-1-
LÔØI NOÙI ÑAÀU
Quaù trình thieát keá laø quaù trình vaän duïng nhöõng kieán thöùc ñaõ
hoïc nhaèm giaûi quyeát toát nhaát nhieäm vuï ñeà ra cho ngöôøi thieát keá.
Moân hoïc thieát keá lyù thuyeát maùy ñaõ giuùp cho sinh vieân bieát
vaän duïng nhöõng kieán thöùc ñaõ hoïc cuûa moân hoïc lyù thuyeát maùy vaø
kieán thöùc nhöõng moân hoïc khaùc vaøo quaù trình thieát keá. Qua ñoù giuùp
cuûng coá laïi kieán thöùc moân hoïc lyù thuyeát maùy, cuõng nhö giuùp cho
sinh vieân thaáy ñöôïc yù nghóa thöïc teá cuûa moân hoïc. Ñoàng thôøi moân
hoïc giuùp reøn luyeän tính caån thaän, söï kieân trì trong coâng vieäc cho sinh
vieân.
Trong quaù trình thieát keá tuy gaëp nhieàu khoù khaên do kieán thöùc
coøn haïn cheá , nhöng vôùi söï giuùp ñôõ taän tình cuûa thaày höôùng daãn vaø
baïn beø em ñaõ hoaøn thaønh caùc yeâu caàu cuûa moân hoïc. Do böôùc ñaàu
laøm quen vôùi coâng vieäc thieát keá neân khoâng traùnh khoûi nhöõng sai soùt,
vaø em raát mong ñöôïc thaày cuõng nhö caùc baïn goùp yù, ñeå em cuûng coá
theâm kieán cuûa mình. Em xin chaân thaønh caûm ôn thaày vaø caùc baïn
Nha Trang, thaùng 8 naêm2003
Sinh vieân thöïc hieän
PHAÀN I : MUÏC ÑÍCH NHIEÄM VUÏ CUÛA THIEÁT KEÁ MOÂN HOÏC
LYÙ THUYEÁT MAÙY
1.1 Muïc ñích
-2-
+Cuûng coá, ñaøo saâu, môû roäng kieán thöùc moân hoïc lyù thuyeát
maùy döïa treân nhöõng kieán thöùc ñaõ hoïc, tìm toøi phaùt trieån caùi coát loõi
vaø moái lieân heä trong töøng phaàn ñaõ hoïc.
+Giuùp sinh vieân öùng duïng nhöõng kieán thöùc ñaõ hoïc cuûa moân lyù
thuyeát maùy vaøo vieäc giaûi quyeát toång hôïp nhöõng vaán ñeà kyõ thuaät cuûa
thieát keá lyù thuyeát maùy, phaân bieät ñöôïc nhöõng cô caáu hôïp thaønh maùy
bieát caùch choïn sô ñoà ñoäng toái öu vaø bieát ñöôïc quy luaät phaân boá bieán
thieân veà maët ñoäng hoïc, ñoäng löïc hoïc…
+Giuùp sinh vieân phaùt trieån ñöôïc trí saùng taïo tinh thaàn töï laäp
trong vieäc hoïc taäp moân hoïc vaø böôùc ñaàu laøm quen vôùi coâng taùc thieát
keá, coâng taùc nghieân cöùu khoa hoïc.
1.2 Nhieäm vuï
1. Choïn sô ñoà ñoäng cuûa maùy: goàm 3 phaàn chính
- Caùc cô caáu chính: laø nhöõng cô caáu tröïc tieáp hoaøn thaønh nhöõng
nhieäm vuï coâng ngheä.
- Caùc cô caáu ñieàu khieån hoaëc ñieàu chænh chuyeån ñoäng maùy.
- Caùc cô caáu truyeàn ñoäng: cô caáu baùnh raêng, cô caáu ma saùt,
truyeàn ñoäng xích…
2. Toång hôïp caùc cô caáu
- Toång hôïp ñoäng hoïc cô caáu.
- Phaân tích ñoäng hoïc cô caáu.
- Phoái hôïp chuyeån ñoäng cuûa caùc cô caáu.
- Xaùc ñònh caùc thoâng soá ñoäng löïc hoïc cuûa khaâu.
3. Tính toaùn ñoäng löïc hoïc maùy.
4. Phoái hôïp chuyeån ñoäng cuûa caùc cô caáu.
5. Noäi dung vaø yeâu caàu thieát keá.
- Phaân tích ñoäng hoïc cô caáu chính
- Phaân tích löïc hoïc cô caáu chính
- Toång hôïp cô caáu cam
-Toång hôïp cô caáu baùnh raêng
- Laøm ñeàu chuyeån ñoäng – tính baùnh ñaø
* Yeâu caàu: Thieát keá ñoäng cô ñoát trong kieåu chöõ V
-3-
PHAÀN II : TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ LYÙ THUYEÁT MAÙY
Baûn veõ 1: PHAÂN TÍCH ÑOÄNG HOÏC CÔ CAÁU CHÍNH
I. Muïc ñích vaø noäi dung cuûa thieát keá
- Muïc ñích cuûa vieäc phaân tích ñoäng hoïc cô caáu chính laø nghieân
cöùu chuyeån ñoäng cuûa cô caáu khi ñaõ bieát löôïc ñoà, kích thöôùc caùc khaâu
cuûa cô caáu, quy luaät thay ñoåi cuûa khaâu daãn.
- Noäi dung goàm 3 nhieäm vuï:
1. Xaùc dònh vò trí töông ñoái cuûa caùc khaâu ôû töøng thôøi ñieåm
trong moät chu kyø ñoäng hoïc cuûa cô caáu, quy luaät thay ñoåi cuûa khaâu vaø
quyõ ñaïo caùc ñieåm trong quaù trình chuyeån ñoäng.
2. Xaùc ñònh vaän toác caùc ñieåm, gia toác goùc cuûa caùc khaâu ôû
töøng vò trí cuûa cô caáu.
3. Xaùc ñònh gia toác caùc ñieåm, gia toác goùc caùc khaâu ôû töøng vò
trí cuûa cô caáu.
