Đồ án môn học nguyên lý máy

31 1.7K 10
Đồ án môn học nguyên lý máy

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Đồ án môn học nguyên lý máy đóng một vai trò quan trọng trong quá trình đào tạo để trở thành một người kỹ sư.

Đồ án môn học - Nguyên lý máy GVHD: Vũ Quý Đạc Lời nói đầu Trong công công nghiệp hoá đại hoá đất nớc, ngành kinh tế nói chung ngành khí nói riêng đòi hỏi kỹ s cán kỹ thuật có kiến thức tơng đối rộng phải biết vận dụng sáng tạo kiến thức nh kiến thức đà học trờng để giải vấn đề thờng gặp thực tế Đồ án môn học nguyên lý máy đóng vai trò quan trọng trình đào tạo để trở thành ngời kỹ s Qua trình làm đồ án môn học giúp cho sinh viên hiểu rõ kiến thức sở, nguyên lý làm việc loại máy gia công khí nhiều loại máy khác qua làm đồ án môn học giúp cho sinh viên hiểu biết môn học đồng thời nâng cao khả vận dụng kiến thức vào để làm đồ án nh công tác sau Là SV ngành khí chế tạo, thời gian làm đồ án môn học em đợc nhận đề tài thiết kế máy bào loại Đây lần làm đồ ¸n m«n häc cịng kh«ng tr¸nh khái c¸c bì ngì, nhờ có bảo tận tình thầy giáo Vũ Quý Đạc em đà hoàn thành đồ án môn học Trong trình làm đồ án tránh khỏi thiếu sót trình độ hiểu biết hạn chế thiết kế em lý thuyết nhng thực tế nhiều hạn chế Vậy em mong nhận đợc bảo thầy,cô giáo bạn để em hiểu sâu môn học nh làm đồ án môn học Em xin chân thành cám ơn thầy giáo Vũ Quý Đạc đà tận tình hớng dẫn đề thắc mắc em để em hoàn thành đồ án môn học Ngày 26 tháng 12 năm 2004 Sinh Viên Vũ Quốc Hng Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy Vũ Quốc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy GVHD: Vũ Quý Đạc Phần I phân tích động học cấu 1.Phân tích chuyển động: Lợc đồ động cấu máy bào loại vị trí nh hình vẽ: n1 PC O1 O2 Từ lợc đồ cấu bào loại ta thấy: Cơ cấu máy bào loại đợc tổ chức từ cấu culits, gồm có khâu Công dụng máy bào biến chuyển động quay phận dẫn động (thờng máy điện) thành chuyển động tịnh tiến thẳng phận công tác (đầu bào) Trên đầu bào ta lắp dao bào để bào dạng chi tiết khác Đặc điểm truyền động khâu: Khâu dẫn O1A ta phải giả thiết quay với vận tốc góc truyền chuyển động cho trợt (khâu chuyển động song phẳng) Con trợt truyền chun ®éng cho culits (culits cã chun ®éng quay không toàn vòng) lắc qua lại truyền chuyển động cho trun (thanh trun chun ®éng song phẳng)và truyền truyền chuyển động cho đầu bào (đầu bào có chuyển động tịnh tiến thẳng khứ hồi) Tính bậc tự - Xếp loại cấu Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy Vũ Quốc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy GVHD: Vũ Quý §¹c a TÝnh bËc tù §Ĩ tÝnh bËc tù ta áp dụng công thức: W = 3n (2P5 + P4 R + S) (1) n số khâu động P5 số khớp