Đồ án Nguyên lý máy Động cơ đốt trong kiểu chữ v (pa 3)

Phần I: TỔNG HỢP CƠ CẤU Cấu trúc và nguyên lý làm việc của cơ cấu. Cấu trúc. 1 : Tay quay OA. 2: Thanh truyền chính AB. 3: Con trượt B. 4: Thanh truyền phụ CD. 5: Con trượt D. α : Góc giữa hành trình của pittông B và D β: Góc giữa AB và CD.
 Hình 1. Họa đồ cơ cấu. Nguyên lý làm việc. Dưới tác dụng của lực nén gây ra bởi khối khí nén pittong B và D chuyển động, chuyển động này được truyền tới trục quay OA qua các thanh truyền AB và CD. Tay quay OA 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 OA. + 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 ra ngoài. Nghiên cứu các thông số động học, động lực học và các quan hệ giữa chúng. Lập bảng các thông số cho trước. 1  Hµnh tr×nh cña pitt«ng B,H1  H1  220  mm   2  §­êng kÝnh cña xi lanh,D  D  180  mm   3  HÖ sè c¬ cÊu thanh 
 3    4  Tû sè chiÒu dµi cña hai thanh AB vµ AC,  lAB/lAC  3    5  Tû sè chiÒu dµi cña hai thanh AS2 vµ AB,  lAS2/lAB  0.35    6  Tû sè chiÒu dµi cña hai thanh CS4vµ CD,  lCS4/lCD  0.4    7  ChiÒu dµi thanh CD,  lCD  270  mm   8  Gãc gi÷a hµnh tr×nh pitt«ng B vµ D,  α  55  ®é   9  Gãc gi÷a AC vµ AB,  β  60  ®é   10  Khèi l­îng pitt«ng B,  m3  10,5  kg   11  Khèi l­îng pitt«ng D,  m5  10,5  kg   12  Khèi l­îng tay quay OA,  m1  8  kg   13  Khèi l­îng kh©u 2,  m2  7  kg   14  Khèi l­îng kh©u 4,  m4  3  kg   15  M« men qu¸n tÝnh cña thanh truyÒn AB,  Js2  0.13  kgm2   16  M« men qu¸n tÝnh cña thanh truyÒn CD,  Js4  0.04  kgm2   17  Gãc truyÒn ®éng  γ  75  ®é   18 
M« men qu¸n tÝnh cña kh©u 1 víi trôc quay,  Jo1  0.09  kgm2   19  Sè vßng quay cña kh©u 1 n vßng/phót   2400  vßng/phut   20  M« ®un hÖ b¸nh r¨ng bªn ph¶i  mI  3  mm   21  M« ®un hÖ b¸nh r¨ng bªn tr¸i  mII  4,5  mm   22  Sè r¨ng cña b¸nh r¨ng kh©u dÉn ®éng   13  răng   23  Sè r¨ng cña b¾nh r¨ng   26  răng   Phân tích cấu trúc cơ cấu: Số bậc tự do. Số khâu động n= 5 Số khớp thấp P5 =7 Số khớp cao P4 =0 Số ràng buộc trùng R =0. Số ràng buộc thừa R’ =0. Số bậc tự do thừa S= 0. Số bậc tự do của cơ cấu phẳng là. W = 3n –( P4 + P5)+R+R’-S = 1 (btd) Xếp hạng cơ cấu. Chọn khâu nối giá là khâu dẫn.