II. Xaùc ñònh caùc thoâng soá ñoäng hoïc
1. Baäc töï do cuûa cô caáu :
D
B
C
A
O
Ñaây laø cô caáu phaúng neân baäc töï do cuûa cô caáu ñöôïc xaùc ñònh theo
coâng thöùc:
W=3n-(P4+2P5)+r
Trong ñoù: n=5 – Soá khaâu trong cô caáu.
P4=0 – Soá khôùp cao trong cô caáu.
P5=7 – Soá khôùp thaáp.
r =0 – Soá raøng buoäc truøng.
Vaäy: W= 3.5 – 2.7 =1
W= 1 neân cô caáu coù moät baäc töï do.
- Xeáp loaïi cô caáu: Ñaây laø cô caáu loaïi 2.
2. Tính toaùn caùc thoâng soá ñoäng hoïc
- Caùc thoâng soá ñaõ cho
α =60o – Goùc giöõa 2 phöông tröôït.
HB = 150 (mm) – Haønh trình pittoâng B.
lCD = 330 (mm) – Chieàu daøi khaâu 4.
-4-
ˆ
β = 600 – Goùc BAC cuûa khaâu 2.
l AB
4 - Tyû soá xaùc ñònh chieàu daøi AB vaø OA.
lCA
l
AB 4 - Tyû soá xaùc ñònh chieàu daøi AB vaø AC.
l AC
D = 140 (mm) - Ñöôøng kính caùc xilanh.
n1 =1600 (v/ph) – Soá voøng quay trung bình cuûa tay quay OA.
-Xaùc ñònh caùc kích thöôùc coøn laïi cuûa cô caáu
Ta coù: lOA
l AB
l AC
H B 150
75 (mm).
2
2
.lOA 4.75 300 (mm).
l AB
300
75 (mm).
4
Ñeå xaùc ñònh lAB ta aùp duïng ñònh lyù cosin vaøo ∆ABC ta coù:
2
2
l BC l AB l AC 2l AB .l AC . cos
l BC 300 2 75 2 2.300.75. cos 60 o
lBC = 270 (mm).
-Ñeå xaùc ñònh HB ta phaûi bieát quyõ ñaïo cuûa ñieåm C vaø D. Cho tay
quay OA quay ñeàu qua caùc vò trí Ai (i=1÷12). Laáy caùc ñieåm Ai laøm taâm
quay caùc cung troøn Ai Bi =lAB. Caùc cung troøn naøy caét phöông tröôïc cuûa
pittoâng B taïi caùc ñieåm Bi töông öùng. Sau ñoù laáy Ai vaø Bi laøm taâm laàn
löôït veõ caùc cung troøn coù baùn kính baèng lAB vaø lBC caét nhau taïi caùc
ñieåm Ci. Noái caùc ñieåm Ci laïi vôùi nhau ta ñöôïc quyõ ñaïo cuûa ñieåm C laø
moät ñöôøng cong kín. Cho ñieåm D tröôït theo phöông tröôït OD veõ caùc voøng
troøn taâm D baùn kính DC = lCD. Khi ñoù seõ coù 2 vò trí ñaëc bieät cuûa D vaø
ñöôøng troøn (D,DC) tieáp xuùc vôùi quyõ ñaïo ñieåm C taïi moät ñieåm khi ñoù
ta coù HD=D*D**.
- Laáy hai ñieåm C* vaøC** laøm taâm veõ hai voøng troøn baùn kính AC
caét voøng troøn tay quay OA taïi hai ñieåm A* vaø A** , töø ñoù ta xaùc ñònh
ñöôïc goùc laøm vieäc vaø goùc chaïy khoâng. Choïn chieàu quay cuûa khaâu
daãn ngöôïc chieàu kim ñoàng hoà: lvD>ckD ñeå heä soá laøm vieäc K >1.
III. Xaùc ñònh vaän toác
Töø giaû thieát tay quay quay ñeàu ta coù:
.n
3,14.1600
167,5 (rad/s)
30
30
v A lOA . 0,0075.167,5 12,56 (m/s)
1
Vì A vaø B cuøng thuoäc moät khaâu neân ta coù:
v B v A v BA
Trong ñoù:
v B coù phöông song song OB.
v A coù phöông vuoâng goùc OA, chieàu höôùng theo chieàu ω, ñoä
-5-
lôùn v A 12,56 (m/s).
*Xaùc ñònh vaän toác baèng phöông phaùp veõ
- Töø ñieåm cöïc P tuyø yù ta veõ ñoaïn pa bieåu dieãn vaän toác v A .
Ñaët pa =100mm vaäy tyû leä xích baûn veõ laø:
V
vA
pa
12,56
m / s
0,1256
100
mm
-Töø p veõ ñöôøng thaúng ∆ song song OB. Töø a veõ ñöôøng thaúng ∆
ûvuoâng goùc AB. Giao ñieåm cuûa hai ñöôøng thaúng ∆ vaø ∆ ûlaø ñieåm b
caàn tìm, noái p vaø b ta coù pb.V v B .
- Ta coù A,B,C cuøng thuoäc khaâu 2 neân theo ñònh lyù ñoàng daïng :
tam giaùc ABC ñoàng daïng tam giaùc abc. Töø ñoù ta xaùc ñònh
ñieåm c deã daøng pc bieåu dieãn cho vC .
Töông töï ta coù ñieåm C vaø D thuoäc moät khaâu
v D vC v DC
Trong ñoù: vC :bieát phöông chieàu vaø ñoä lôùn.
v D :coù phöông song song OD.
v DC :coù phöông vuoâng goùc DC taïi C.
Töø p vaø c döïng hai ñöôøng thaúng song song OD vaø vuoâng goùc CD, giao
ñieåm cuûa chuùng chính laø ñieåm d caàn tìm v D V . pd .
Baèng phöông phaùp veõ nhö treân ta xaùc ñònh vaän toác cuûa caùc ñieåm
A,B,C,D taïi caùc vò trí töông öùng (i=1÷12) cuûa cô caáu. Caùc giaù trò ñöôïc
lieät keâ thaønh baûng (Baûng 1).
