c ®Þnh , anC4B4 chiÒu tõ C vÒ B cã ph­¬ng // BC gi¸ trÞ : anC4B4 = w42. LBC . v× kh©u 4 nèi víi kh©u 5 nhê khíp b¶n lÒ nªn : aC4 = aC5 , mÆt kh¸c v× kh©u 5 chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn nªn aC5 cã ph­¬ng // ph­¬ng tr­ît ( ph­¬ng ngang). VËy ta cã : aC5 = aB4 + anC4B4 + atC4B4 (5’). Ph­¬ng tr×nh nµy gi¶i ®­îc b»ng ho¹ ®å gia tèc. b, C¸ch vÏ ho¹ ®å gia tèc: Ta chän tû lÖ xÝch gia tèc ma = w12..mL =(3p)2.. 0,0025 = 0.148 ( m/mms2) . TÝnh c¸c ®o¹n biÓu diÔn: pa’1,2 lµ ®o¹n biÓu diÔn vÐct¬ gia tèc aA1,2 nªn : pa’1,2 = .O1A ; a’2K lµ ®o¹n biÓu diÔn akA3/A2 nªn : a’2K = 2w3.a2a3 ; pa’3 lµ ®o¹n biÓu diÔn cña anA3 nªn : panA3 = w32 .Pb3 .mV /ma . §o¹n c’4b’4 lµ ®o¹n biÓu diÔn cña anC4B4 nªn : c’4b’4 = w42.C4B4 .mV /ma c¸c ®o¹n nµy còng ®­îc x¸c ®Þnh theo ph­¬ng ph¸p h×nh häc. Chän p lµm gèc ho¹ ®å, tõ p vÏ pa’1,2 biÓu thÞ vÐct¬ gia tèc aA1,2 (pa’1,2// O1A) tõ a’2 vÏ ph­¬ng chiÒu akA3/A2 , tõ mót k vÏ ®­êng chØ ph­¬ng D cña arA3/A2 ( D // O2A ), tõ p vÏ pan’3 biÓu thÞ anA3 (pan’3 // O2A ), tõ mót pa’3 vÏ ®­êng chØ ph­¬ng D’ cña atA3 (D’ ^ O2A ) khi ®ã D’c¾t D t¹i a’3 nèi pa’3 biÓu thÞ aA3. Gia tèc aB3 ®­îc x¸c ®Þnh theo ®Þnh lý ®ång d¹ng thuËn cña ho¹ ®å gia tèc. Ta cã b’4 º b’3.VÏ anC4B4 song song víi BC . Tõ mót anC4B4 vÏ ®­êng chØ ph­¬ng D1 cña atC4B4 , tõ p vÏ ®­êng th¼ng theo ph­¬ng ngang c¾t D1 t¹i c’5 º c’4 khi ®ã pc’5 biÓu thÞ gia tèc aC5. *, X¸c ®Þnh gia tèc träng t©m c¸c kh©u: Gia tèc träng t©m S3 : ta cã S3 lµ träng t©m cña kh©u 3 nªn : ps’3 = pa’3 / 2 Gia tèc träng t©m S4 : ta cã BS4/ BC = b’4s’4/ c’4b’4 = 1/ 2 nªn : b’4s’4 = c’4b’4/ 2 Gia tèc träng t©m S5 : v× kh©u 5 chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn nªn : ps’5 = pc’5 *, X¸c ®Þnh gia tèc gãc c¸c kh©u: Ta cã : w1 = const nªn e1 = 0. Kh©u 2 nèi víi 3 b»ng khíp tr­ît nªn e2 = e3 ta cã e3 = atA3 / LO2A vµ e4 = atC4B4 /LBC . Kh©u 5 chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn nªn : e5 = 0. c, X¸c ®Þnh theo ph­¬ng ph¸p h×nh häc: X¸c ®Þnh a’2K theo ®Þnh lý ®ång d¹ng thuËn. §Çu tiªn x¸c ®Þnh kÝch th­íc O2A trªn ho¹ ®å vÞ trÝ (t¹i hai vÞ trÝ sè 3 vµ sè 11) sau ®ã ta x¸c ®Þnh ®o¹n Pa3 vµ a2a3 trªn ho¹ ®å vËn tèc. KÎ ®o¹n O2A tõ O2 kÐo dµi lÊy ®o¹n O2M cã gi¸ trÞ O2M = 2a2a3 . V× Pa3 vu«ng gãc O2A nªn tõ O2 kÎ ®­êng vu«ng gãc vêi O2A lÊy ®o¹n O2N = Pa3 nèi N víi A ta ®­îc D vu«ng O2AN tõ M kÎ ®­êng th¼ng // víi AN c¾t ®­êng th¼ng kÐo dµi O2N t¹i E khi ®ã ta cã : DO2AN » DO2EM VËy ®o¹n O2E = a’2K. TÝnh ®o¹n an3 : Ta cã pan3 = Pa23 / O2A, c¸ch x¸c ®Þnh : Tõ O2A trªn ho¹ ®å vÞ trÝ vÏ vßng trßn ®­êng kÝnh O2A. Tõ O2 vÏ cung trßn b¸n kÝnh Pa3 cung nµy c¾t vßng trßn t¹i F, tõ F h¹ ®­êng vu«ng gãc víi O2A c¾t O2A t¹i I khi ®ã O2I = pan3 . TÝnh ®o¹n c’4b’4 = cb2 / BC. PhÇn V ®å thÞ ®éng häc LËp hÖ trôc to¹ ®é OXY vµ vÏ ®­êng cong V(j) c¸c trôc ox biÓu thÞ j vµ trôc oy biÓu thÞ gi¸ trÞ vËn tèc víi tû lÖ xÝch b»ng mV , mj . Trong ®ã : mj = 2p/ L = 2. 