 Cơ cấu có hạng 2. Xây dựng các thông số hình học chưa biết. Xác định các thông số còn lại. Hành trình của píttông B: H1 = 220 (mm) Chiều dài của tay quay OA: lOA = H1/2 =220/2 = 110(mm) Hệ số cơ cấu của thanh: ( =lAB/lOA ( lAB = lOA
( =110
3 =330(mm). Chiều dài của thanh: lAC =lAB/3=330/3=110(mm) Chiều dài của đoạn: lAS2 =lAB
0,35 =330
0,35 =115,5(mm). Chiều dài của thanh CD: lCD = 270 (mm) Xây dựng họa đồ cơ cấu và họa đồ chuyển vị ứng với một tỷ xích xác định. Thu gọn theo tỷ xích Chọn tỷ xích (l = 1/300( 𝑚 𝑚𝑚 ) tính được. + OA=lOA/(l = 33 (mm). + AB=lAB/(l= 99 (mm). + AC=lAC/(l = 33 (mm). + AS2=lAS2/(l= 34,65 (mm). + CS4=lCS4/(l= 32,4 (mm). + CD=lCD/(l= 81 (mm). + α = 550 , ( = 600 Xác định các vị trí cần thể hiện trên họa đồ chuyển vị. 14 vị trí. Vẽ đường tròn C có tâm O đường kính OA =33(mm) là quỹ đạo chuyển động của A Từ O vẽ 2 tia Ox,Oy( là đường chuyển động của 2 píttông B, D) tạo với nhau góc α= 550. Ox kéo dài cắt C tại A7 và A1. Từ A1 theo chiều thuận kim đồng hồ lấy các điểm A(1 ÷ 12) hay là chia đường tròn C thành 12 phần bằng nhau. Vẽ các đường tròn có tâm làAi bán kính AB= 99(mm) cắt Ox lần lượt tại Bi (i=1 ÷ 12). Theo như hình vẽ ta thấy tại A7 píttông B chuyển động tới điểm chết trên, tại A1 píttông B chuyển động tới điểm chết dưới. Từ Ai dựng đường thẳng Ai Ci =33cm hợp với Ai Bi một góc β= 600. Ta dựng được quỹ đạo của điểm C bằng cách nối các điểm Ci bằng một đường cong trơn Xác định vị trí của Di thông qua việc lấy giao điểm của đường tròn (Ci ; CD=81mm) và đường thẳng Oy. Trên họa đồ vị trí ta thấy A13 và A14 ứng với vị trí điểm chết trên, điểm chết dưới của píttông D theo họa đồ ta có thể lấy A13≡ A5; A14≡ A11 (do vị trí của A13và A5; A14 và A11 lệch nhau không đáng kể nên ta có thể lấy trùng nhau tạo thuận lợi trong quá trình khảo sát.) Vị trí A1 , A7 tương ứng với vị trí điểm chết dưới, chết trên của píttông B Phần II: PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU A : BÀI TOÁN VẬN TỐC. Theo họa đồ cơ cấu ta có. vA1=vA2, vB2=vB3 vC2=vC4, vD4=vD5 , Vận tốc góc của khâu OA ω1= 𝜋𝑛 30 = 2400.𝜋 30 =251.2(s-1) Phương trình mô tả quan hệ vận tốc của các điểm đặc biệt. Xét cơ cấu khi điểm A≡A6. Xét 2 điểm A,B trên khâu 2. v B3 = V A2 + 𝑉 B3 A2 (1) // OB ( OA ( AB ------- (1.OA (2.AB ? 27,65 (m/s) ? Vẽ họa đồ vận tốc cho (1) theo tỷ xích ( = 1/300(m/mm) ( thu gọn khi vẽ trên CAD) và (V = 1/2(m/mms)(thu gọn kích thước của vận tốc. Chọn điểm P là điểm cực họa đồ vận tốc . Xuất phát từ P ta vẽ Pa2 vuông góc với OA biểu diễn V A2 với Pa2=55.3(mm) Qua a2 vẽ đường d1 vuông góc với AB biểu diễn phương của 𝑉 B3 A2 Từ P vẽ đường d2 song song với OB biểu biểu diễn phương của v B3 . Khi đó d1