thấp loại P4 số khớp cao loại R lµ sè rµng buéc thõa S lµ sè bËc tù thừa Ta thấy cấu phẳng toàn khíp thÊp nªn: n = 5; P5 = 7; P4 = 0; R = 0; S = 0; VËy thay vào (1) ta tính đợc bậc tự cÊu chÝnh lµ: W = 3.5 – (2.7 + – + 0) = 15 –14 = b Xếp loại cấu Chọn khâu làm khâu dẫn.Ta tách cấu thành nhóm Axua: + Nhóm 4-5 gồm đầu bào truyền + Nhóm 2-3 gồm culits trợt Cả nhóm thuộc nhóm loại Vậy cấu cấu loại Phần II Tổng hợp cấu Hoạ đồ vị trí Xác định kích thớc khâu Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy Vũ Quốc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy GVHD: Vũ Quý Đạc Theo bảng số liÖu (sè liÖu 3): H = 450 mm k = 1,62 lO1O2 = 450 mm l BC = 0,32 l O2 B Theo lợc đồ cấu tạo đà cho cấu, ta vẽ lợc đồ động biểu diễn cÊu ë vÞ trÝ: mét vÞ trÝ trung gian hai vị trí giới hạn (vị trí biên) vị trí giới hạn, đờng tâm culits O3B tiếp tuyến với vòng tròn quỹ đạo tâm chốt tay quay H 0,05H 0,05H E x D B1 A”1 A1 θ’1 x’ M B2 O1 A’2 θ”1 θ’2 θ”2 A’1 A”2 A2 ψ O2 Gãc l¾c ψ = ∠B1O2 B2 culits xác định theo hệ số nhanh k đà cho theo công thức: = 180 k −1 1,65 −1 = 180 ≈ 44,15 k +1 1,65 +1 Vì trục đối xứng O2E góc culits thẳng góc với phơng chuyển động xx đầu bào chiều dài dây cung B1B2 hành trình đầu bào Từ Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy Vũ Quốc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy GVHD: Vũ Quý Đạc tam giác vuông O2DB1 O2A1O1 xác định chiều dài lO2 B culits O2B vµ chiỊu dµi R cđa tay quay O1A theo c«ng thøc: l O2 B = H ψ sin R = lO1O2 sin = 450 ≈ 598,69 44,15 sin ψ 44,15 ≈ 430 sin ≈ 161,6 2 mm mm ChiỊu dµi lBC cđa truyÒn BC b»ng: l BC = 0,32 l O2 B l BC = 0,32l O2 B = 0,32.598,69 ≈ 191,58 mm Đờng chuyển động xx đầu bào đặt đoạn biểu thị độ võng DE cung B1B2 có bán kính O2B1 (theo giả thiết) Khi khoảng cách h từ trục xx tới tâm quay culits: ψ DE = lO2 B 1 + cos ψ  h = O2 M = O2 B − = lO2 B −   2  2 598,69  44,15  = 1 + cos  ≈ 576,75 mm   l O2 B − lO2 B cos Trong này, khoảng chừa trớc khoảng chừa sau Mỗi khoảng 0,05H = 0,05 x 450 = 22,5 mm Bằng phơng pháp vẽ ta xác định đợc góc ứng với khoảng chừa hành trình làm việc hành trình không Góc quay tay quay ứng với khoảng chừa hành trình làm việc là: 1' = A1O1 A1'' 29 , góc ứng với khoảng chừa trớc hành trình không là: 1'' = ∠A1O1 A1' ≈ 24 ; Cßn gãc øng víi khoảng chừa sau hành trình làm việc là: 2' = ∠A2 O1 A2' ≈ 27 , gãc ứng với khoảng chừa sau hành trình không lµ : θ 2'' = ∠A2 O1 A2'' ≈ 230 Vẽ hoạ đồ vị trí Thuyết minh đồ ¸n Nguyªn Lý M¸y   Vị Qc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy GVHD: Vũ Quý Đạc Để vẽ đợc hoạ đồ vị trÝ ta chän mét tû xÝch chiỊu dµi µL Ta chọn đoạn biểu diễn chiều dài tay quay lO1A