-6-
Vò trí
Ñaïi löôïng
Veùctô
bieåu
dieãn
Tyû leä xích
(
m/s
)
mm
Giaù
trò
bieåu dieãn Giaù
(mm)
thaät
(m/s)
VA1 , V A 2
12,56
Pb
0,1256
0
0
Pc
0,1256
89,53
11,25
V D 4 , V D5
Pd
0,1256
91,48
11,49
V B 2 A2
b2 a 2
0,1256
100
12,56
VC 2 A 2
c2 a2
0,1256
24,48
3,08
VC 2B 2
c 2 b2
0,1256
89,53
11,25
V D 4C 4
d 4 c4
0,1256
25,42
3,193
VA1 , V A 2
Pa
0,1256
100
12,56
VB2 , VB3
Pb
0,1256
60,47
7,60
VC 2 , VC 4
Pc
0,1256
118,29
14,86
VD 4 , V D5
Pd
0,1256
95,97
12,05
V B 2 A2
b2 a 2
0,1256
87,28
10,96
VC 2 A 2
c2 a2
0,1256
50,34
6,32
VC 2 B 2
c 2 b2
0,1256
51,08
6,42
V D 4C 4
d 4 c4
0,1256
VA1 , V A 2
Pa
0,1256
100
12,56
VB2 , VB3
Pb
0,1256
99,41
12,49
VC 2 , VC 4
3
100
VC 2 , VC 4
2
0,1256
VB2 , VB3
1
Pa
Pc
0,1256
101,33
12,73
V D 4 , V D5
Pd
0,1256
79,17
9,94
V B 2 A2
b2 a 2
0,1256
52,27
6,57
VC 2 A 2
c2 a2
0,1256
1,96
0,25
VC 2B 2
c 2 b2
0,1256
52,27
6,57
V D 4C 4
d 4 c4
0,1256
56,56
7,10
trò
-7-
Vò trí
Ñaïi löôïng
Veùctô
bieåu
dieãn
Tyû leä xích
m/s
(
)
mm
Giaù
trò
bieåu dieãn Giaù
(mm)
thaät
(m/s)
VA1 , V A 2
12,56
Pb
0,1256
100
12,56
Pc
0,1256
100
12,56
VD4 , VD5
Pd
0,1256
44,82
5,63
V B 2 A2
b2 a 2
0,1256
0
0
VC 2 A 2
c2 a2
0,1256
0
0
VC 2B 2
c 2 b2
0,1256
0
0
V D 4C 4
d 4 c4
0,1256
86,76
10,90
VA1 , V A 2
Pa
0,1256
100
VB 2 , V B3
Pb
0,1256
75,55
VC 2 , VC 4
Pc
0,1256
88,59
VD4 , VD5
Pd
0,1256
1,87
V B 2 A2
b2 a 2
0,1256
11,66
VC 2 A 2
c2 a2
0,1256
46,26
VC 2 B 2
c 2 b2
0,1256
88,66
V D 4C 4
d 4 c4
0,1256
VA1 , V A 2
Pa
0,1256
100
12,56
VB 2 , V B3
6
100
VC 2 , VC 4
5
0,1256
VB 2 , V B3
4
Pa
Pb
0,1256
39,47
4,957
VC 2 , VC 4
Pc
0,1256
83,49
10,49
VD4 , VD5
Pd
0,1256
42,93
5,39
V B 2 A2
b2 a 2
0,1256
87,06
10,94
VC 2 A 2
c2 a2
0,1256
21,74
2,73
VC 2B 2
c 2 b2
0,1256
78,27
9,83
V D 4C 4
d 4 c4
0,1256
65,85
8,27
trò
-8-
Vò trí
Ñaïi löôïng
Veùctô
bieåu dieãn
Tyû leä xích
(
m/s
)
mm
Giaù trò
bieåu
Giaù
trò
dieãn
thaät
(mm)
(m/s)
VA1 , V A2
12,56
Pb
0,1256
0
0
Pc
0,1256
90,82
11,41
VD4 , VD5
Pd
0,1256
79,98
10,05
V B 2 A2
b2 a 2
0,1256
100
12,56
VC 2 A 2
c2 a2
0,1256
22,52
2,83
VC 2B 2
c 2 b2
0,1256
90,82
11,41
V D 4C 4
d 4 c4
0,1256
28,16
3,54
VA1 , V A2
Pa
0,1256
100
12,56
VB 2 , VB3
Pb
0,1256
39,11
4,91
VC 2 VC 4
,
Pc
0,1256
99,43
12,49
VD4 , VD5
Pd
0,1256
101,51
12,75
V B 2 A2
b2 a 2
0,1256
87,28
10,96
VC 2 A 2
c2 a2
0,1256
21,8
2,74
VC 2 B 2
c 2 b2
0,1256
78,47
9,86
V D 4C 4
d 4 c4
0,1256
22,05
2,77
VA1 , V A2
Pa
0,1256
100
12,56
VB 2 , VB3
9
100
VC 2 , VC 4
8
0,1256
VB 2 , VB3
7
Pa
Pb
0,1256
75,27
9,45
VC 2 , VC 4
Pc
0,1256
104,31
13,10
VD4 , VD5
Pd
0,1256
94,17
11,83
V B 2 A2
b2 a 2
0,1256
51,56
6,48
VC 2 A 2
c2 a2
0,1256
12,85
1,61
VC 2B 2
c 2 b2
0,1256
46,25
5,81
V D 4C 4
d 4 c4
0,1256
63
7,91
-9-
IV. Xaùc ñònh gia toác
Xaùc ñònh gia toác öùng vôùi vò trí 3 vaø vò trí 9 laø vò trí ôû haønh trình
ñi vaø vò trí ôû haønh trình veà.
- Vò trí 3vaø 9 tay quay quay ñeàu neân gia toác tieáp tuyeán: aA =0.