3,14 / 160 = 0,0392 (1/ mm) , mV = 0,023 (m/mm.s) , ta chia trôc ox lµm 8 kho¶ng b»ng nhau vµ trong kho¶ng chia ®Òu ®ã ta chia thªm c¸c vÞ trÝ ®Æc biÖt sau ®ã ®Æt lÇn l­ît c¸c ®o¹n Pc trªn ho¹ ®å vËn tèc vµo c¸c kho¶ng nhá ®ã ta ®­îc ®å thÞ ®éng häc cña vËn tèc. §Ó t×m ®å thÞ ®éng häc chuyÓn vÞ ta tÝch ph©n ®å thÞ vËn tèc theo tr×nh tù sau : LËp hÖ trôc to¹ ®é OX1Y1 vµ vÏ ®­êng cong S(j) c¸c trôc ox biÓu thÞ j vµ trôc oy biÓu thÞ gi¸ trÞ chuyÓn vÞ víi tû lÖ xÝch b»ng mS , mj . Trong ®ã : mj = 0,0392 (1/ mm) . Tõ c¸c kho¶ng nhá võa chia trªn ®å thÞ vËn tèc ta lÊy c¸c ®iÓm a1, a2, a3.......øng víi c¸c trung ®iÓm cña c¸c kho¶ng võa chia. Ta lÊy ®iÓm P trªn trôc ox1 c¸ch O mét kho¶ng H = 35 mm , gäi lµ cùc tÝch ph©n . Tõ c¸c ®iÓm a1, a2, a3.......ta dãng c¸c ®­êng song song víi trôc OX1 c¾t OY1 t¹i c¸c ®iÓm b1,b2....... råi nèi c¸c ®iÓm nµy víi P ta sÏ ®­îc c¸c ®­êng cã ®é nghiªng kh¸c nhau. Tõ ®iÓm O vµ trong ph¹m vi kho¶ng chia nhá trªn ®å thÞ chuyÓn vÞ ta vÏ c¸c ®o¹n Oc1//pb1 , tiÕp tôc vÏ ®o¹n c1c2//Pb2 trong kho¶ng thø hai cø tiÕp tôc nh­ vËy ta xÏ ®­îc ®­êng gÊp khóc, nèi chóng b»ng mét ®­êng cong tr¬n ta ®­îc ®å thÞ ®éng häc biÓu thÞ S(j) víi tû xÝch mS = mj.mV.H = 0,0315 (m/mm). §Ó t×m ®å thÞ gia tèc ta tiÕn hµnh vi ph©n ®å thÞ vËn tèc. B»ng c¸ch bªn d­íi ®å thÞ vËn tèc ta lËp hÖ trôc to¹ ®é mµ trôc tung biÓu thÞ gi¸ trÞ cña gia tèc ®iÓm c5 cßn trôc hoµnh vÉn nh­ hai ®å thÞ trªn. Ta l¹i lÊy ®iÓm P lµm cùc vi ph©n c¸ch O mét kho¶ng b»ng H’ = 30 mm , trªn ®­êng cong V(j) ta kÎ c¸c ®o¹n gÉy khóc trong c¸c ®o¹n nhá, tõ ®iÓm P trªn ®å thÞ gia tèc kÎ c¸c tia PI, PII, PIII..... song song víi c¸c ®­êng gÉy khóc ®ã c¸c tia nµy c¾t trôc tung t¹i c¸c ®iÓm c1,c2 ........ cho ta c¸c ®o¹n tû lÖ thuËn víi vËn tèc trung b×nh trong kho¶ng thêi gian t­¬ng øng. §Æt c¸c ®o¹n trªn lªn c¸c ®­êng tung ®é kÓ tõ trung ®iÓm c¸c kho¶ng nhá trªn trôc OX sau ®ã nèi l¹i b»ng ®­êng cong tr¬n ta ®­îc ®å thÞ biÓu biÔn gi¸ trÞ gia tèc víi tû lÖ xÝch : mA = mV/ H. mj = 0,019 (m/mm.s2). PhÇn VI ph©n tÝch ¸p lùc Néi dung cña bµi to¸n ph©n tÝch ¸p lùc c¬ cÊu chÝnh lµ ®i x¸c ®Þnh ¸p lùc khíp ®éng vµ tÝnh Momen c©n b»ng kh©u dÉn. C¬ së ®Ó gi¶i lµ ¸p dông nguyªn lý Dalambe khi ta thªm vµo c¸c lùc qu¸n tÝnh ta sÏ lËp ®­îc ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc cña c¸c kh©u, cña c¬ cÊu vµ cña m¸y. Dùa vµo c¸c ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc nµy b»ng ph­¬ng ph¸p vÏ ®a gi¸c lùc ta gi¶i ra c¸c lùc ch­a biÕt ®ã lµ ¸p lùc t¹i c¸c khíp ®éng. Cuèi cïng cßn l¹i kh©u dÉn ta sÏ tÝnh Momen c©n b»ng t¹i ®ã. 1.TÝnh träng l­îng, khèi l­îng c¸c kh©u : TÝnh träng l­îng c¸c kh©u : Theo bµi ra ta cã : q = 30 KG/m vµ G= q. L nªn ta cã träng l­îng c¸c kh©u lµ : G1 = q. LO1A = 30.0,141.10 = 42,3 ( N ) ; G2 = 0 ; G3 = q. LO2B = 30.0,6249.10 = 187,5 ( N ) ; G4 = q.LBC = 30.0,2.10 = 60 ( N ) ; G5 = 6.G4 = 360 ( N ) ; 2. TÝnh khèi l­îng c¸c kh©u: Ta cã : m = G / g , ta lÊy g = 9,81 m/s2 vËy : m1 = G1 / 9,81 = 4,31 (Kg) m2 = 0 m3 = G3 / 9,81 = 19,11 (kg) m4 = G4 / 9,81 = 6,11 (kg) m5 = G5 / 9,81 = 36,69 (kg) TÝnh lùc qu¸n tÝnh c¸c kh©u : 1.XÐt kh©u 5 : Do kh©u 5 chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn nªn c5 = s5 ; Pqt5 ®Æt t¹i S5 , cã ph­¬ng ngang, chiÒu ng­îc víi pc’5 , gi¸ trÞ Pqt5 = - m5 . pc’5 . ma ; 2.XÐt kh©u 4 : Do kh©u 4 chuyÓn ®éng song ph¼ng nªn Pqt4 cã ®iÓm ®Æt t¹i t©m T4 : C¸ch t×m: Ta cã T4 lµ giao ®iÓm cña 2 ph­¬ng, ph­¬ng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn ®i qua träng t©m vµ ph­¬ng chuyÓn ®éng theo ®i qua t©m va ®Ëp k4 , tõ träng t©m s4 kÎ ®­êng th¼ng D // pb’4 , tõ K4 kÎ ®­êng th¼ng D’ // b’4s’4 trªn ®å thÞ gia tèc, khi ®ã D c¾t D’ t¹i T4 cÇn t×m, ph­¬ng cña Pqt4 vÏ qua T4 song song víi ps’4, chiÒu ng­îc chiÒu víi ps’4 .gi¸ trÞ : Pqt4 = -m4. ps’4 . ma T×m t©m va ®Ëp K3 . Ta cã : LBK4 = LBS4 + L S4K4 L S4K4 = rrong ®ã JS4 = .m4.LBC L S4K4 = = = 33,3 (mm) §o¹n biÓu diÔn S4K4 = 13,2 (mm) 3. XÐt kh©u 3 : kh©u 3 chuyÓn ®éng quay quanh trôc cè ®Þnh kh«ng ®i qua träng t©m nªn Pqt3 cã ®iÓm ®Æt t¹i K3 X¸c ®Þnh träng t©m S3 vµ t©m va ®Ëp K3: Träng t©m cña kh©u 3 dÆt t¹i trung ®iÓm S3 cña kh©u. T×m t©m va ®Ëp K3 . Ta cã : LO2K3 = L O2S3 + L S3K3 (1) L¹i cã: L S3K3 = (2). Víi : JS3 = .m3.LO2B VËy LS3K3 = = 104,15 (mm). §o¹n biÓu diÔn : S3K3 = 41,78 (mm). 4.X¸c ®Þnh lùc qu¸n tÝnh : VÞ trÝ sè 3 : Ta cã Pqt3 = - m3. pS’3 .ma = -19,11.25,88.0,148 = - 73,19 (N) Pqt4 = - m4.pS’4. ma = - 6,11.52,58.0,148 = - 47,79 (N) Pqt5 = - m5.pS’5. ma = - 36,69.53,96.0,148 = - 281,06 (N) VÞ trÝ sè 11 : Ta cã Pqt3 = - m3. pS’3 ma = - 19,11.80,14.0,148 = - 226,658 (N) Pqt4 = - m4.pS’4. ma = - 6,11.154,21.0,148 = - 140,9 (N) Pqt5 = - m5.pS’5. ma = - 36,69.152,67.0,148 = - 833,76 (N) Ph©n tÝch ¸p lùc khíp ®éng : 1.§Æt lùc : Lùc c¶n kÜ thuËt PC ®Æt t¹i kh©u 5, träng l­îng c¸c kh©u ®Æt t¹i trung ®iÓm, lùc qu¸n tÝnh ®Æt t¹i t©m va ®Ëp c¸c kh©u . 2. Ph©n tÝch lùc t¹i vÞ trÝ sè 3: VÞ trÝ sè 3 lµ vÞ trÝ lµm viÖc nªn cã lùc c¶n : PC = 2200 (N). Ta t¸ch nhãm Axua (4- 5) vµ ®Æt lùc vµo nhãm lµ : ( ,,, ,,) ~ 0. Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc S=+ + + + + + = 0 (1) . Trong ph­¬ng tr×nh trªn cã : , ®· x¸c ®Þnh hoµn toµn , ta cã cã ®iÓm ®Æt t¹i S5 chiÒu ng­îc pc’5 ®Æt t¹i T4 chiÒu ng­îc ps’4 , trong ®ã T4 ®­îc x¸c ®Þnh ë phÇn trªn. cã ®iÓm ®Æt t¹i C ph­¬ng vu«ng gãc víi ph­¬ng tr­ît ch­a x¸c ®Þnh . Ta t¸ch riªng kh©u 4. C¸c lùc t¸c dông lµ : (, ,,) ~ 0 . Ta ph©n tÝch = , ta cã ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc kh©u 4 lµ: + + + = 0. LÊy momen víi ®iÓm C ta cã : SMC() = RT34.BC – Pqt4.h4 – G4. hg4 = 0 = 30,99 (N). VËy ph­¬ng tr×nh (1) gi¶i ®­îc b»ng ph­¬ng ph¸p vÏ ho¹ ®å lùc,ta sÏ x¸c ®Þnh ®­îc Rn34 vµ R05 . Ta chän tû lÖ xÝch mP = 15 N/mm, c¸c ®o¹n biÓu diÔn kh¸c lµ: ab = ; bc = ; cd = ; de = ; ef = ; fg = ; VÏ ho¹ ®å lùc ta x¸c ®Þnh ®­îc : R05 = mP .gh’ = 15.28,15 = 422,25 (N) Rn34 = mP .ah’ = 15.168,57 = 2528,55 (N) R34 = mP .h’b = 15.158,6 = 2529 (N) §Ó x¸c ®Þnh R45 ta dùa vµo ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc cña riªng kh©u 4 + + + = 0 T¸ch nhãm axua (2-3) c¸c lùc ®Æt nªn nhãm lµ : ( ,,,,) ~ 0 . Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc : S =+ +++= 0. Trong ph­¬ng tr×nh trªn cã : = - , ®· x¸c ®Þnh hoµn toµn , , ch­a x¸c ®Þnh , cã ®iÓm ®Æt t¹i K3, ph­¬ng // víi pS’3 chiÒu ng­îc l¹i. T¸ch riªng kh©u 2 c¸c lùc ®Æt nªn lµ: (,) ~ 0 . Do ®ã ,t¹o thµnh hÖ lùc c©n b»ng nªn chóng ph¶i trùc ®èi : = - , cã ph­¬ng vu«ng gãc víi ph­¬ng tr­ît , t¸ch riªng kh©u 3vµ lÊy Momen víi ®iÓm S3 SMS3() = R43.h43 – Pqt3.hqt3 – Rt03 = 0 , ta cã Rt03 = vËy bµi to¸n cßn l¹i 2 Èn b»ng ph­¬ng ph¸p vÏ ho¹ ®å lùc ta xÏ x¸c ®Þnh ®­îc c¸c thµnh phÇn cßn l¹i . Ta chän tû lÖ xÝch mP = 15 N/mm, c¸c ®o¹n biÓu diÔn kh¸c lµ: a’b’= ; b’c’= c’d’= d’e’= Sau khi vÏ ho¹ ®å lùc ta x¸c ®Þnh ®­îc: R03 = mP .b’f’ = 15.169,79 = 2546,4 (N) Rn03 = mP .a’f’ = 15.53,4 = 801 (N) R12 = mP .e’f’ = 15.316,46 = 4746,69 (N) 3. X¸c ®Þnh Momen c©n b»ng : XÐt kh©u dÉn : ta lÊy Momen víi ®iÓm O1 ta ®­îc : MCB =( R21.h21 – G1.hg1).mL thay sè vµo : MCB = (8875,86. 93,91 – 765. 44,8) . 0,00255 = 2038,11(N.m) X¸c ®Þnh Momen c©n b»ng theo ph­¬ng ph¸p ®ßn Jucopski: Ta xoay ho¹ ®å vËn tèc ®i mét gãc 900 theo chiÒu kim ®ång hå vµ ®Æt tÊt c¶ c¸c lùc vµo, lÊy Momen víi ®iÓm P4 SMP4() = MCB +[(PC + Pqt5). h5 + Pqt4.h4 + Pqt3.h3 – G1.hg1 – G3.hg3 – G4.hg4]. mL = 0 thay sè vµo: MCB = 2075,1 (N.m), so s¸nh hai ph­¬ng ph¸p: k4 = 4. Ph©n tÝch lùc t¹i vÞ trÝ sè 11: Lµm t­¬ng tù vÞ trÝ sè 4 nh­ng bá qua lùc c¶n ta xÏ thu ®­îc kÕt qu¶ nh­ sau: 5. X¸c ®Þnh momen c©n b»ng kh©u dÉn: XÐt kh©u dÉn : Ta cã : MCB = ( R21.h21 + G1.hg1).mL = ( 610437,23.58,88 + 765.44,8).0,00255 = MCB = 91740,88 (N.m) Theo ph­¬ng ph¸p ®ßn Jucopski: SMP10() = MCB –( Pqt5.h5 + Pqt4.h4 + Pqt3.h3 + G1.hg1 + G3.hg3 - G4.hg4). mL = 0 thay sè vµo: MCB = 91732,26 (N.m), so s¸nh hai ph­¬ng ph¸p: k10 = B¶ng gi¸ trÞ lùc t¹i hai vÞ trÝ sè 3 – 11 VÞ trÝ 3 11 ®¬n vÞ PC 2200 0 N Pqt5 281,06 833,76 N G5 360 360 N Pqt4 47,79 140,9 N G4 60 60 N Pqt3 73,19 226,658 N G3 187,5 187,5 N R05 422,25 428,4 N R54 N R03 2546,4 1016,4 N R34 2529 973,8 N Rn34 2528,55 973,2 N Rt34 464,85 21,84 N R12 4746,69 2209,5 N MCB N.m PhÇn VII ChuyÓn ®éng thùc cña m¸y , x¸c ®Þnh m«men qu¸n tÝnh b¸nh ®µ. Ta dïng ph­¬ng ph¸p ®å thÞ ®­êng cong Vittenbao.  1)VÏ biÓu ®å m« men c¶n thay thÕ : a)vÏ biÓu ®å m« men thay thÕ : MCtt = (Pk.Vk + Mk .wk). = (PCi.hPC + G4.h4 + G3.h3 + G1.h1).mL TÝnh m« men c¶n thay thÕ theo ph­¬ng ph¸p ®ßn Jucopky . C¸ch lµm nh­ sau xoay 13 vÞ trÝ ho¹ ®å vËn tèc cña c¬ cÊu theo chiÒu w1 1 gãc 90o , sau ®ã ®Æt träng lù¬ng cña c¸c kh©u G1, G3, G4,G5 vµo träng t©m c¸c ®o¹n trªn ho¹ ®å vËn tèc ,®Æt lùc c¶n kü thuËt Pc t¹i C sau ®ã lÊy m« men v¬i gèc ho¹ ®å P . Nh÷ng lùc nµo g©y ra m« men chèng l¹i chiÒu xoay ho¹ ®å vËn tèc ta lÊy dÊu (+) ,lùc nµo g©y