lµ O1 A = 50mm Nh vËy ta tÝnh đợc tỷ lệ chiều dài àL = lO A Đ é dµi thùc 0,1616 = = ≈ 0,003232 m mm 50 Đ oạn biểu diễn O1 A bảNG KíCH THƯớC Và BIểU DIễn CáC KHÂU THEO L = 0,003232 m mm H KT thùc (m) KT b.diÔn (mm) l O1A l O2B l BC l O1O h b l CS5 0,45 0,1616 0,59869 0,19158 0,43 0,57675 0,18 0,15 139,23 50 185,24 59,28 133,04 178,45 55,69 46,41 Víi cấu máy bào loại ta xác định đợc 11 vị trí biểu diễn hoạ đồ chuyển vị Vị trí khâu hoạ đồ chuyển vị đợc xác định theo phơng pháp giao điểm.s Cách dựng hoạ ®å vÞ trÝ: LÊy mét ®iĨm O1 bÊt kú, dùng đờng tròn tâm O1 bán kính O1A = 50mm Từ O1 dựng hệ trục toạ độ O1xy Trên chiều âm trục O1y ta xác định đợc O2 với khoảng cách: O1O2 =133,04mm Trên chiều dơng trục O1y ta lấy O2 M =178,45mm Tõ M kỴ trơc xx song song với 01x phơng khâu trợt 5, lấy đoạn có độ dài đoạn biễu diễn hành trình H với M trung điểm đoạn biểu diễn Từ O2 dựng cung tròn bán kính O2B với vị trí đầu vị trí cuối vị trí chết tơng ứng (2 vị trí tiếp xúc culits với đờng tròn tâm O1 bán kính O1A ) Chia đờng tròn tâm O1 bán kính O1A làm phần tơng ứng với vị trí, đờng tròn ta lấy thêm điểm đặc biệt là: vị trí chết bên phải culits vị trí đầu bào cách vị trí chết tơng ứng Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy Vũ Quốc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy GVHD: Vũ Quý Đạc khoảng 0,05H Đánh số từ đến 11 theo chiều quay khâu dẫn vị trí chết bên trái culits Tơng ứng với vị trí khâu dẫn O1A ta xác định đợc vị trí culits Từ Bi ta dựng đờng tròn bán kính BC Đờng tròn xẽ cắt trục xx điểm, điểm Ci khâu điểm nằm bên trái đờng tròn Từ cách xác định nh ta xác định đợc hoạ đồ vị trí cấu Máy Bào Loại I Phần III Hoạ đồ vận tốc Xác định vận tốc điểm Giả sử vẽ hoạ đồ vận tốc vị trí nh hình dới đây: C B n1 A PC O1 O2 - Vận tốc điểm A:   v A = v A1 (do khâu khâu đợc nối khớp quay)    v A = v A + v A 3A (2) Trong ®ã : → + v A cã chiỊu thn víi ω , ph¬ng vuông góc với O1A, có trị số: 1 v A1 = 1.l O1A Thuyết minh đồ án Nguyên Lý M¸y   Vị Qc Hng K35MD  Đồ án môn học - Nguyên lý máy GVHD: Vũ Quý Đạc + v A có phơng vuông gãc víi O1A, chiỊu cïng chiỊu víi ω1, cã trÞ sè: v A = v A1 = ω1 l O1A + v A có phơng vuông góc víi O2B, trÞ sè cha biÕt  + v A3A có phơng song song với O2B, trị số cha biết Vậy (2) ẩn số trị số v A trị số v A3A Nên (2) giải đợc phơng pháp hoạ đồ véc tơ - Vận tốc điểm B: Biết vận tốc điểm A3 dùng định lý đồng dạng ta tìm đợc vận tốc ®iÓm B3: v B3 = ω3 l O2B v A3 = ω3 l O2A → v B3 = v A3 l O 2B l O2 A   v B3 = v B4 (vì B truyền culits đợc nối với khớp quay) + v B3 có phơng vuông góc với O2B, cã chiỊu theo chiỊu ω3 - VËn tèc t¹i ®iÓm C:   v C = v C5 (vì C truyền nối với đầu bào