d2
b, véc tơ Pb (
B3 , véc tơ ab (
B3A2. Dựa vào định lý tam giác đồng dạng thuận với khâu 2, ta có
abc đồng dạng thuận với
ABC từ đó ta xác định được điểm c2 trên họa đồ. Xét 2 điểm C,D trên khâu 4. V D5 = V C 2 + V D5 C2 // OD xác định ( CD ---- (4.CD ? (m/s) ? Qua c2 vẽ đường thẳng d3 vuông với CD biểu diễn phương của V D5 C2 . Từ P vẽ đường thẳng d4 song song với OD biểu diễn phương của V D5 . Khi đó d3
d4
d, véc tơ Pd (
D5 , véc tơ cd (
D5C2. Dựa vào định lý đồng dạng thuận ta có: as2/ab =AS2/AB(as2=ab
AS2/AB , từ đó ta xác định được s2 trên họa đồ , tương tự ta cơ cs4=cd
CS4/CD, ta đó xác định được s4 trên họa đồ,véc tơ Ps2 (
S2, véc tơ Ps4 (
S4. Xác định vận tốc của các điểm cần thiết. Đo chiều dài các véc tơ trên họa đồ ta được vận tốc cần tính: V3= VB3 =Pb3
(v = 35.73
0.5= 17,86(m/s) V5= VD5 =Pd5
(v =38.87
0,5=19.43( m/s) VS2=Ps2
(v = 43.59
0,5=21.79(m/s) VS4=Ps4
(v =40.57
0.5=20.28(m/s) (2= VB3A2/lAB = ab
(v /AB
(l = 48.51
0,5/0,33=73.54(1/s) (4=VD5C2/lCD = cd
(v /CD
(l =30.99
0,5/0,33=46.95(1/s) Lập bảng các kết quả tính toán tại 14 vị trí. (lập bảng tính trong bài toán gia tốc.) Xây dựng đồ thị mô tả sự thay đổi của vận tốc dài của các điểm thuộc các khâu chuyển động tịnh tiến và các khâu chuyển động quay theo vị trí của cơ cấu. B: BÀI TOÁN GIA TỐC. Phương trình mô tả quan hệ gia tốc của các điểm đặc biệt. Ta có (1=

n/30 = 2400

/30 = 251,2 (s-1) Lấy (l = 1/300( 𝑚 𝑚𝑚 ) Xét 2 điểm A,B trên khâu 2,ta có. Gia tốc pháp của điểm A a nA2 = (21
lOA =251,22 × 0,033=2082.34(m/s2) a B3 = a A2 + 𝑎 B3 A2 a B3 = a nA2 + a τA2 + a nB3A2 + a τB3A2 (1) //OB A( O ( OA B( A ( AB ------- (21
lOA (1
lOA (22
lAB (2
lAB ? 2313.72(m/s2) 0 561.34 ? Vẽ họa đồ vận tốc cho (1) theo tỷ xích (l= 1/300(m/mm); (a =80 (m/mms2) - Chọn Q là điểm cực của họa đồ gia tốc. - Từ Q vẽ Qa2 có độ dài a nA2/(a/(l = 77.78 mm chiều từ A -> O biểu diễn a nA2 - Từ a2 vẽ a2nBA hướng từ B( A biểu diễn véc tơ a nB3A2 có độ dài là 21.05mm - Từ vẽ đường thẳng d1 vuông góc với AB biểu diễn véc tơ - Từ Q vẽ đường thẳng d2 song song với OB biểu diễn véc tơ . Khi đó Khi ®ã b3=l1
l2 . vÐc t¬ Qb3 ( a B3 , vÐc t¬ nB3A2 b3( a τB3A2 - Dùa vµo ®Þnh lý tam gi¸c ®ång d¹ng thuËn víi kh©u2 ,
abc ®ång d¹ng thuËn víi
ABC, ta x¸c ®Þnh được ®iÓm c2 trªn ho¹ ®å. Xét 2 điểm C,D ta có : a D5 = a C 2 + a nD5C2 + a τD5C2 //OD xác định D(C ( DC ----- | | (24
lCD (4