Ta coù : aA= aAn =lOA. ω2.
aA =0,75.(167,5)2 =2104,2 (m/s2)
-Ta coù A vaø B cuøng thuoäc moät khaâu neân:
a B a A a n BA a BA
Trong ñoù:
a A - bieát trò soá, phöông song song OA, chieàu höôùng töø A O.
a B - phöông song song OB.
a BA - phöông vuoâng goùc BA.
a n BA - phöông song song AB, chieàu töø B A, trò soá :
a
n
BA
2 2 .l AB .
ω2=
v AB V .ab 0,1256.110
0,042 (rad/s)
l AB
l AB
300
a n BA 0,529 (m/s2)
Vì A,B,C cuøng thuoäc moät khaâu, theo ñònh lyù ñoàng daïng ta coù ∆ABC
ñoàng daïng vôùi ∆a’b’c’ do ñoù ta xaùc ñònh ñöôïc c’.
- Ta coù C vaø D cuøng thuoäc moät khaâu
a D aC a n DC a DC
Trong ñoù:
a D - bieát trò soá, phöông song song OD
a C - bieát phöông, chieàu, trò soá.
a DC - phöông vuoâng goùc DC.
a n DC - phöông song song DC, chieàu töø
a
n
DC
D C, trò soá :
2
4 .lCD .
ω4=
vCD V .cd 0,1256.71
0,023 (rad/s)
lCD
lCD
330
a n DC 0,17 (m/s2)
* Caùch döïng :
Töø cöïc tuyø yù ta döïng moät ñoaïn a ' a A bieåu thò gia toác ñieåm A
a' 100 (mm)
a
aA
a
2104,2
21,042
100
a n BA 0,529 (m/s2)
a n DC 0,17 (m/s2)
- 10 -
-Taïi a’ döïng ñöôøng thaúng a’t cuøng phöông AB, treân a’t bieåu dieãn trò soá
a n BA a 'b' ' . Töø b’’ tia b’’x thaúng goùc vôùi a’t. Töø döïng tia y cuøng
phöông OB. Tia y caét b’’x taïi b’ ñoaïn b’ bieåu dieãn gia toác ñieåm B.
Veùctô
bieåu
dieãn
Tyû leä xích
a'
21,042
100
2104.2
b'
21,042
31.12
654.827
c'
21,042
85.08
1790.253
d '
21,042
54.99
1157.1
B 2 A2
21,042
88.95
1871.686
n B 2 A2
21,042
8.80
185.1696
D 4C 4
D 4C 4
21,042
64.70
1361.417
a n D 4C 4
n D 4C 4
21,042
8.99
189.1676
a A1 , a A2
a'
21,042
100
a B 2 , a B3
b'
21,042
71.74
aC 2 , aC 4
c'
21,042
81.09
a D 4 , a D5
d '
21,042
43.92
a
B 2 A2
B 2 A2
21,042
89.86
a n B 2 A2
n B 2 A2
21,042
12.31
D 4C 4
D 4C 4
21,042
66.73
a n D 4C 4
Vò trí
n D 4C 4
21,042
10.09
Ñaïi löôïng
a A1 , a A2
a B 2 , a B3
aC 2 , aC 4
3
a D 4 , a D5
a
a
n
a
9
a
-
-
B 2 A2
B 2 A2
(
m / s2
)
mm
Giaù
trò
bieåu dieãn Giaù
trò
(mm)
thaät
(m/s2)
2104.2
1509.553
1706.296
924.1646
1890.834
259.027
1404.133
212.3138
Xaùc ñònh c’ döïa vaøo ñònh lyù ñoàng daïng
Töø c’ döïng tia c’t’ song song vôùi CD . Treân tia c’t’ laáy c’d’’ bieåu
thò cho a n DC
Töø d’’vaø döïng hai ñöôøng thaúng vuoâng goùc vôùi c’t’ vaø song
song vôùi OD caét nhau taïi d’ d’ bieåu dieãn cho gia toác aD.
Caùc giaù trò thu ñöôïc qua phöông phaùp veõ ta lieät keâ thaønh baûng
(Baûng 2).
- 11 -
Baûn veõ 2: PHAÂN TÍCH LÖÏC HOÏC CÔ CAÁU CHÍNH
I. Noäi dung cuûa thieát keá
- Tính phaûn löïc ôû caùc khôùp ñoäng cuûa cô caáu nhaèm phuïc vuï cho
vieäc thieát keá caáu taïo cuûa cô caáu thoaõ maõn caùc ñieàu kieän söùc beàn,
veà ñoä cöùng, ñoä moøn …
- Tính löïc caân baèng hay moâmen caân baèng ñaët ôû khaâu daãn phuïc
vuï cho vieäc löïa choïn ñoäng cô.
II. Trình töï thieát keá
- Tính vaø ñaët caùc ngoaïi löïc ñaõ cho taùc ñoäng leân cô caáu (goàm
löïc caûn kyõ thuaät, troïng löôïng… ).
- Tính vaø ñaët caùc löïc quaùn tính caùc khaâu leân cô caáu.
- Taùch caùc nhoùm axua vaø tieán haønh tính aùp löïc khôùp ñoäng cho
töøng nhoùm, baét ñaàu töø nhoùm axua taùch ra ñaàu tieân.
- Sau khi ñaõ hoaøn thaønh vieäc tính phaûn löïc khôùp ñoäng cho töøng
nhoùm, tieán haønh tính aùp löïc khôùp ñoäng treân khaâu daãn.
III. Thuyeát minh
1. Xaùc ñònh giaù trò caùc ngoaïi löïc taùc duïng leân caùc khaâu
- Ngoaïi löïc taùc ñoäng leân cô caáu thöôøng ñöôïc cho döôùi daïng ñoà
thò: löïc hay aùp suaát theo vò trí cuûa khaâu chòu löïc. Trong ñeà thieát keá
ngoaïi löïc cho döôùi daïng ñoà thò aùp suaát vôùi tyû leä p=1÷1,5 KG/cm2/mm.