ra m«men cïng chiÒu xoay vËn tèc ta lÊy dÊu (-) Chó ý : T¹i hai vÞ trÝ 0,05H ta tÝnh m«men c¶n cho hai tr­êng hîp lµ cã lùc c¶n PC vµ kh«ng cã PC . Ta cã b¶ng trÞ sè m« men c¶n thay thÕ: VT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 hPC 0 31.33 43.59 60.58 0 58.22 39.36 0 0 0 0 0 0 h1 26.65 27.83 25.39 9.17 0 12.39 26.74 28.03 26.65 24.15 9.17 0 12.39 h3 0 4.8 5.56 2.39 0 3.33 5.55 4.83 0 1.47 8.07 0 8.933 h4 0 4.88 5.65 2.47 0 3..24 6.46 4.74 0 1.65 8.07 0 9.01 Mctt 2.818 187..24 245.88 335.65 0 304.188 205.146 164.61 -2.818 -1.617 -4.0236 0 -16.39 TrÞ sè m«men c¶n thay thÕ cña 2 vÞ trÝ ®èi víi tr­êng hîp cã PC vµ kh«ng cã PC : VÞ trÝ 2 8 Cã PC 178..24 164.61 Kh«ng cã PC 5.939 5.939 VÏ ®å thÞ Mctt ,tõ c¸c gi¸ trÞ ta t×m ®­îc Trôc tung biÓu thÞ Mctt víi tû lÖ xÝch mM = 3,3565 () VÞ trÝ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ®o¹n vÏ(MCtt) 0.839 55.78 73..25 100 0 90.626 61.119 49.04 -0.839 -0.48 1.1987 0 -4.88 VÞ trÝ 2 8 ®o¹n vÏ(MCtt) kh«ng cã PC 1.765 1.765 Trôc hoµnh biÓu thÞ gãc quay víi tû lÖ xÝch mj = 0,0349 .Trªn trôc hoµnh t­¬ng øng víi ®iÓm chia ( c¸c vÞ trÝ ) ta vÏ c¸c ®o¹n th¼ng song song víi trôc tung vµ cã gi¸ trÞ b»ng ®o¹n biÓu diÔn Mctt . Sau ®ã ta nèi chóng b»ng ®­êng cong tr¬n ta sÏ ®­îc ®å thÞ ®­êng cong Mctt.  b)vÏ ®å thÞ c«ng Ac , A® vµ m« men ph¸t ®éng M® TÝch ph©n ®å thÞ Mctt ta ®­îc ®å thÞ c«ng c¶n , chän cùc tÝch ph©n H=35 (mm) mA = mM . mj . H = 3,3565. 0,0349.35 = 4.099 () Ph­¬ng ph¸p tÝch ph©n : Trªn trôc hoµnh cña ®å thÞ Mctt .T­¬ng øng víi c¸c ®o¹n chia , t¹i c¸c trung ®iÓm cña c¸c ®o¹n dãng song song víi trôc tung c¾t ®­êng cong t¹i c¸c ®iÓm a1,a2, ... , trªn ®å thÞ ®­êng cong Mctt . LÊy mét ®iÓm H trªn trôc oj c¸ch o mét kho¶ng 35 (mm) gäi lµ cùc tÝch ph©n , tõ c¸c ®iÓm a1,a2, ... , ta dãng song song trôc hoµnh c¾t trôc tung t¹i c¸c vÞ trÝ t­¬ng øng b1,b2, .. , nèi c¸c vÞ trÝ t­¬ng øng nµy víi ®Çu mót P ta ®­îc c¸c ®­êng th¼ng cã ®é nghiªng kh¸c nhau . Trªn ®å thÞ vÏ Ac còng chia trôc hoµnh nh­ biÓu ®å Mctt. Tõ diÓm gèc 1 vµ trong ph¹m vi kho¶ng chia ®Çu tiªn ta vÏ mét ®o¹n 1C1 song song Hb1 c¾t ®­êng th¼ng song song víi trôc tung kÎ tõ 2 t¹i C1. sau ®ã tõ C1 l¹i lÆp l¹i cho hÕt 13 kho¶ng chia cuèi cïng ta vÏ ®­îc Ac . Nèi ®iÓm ®Çu vµ ®iÓm cuèi cña ®å thÞ c«ng c¶n Ac=f(j) ta ®­îc ®å thÞ c«ng ph¸t ®éng A® =f(j) v× r»ng m« men ®éng thay thÕ lµ h»ng sè : M® = const (ch­a biÕt trÞ sè m« men ®éng ). Nh­ng c«ng cña m« men kh«ng ®æi vµ b»ng A® = M®.j NghÜa lµ c«ng cña lùc ph¸t ®éng A® tû lÖ víi gãc j vµ trªn trôc to¹ ®é A® gãc j ph¶i ®­îc biÓu thÞ b»ng ®­êng th¼ng . ngoµi ra , sau toµn bé chu kú lµm viÖc cña m¸y , c«ng ®éng b»ng c«ng c¶n: A®=Ac V× vËy ®­êng th¼ng A® = f(j) sÏ nèi ®iÓm ®Çu vµ ®iÓm cuèi ®­êng cong Ac = f(j) (ë ®Çu vµ ë cuèi chu kú A®=Ac . TrÞ sè cña m« men ph¸t ®éng x¸c ®Þnh b»ng c¸ch vi ph©n ®å thÞ. A®=f(j). Muèn thÕ ,tõ ®iÓm P cña ®å thÞ M = f(j) ta kÎ tia song song víi ®­êng th¼ng A®= f(j) tíi