lDC ? (m/s2) | | 178.55 ? Vẽ họa đồ vận tốc cho (2) theo tỷ xích (l= 1/300(m/mm); (a =80 (m/mms2) Qua c2 vẽ đường thẳng c2 nD5C2 có chiều từ D(C độ dài là 6.70 mm biểu diễn a nD5C2. Từ nD5C2 vẽ l3 ( DC biểu diễn chiều a τD5C2 . Từ Q vẽ l4 // OD biểu diễn chiều của a D5 .Lấy giao l3 ,l4 ta được d5 Khi đó Qd5 ( a D5 , nD5C2 d5 ( a τD5C2 Dựa vào định lý đồng dạng thuận trong tam giác ta xác định được s2 và s4 tương tự như trong bài toán vận tốc. Xác định gia tốc dài của các điểm cần thiết, gia tốc góc khâu dẫn. Đo chiều dài của các véc tơ trên họa đồ ta được các giá trị gia tốc cần tính. a3 = ab3 = Qb3
(a = 6487,35 (ms-2). a5 = ad5 = Qd5
(a = 6378.41(ms-2). aS2= Qs2
(a = 6117,67(ms-2). aS4= Qs4
(a = 6585,58(ms-2). (2 = a(B3A2/lAB = nB3A2 b3
(a / AB
(l = 2623,67(s-2). (4 = a(D5C2/lCD = nD5C2 d5
(a / CD
(l = 3871,47(s-2) Bảng các giá trị vận tốc,gia tốc của 12 vị trí. ĐL VT  (2(s-1)  (4(s-1)  v3 (m/s)  v5( m/s)  vS2( m/s)  vS4( m/s)   1  25,19  8,03  0  21,62  17,96  22,73   2  22.07  - 6,77  9,77  29,14  19,89  28,00   3  13,12  - 18,98  19,77  28,96  24,27  27,83   4  0  - 25,12  27,64  18,86  27,64  21,810   5-13  - 13,12  - 25,62  28,10  0  26,93  13,85   6  - 73,54  - 46,95  17,86  - 19,43  21,79  - 20,28   7  - 25,12  - 7,86  0  - 25,55  - 17,96  - 24,62   8  - 22,07  6,275  - 17,87  - 27,85  - 21,77  - 29,06   9  -13,12  18,36  - 28,10  - 23,22  - 26,93  - 25,58   10  0  25,21  -27,64  - 14,38  - 27,64  - 20,43   11-14  13,12  25,66  - 19,16  0  - 24,20  - 13,85   12  22,07  20,46  - 9,77  9,52  - 19,89  16,49   ĐL VT  (2(s-2)  (4 (s-2)  a3(ms-2)  a5(ms-2)  aS2(ms-2)  aS4(ms-2)   1  0.00  6019,54  6223,91  +5409,55  6223,93  5281,85   2  2623,67  6110,197  4293,35  2039,52  5399,79  3245,06   3  4957,55  4119,52  +4149,36  -2311,87  4933,60  -3316,43   4  -9915.82  -2262.26  +1090.74  -3026.42  2041.31  2600.14   5-13  -8199.93  +2178.94  -1029.98  -3813.24  2207.73  3335.42   6  2623,67  3871,47  6487,35  63678,41  6117,66  6585,58   7  -4334.22  +6418.27  -3215.78  -3156.54  3032.70  3258.54   8  0.00  +9598.95  -4089.36  -1406.32  3436.57  2360.33   9  +4334.22  +9841.19  -3215.78  +351.57  3032.707  1532.15   10  +8199.93  +6945.34  -1029.98  +1520.80  2207.73  1924.96   11-14  +9915.82  +2697.37  +1090.74  +2178.61  2041.31  2698.54   12  +8199.93  -1850.25  +2055.10  +2494.47  2445.60  3011.27   ω< 0 nếu ngược chiểu ω1 v>0 nếu ra xa tâm O v< 0 nếu hướng tâm O. Xây dựng đồ thị mô tả sự thay đổi của gia tốc dài của các điểm thuộc các khâu chuyển động tịnh tiến và các khâu chuyển động quay theo vị trí của cơ cấu. Phần III: PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU Việc phân tích lực cơ cấu có ý nghĩa quan trọng trong tính toán độ bền của khớp nối, chọn chế độ bôi trơn, chọn kích thước khớp phù hợp, xác định mômen cân bằng khâu dẫn, lực tác động lên các thanh truyền, giá. Các bộ phận chi tiếp trong hệ thống máy. Tính toán lực cơ cấu thông qua phương pháp vẽ họa đồ lực và phương trình cân bằng mômen. Tách các nhóm Axua đặt các lực xác định được ngay vào cơ cấu Trọng lượng các khâu. Lực phát động hoặc lực cản kỹ thuật. Lực vào mô men quán tính tại các khâu Phản lực tại khớp động. Phân tích phản lực tại các khớp cần thiết Xác định áp lực thực tế P của píttông. Lực công nghệ P=pi.F F: là diện tích mặt cắt ngang của xilanh. F= 𝜋 . 