- Aùp suaát kyø huùt vaø xaû ñöôïc coi laø caân baèng vôùi aùp suaát
khoâng khí beân ngoaøi buoàng maùy do ñoù trong caùc kyø naøy coi nhö
khoâng coù löïc caûn kyõ thuaät taùc ñoäng leân pittoâng.
- Trong caùc kyø neùn vaø noå, löïc caûn kyõ thuaät, taùc ñoäng treân
pittoâng ñöôïc tính baèng :
.D 2
Pi pi .S
. p . pi
4
Trong ñoù:
S - dieän tích maët pittoâng.
D – ñöôøng kính cuûa caùc pittoâng.
pi – aùp suaát treân pittoâng ôû vò trí i.
Vaäy muoán xaùc ñònh löïc caûn kyõ thuaät Pi ôû moãi vò trí, ta phaûi tìm
ñoaïn bieåu dieãn pi cuûa aùp suaát Pi ôû vò trí ñoù treân ñoà thò aùp suaát ñaõ
cho.
- Töø bieåu ñoà aùp suaát chæ thò ñaõ cho ta deã daøng xaùc ñònh ñöôïc
vò trí cuûa pittoâng trong khoaûng haønh trình HB vaø HD.
- 12
C
Noå
C
Neù
n
a'
Xaû
b
a
Naï
p
DCT
DCD
- ÔÛ ñaây ta chæ xeùt löïc taïi hai vò trí 3 vaø 9 do ñoù ta coù giaù trò löïc
caûn kyõ thuaät ôû hai vò trí laø :
+ Kyø noå cuûa pittoâng B
.D 2
3,14.14 2
P3 p3 .S
. p . p 3
.1.107,50 16539,95 (N)
4
4
+ Kyø neùn cuûa pittoâng B
P9
3,14.14 2
.1.21,64 3329,53 (N)
4
+ Kyø noå cuûa pittoâng D
P9
3,14.14 2
.1.55,08 8474,6 (N)
4
+ Kyø neùn cuûa pittoâng D
P3
3,14.14 2
.1.38,01 5848,22 (N)
4
Caùc giaù trò cuûa pi ñöôïc xaùc ñònh döïa vaøo bieåu ñoà löïc caûn kyõ thuaät
(Baûng 1) vôùi p=1KG/cm2/mm.
2. Xaùc ñònh löïc quaùn tính caùc khaâu
- Khaâu (1) OA quay quanh truïc coá ñònh vaø troïng taâm truøng vôùi
truïc quay neân löïc quaùn tính baèng khoâng.
- Khaâu 3 vaø 5 chuyeån ñoäng tònh tieán trong xilanh neân löïc quaùn
tính ñaët taïi troïng taâm S cuûa B vaø D vaø coù giaù trò :
Pqt3=-m3. a B 3
Pqt5=-m5. a D 3
+ Vò trí 3:
Pqt 3 m3 .a B 3 14.31,118.21,042 9167,58 (N)
Pqt 5 m5 .a D 5 14.64,00.21,042 18853,63 (N)
+ Vò trí 8:
Pqt 3 m3 .a B 3 14.71,74.21,042 21133,74 (N)
Pqt 5 m5 .a D 5 14.43,92.21,042 12938,30 (N)
- 13 -
Löïc quaùn tính Pqt3 vaø Pqt5 naèm theo phöông tònh tieán cuûa pittoâng B
vaø D vaø ngöôïc chieàu vôùi gia toác a B 3 , a D 5 .
- Khaâu 2 : Khaâu 2 chuyeån ñoäng song phaúng, do hai chuyeån ñoäng
hôïp thaønh. Chuyeån ñoäng tònh tieán vôùi gia toác aA cuûa ñieåm A vaø
chuyeån ñoäng töông ñoái cuûa khaâu quay quanh A.
Quan heä gia toác ta coù:
aS 2 a A aS 2 A
Nhaân hai veá vôùi (-m2) ta coù:
m2 .a S 2 m2 a A ( m2 )a S 2 A
- Ñaët Pq 2 ' m2 .a A laø löïc quaùn tính cuûa khaâu AB chuyeån ñoäng quay
quanh A. Löïc Pq 2 ' song song vaø ngöôïc chieàu vôùi a A ñi qua troïng taâm S2.
Töø giaû thieát cho
l AS 2
0,4 l AS 2 l AB .0,4 300.0,4 120 (mm)
l AB
- Ñaët Pq 2 ' ' m2 .a S 2 A laø löïc quaùn tính cuûa khaâu AB chuyeån ñoäng quay
quanh A1. Löïc Pq 2 ' ' song song vaø ngöôïc chieàu vôùi a S 2 A ñi qua taâm va ñaäp
KA cuûa khaâu ñoái vôùi ñieåm A.
lS 2K
JS2
0,04.10 3
41,667 (mm)
m2 .l AS 2
8.0,12
Pq 2 m2 .a S 2 laø löïc quaùn tính toaøn phaàn cuûa khaâu 2.
Pq 2 8.63,9062.21,042 10757,71 (N)
Vaäy ta coù Pq 2 Pq 2 ' Pq 2 '' . Löïc Pq 2 ñi qua giao ñieåm T cuûa hai löïc Pq 2 ' vaø
Pq 2 ' ' song song vaø ngöôïc chieàu vôùi S 2 .
* Caùch bieåu dieãn :
Töø troïng taâm S2 ta keû d1 // a , töùc laø ñöôøng taùc duïng cuûa Pq 2 ' .
Töø taâm va ñaäp KA keû ñöôøng d2 // a 2 S 2 , töùc laø ñöôøng taùc duïng cuûa
Pq 2 ' ' . Giao ñieåm cuûa d1 vaø d2 chính laø ñieåm T caàn tìm. Löïc quaùn tính
Pq 2 ñi qua T, song song vôùi S 2 vaø ngöôïc chieàu vôùi S 2 .