c¾t trôc M . Tung ®é sÏ biÓu thÞ m« men ph¸t ®éng M® víi tû lÖ xÝch mM . c)X©y dùng ®å thÞ DE = f(j): DE = DA = A® - Ac . B»ng c¸ch trõ c¸c ®å thÞ chó ý r»ng nÕu A® >Ac th× DE d­¬ng vµ nÕu A® <Ac th× DE ©m . X©y dùng ®å thÞ DE = f(j) víi tû lÖ xÝch mE = mA = 4.099 () 2) VÏ biÓu ®å m« men qu¸n tÝnh thay thÕ :Jtt a)VÏ ®å thÞ Jtt X¸c ®Þnh ®é lín cña m« men qu¸n tÝnh thay thÕ ®èi víi tÊt c¶ c¸c vÞ trÝ cña nã Theo c«ng thøc : Jtt = ( mk.()2 + JSK.()2 +J01) Jtt = J01+ ( m5.vs52 + m4.vs42 +m3.vs32+ JS4.w42 + JS3.w32 ) Jtt = J01 + ( m5.pc2 + m4.ps42 +m3.ps3 + Js4.bc2/L2BC + Js3.Pb3/L2O2B).m2L Jtt = J01 + ( m5.pc2 + m4.ps42 +m3.ps23 + m4.bc2/12 + m3.Pb3/12).m2L Víi J01 = m1.L2O1A/ 3 =0.0285 (kg.m2) C¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n ®èi víi c¸c thµnh phÇn cña c«ng thøc vµ toµn bé, nªu trong b¶ng . Dùa vµo b¶ng sè liÖu x©y dùng ®å thÞ Jtt= Jtt (j) LËp hÖ trôc to¹ ®é víi tû lÖ xÝch mJ = 0.028 (kg.m2/mm) mj = 0,0349 (rad/mm) B¶ng KÕt Qu¶ TÝnh To¸n M«men Qu¸n TÝnh Thay ThÕ : VT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Pb3 0 33,29 45,17 60,41 61,7 59,2 40,55 31,93 0 10,07 103,6 122,14 90,63 Pc5 0 31,33 43,59 60,58 61,7 58,22 39,37 31,01 0 9,79 104,85 122.14 92,48 b4c4 0 9,78 11,3 4,96 0 6,49 10,93 9,49 0 3,3 16,15 0 18,39 PS3 0 45,32 22,58 30,21 30,85 29,51 20,27 15,97 0 4,68 51,8 61,07 45,32 PS4 0 31,95 44,02 60,45 61,7 58,6 39,58 31,11 0 9,79 103,91 122,14 91,1 Jtt (m2) 0.028 0.550 0.62 1.159 1.2029 1.079 0.511 0.327 0.028 0.057 3.403 4.632 2.645 Jtt (mm2) 1 19,643 22,21 41,4 42,96 38,567 18,254 11,701 1 2,051 121,56 165,43 94,48 X©y dùng ®å thÞ DE = f(JH) : b»ng c¸ch khö j cña c¸c ®å thÞ DE = f(j) vµ Jtt = f(j) Sau ®ã khi x¸c ®Þnh c¸c ®iÓm øng víi c¸c vÞ trÝ , ta nèi c¸c ®iÓm ®ã b»ng ®­êng cong tr¬n . tû lÖ xÝch mE vµ mJ cña ®­êng cong khèi n¨ng DE = f(Jtt) còng lµ tû lÖ xÝch mE cña ®­êng cong DE = f(j) vµ mJ cña ®å thÞ Jtt = f(j). §­êng cong tr¬n ®ã ta gäi lµ ®­êng cong VÝtten bao c)X¸c ®Þnh m« men qu¸n tÝnh b¸nh ®µ. [] = Ta tÝnh vËn tèc gãc cho phÐp lín nhÊt vµ nhá nhÊt cña kh©u mét w1max = w1[ 1+ ] = 3.p[1+]= 9.559 ( rad/s ) w1min = w1[ 1-]=3.p[1 - ] = 9.29 (rad/s) TÝnh c¸c gãc nghiªng ymax vµ ymin hîp víi tiÕp tuyÕn cña ®å thÞ . DE = f(Jtt) víi trôc Jtt. tg( ymax) = wtb2.(1+[]) = (3.3,14)2.(1+) = 0.32105 ymax= 17o47’ tg( ymin) = wtb2.(1-[]) = (3.3,14)2.(1- ) = 0.2944 ymin = 16o24’ Dùa vµo c¸c gãc ®ã , ta kÎ c¸c tiÕp tuyÕn t­¬ng øng víi ®­êng cong DE = f(Jtt) tíi c¾t trôc DEvµ ®o ®o¹n giíi h¹n bëi hai giao ®iÓm cña 2 tiÕp tuyÕn víi trôc tung (DE) : = 97.3 ( mm) Cuèi cïng ta tÝnh ®­îc m«men qu¸n tÝnh cña b¸nh ®µ : Jd = (mJ.)