𝐷 2 4 = 𝜋 . 4 . 0.182= 0.0254( m2) pi là áp suất chỉ thị: pi= p i . μp (bar) p i =y : tung độ của biểu đồ công đo được từ đường áp suất khí quyển đến đường cong áp suất trong xilanh. μp tỷ xích của đồ thị công μp =3,5(bar/mm). Với 1 bar = 105 (N/m2) ta có: P3 = pi . F = p i . μp.105.F (N) P5= pi .F = p i . μp.105 .F (N) Bảng giá trị lực tại 14 vị trí như sau. Ta nghiên cứu bài toán lực trong một vòng quay của khâu dẫn ( OA quay 3600) Với píttông B Vi trÝ  9  10  11  12  1  2  
(mm)  1  1  1  1  3  7   P3(N)  3.955  3.955  3.955  3.955  11.865  27.685   Hµnh tr×nh  NÐn  NÐn  NÐn  NÐn  NÐn  NÐn   Vi trÝ  3  4  5  6  7  8  
(mm)  24  23  12  6  3  2   P3(N)  94.920  90.965  47.460  23.730  11.865  7.910   Hµnh tr×nh  NÐn_Næ  Næ  Næ  Næ  Næ  Næ   Với píttông D Vi trÝ  9  10  11  12  1  2  
(mm)  3  2  1  0  0  0   P5(N)  11.865  7.910  3.955  0  0  0   Hµnh tr×nh  Næ  Næ  Næ-X¶  X¶  X¶  X¶   Vi trÝ  3  4  5  6  7  8  
(mm)  0  0  0  0  0  0   P5(N)  0  0  0  0  0  0   Hµnh tr×nh  X¶  X¶  X¶  Hót  Hót  Hót   Chiều của áp lực khí nén khi nhiên liệu nổ hướng dọc trục píttông về tâm O. Lấy gia tốc trọng trường g=10 (m/s2) Trọng lượng của các khâu. Khâu 2:G2 = m2.g = 7.10 = 70 (N) Khâu 3:G3 = m3.g = 10,5.10 = 105 (N) Khâu 4:G4 = m4.g = 3.10 = 30 (N) Khâu 5:G5 = m5.g = 10,5.10 = 105 (N) Xác định các hợp lực quán tính. Lực quán tính sinh ra do sự chuyển động không đều của các khâu. Lực quán tính thay đổi cả độ lớn và phương chiều theo chu kỳ động học. Lực quán tính của khâu 2.(thanh AB) Vì thanh AB chuyển động song phẳng nên ta có + Lực quán tính
ngược chiều chuyển động của gia tốc aS2 của khâu 2 Độ lớn
, Điểm đặt tại S2 +Mô men quán tính Mqt2 ngược chiều quay của ε4 , Độ lớn Mqt2=-J2 . (2 (dấu - ngược chiều) Lực quán tính của khâu 3.(con trượt B) Khâu 3 chuyển động tịnh tiến nên có L ực quán tính.
ngược chiều gia tốc a3 của khâu 3. P 3 qt = - m3 . a 3 Lực quán tính của khâu 4.(thanh CD) V× thanh CD chuyÓn ®éng song ph¼ng do vËy ta x¸c ®Þnh ®iÓm ®Æt lùc qu¸n tÝnh vµ m« men qu¸n tÝnh nh­ sau. Lực quán tính
ngược chiều chuyển động của gia tốc aS2 của khâu 2 Độ lớn
Điểm đặt tại S2 Mô men quán tính Mqt4 ngược chiều quay của ε4 , Độ lớn Mqt4=-J4 . ε4 (dấu - ngược chiều) Lực quán tính của khâu 5.(con trượt D) Khâu 5 chuyển động tịnh tiến nên có L ực quán tính.