- Khaâu 4 : Chuyeån ñoäng song phaúng
Töông töï nhö khaâu 2 ta coù : Pq 4 Pq 4 ' Pq 4 ''
Troïng taâm :
lCS 4
0,5 lCS 4 lCD .0,5 330.0,5 165 (mm)
lCD
Taâm va ñaäp : lC 4 K
J S4
0,08.10 3
97 (mm)
m4 .lCS 4
5.0,165
+ Caùch bieåu dieãn gioáng nhö khaâu 2 vôùi :
Vò trí 9 : Pq4 = - m4. a.S4 = -5. 21,042. 60,40 = -6354,68 (N)
Vò trí 3 : Pq4 = - m4. a.S4 = -5. 21,042. 69,15 = -7275,27 (N)
3. Tính phaûn löïc khôùp ñoäng
- 14 -
- Aùp löïc khôùp ñoäng do 2 khaâu tieáp xuùc taùc ñoäng leân nhau laø
noäi löïc ñoái vôùi cô caáu, aùp löïc khôùp ñoäng bieåu thò cho taùc duïng töông
hoã giöõa 2 khaâu töông öùng.
- Phöông phaùp tính aùp löïc khôùp ñoäng
Taùch nhoùm Axua ra khoûi cô caáu, caùc aùp löïc khôùp chôø trôû
thaønh ngoaïi löïc ñoái vôùi nhoùm, ñeå xaùc ñònh ñöôïc caùc aùp löïc naøy soá
phöông trình caân baèng tónh hoïc vaø soá aån caàn xaùc ñònh phaûi baèng nhau.
+ Taùch cô caáu OABCD thaønh : moät khaâu daãn OA ; 1 nhoùm Axua
loaïi 2 goàm thanh truyeàn 4 vaø con tröôït 5 ; 1 nhoùm Axua loaïi 3 goàm thanh
truyeàn 2 (3 khôùp quay A, B ,C ) vaø con tröôït 3.
* Xeùt taïi vò trí 2 :
a) Tính aùp löïc khôùp ñoäng cuûa nhoùm Axua loaïi 2
- Xeùt kyø neùn cuûa pittoâng D
Khi pittoâng D ôû kyø neùn ñænh pittoâng chòu löïc caûn kyõ thuaät PD = Pi = 6352
Ñaët caùc phaûn löïc leân khôùp chôø C , D
Phöông trình caân baèng löïc :
Pqt4 + Pqt5 +PD +R24 + R24n +R54 = 0
Phöông trình chöùa 3 aån R24 , R24n
vaø R54 neân chöa giaûi ñöôïc.
+ Vieát phöông trình moâmen ñoái
vôùi ñieåm D :
M(D)= R24.lCD - Pqt4.h4 = 0
R 24
Pqt 4 .h4
l CD
47,38.42,12
6,05( N )
330
Xaùc ñònh ñöôïc R24 ta coù theå giaûi
ñöôïc phöông trình treân nhôø phöông
phaùp veõ.
(N)
- Xeùt kyø neùn cuûa pittoâng D
ÔÛ kyø xaû, xuppaùp xaû môû aùp suaát beân ngoaøi vaø beân trong
khoâng gian coâng taùc gaàn nhö baèng khoâng (PD = 0).
Ta coù phöông trình caân baèng löïc :
Pqt Pqt 5 R 24 R n 24 R54 0
Phöông trình chöùa 3 aån R24 , R24n vaø R54 neân chöa giaûi ñöôïc. Laáy
moâmen ñoái vôùi ñieåm D ta cuõng tìm ñöôïc R24 vaø ta söû duïng phöông
phaùp veõ ñeå giaûi baøi toaùn.
b) Tính aùp löïc khôùp ñoäng cuûa nhoùm Axua loaïi 3 (ABC)
- Xeùt kyø noå cuûa pittoâng B
Khi pittoâng B ôû kyø noå ñænh pittoâng chòu löïc caûn kyõ thuaät PB = Pi =
22656 (N).
Ñaët caùc phaûn löïc leân caùc khôùp chôø A, B, C. Phaûn löïc khôùp tònh tieán
12 coù phöông R23 OB
- 15 -
* Phöông trình caân baèng löïc
Pqt 2 Pqt 3 R 42 R n 12 R 12 PB R 32 0
Phöông trình chöùa 3 aån laø R n 12 , R 12 , R 32 neân khoâng giaûi ñöôïc .
* Vieát phöông trình moâmen ñoái vôùi ñieåm B
M(B)= R42.lBC + Pqt2.h – R12.lAB = 0
R 12
R 42 .l BC Pqt 2.h
l AB
62,21.270 3,6.47
56,55( N )
300
Bieát ñöôïc R 12 theá vaøo phöông trình treân, ta thaáy phöông trình treân
chæ coøn laïi hai aån soá do ñoù baèng phöông phaùp veõ ta giaûi ñöôïc phöông
trình naøy.
-Xeùt kyø huùt cuûa pittoâng B
Taïi kyø huùt cuûa pittoâng B ta coù PB= 0 (coi nhö aùp suaát beân trong
vaø beân ngoaøi baèng nhau ).
Phöông trình caân baèng löïc :
Pqt 2 Pqt 3 R 42 R 12 R n 12 R32 0
Phöông trình chæ chöùa hai aån laø R n 12 ,R32 do ñoù baèng phöông phaùp
veõ ta seõ giaûi ñöôïc .
* Taïi vò trí 9 laøm töông töï vò trí 3.
c) Tính löïc treân khaâu daãn
Treân cô caáu sau tính caùc nhoùm Axua, coøn laïi khaâu daãn (OA) noái
vôùi giaù. Treân khaâu daãn chòu taùc duïng
- Aùp löïc R 21 do khaâu 2 taùc duïng leân khaâu 1.
- Löïc hay moâmen caân baèng ñaët treân khaâu daãn ñeå khaâu daãn chuyeån ñoäng
troøn ñeàu.
- 16 -
-
Löïc caân baèng thöôøng giaû thieát bieát ñieåm ñaët vaø phöông taùc
duïng, chæ caàn coâng suaát.
