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 5: γ = 180o
Vị trí 2: γ = 45o
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
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
LƯU
1
HVTH: ĐẶNG BÁ
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
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
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 = về = 350
xa = 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.
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
LƯU
2
HVTH: ĐẶNG BÁ
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
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
LƯU
3
HVTH: ĐẶNG BÁ
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
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
LƯU
4
HVTH: ĐẶNG BÁ
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.
Hình 1.1: Họa đồ cơ
cấu
Hình 1.2: Xếp loại cơ cấu
1.1.3. Nguyên 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 ngoài để máy làm việc.
- Ở mỗi xilanh có chu kỳ làm việc là 2 vòng quay của AB.
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ
5
LƯU
Hình 1.2. Xếp loại cơ cấu
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
+ 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:
2
2
BD + BC −DC
DBC =
Cos ^
2 BD . BC
2
DC = √ BD 2 + BC 2−2 BD . BC . cos DBC
DC = √ 2252 +502−2 .225 .50. cos 65 0 = 208,84 (mm).
1.2.2. Cách vẽ lược đồ cơ cấu:
m
Chọn tỷ lệ xích l = 0,003 ( mm )
- 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 = 0 0).
Ta có:
l AB
0,075
AB = μ = 0,003 = 25 (mm)
l
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.
- 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:
ω1 = 60П (rad/s), γ = 00
Xác định: VC, VD, VE, ω2, ω4
Cho
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
LƯU
6
HVTH: ĐẶNG BÁ
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
* Phương trình vận tốc điểm C:
⃗
⃗
VC
VB
=
+
Độ lớn:
?
1.lAB = 4,5П (m/s)
Phương, chiều:
// AC
AB, phù hợp 1
(1.1)
⃗
V CB
?
BC
μv = 0,075 π
m
mm . s
μv = 0,075 π (m/mm.s)
Hình 1.3: Họa đồ vận tốc
Vẽ họa đồ vận tốc theo phương trình (1): chọn điểm p làm gốc và biểu diễn
⃗
V B 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: μv =
VB
pb
=
4,5 П
60
= 0,075П ( mmm. s )
V CB
Từ b vẽ đường thẳng ∆ 1 vuông góc BC biểu diễn cho phương của ⃗
VC
Từ p vẽ đường thẳng ∆ 2 song song AC biểu diễn cho phương của ⃗
V CBvà ⃗
VC
Giao điểm c của ∆ 1 và ∆ 2 chính là mút của ⃗
Từ họa đồ vận tốc, ta có:
VB
- ⃗
pb biểu thị cho ⃗
pc biểu thị cho ⃗
VC
-⃗
V CB
-⃗
bc biểu thị cho ⃗
{
¿ / AC , chiềutheo ⃗
pc
V C:
*⃗
Độlớn :V C =μ v . pc
´ =0,075 П . 61,7956=14,551(m/s).
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
LƯU
7
HVTH: ĐẶNG BÁ
Trường Sỹ quan KTQS
{
Đồ án môn học Nguyên lý máy
BC ,theo chiều ⃗
bc
V CB:
*⃗
´ =0,075 П . 29,0016=6,8367(m/s ).
Độlớn :V CB =μv . bc
* Phương trình vận tốc điểm D:
⃗
⃗
⃗
⃗
⃗
VD =
VB
V DB =
VC
V CD
+
+
Độ lớn:
?
4,5П (m/s)
?
14,551 (m/s)
?
pc
Phương, chiều: ? AB, phù hợp 1 BD // AC, theo ⃗
CD
V D:
- Vẽ họa đồ vận tốc xác định ⃗
V DB
Từ b vẽ đường thẳng δ 1 BD biểu diễn cho phương của ⃗
V CD
Từ c vẽ đường thẳng δ 2 CD biểu diễn cho phương của ⃗
V DBvà ⃗
V CD (ta có thể xác định
Giao điểm d của δ 1 và δ 2 chính là mút của ⃗
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:
V DB
- ⃗
bd biểu thị cho ⃗
V DC
- ⃗
cd biểu thị cho ⃗
VD
-⃗
pd biểu thị cho ⃗
{
:{
Theo phương chiều ⃗
pd
{
CD , chiều theo ⃗
cd
V D:
*⃗
´ =0,075 П . 65,3659=15,4015(m/s).