ngược chiều gia tốc a5 của khâu 5. P 5 qt = - m5 . a 5 Các giá trị được tính trong bảng. §¹i l­ợng  𝐏 𝟓 𝐪𝐭 (KN)  𝐏 𝟒 𝐪𝐭 (KN)  𝐌 𝟒 𝐪𝐭 (Nm)  𝐏 𝟐 𝐪𝐭 (KN)  𝐌 𝟐 𝐪𝐭 (N.m)  𝐏 𝟑 𝐪𝐭 (KN)   VÞ TrÝ         1  28,33  13,25  308,8  28,61  1.313,24  -19,68   2  12,25  10,57  613,46  37,26  694,11  -57,96   3  - 17,11  14,93  648,09  41,68  0  -78,60   4  - 52,39  20,94  456,51  37,26  -694,16  -61,44   5  -71,06  22,38  179,13  28,61  -1.313,27  -19,68   6  -56.80  -19,76  -101,92  -42,82  -1.588,07  -68,12   7  -29,69  12,26  -383,32  31,01  -1.313,16  39,27   8  12,24  10,57  -613,41  33,55  -694,16  40,66   9  41,84  15,43  -648,11  34,10  0  39,30   10  49,70  19,23  -456,41  33,54  694,16  40,63   11  46,76  20,34  -179,01  31,01  1.313,16  39,27   12  40,13  18,28  101,92  26,83  1.588,07  20,84   DÊu ©m cña
nÕu cã chiÒu h­íng ra xa O, dÊu ©m cña
nÕu cã chiÒu quay cïng chiÒu kim ®ång hå. Xét cân bằng nhóm Axua 4-5. C¬ cÊu chuyÓn ®éng trªn mÆt ph¼ng n»m ngang nªn ta bá qua t¸c dông cña G1,G2. X¸c ®Þnh
b»ng ph­¬ng tr×nh c©n b»ng m« men ®èi víi ®iÓm D2


Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc c¶ nhãm lµ: 
(1) VÏ ho¹ ®å theo (1) với μp theo tõng vÞ trÝ =>
vµ
=>
X¸c ®Þnh ph¶n lùc kh©u 4 t¸c dông lªn kh©u 5:
XÐt c©n b»ng lùc con tr­ît D:
(2) VÏ ho¹ ®å theo (2) =>
Xét cân bằng nhóm Axua 2-3. Ta x¸c ®Þnh lùc lùc
b»ng ph­¬ng tr×nh m« men c©n b»ng t¹i ®iÓm B:

Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc c¶ nhãm:
(3) VÏ ho¹ ®å theo (3) =>
,
=>
XÐt c©n b»ng lùc kh©u B:
(4) VÏ ho¹ ®å theo (4) =>
Xác định Mcb trên khâu dẫn. §¨t Mcb trªn kh©u OA,chiÒu nh­ h×nh vÏ. Xét ph­¬ng tr×nh c©n b»ng m«men lùc t¹i O: (mo(Pi) = R21.lOAsin(R21,OA) - Mcb = 0

X¸c ®Þnh ph¶n lùc t¹i khíp ®éng R01. XÐt ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc cho kh©u dÉn ta cã :
+
=0
.Gi¸ trÞ :R21=R01, R12 R01 chÝnh lµ ph¶n lùc khíp O. C¸c gi¸ trÞ tÝnh ®­îc cho trong b¶ng sau: ĐLg Vị trí  R24 (N)  R05 (N)  R45 (N)  R23 (N)  R03 (N)  R12 (N)  R01 (N)  M cb (N.m)   1  42.53  8.74  29.64  13.85  7.30  62.21  62.21  671   2  20.23  4.77  13.14  32.55  11.96  74.57  74.57  1.38   3  27.54  8.10  19.04  79.75  13.51  141.07  141.07  8.06   4  72.47  18.17  55.70  29.93  5.00  82.12  82.12  3.66   5  93.26  1.10  71.07  27.83  1.83  107.16  107.18  1.13   6  43.98  3.51  62.07  48.50  19.19  76.03  