Xeùt kyø noå cuûa pittoâng B
Phöông trình caân baèng :
R 21 Pcb Pqt 0
Khaâu OA quay ñeàu Pqt = 0
R 21 Pcb 0
Vieát phöông trình moâmen vôùi ñieåm O
M (O ) Pcb .hcb R 21 .h21 0
Pcb
h21 .R21
hcb
R21 ñöôïc xaùc ñònh treân hoaï ñoà löïc.
Töông töï nhö vaäy ta xaùc ñònh ñöôïc R21 ôû kyø naïp, xaû, neùn vaø tính
ñöôïc Pcb cuûa khaâu daãn.
Caùc giaù trò xaùc ñònh ñöôïc treân hoaï ñoà löïc ñöôïc thoáng keâ theo
baûng sau
- 17 Vò trí
Kyø pittoâng Khaâu Ñaïi löôïng Tyû leä Giaù trò
Giaù trò
B/D
xích
bieåu dieãn thaät
(KN/mm) (mm)
(N)
Veùc tô
bieåu dieãn
P qt 4
29.86
P qt 5
0,2
156.27
0,2
15.00
0,2
135.82
R 54
0,2
25.27
5054.0
ea
R 24
0,2
136.30
27260.7
ec
P D5
0,2
0.00
0.0
P qt 2
1,9
3.60
P qt 3
1,9
9.19
R 42
1,9
62.15
1,9
100.00
1,9
9.71
R 32
1,9
38.57
R 12
1,9
100.30
R 21
1,9
100.00
P cb
1,9
88.00
R 01
1,9
85.75
167200.0 bc
162925.0 ca
P D5
1,6
3.97
6352.0
P qt 4
1,6
74.38
P qt 5
1,6
1.97
1,6
77.70
1,6
77.64
R 54
1,6
77.30
R 24
1,6
77.68
123680.0 fa
124288.0 fd
P B3
4,8
4.72
22656.0
P qt 2
4,8
95.98
P qt 3
4,8
27.99
R 42
4,8
25.98
4,8
88.56
4,8
17.33
R 32
4,5
0,2
4,8
92.41
P cb
4,4
88.00
R 21
4,4
100.05
387200.0 ab
440220.0 bc
R 01
4,4
85.75
377300.0 ca
R
R
Huùt /xaû
3
2,3
R
24
n
24
12
n
R
1
4,5
R
R
Neùn / noå
2,3
R
R
1
12
24
n
24
12
n
12
5972.3
31254.8
3000.0
27163.7
6848.6
17452.8
ab
bc
cd
de
ab
bc
118085.0 cd
de
190000.0
ef
18449.0
73283.0 fa
190570.0 fd
190000.0 ab
119008.0
3152.0
124320.0
124224.0
460704.0
134352.0
ab
bc
cd
de
ef
ab
bc
cd
124704.0 de
ef
425088.0
fg
83184.0
443568.0 ga
- 18 Vò trí
Kyø pittoâng Khaâu Ñaïi löôïng Tyû leä
B /D
Xích
(KN/mm)
0,17
P qt 4
R 54
0,17
Giaù trò
Giaù trò
bieåu dieãn thaät
(mm)
(N)
47.38
8054.6
99.95
16991.5
16.00
2720.0
134.67
22893.9
67.19
11422.3
R 24
0,17
136.67
23233.9
P D5
0,17
0
0.0
P qt 2
2,2
8.00
P qt 3
2,2
17.00
R 42
2,2
100.00
2,2
90.11
2,2
34.95
R 32
2,2
12.51
R 12
2,2
97.04
P cb
2
100.00
R 21
2
81.53
R 01
2
22.68
163060.0 bc
45360.0 ca
P D5
2,4
2.49
5976.0
P qt 4
2,4
92.54
P qt 5
2,4
2.08
2,4
93.48
2,4
93.48
R 54
2,4
91.16
R 24
2,4
93.02
218784.0 fa
223248.0 fd
P B3
0,94
8.89
8356.6
P qt 2
0,94
4.03
P qt 3
0,94
100.00
R 42
0,94
94.00
0,94
4.01
0,94
7.15
R 32
0,94
94.17
88519.8
P cb
2,1
100.00
R 21
2,1
91.00
210000.0 ab
191100.0 bc
R 01
2,1
20.02
42042.0
P qt 5
4,5
R
R
Huùt /xaû
2,3
R
R
9
1
4,5
R
R
Neùn / noå
2,3
R
R
1
0,17
0,17
24
0,17
n
24
12
n
12
24
n
24
12
n
12
17600.0
37400.0
Veùc tô
bieåu dieãn
ec
ab
bc
cd
de
ea
ab
bc
220000.0 cd
de
198242.0
ef
76890.0
27522.0 fa
213488.0 fd
200000.0 ab
222096.0
4992.0
224352.0
224352.0
3788.2
94000.0
88360.0
3769.4
6721.0
ab
bc
cd
de
ef
ab
bc
cd
de
ef
fg
ga
ca
- 19 -
Baûn veõ 3 : TOÅNG HÔÏP CÔ CAÁU CAM
Toång hôïp ñoäng hoïc cô caáu cam laø xaùc ñònh vò trí töông ñoái giöõa
cam vôùi caàn vaø bieân daïng thöïc cuûa cam… Sao cho thoaõ maõn quy luaät
chuyeån ñoäng vaø caùc ñieàu kieän ñoäng löïc hoïc cho tröôùc.
Nhöõng yeâu caàu ñeà ra cho vieäc toång hôïp cô caáu cam laø thieát keá
thoaõ maõn nhöõng ñieàu kieän sau :
- Vò trí vaø quy luaät chuyeån ñoäng cho tröôùc cuûa caàn.
- Goùc aùp löïc nhoû hôn goùc aùp löïc cho pheùp.
- Kích thöôùc nhoû goïn.
* Caùc thoâng soá ñaõ cho :
- Ñoä naâng caàn h = 9 (mm)
- Caùc goùc ñònh kyø : ñ = 50o, x = 5o, v = 50o
- Quy luaät gia toác cuûa caàn quy luaät gia toác hình vuoâng (a)
- Goùc aùp löïc cho pheùp : [ αmax]= 90o - [ α]min = 90o – 55o = 35o.