Độ lớn :V D =μ v . pd
BD , chiềutheo ⃗
bd
V DB
*⃗
´
Độlớn :V DB =μv . bd=0,075
П . 6,4448=1,5185(m/s).
V DC:
*⃗
´
Độlớn :V DC =μv . cd=0,075
П .26,9192=6,3427(m/s) .
* Phương trình vận tốc điểm E:
⃗
⃗
⃗
VE
VD
V ED
=
+
Độ lớn:
?
15,4015 (m/s)
?
Phương, chiều: // AE
đã biết
DE
V E:
- Vẽ họa đồ vận tốc xác định ⃗
V ED
Từ d vẽ đường thẳng δ 3 DE biểu diễn cho phương của ⃗
VE
Từ p vẽ đường thẳng δ 4 // AE biểu diễn cho phương của ⃗
V Evà ⃗
V ED
Giao điểm e của δ 3 và δ 4 chính là mút của ⃗
Từ họa đồ vận tốc (hình 1.3), ta có:
pe biểu thị cho ⃗
VE
- ⃗
V ED
-⃗
de biểu thị cho ⃗
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
LƯU
8
HVTH: ĐẶNG BÁ
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
¿/ AE ,chiều theo⃗
pe
{
V E:
*⃗
Độlớn :V E =μv . pe=0,075
´
П . 47,6394=11,2247(m/s) .
DE ,chiều theo ⃗
de
{
V ED:
*⃗
´
Độlớn :V ED =μv . de=0,075
П . 35,1643=8,2854(m/ s).
Ta tính được:
2 = l
CB
V CB
=
6,8367
0,225
= 30,3853 (rad/s)
V ED
=
8,2854
0,18
= 46,03 (rad/s)
4 = l
DE
1. 6. Bài toán gia tốc:
a B = 12 . lAB = (60П)2 . 0,075 = 270 П2 (m/s2)
n
a CB
= 22 . lCB
= (30,3853)2 . 0,225 = 207,735 (m/s2)
* Phương trình gia tốc điểm C:
aC
⃗
aB
⃗
aCB
= ⃗
+
⃗
⃗
⟺⃗
aC
aB
⃗
anCB
aτCB (1.2)
=
+
+
Độ lớn:
?
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:
a B = 270 π 2 (m/s2)
- Chọn p' làm gốc của họa đồ. Từ p' vẽ ⃗
p ' b ' biểu diễn cho ⃗
đã biết với p' b' = 54 mm, phương // AB, chiều hướng từ B → A
Tỷ lệ xích của họa đồ gia tốc là:
aB
m
270 π 2
=
5 π2 (
)
' ' =
54
mm . s2
pb
b ' nCB biểu diễn cho ⃗
anCB = 207,735 (m/s2) đã biết, phương //BC,
Từ b 'vẽ ⃗
μa =
chiều hướng từ C → B.