76.03  5.64   7  39.46  9.02  30.915  52.42  11.51  90.16  90.16  966   8  19.17  4.07  12.88  59.47  34.31  59.45  59.45  1.38   9  72.48  21.95  58.01  45.41  13.84  148.09  148.09  0   10  79.4  17.93  60.33  49.36  21.17  160.17  160.17  101   11  71.48  6.65  51.15  49.72  24.51  149.95  149.95  3.15   12  58.37  971  40.14  28.72  14.49  108,24  108.24  4.14   Xác định Mcb bằng phương pháp chuyển vị khả dĩ. Cơ cấu chuyển động trong mặt phẳng nên phương trình cân bằng công suất không có sự tham gia trọng lượng các khâu. Ph­ơng tr×nh c©n b»ng c«ng suÊt cña c¬ cÊu lµ:
(*) Ta chän vÞ trÝ 4 ®Ó tÝnh Mcb: §¹i l­ợng  P 5 qt (KN)  P 4 qt (KN)  M 4 qt (Nm)  P 2 qt (KN)  M 2 qt (N.m)  P 3 qt (KN)   Vị trí 6  -56.80  -19,76  -101,92  -42,82  -1.588,07  -68,12   Ph­¬ng tr×nh (*) t­¬ng ®­¬ng víi. Mcb.ω1 + P 2 qt . V S2 .cos( P 2 qt , V S2 ) + M 2 qt . ω2- P 3 qt . V 3 - P3. V S3 + P 4 qt . V S4 .cos( P 4 qt , V S4 ) - M 4 qt . ω4- P 5 qt . V 5 - P5.V5 = 0 Thay sè ta ®­îc: M cb . 251.2 - 42820 . 21,79 . (-0,15) -1588,07 . 73,5 +68120 . 17,865 – 23730 . 25,133 -19760 . 20,285 . (-0,586) - 101,92 . 46,95 + 56800 . 11,051 – 0 . 11,051=0
Mcb =4870.66 (N.m). Phần IV: ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU. X¸c ®Þnh m« men ph¸t ®éng vµ m« men qu¸n tÝnh khèi l­îng thu gän - M« men ph¸t ®éng: MD=
=
(*) M« men qu¸n tÝnh khèi l­îng thu gän.
= =
(**) Thay sè vµo (* vµ **)ta cã b¶ng kÕt qu¶. Vị trí  1  2  3  4  5  6   MD(Nm)  -904  -1342  0  4409  3619  1779   JT(Kg.m2)  0,102  0,087  0,065  0,058  0,071  0,087   Vị trí  7  8  9  10  11  12   MD(Nm)  636  210  716  332  197  297   JT(Kg.m2)  0,094  0,081  0,06  0,046  0,027  0,056   Tính vận tốc gần đúng của khâu dẫn bằng phương pháp đồ thị Writtenbauer. Lập biểu đồ ∆E(𝛗) VÏ biÓu ®å M
víi
100(N.m/mm) , μφ 3(®é/mm) = 0,052 (rad/mm). TÝch ph©n ®å thÞ Mđ
(víi cù ly gèc H=30 mm )ta ®­îc ®å thÞ A®
víi tû lÖ xích μA = μM. ΜV . H=
156 (Nm/mm). Nèi O vµ C b»ng mét ®o¹n th¼ng ta ®ược ®å thÞ
(V× lµ h»ng sè nªn
tû lÖ thuËn víi gãc chuyÓn vÞ
). LÊy biÓu ®å A®(φ) trõ biÓu ®å
ta ®­îc biÓu ®å ∆E(φ) khi ®ã
Dùa vµo ®å thÞ
ta tÝnh
theo c«ng thøc : ω(φ)= 2∆𝐸 𝜑 +Jt φ 0 . ω 2 ( φ 0 ) Jt( φ 0 ) Trong ®ã: Jt(φ0) . ω2(φ0) =
Bảng giá trị 𝛚 (𝛗) Vị trí  1  2  3  4  5  6  
 335,10  325,65  331,91  415,03  433,942  418,90   Vị trí  7  8  9  10  11  12  
 405,34  427,12  488,07  550,38  698,16  472,08   Đå thÞ biÓu diÔn trªn h×nh vÏ TÝnh gÇn ®óng hÖ sè kh«ng ®Òu cña kh©u thay thÕ. Theo kÕt qu¶ ë trªn ta cã : ωmax =698,163 (1/s) ωmin =325,653 (1/s) => ωtb = ω max + ω min 2 = 511.908 (1/s) HÖ sè kh«ng ®Òu tÝnh theo c«ng thøc: δ = = ω max − ω min ω tb =
0,728 Xác định mô men quán tính khối lượng của bánh đà làm đều chuyÓn ®éng Sử dụng phương pháp đồ thị Writlenbauer. VÏ biÓu ®å (E(J
) b»ng c¸ch khö th«ng sè ( cña ®­êng cong
ta tiÕn hµnh nh­ sau: Tõ ®iÓm E trªn trôc tung cña biÓu ®å Jt(().c¸ch trôc hoµnh ( mét kho¶ng lín h¬n tung ®é cña biÓu ®å nµy, ta kÎ ®­êng th¼ng EF lµm víi trôc ( mét gãc 45 ®é. KÎ c¸c ®­êng th¼ng tõ tung ®é cña Jt(() song song víi trôc hoµnh, c¸c ®­¬ng th¼ng nµy c¾t EF, tõ c¸c giao ®iÓm nµy ta dãng c¸c ®­êng th¼ng song song víi trôc tung vµ c¾t c¸c ®­êng th¼ng kÎ tõ c¸c tung ®é cña ∆E(φ) còng song song với trục hoµnh. Nèi c¸c giao ®iÓm nµy ta ®­îc ®å thÞ (E(J
). 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 O
E mét ®o¹n BD. §o¹n nµy biÓu diÔn víi tû lÖ xÝch φ
E lµ biÕn thiªn cùc ®¹i cña ®éng n¨ng b¸nh ®µ. Đồ thị có
và
. Theo hÖ sè chuyÓn ®éng kh«ng ®Òu cña m¸y
vµ vËn tèc gãc trung b×nh ωtb = 511.92 (rad/s) ta x¸c ®Þnh φmax , φmin theo c¸c ®¼ng thøc sau:
Do vËy ta ®­îc :
= arctg(2,903) = 70,99
= arctg(0,457) =24,56 Di chuyển song song hai đường tiếp tuyến có góc này cho tới khi tiếp xúc với đường cong ∆E(JT) các tiếp tuyến này cắt trục tung tại hai điểm BD = 3,52 (mm) Mômen quán tính của vô lăng được tính:
MÆt kh¸c ta cã

∎ Phần V: THIẾT KẾ CƠ CẤU CAM. Góc quay của cam trong các giai đoạn chuyển động. Góc  φ D  φ X  φ V  φ G   Giá trị (độ)  51  24  51  234   Giả sử cơ cấu cam cần đẩy đáy bằng cần thiết kế có sơ đồ động học như hình vẽ, trong đó cam quay cung chiều kim đồng hồ, đồng thời đường dịch chuyển của cần tạo với phương vuông góc với đáy góc α= 00 như đầu bài đã cho. I: Xây dựng các đồ thị động học Do chuyển đổi của cần trong cơ cấu cam đã cho là chuyển động tịnh tiến nên chuyển vị của nó được ký hiệu bằng chữ S Vì quy luật chuyển động của cần là quy luật gia tốc cosin nên chúng ta sử dụng công thức sau để vẽ các đồ thị động học. S“ = F max 2 ( π φ D )2 cos (π φ φ D ) S’ = F max 2 ( π φ D ) sin (π φ φ D ) S= F max 2 [1− cos (π φ φ D ] Thay các dữ liệu đã biết. Fmax = h =10 mm 𝜑 𝐷 = 510 = 17𝜋 60 φX = 240 = 2π 15