/( tgymax - tgymin ) = = 102,228 (kg.m2) Chän ®­êng kÝnh b¸nh ®µ lµ D = 0,6 (m) khèi l­îng cña b¸nh ®µ lµ: M= = = 1135,866 (kg) PhÇn VIII ThiÕt kÕ b¸nh r¨ng I) tÝnh to¸n ®Ó vÏ b¸nh r¨ng : ThiÕt kÕ cÆp b¸nh r¨ng h×nh trô ,r¨ng th¼ng ,®­îc c¾t víi chÕ ®é dÞch chØnh d­¬ng b»ng dao thanh r¨ng. C¸c sè liÖu ®· cho : Z1=13 , Z2=38 , m = 5,5 .V× bé truyÒn b¸nh r¨ng kh«ng cã yªu cÇu g× vÒ kho¶ng c¸ch trôc nªn ta sÏ chän cÆp b¸nh r¨ng dÞch chØnh d­¬ng , ®ã lµ cÆp b¸nh r¨ng cã nhiÒu ­u ®iÓm . Ta tra b¶ng vµ trän ®­îc hÖ sè dÞch dao lµ: x1= 0,80 ; x2= 0,551 . HÖ sè gi¶m ®Ønh r¨ng : g = 0,18 . VËy xC = x1 + x2 = 0,80 + 0,551 = 1,351 ZC = Z1 + Z2 = 51 l = xC - g = 1,171 Gãc ¨n khíp aL : Dùa vµo ph­¬ng tr×nh ¨n khíp invaL = (2. xC.tga)/ ZC + inva trong ®ã a = 20o => inva = 0,014904 invaL = .0,364 + 0,014094 = 0,03418 VËy aL = 26o3’ Kho¶ng c¸ch trôc: A = m.(ZC/2 + l ) = 146,69 (mm) TÝnh kÝch th­íc cña hai b¸nh r¨ng: B­íc r¨ng : t = m.p = 17,28 (mm) B¸n kÝnh vßng chia : R1 = m. = 35,75 (mm) R2 = m. = 104,5 (mm) B¸n kÝnh vong l¨n RL1 = R1(1+ ) = 37,39 (mm) RL2 = R2(1+ ) = 109,298 (mm) * B¸n kÝnh vßng c¬ së R01 = R1.cosa = 35,75 . 0,9397 = 33,59(mm) R02 = R2.cosa = 104,5 . 0,9397 = 98,19 (mm) * B¸n kÝnh vßng ch©n: Ri1 = R1 – m .(f”- x1) = 35,75 – 5,5.(1,25 - 0,80) = 33,275 (mm) Ri2 = R2 – m .(f”- x2) = 104,5 – 5,5.(1,25 – 0,551)= 100,65 ( mm ) * ChiÒu cao r¨ng: h = (f’ + f’’ - g).m = (1+1,25-0,18).5,5 = 11,38 (mm) * B¸n kÝnh vßng ®Ønh Re1 = Ri1 + h = 44,66 ( mm) Re2= Ri2 + h = 112,040 (mm) * ChiÒu dµy trªn vßng chia S1= m( + 2x1.tga) = 11,8 (mm) S2= m( + 2x2.tga) = 10,84 (mm) §Ó kiÓm tra viÖc thiÕt kÕ ta tÝnh c¸c th«ng sè sau : * ChiÒu dµy trªn vßng l¨n: SL1 = 2RL1(+inva - invaL) = 10,899 (mm) SL2 = 2RL2(+inva - invaL) = 7,124 (mm) * ChiÒu dµy r¨ng trªn vßng ®Ønh: +) cosae1 = = = 0,75212 ae1 = 41,2250 (trong ®ã ae1 lµ gãc ¸p lùc trªn vßng ®Ønh r¨ng ) Se1 = 2.Re1.(+ inva - invae1) = 1,7621 (mm) +) cosae2 = = = 0,87638 ae1= 28,790 Se2=2.Re2.( + inva - invae2) = 4,18 (mm) * KiÓm tra nhän r¨ng cho b¸nh 1: Sau khi tÝnh chiÒu dµy r¨ng trªn vßng ®Ønh cña b¸nh 1 ta thÊy Se1 = 1,7621 > 0,3.m = 1,65 nh­ vËy ®¶m b¶o yªu cÇu kü thuËt ( kh«ng bÞ nhän r¨ng trong qu¸ tr×nh lµm viÖc) * HÖ sè trïng khíp: e = = + = 1,132 VËy e > 1,1 => ®¶m b¶o sù lµm viÖc tèt cña bé truyÒn. KÕt luËn: CÆp b¸nh r¨ng thiÕt kÕ tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn ¨n khíp ®Òu v× c¸c cÆp biªn d¹ng ®èi tiÕp cña hai b¸nh r¨ng liªn tôc kÕ tiÕp nhau, vµo khíp trªn ®­êng ¨n khíp N1N2. ¡n khíp trïng v× e ³ 1,1 nªn cã Ýt nhÊt hai ®«i r¨ng vµo khíp trªn ®o¹n ¨n khíp thùc ab. CÆp b¸nh r¨ng thiÕt kÕ cã tØ sè truyÒn kh«ng ®æi. Kh«ng c¾t ch©n r¨ng v× ®o¹n ¨n khíp thùc ab n»m trong ®o¹n ¨n khíp lý thuyÕt N1N2. Ta cã b¶ng th«ng sè b¸nh r¨ng nh­ sau: Th«ng sè KÝ hiÖu Gi¸ trÞ thùc Gi¸ trÞ biÓu diÔn B­íc r¨ng trªn vßng trßn chia t 17,28 86,4 Kho¶ng c¸ch t©m A 146,69 733,45 B¸n kÝnh vßng chia R1 35,75 178,75 R2 104,5 522,5 B¸n kÝnh vßng c¬ së R01 33,59 167,95 R02 98,19 490,95 B¸n kÝnh vßng l¨n RL1 37,39 186,95 RL2 109,298 546,49 B¸n kÝnh vßng ®Ønh Re1 44,66 223 Re2 112,040 560,2 B¸n kÝnh vßng ch©n Ri1 33,275 166,375 Ri2 100,65 503,4 ChiÒu dÇy r¨ng trªn vßng chia S1 11,8 59 S2 10,84 54,2 ChiÒu cao r¨ng h 11,38 56,9 II. VÏ b¸nh r¨ng. Chän mH = h/50 = 0,22 1. vÏ biªn d¹ng r¨ng. Tõ ®iÓm ¨n khíp P ta vÏ hai vßng trßn l¨n b¸n kÝnh RL1 vµ RL2.VÏ hai vßng c¬ së R01; Ro2. Sau ®ã x¸c ®Þnh ®o¹n ¨n khíp lý thuyÕt N1 N2 tiÕp xóc víi hai vßng trßn c¬ së. §Ó vÏ ®­êng th©n khai cña ®­êng trßn, ta ®Æt trªn vßng trßn c¬ së b¸nh 1 tõ ®iÓm N1 mét cung N1P' cã chiÒu dµi b»ng chiÒu dµi N1P . Chia N1P thµnh 4 phÇn b»ng nhau N1B = BC = CD = DP tõ B vÏ cung trßn b¸n kÝnh BP cho c¾t vßng trßn c¬ së t¹i P' lóc nµy N1P' = N1P. Sau ®ã l¹i chia ®o¹n PN1 thµnh mét sè phÇn tuú ý b»ng nhau P1=12=23=... Trªn ®­êng th¼ng PN1 vÒ phÝa ngoµi ®iÓm N1 ta ®Æt tiÕp c¸c ®o¹n 45=56=... =P1 vµ trªn vßng trßn c¬ së ®Æt c¸c cung t­¬ng øng 4'5'=5'6'=... =P'1' . Qua c¸c ®iÓm 1',2',3',4',5' ta kÎ nh÷ng ®­êng tiÕp tuyÕn víi vßng trßn c¬ së, vµ trªn c¸c ®­¬ng tiÕp tuyÕn nµy ta ®Æt c¸c ®o¹n 1'1'', 2'2'', 3'3'', ... b»ng ®o¹n 1P, 2P, 3P... sau ®ã ta nèi c¸c ®iÓm P'1''2''3''... thµnh ®­êng cong th©n khai lµ biªn d¹ng r¨ng cña r¨ng thø nhÊt. Còng b¨ng c¸ch t­¬ng tù ta vÏ ®­îc biªn d¹ng r¨ng cña b¸nh r¨ng thø 2. 2. X¸c ®Þnh phÇn lµm viÖc cña c¹nh r¨ng. PhÇn lµm viÖc cña c¹nh r¨ng lµ phÇn c¹nh r¨ng tiÕp xóc nhau trong qu¸ tr×nh ¨n khíp. §o¹n ¨n khíp thùc ab ®­îc x¸c ®Þnh lµ giao ®iÓm cña ®­êng ¨n khíp lý thuyÕt vµ vßng ®Ønh cña hai b¸nh r¨ng. Sau ®ã vÏ mét cung trßn b¸n kÝnh O1a c¨t c¹nh r¨ng cña b¸nh 1 t¹i A1, t­¬ng tù vÏ cung O2b ta sÏ x¸c ®Þnh ®­îc B2. C¸c phÇn cung A1B1 vµ A2B2 lµ phÇn lµm viÖc cña c¹nh r¨ng. 3. X¸c ®Þnh cung ¨n khíp. Trªn vßng l¨n c¸c cung l¨n kh«ng tr­ît víi nhau trong thêi gian ¨n khíp cña mét ®«i r¨ng gäi lµ cung ¨n khíp. Qua ®iÓm A1 , B1 cña phÇn lµm viÖc cña b¸nh 1 ta vÏ c¸c ph¸p tuyÕn A1a'1vµ B1b'1 lµ tiÕp tuyÕn víi vßng c¬ së Ro1. C¸c ph¸p tuyÕn nµy c¾t RL1 t¹i a1b1. Cung a1b1 lµ cung ¨n khíp trªn vßng trßn l¨n cña b¸nh 1. T­¬ng tù x¸c ®Þnh ®­îc cung a2b2 lµ cung ¨n khíp trªn vßng l¨n cña b¸nh r¨ng sè 2. 4. X¸c ®Þnh hÖ sè tr­ît t­¬ng ®èi. §å thÞ ®­êng cong tr­ît: Khi hai b¸nh r¨ng lµm viÖc, c¸c cÆp biªn d¹ng ®èi tiÕp võa l¨n võa tr­ît víi nhau trªn ®o¹n lµm viÖc cña biªn d¹ng r¨ng. Sù tr­ît t­¬ng ®èi nµy lµ hiÖn t­îng tr­ît biªn d¹ng r¨ng. §Ó ®¸nh gi¸ sù tr­ît t¹i tõng thêi ®iÓm trªn biªn d¹ng lµm viÖc cña c¹nh r¨ng ng­êi ta ®­a ra hÖ sè tr­ît t­¬ng ®èi m1 vµ m1. Ta cã m1 = 1- i21(N2K/N1K) ; m2 = 1- i12(N1K/N2K) Trong ®ã : N1K lµ kho¶ng c¸ch tõ tiÕp ®iÓm N1 ®Õn tiÕp ®iÓm ¨n khíp, N2K lµ kho¶ng c¸ch tõ tiÕp ®iÓm N2 ®Õn ®iÓm ¨n khíp. Dùa vµo hÖ sè tr­ît cña tõng b¸nh r¨ng theo ®iÓm ¨n khíp K trªn ®­êng ¨n khíp ta vÏ ®­îc ®­êng cong tr­ît víi tû xÝch mM = 0,02 C¸c gi¸ trÞ thËt K m1 m2 N 1 1 a - 0,76 0,4326 b 0,593 - 1,455 C¸c gi¸ trÞ biÓu diÔn K m1 m2 N 50 50 a - 38 21,63 b 29,65 - 72,75 tµi liÖu tham kh¶o : Bµi tËp nguyªn lý m¸y (T¹ Ngäc H¶i xuÊt b¶n 1965 ) . Nguyªn lý m¸y(gi¸o tr×nh cña §HBK xuÊt b¶n 1971) . H­íng dÉn thiÕt kÕ ®å ¸n nguyªn lý m¸y (Tr­êng §HKTCN) . Vµ mét sè gi¸o tr×nh nguyªn lý m¸y kh¸c.