τ
aCB
Từ nCB vẽ đường thẳng x1 BC biểu diễn cho phương của ⃗
aC
Từ p' vẽ đường thẳng x2 // AC biểu diễn cho phương của ⃗
a C và ⃗
aτCB
Giao điểm c ' của x1 và x2 chính là mút của ⃗
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
LƯU
HVTH: ĐẶNG BÁ
9
μ
2
m
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
Hình 1.4: Họa đồ gia tốc
Từ họa đồ gia tốc, ta có:
aC
p' c ' biểu thị cho ⃗
τ
⃗
aCB
nCB c ' biểu thị cho ⃗
a c:
*⃗
{
¿/ AC ,chiều theo p' c '
μa 2=) 5 π 2 (m/mm. s2)
Độ lớn :aC =μ a . p' c '=5 π 2 . 14,5116=716,12(m/s
{
aτCB :
*⃗
BC , chiều theo⃗
nCB c'
τ
Độlớn : ⃗
aCB
=μa . nCB c ' =5 π 2 . 48,8388=2410,1(m/s 2)
Ta có: ε 2
=
τ
aCB
l CB
=
2410,1
0,225
= 10711,56 (rad/s2)
* Phương trình gia tốc điểm D:
aD
⃗
aB
a DB =
aC
⃗
a DC
= ⃗
+ ⃗
+ ⃗
(1.3)
Sử dụng định lý tam giác đồng dạng thuận trong gia tốc, ta có ∆ BCD đồng
^
dạng thuận với∆ b ' c ' d ' . Vì ∆ BCD ∽ ∆ b ' c ' d ' ⇒ b^' = ^B = β = 650 ; c^' = C
Từ đó ta vẽ được điểm d '
aD
⇒⃗
{
phương , chiều theo ⃗
p'd'
'
2
2
Độ lớn : a D=μ a . p d ' =5 π . 47,6388=2350,88(m/ s )
* Phương trình gia tốc điểm E:
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
LƯU
10
HVTH: ĐẶNG BÁ
Trường Sỹ quan KTQS
a nED
= 42 . lDE
Đồ án môn học Nguyên lý máy
= (46,03)2 . 0,18 = 381,377 (m/s2)
⃗
aD
anED
aτED
= ⃗
+
+ ⃗
(1.4)
Độ lớn:
?
2350.88 (m/s2)
381,377 (m/s2)
?
Phương, chiều:
//AE
đã biết
// DE, E → D
DE
aE
Vẽ họa đồ gia tốc xác định ⃗
d ' n ED biểu diễn cho ⃗
anEDđã biết, phương // DE, chiều từ E → D
Từ d ' vẽ ⃗
aτDE
Từ n ED vẽ đường thẳng y1 DE biểu diễn cho phương của ⃗
aE
Từ p' vẽ đường thẳng y2 // AE biểu diễn cho phương của ⃗
τ
a E và⃗
a ED
Giao điểm e ' của y1 và y2 chính là mút của ⃗
'
aE
p e ' biểu thị cho ⃗
⃗
aτED
n ED e' biểu thị cho ⃗
aE
⃗
{
:{
phương , chiều theo ⃗
p' e'
a E:
*⃗
'
2
2
Độ lớn : a E=μ a . p e ' =5 π . 30,6259=1511,327 (m/ s )
aτED
*⃗
ε4
=
phương , chiều theo ⃗
n ED
τ
2
⃗
Độlớn : a ED=μ a . n ED e ' =5 π . 36,8787=1819,891(m/ s2 )
aτED
l ED
=
1819,891
0,18
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
LƯU
= 10110,5 (rad/s2)
11
HVTH: ĐẶNG BÁ
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
Chèn bang tinh
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
LƯU
12
HVTH: ĐẶNG BÁ
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
Chương 2. PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU CHÍNH
Tính áp lực khớp động và momen cân bằng tại hai vị trí:
- Vị trí 1 = Phương án – k.8 = 9 – 1.8 = 1 (k = 1 ứng với γ = 00)
- Vị trí 2 = (Phương án – k.8) + 1 = (9 – 1.8) +1 = 2 (k = 1 ứng với γ = 450)
2.1.Vị trí 1 (γ = 00)
2.1.1. Tính áp lực khớp động:
Hình 2.1: Tách nhóm Axua
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
LƯU
13
HVTH: ĐẶNG BÁ
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
Hình 2.2 : Phân tích lực
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.
Khi tách các khâu thì áp lực khớp động trở thành ngoại lực tác dụng lên các khâu.