I. Trình töï thieát keá :
1. Laäp ñoà thò quy luaät chuyeån ñoäng cuûa caàn
Döïng caùc heä truïc toïa ñoä , OS , OS’, OS’’, vôùi truïc hoaønh O
bieåu dieãn cho goùc quay cuûa caàn.
a) Choïn tyû leä xích :
. lv
Truïc hoaønh : iv
(rad/mm).
l
Hay :
iv
l
180.l
(ñoä/mm)
Vôùi l : laø ñoaïn bieåu dieãn goùc quay öùng vôùi moät chu kyø laøm
vieäc. Ñeå veõ ñöôïc ta choïn l = 200 (mm).
lv = ñ + x + v = 50o + 5o + 50o = 105o
105
0,525 (ñoä/mm).
vaäy iv
l
200
. lv 3,14.105
hay iv
0,009 (rad/mm).
l
180.l 180.200
h
9
S
0,18 (mm/mm)
y max 50
S
0,18
0,4
H 2 . 50.0,009
S
0,18
S ''
0,889
2
2
H 1 . .H 2 50.50.0,009
vôùi H1 = 50 , H2 = 50 laø khoaûng tích phaân choïn trong khoaûng 40 ÷
S '
60.
b) Caùch veõ ñoà thò :
- Töø ñoà thò gia toác ñaõ cho duøng phöông phaùp tích phaân ñoà thò ta
ñöôïc ñoà thò vaän toác, tieáp tuïc tích phaân ñoà thò vaän toác ta ñöôïc ñoà thò
chuyeån vò.
- 20 -
- Treân ñoà thò gia toác ta chia truïc hoaønh thaønh 21 phaàn baèng nhau
moãi phaàn töông öùng 5o goùc quay truïc khuyûu (∆ = 5o). Treân ñoà thò gia
toác laáy caùc ñieåm a1, a2,…, a21 töông öùng vôùi caùc trung ñieåm cuûa caùc
khoaûng chia ∆. Treân truïc hoaønh laáy moät ñieåm P2 veà phía tröôùc ñieåm
O (P2O = H2 =50 mm). Töø caùc ñieåm an treân ñoà thò gia toác keû ñöôøng
thaúng // O caét truïc tung taïi caùc ñieåm bn töông öùng roài noái caùc ñieåm
naøy vôùi P2.
Töø ñoà thò 1Oy’ ta chia truïc hoaønh thaønh 21 phaàn baèng nhau (∆1
= ∆). Töø ñieåm O1 trong phaïm vi ∆11 ñaàu tieân ta döïng ñöôøng thaúng O1c1
song song vôùi P2b1. Sau ñoù töø C1 trong phaïm vi ∆22 ta döïng ñoaïn C1C2
song song vôùi Pb2 vaø cöù nhö vaäy ta döïng ñöôïc C20C21 cuoái cuøng ta döïng
ñöôïc ñoà thò vaän toác laø ñöôøng gaõy khuùc. Tieáp tuïc tích phaân ñoà thò
vaän toác ta ñöôïc ñoà thò chuyeån vò (caùc böôùc tieán haønh gioáng nhö treân
).
2. Caùch xaùc ñònh mieàn taâm cam, choïn taâm cam vaø chieàu quay :
- Tìm mieàn taâm cam nhaèm ñaûm baûo yeâu caàu sau :
Goùc quay aùp löïc α [αmax].
Thoaõ maõn quy luaät chuyeån ñoäng ñaõ cho.
Moïi ñieåm cuûa bieân daïng cam ñeàu tieáp xuùc vôùi ñaùy caàn .
Kích thöôùc cô caáu goïn nhaát coù theå.
- Ñeå xaùc ñònh vaø tính toaùn mieàn taâm cam deã daøng ta choïn tyû leä
xích ñoä daøi cam baèng tyû leä xích chuyeån vò cuûa caàn :
l = = S
ta coù : tg’= H. = 0,09.50 = 0,45
vaäy ’= 24o13’
Ta coù : [α] maxñ = [α] maxv. Veõ hai tieáp tuyeán ∆1 vaø∆2 laøm vôùi phöông
ngang moät goùc min. Mieàn taïo bôûi hai ñöôøng ∆1 vaø∆2 laø mieàn taâm
cam caàn tìm.
- Theo nguyeân taéc ta coù theå choïn taâm cam ôû baát kyø ñieåm naøo
thuoäc vuøng taâm cam. Nhöng ñeå kích thöôùc cam laø nhoû nhaát ta choïn
taâm cam laø giao ñieåm cuûa hai ñöôøng giôùi haïn mieàn taâm cam.
- Choïn chieàu quay cuûa cam laø chieàu ngöôïc vôùi chieàu quay cuûa
kim ñoàng hoà.
3. Veõ bieân daïng cam :
- Veõ bieân daïng cam laø böôùc cuoái cuøng trong vieäc thieát keá cam.
Sau khi xaùc ñònh ñöôïc vò trí taâm cam vaø baùn kính ro (O, ro), veõ voøng
troøn cô sôû taâm O baùn kính ro vì laø cam caàn ñaåy chính taâm, chia voøng
troøn ra laøm 21 phaàn moåi phaàn öùng vôùi 5o goùc ôû taâm. Noái caùc ñieåm
vöøa chia baèng caùc ñöôøng thaúng ñi qua taâm ñaùnh soá töø 1 ÷ 21. taïi vò trí
, ta laáy O laøm taâm quay baùn kính Ad1 (baèng ñoaïn töø taâm cam ñeán vò trí
1 treân hình xaùc ñònh taâm cam ) caét ñöôøng thaúng 1 taïi e1, tieáp tuïc nhö
vaäy cho ñeán khi heát caùc vò trí coøn laïi. Sau ñoù noái caùc vò trí en laïi vôùi
nhau ta ñöôïc bieân daïng cam lyù thuyeát cuûa caàn. Ñeå giaûm ma saùt giöõa
caàn vaø cam ngöôøi ta theâm vaøo ñaàu caàn moät con laên coù baùn kính r.
- Xem thêm -