Tài liệu đồ án nguyên lý máy nguyên lí máy cơ cấu động cơ chữ v

Trường Sỹ quan KTQS                                                                     Đồ án môn học Nguyên lý   máy NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC I. NHIỆM VỤ 1: Cho cơ  cấu động cơ  chữ  V như  hình vẽ  với các thông số  (bỏ  qua khối   lượng các khâu):  lAB = 75 mm,            lBC = 225 mm,               lBD = 50 mm lDE = 180 mm,          ω1 = 60П rad/s,              α = 550 β = 650,                    PC = 5400 N,                  PE = 5600 N Góc hợp bởi tay quay và phương ngang γ: Vị trí 1: γ = 0o Vị trí 2: γ = 45o Vị trí 5: γ = 180o Vị trí 6: γ = 225o                                             Vị trí 3: γ = 90o Vị trí 7: γ = 270o Vị trí 4: γ = 135o Vị trí 8: γ = 315o 1. Phân tích động học cơ cấu chính (01 bản vẽ A1) a) Phân tích cơ cấu, xếp loại và nguyên lý làm việc. b) Xác định các thông số và cách vẽ lược đồ cơ cấu. c) Hoạ đồ chuyển vị cơ cấu tại 8 vị trí. d) Hoạ đồ vận tốc, gia tốc của cơ cấu tại 8 vị trí. 2. Phân tích lực cơ cấu chính (01 bản vẽ A1) a) Tính áp lực khớp động tại 2 vị trí Vị trí thứ nhất: Vị trí 1: γ = 0o Vị trí thứ hai: Vị trí 2: γ = 45o b) Xác định mômen cân bằng tác dụng lên khâu dẫn bằng hai phương pháp:  phân tích lực và di chuyển khả dĩ . II. NHIỆM VỤ 2: Cho cơ cấu cam cần đẩy đáy bằng với các thông số sau: 1. Quy luật gia tốc của cần đẩy cho như đường “a” của hình vẽ sau 1 GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN                                                                                               HVTH: ĐẶNG BÁ  LƯU Trường Sỹ quan KTQS                                                                     Đồ án môn học Nguyên lý   máy 2. Hành trình cần đẩy cam:  s = 6 mm 3. Góc hợp lực của cơ cấu cam cần đẩy đáy bằng:  α = 100 4. Các góc định kỳ:    đi              xa  =   = 350 về  = 50 ÷ 150 Thiết kế cơ cấu cam (01 bản vẽ A1) 1. Lập đồ thị biểu diễn các quy luật chuyển động của cần ds / d  và s( ). 2. Tìm tâm cam. 3. Xác định biên dạng cam lý thuyết, biên dạng cam thực tế. 2 Trường Sỹ quan KTQS                                                                     Đồ án môn học Nguyên lý   máy MỤC LỤC Chương 1. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CHÍNH 1.1. Phân tích cấu tạo, xếp loại và nguyên lý làm việc.......................5   1.2. Xác định các thông 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 ....................................6 1.5. Bài toán vận tốc...............................................................................6 1.6. Bài toán gia tốc................................................................................9 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 mômen cân bằng.................................................................17 2.2. Vị trí 2............................................................................................18 2.2.1. Áp lực khớp động.......................................................................18 2.2.2. Tính mômen cân bằng................................................................23 Chương 3. THIẾT KẾ CƠ CẤU CAM 3.1. Quy luật gia tốc của cần đẩy........................................................24 3.2. Lập đồ thị biểu diễn các quy luật chuyển động của cần...........24 3.3. Xác định vị trí tâm cam..................................................................27 3.4. Cách vẽ biên dạng cam.................................................................29 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................30 3 GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN                                                                                               HVTH: ĐẶNG BÁ  LƯU Trường Sỹ quan KTQS                                                                     Đồ án môn học Nguyên lý   máy LỜI NÓI ĐẦU Môn học nguyên lý máy là một trong những môn học cơ  sở  không thể  thiếu được đối với các ngành kỹ  thuật, vì thế  làm đồ  án môn học là công 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 môn học sau này. Với những kiến thức đã học, cùng với sự  giúp đỡ  tận tình của thầy giáo   trong thời gian qua tôi đã hoàn thành nhiệm vụ  đồ  án của môn học này. Nhưng  do đây là lần đầu tiên làm đồ  án môn học nên không tránh khỏi những thiếu   sót.Tôi rất mong được sự  góp ý của thầy giáo để  đồ  án môn học của tôi được  hoàn thiện hơn. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm  ơn sự  giúp đỡ  của các thầy  giáo trong Tổ bộ môn. Học viên: Đặng Bá Lưu 4 Trường Sỹ quan KTQS                                                                     Đồ án môn học Nguyên lý   máy 5 GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN                                                                                               HVTH: ĐẶNG BÁ  LƯU Trường Sỹ quan KTQS                                                                     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 nguyên 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. Nguyên lý làm việc. 6 Trường Sỹ quan KTQS                                                                     Đồ án môn học Nguyên lý   máy ­ 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 ngoài 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 quá trình hút và nén nhiên liệu. + Vòng tiếp theo từ 2π  4π  ứng với quá trình nổ  và xả  nhiên liệu sau khi  đốt cháy ra ngoài. 1.2. Xác định các thông số và cách vẽ lược đồ cơ cấu 1.2.1. Các thông số: ­ Chiều dài: lAB = 75 (mm); lBC = 225 (mm); lBD = 50 (mm); lDE = 180 (mm). ­ Góc: α = 550 ;  β = 650. ­ Xác định thông 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 lược đồ cơ cấu: Chọn tỷ lệ xích  l = 0,003 ()   ­ 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 =  =  = 25 (mm) Tương tự, ta tính được: BC = 75 (mm);                  BD = 16,667 (mm);  DE = 60 (mm);                  DC = 69,613 (mm). ­ Vẽ đường tròn tâm B bán kính R1 = BC = 75 (mm) cắt Ax tại C. ­ Vẽ BD hợp với BC 1 góc     = 650   với BD = 16,667 (mm) ­ Nối C với D ta được khâu 2. ­ Từ D vẽ đường tròn tâm D bán kính R2 = DE = 60 (mm) cắt phương Ay tại  E. 7 GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN                                                                                               HVTH: ĐẶNG BÁ  LƯU Trường Sỹ quan KTQS                                                                     Đồ án môn học Nguyên lý   máy ­ Quỹ đạo điểm B là đường tròn tâm A bán kính AB. Chia đường tròn làm   8 vị trí cách nhau 450 (với B1 tại γ = 00). 1. 3. Họa đồ chuyển vị của cơ cấu tại 8 vị trí (thể hiện trên bản vẽ A1 kèm   theo) 1. 4. Họa đồ vận tốc, gia tốc của cơ cấu tại 8 vị trí  (thể hiện trên bản vẽ   A1 kèm theo) 1. 5. Bài toán vận tốc:  Cho ω1 = 60П (rad/s), γ = 00   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 =  60   mm   có   phương   vuông   góc   AB,  chiều phù hợp chiều quay  1. Vậy tỉ  lệ   xích của họa đồ  vận tốc là:    =   =  = 0,075П ()  Từ b vẽ đường thẳng  vuông 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   8 Trường Sỹ quan KTQS                                                                     Đồ án môn học Nguyên lý   máy ­  biểu thị cho      * :        * :       * Phương trình vận tốc điểm D:                   =                   +            =                +                       Độ lớn:       ?           4,5П (m/s)                ?      14,551 (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   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:            =                  +                   ?                     15,4015 (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: 9 GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN                                                                                               HVTH: ĐẶNG BÁ  LƯU Trường Sỹ quan KTQS                                                                     Đồ án môn học Nguyên lý   máy ­   biểu thị cho  ­  biểu thị cho     * :       * :      Ta tính được:   2  =  =  = 30,3853 (rad/s)   4  =  =  = 46,03 (rad/s) 1. 6. Bài toán gia tốc:  =  2 1  =  2  . lAB = (60П)2 . 0,075 =   270 П2 (m/s2) 2  . lCB  = (30,3853)2 . 0,225 = 207,735 (m/s2) * Phương trình gia tốc điểm C: Độ lớn:            =                 +                      =                 +          +        (1.2)          ?                270 П2 (m/s2)          207,735 (m/s2)            ? 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  = 54 mm, phương // AB, chiều hướng từ B   A  Tỷ lệ xích của họa đồ gia tốc là:   =  =  =    () Từ    vẽ    biểu diễn cho   =  207,735  (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         10