R 12, ⃗
R 42, ⃗
R 32
+ Khâu 2: ⃗
R 23, ⃗
PC , ⃗
R 03 (⃗
R 03: lực do giá tác động lên khâu 3)
+ Khâu 3: ⃗
R 24, ⃗
R 54
+ Khâu 4: ⃗
R 45, ⃗
P E, ⃗
R 05( ⃗
R 05 : lực do giá tác động lên khâu5)
+ Khâu 5: ⃗
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
HVTH: ĐẶNG BÁ
14
LƯU
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
* Phương trình cân bằng cho khâu 4:
Σ⃗
Fi =⃗
R 24+ ⃗
R54=0 (2.1)
⃗
Σ M E ( F i ) =R24 .h 1+ R 54 .0=0(2. 2)
{
R 24 thành 2 thành phần: ⃗
R n24 // DE
R τ24 vuông góc DE và ⃗
Phân tích ⃗
R 24 = ⃗
R n24 thay vào (1), ta
R τ24 . h1 = 0⇒ ⃗
R τ24 = 0 ⇒ ⃗
Thay vào (2) ta được ⃗
R 54 = 0 ⇒ ⃗
R 54
R n24 + ⃗
R n24 = - ⃗
được: ⃗
⇒
⃗
R24 và ⃗
R54 cùng phương , ngược chiều .
Độ lớn R 24=R54
{
R 54 và ⃗
R 45 có phương // DE
Do đó ⃗
* Phương trình cân bằng cho khâu 5:
Σ⃗
F i=⃗
R45 + ⃗
R05 + ⃗
P E=0(2.3)
Σ M E( ⃗
F i ) =R45 .0+ R05 . x 1+ P E .0=0(2. 4)
{
R 05 là lực của giá tác dụng lên khâu 5 ⇒ ⃗
R05 đi qua E và
Từ (2.4) ⇒ x1 = 0. Vì ⃗
có phương ⊥ AE
Chiếu (2.3) lên phương AE ta được:
AED + PE = 0 ⟺ R45 = PE ∕ cos ^
AED = 5600 ∕ cos 140 = 5771,436 N.
- R45 .cos ^
Chiếu (3) lên phương ⊥ AE ta được:
AED = 0 ⟺ R05 = R45 . sin 140 = 1396,237 N.
R05 - R45 .sin ^
Phương⊥ AE ,chiều từ phải sang trái .
⇒ ⃗
R 05
Độlớn : R05=1396,237 N .
{
DE , chiều từ D → E
{Phương/¿
Độlớn R =5771,436 N
Phương/¿ DE , chiều từ E → D
⇒ ⃗
R {
Độlớn R =R =5771,436 N
⃗
R 45
45
54
54
45
Phương/¿ DE , chiều từ D → E
⇒ ⃗
R n24
n
Độlớn R24=R 54 =5771,436 N .
{
* Phương trình cân bằng cho khâu 2:
Σ⃗
Fi =⃗
R12+ ⃗
R 32+ ⃗
R 42 =0(2. 5)
Σ MC(⃗
Fi ) =−R12 .l BC + R 42 . h2=0 (2.6)
{
R 12 thành 2 thành phần: ⃗
R τ12
Phân tích ⃗
R n12 // BC.
vuông góc BC và ⃗
R τ12 .lBC + R42 .h2 = 0
Từ (6) ⇒ ⃗
Ta có:
Phương/ ¿ DE , chiều từ E → D
⃗
R 42
Độ lớn R42=R 24=5771,436 N .
{
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
LƯU
15
HVTH: ĐẶNG BÁ
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
h2 = CI (với I là hình chiếu ⊥ của C lên DE)
⇒ h2 = 62,7054 . 0,003 = 0,1881 (m).
⇒ Rτ12 =
R 42 h 2 5771,436 .0,1881
=
0,225
l BC
= 4824,92 N
Phương⊥ BC , chiềutừ phải sang trái
⇒ ⃗
R τ12
τ
Độ lớn: R12
=4824,92 N
{
* Phương trình cân bằng cho khâu 3:
Σ⃗
Fi =⃗
R23+ ⃗
R 03+ ⃗
P C =0(2.7)
Σ MC(⃗
Fi ) =R23 .0+ R 03 . x 2+ P C .0=0(2. 8)
{
Từ (2.8) ⇒ x2 = 0
R 03 là lực của giá tác dụng lên khâu 3 ⇒ ⃗
R03 đi qua C và có phương ⊥ AC
Vì ⃗
Lấy (2.5) cộng (2.7) ta được:
⃗
R 12 + ⃗
R 32 + ⃗
R 42 + ⃗
R 23 + ⃗
R 03 + ⃗
PC
=0
n
τ
R 03 + ⃗
R 42 + ⃗
PC = 0
R 12 + ⃗
⟺⃗
R12 + ⃗
(2.9)
R 42 và ⃗
PC đã biết, còn 2 ẩn chưa biết là ⃗
R 03
R n12 và ⃗
R τ12, ⃗
Phương trình (2.9) có ⃗
Do đó ta có thể xác định được bằng cách vẽ họa đồ lực:
pc với ab = 54mm,
- Chọn 1 điểm a bất kì, từ a vẽ véc tơ ⃗
ab biểu diễn cho ⃗
phương // AC, chiều từ C → A
⇒ Tỷ lệ xích của họa đồ lực μ P
=
pc
ab
=
5400
54 = 100 (N/mm)
R 42 , bc = 57,71436 mm, phương //DE, chiều từ E
- Từ b vẽ ⃗
bc biểu diễn cho ⃗
→ D.
R τ12 , cd = 48,2492 mm, phương ⊥ BC , chiều từ
- Từ c vẽ ⃗
cd biểu diễn cho ⃗
phải qua trái.
R n12 .
- Từ d vẽ ∆ 1 // BC biểu diễn cho phương của ⃗
R 03 .
- Từ a vẽ ∆ 2 ⊥ AC biểu diễn cho phương của ⃗
R 03
R n12 và điểm cuối của ⃗
- Giao điểm e của ∆ 1 và ∆ 2 là điểm đầu của ⃗
R 23 + ⃗
R 03 + ⃗
PC
R 23
Từ (7): ⃗
= 0 nên từ họa đồ lực ⇒ ⃗
be biểu diễn cho ⃗
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
LƯU
16
HVTH: ĐẶNG BÁ
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
μ P = 100 (N/mm)
Hình 2.3: Họa đồ lực
Từ họa đồ lực ta có:
⃗
R n12
Phương , chiều theo ⃗
de
n
Độ lớn: R 12=μ P . de=100 . 93,0589=9305,89 N
{
Phương , chiều theo⃗
ce
Độlớn : R12=μP . ce=100 . 104,8055=10480,55 N
{
Phương ⊥ AC , chiềutừ trái qua phải
⃗
R {
Độ lớn : R =μ .ea=100 . 19,6736=1967,36 N
⃗
R 12
03
⃗
R 23
⃗
R 32
03
{
{
P
Phương , chiều theo ⃗
be
Độlớn R23=μ P .be=100 . 57,4722=5747,22 N
Phương , chiềutheo ⃗
eb
Độlớn : R32=R23=5747,22 N
Cùng phương , ngược chiều ⃗
R12
⃗
R 21
Độ lớn: R 21=R 12 =10480,55 N
{
2.1.2. Tính mômen cân bằng:
2.1.2.1. Phương pháp phân tích lực:
M cb có chiều như hình vẽ
Giả sử momen cân bằng ⃗
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
R 21 )
lên đường thẳng δ 1 qua B và // ⃗
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
LƯU
17
HVTH: ĐẶNG BÁ
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
⇒ Mcb > 0 (chứng tỏ ⃗
M cb cùng chiều ω 1)
Tách khâu dẫn ra khỏi giá, phương trình cân bằng cho khâu 1:
⃗
R 01 + ⃗
R 21 = 0 ⟺ ⃗
R01 = - ⃗
R 21
Hình 2.4: Momen cân bằng
Phương/¿ ⃗
R 21 ngược chiều ⃗
R 21
⇒ ⃗
R 01
Độlớn : R01=R21=9364,63 N
{
2.1.2.2. Phương pháp di chuyển khả dĩ:
PC
Từ tâm họa đồ vận tốc, kẻ phương các lực ⃗
⃗
P E rồi chiếu các vận tốc ⃗
VC , ⃗
V E tương ứng trên
phương lực tác dụng. Ta có phương trình momen
cân bằng trên khâu dẫn:
Mcb . ω 1 + PC . VC . cosφ 1 + PE . VE . cosφ 2 =
⟹Mcb =
,
0
−PC . V C . cos φ1 + P E .V E . cos φ2
ω1
−5400.14,551. cos 18 00 +5600.11,2247 cos 18 00
60 π
⟹Mcb = 750,329 (Nm)
=
Hình 2.5:Hình chiếu vectơ vận tốc
⃗C và ⃗
⃗E và lên phương lực tác dụng ⃗
PC ; V
PE
(Với φ 1, φ 2 là góc hợp bởi V
)
⇒Mcb > 0 ( chứng tỏ ⃗
M cb cùng chiều ω 1)
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.
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
LƯU
18
HVTH: ĐẶNG BÁ
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
Hình 2.6: Tách nhóm Axua
Khi tách các khâu thì áp lực khớp động trở thành ngoại lực tác dụng lên các khâu.
R 12, ⃗
R 42, ⃗
R 32
+ Khâu 2: ⃗
R 23, ⃗
PC , ⃗
R 03 (⃗
R 03: lực do giá tác động lên khâu 3)
+ Khâu 3: ⃗
R 24, ⃗
R 54
+ Khâu 4: ⃗
R 45, ⃗
P E, ⃗
R 05( ⃗
R 05 : lực do giátác động lên khâu5)
+ Khâu 5: ⃗
* Phương trình cân bằng cho khâu 4:
Σ⃗
F i =⃗
R24 + ⃗
R54 =0(2.10)
Σ M E( ⃗
F i ) =R24 .h 1+ R 54 .0=0(2.11)
{
R 24 thành 2 thành phần: ⃗
R n24 // DE
R τ24 vuông góc DE và ⃗
Phân tích ⃗
R 24 = ⃗
R n24 thay vào (2.10), ta được:
R τ24 . h1 = 0⇒ ⃗
R τ24 = 0 ⇒ ⃗
Thay vào (2) ta được ⃗
⃗
R 54 = 0 ⇒ ⃗
R 54
R n24 + ⃗
R n24 = - ⃗
⇒
⃗
R24 và ⃗
R54 cùng phương , ngược chiều .
Độ lớn R 24=R54
{
R 54 và ⃗
R 45 có phương // DE
Do đó ⃗
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
LƯU
19
HVTH: ĐẶNG BÁ
Trường Sỹ quan KTQS
Đồ án môn học Nguyên lý máy
Hình 2.7: Phân tích lực
* Phương trình cân bằng cho khâu 5:
Σ⃗
Fi =⃗
R45 +⃗
R05 + ⃗
PE =0(2.12)
Σ M E( ⃗
F i ) =R45 .0+ R05 . x 1+ P E .0=0(2.13)
{
R 05 là lực của giá tác dụng lên khâu 5 ⇒ ⃗
R05 đi qua E
Từ (2.13) ⇒ x1 = 0. Vì ⃗
và có phương ⊥ AE
Chiếu (2.12) lên phương AE ta được:
AED + PE = 0 ⟺ R45 = PE ∕ cos ^
AED = 5600 ∕ cos 190 = 5922,675 N.
- R45 .cos ^
Chiếu (3) lên phương ⊥ AE ta được:
AED = 0 ⟺ R05 = R45 . sin 190 = 1928,235 N.
R05 - R45 .sin ^
Phương⊥ AE ,chiều từ phải sang trái .
⇒ ⃗
R 05
Độlớn : R05=1928,235 N .
{
Phương/ ¿ AE , chiều từ A → E
⃗
R 45
Độ lớn R 45=5922,675 N
{
Phương/¿ DE , chiều từ E → D
⃗
R {
Độlớn R =R =5922,675 N .
54
⃗
R n24
54
{
45
Phương/¿ DE , chiều từ D → E
Độlớn Rn24=R54 R 54=5922,675 N .
* Phương trình cân bằng cho khâu 2:
GVHD: HUỲNH ĐỨC THUẬN
LƯU
20
HVTH: ĐẶNG BÁ
- Xem thêm -
.DOCX 
30 
1 
92 