b»ng khíp quay)    v C = v B + v C B4 (3)  + v C5 cã ph¬ng song song víi xx, trÞ sè cha biÕt  + v C4B4 cã phơng vuông góc với BC, trị số cha biết Vậy phơng trình (3) ẩn trị số v C4 v C4B4 Nên (3) giải đợc phơng pháp vẽ hoạ đồ véctơ Vận tốc trọng tâm S3 culit S4 truyền đợc xác định theo định lý đồng dạng: lO S v S3 = v B3 l O2B Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy Vũ Quốc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy GVHD: Vũ Quý Đạc l BS v S4 = v C4B4 l BC Do đầu bào chuyển động tịnh tiến theo phơng ngang Nên vận tốc trọng tâm S5 đầu bào có vận tốc với đầu bào: v S5 = v C5 Vậy hoạ đồ vận tốc cho vị trí nh hình vẽ Từ ta vẽ hoạ đồ vận tốc cho 11 vÞ trÝ a1≡a2 b3 a3 c4≡b4 P Vẽ hoạ đồ vận tốc Để vẽ đợc hoạ đồ vận tốc ta phải chọn tỉ lệ xích àv: v = ω µ L = 2π n1 2π 190 µL = ⋅ 0,003232 ≈ 0,0643 60 60 m s.mm Chọn điểm P làm gốc hoạ đồ vận tốc Gọi Pa đoạn biểu diƠn vËn tèc cđa v A1 ta cã: v A1 = ω1.l O1A = Pa 1.µ v = Pa ω1.µ L ⇒ Pa = l O1A µL = O1A = 50 (mm ) Từ điểm a1 (vì a2 a1) kẻ đờng thẳng song song với AB từ P kẻ đờng thẳng vuông góc với AB, giao hai đờng thẳng điểm a3 Từ điểm P kẻ đoạn có độ dài Pa O2B O2A theo phơng Pa1, ta đợc điểm b3 Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy Vũ Quốc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy GVHD: Vũ Quý Đạc Từ điểm b3 (vì b4 b3) kẻ đờng thẳng vông góc với BC từ P kẻ đờng thẳng song song với phơng ngang Giao hai đờng thẳng điểm c4 c5 (vì c4 c5) Hoạ đồ vận tốc 11 vị trí đợc vẽ vẽ Trị số đoạn biểu diễn vận tốc điểm khâu cấu với tỉ xích àv Vị trÝ Pa3, mm Pb, mm Pc, mm a2a3, mm b4c4, mm Pa1, mm 10 11 0 50 50 22,16 27,84 25,57 44,82 9,4 31,96 37,16 34,84 38,46 10,77 48.04 49.34 49.57 13.87 5.17 47,89 49,24 48,44 14,38 5,35 31,5 36,76 35,39 38,83 10,73 18,65 23,65 23,12 46,39 0 50 0,74 1,19 1,15 49,99 0,45 41,3 86,23 83,48 28,18 18,28 31,5 36,76 35,39 38,83 10,73 VËn tèc gãc cđa culÝt & trun: VËn tốc góc culít (khâu 3) là: = v B3 lO2 B = v A3 lO2 A = pb3 µv lO2 B VËn tèc gãc cđa trun (kh©u 4) lµ: ω4 = VC4 B l BC = c b4 àv l BC Trị số vận tốc gãc cđa culit & THANH TRUN VÞ trÝ ω3, rad/s ω4, rad/s 10 11 2,38 3,433 5,299 5,143 3,383 0,079 4,436 3,383 3,155 3,615 1,735 1,796 3,6 2,349 0,151 6,135 3,6 Phần IV Hoạ đồ gia tốc 1.Xác định gia tốc điểm Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy 10 Vũ Quốc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy GVHD: Vũ Quý Đạc Xác định lực quán tính * Xét khâu Hợp lực quán tính culit O2B lµ:   Pq = −m a S3 Lực quán tính có trị số là: Pq = m a S3 , đặt tâm va đập K3 phía đoạn O2S3 cách S3 khoảng l S3K Có phơng song song ngợc chiều với a S3 Khoảng cách từ O2 đến K là: l O2K = l O 2S3 + lS3K = l O 2S3 + l O2K = l O 2S3 + lS3K = l O2S3 + Víi J S3 = m l O J S3 m l O2S3 = J S3 m l O2S3 (6) J O2 m l O2S3 2B 12 Thay vµo (6) ta đợc: l O2 K = l O2 S3 + = ( m3 2l O2 S3 ) 12.m3 l O2 S3 = l O2 S3 = l O2 B 3 2.0,59869 ≈ 0,399m * Xét khâu Lực quán tính khâu trun lµ:   Pq = −m a S4 Lực quán tính có trị số: Pq = m a S4 , cã ph¬ng song song ngợc chiều với a S4 Đợc đặt T, giao điểm đờng thẳng kẻ qua K4 song song với b c đờng thẳng kẻ qua S4 song song với b hoạ đồ gia tốc Với 4 tâm va đập K4 khâu đợc xác định nh sau: Thuyết minh đồ ¸n Nguyªn Lý M¸y  17  Vị Qc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy l BK = l BS4 + lS4K = l BS4 + ( m 2l BS4 Víi: J S4 = m l BC = 12 J S4 (7) m l BS4 ) 12 = GVHD: Vũ Quý Đạc m l BS Thay vào (7) ta đợc: l BK = l BS + = J S4 m4 l BS = l BS + m4 l BS 3.m4 l BS = l BS = l BC 3 2.0,19158 ≈≈ 0,12772m * Xét khâu Lực quán tính đầu bµo lµ:    Pq = −m a S5 = −m a C5 Lùc qu¸n tính có trị số: Pq = m a S5 = m a C5 đợc đặt trọng tâm S5 Có phơng song song ngợc chiều với a C5 Trị số lực quán tính khâu vị trí vÞ trÝ 10 VÞ trÝ 10 Pq3 (N) 454,48 1382,96 Pq4 (N) 287,857 861,516 Pq5 (N) 1733,76 5048,78 Xác định áp lực khớp động cho cấu trí a Phân tích lực Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy 18 Vũ Quốc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy - Tách nhóm Axua 4-5 Đặt lực Pc , GVHD: Vũ Quý Đạc G , G , Pq , Pq , R 34 , R 05 lên khâu nh h×nh vÏ R 05 C K P T q4 G P B q5 G R 34 b áp dụng phơng trình cân lực cho nhóm 4-5 ta cã:         ∑P45 = R 05 + Pc + G + Pq5 + G + Pq + R 34 =      G , G , Pq , Pq  chiều trị số; lực R 05 Các lực Pc , cha biết phơng P (8) C đà biết phơng chiều trị số; lực R 34 trẳng gãc víi trơc x x cđa khíp tÞnh tiến Nên phơng trình (8) có ẩn số trị số R 05 , phơng chiều trị số R 34 Để giải đợc ta tách khâu R 34 đợc phân tích thành hai thành phần R R n : R 34 = R τ34 + R n 34 34 34 R34 R54 h1 C t h2 K T P q4 n B G4 Lấy mô men điểm C: M ®ã: ⇒ C ( ) = R τ34 BC − G4 h1 − Pq h2 µ L = h1 = 6,2; h2 = 29,57 τ R34 = G h2 + Pq h1 BC = 57,474.29,57 + 287,857.6,2 = 58,78 N 59,28 Vậy (8) đợc viết l¹i nh sau:         R 05 + Pc + G + Pq5 + G + Pq + R n + R 34 = 34 (9) Phơng trình (9) ẩn trị số R n R 05 Nên (9) giải đợc 34 phơng pháp hoạ đồ vectơ Thuyết minh đồ ¸n Nguyªn Lý M¸y  19  Vị Qc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy GVHD: Vũ Quý Đạc * Dựng hoạ đồ lực Chọn tỉ xích hoạ đồ lực P = 10 N mm đặt véctơ lực theo trình tự đà nêu phơng trình (9) Sau đó, qua gốc a véc tơ Pc kẻ đờng song song với đờng tác dụng phản lực R 05 , qua mút g véctơ R kẻ ®êng 34  song song víi ph¬ng R n Giao điểm h đờng thẳng xác định gốc 34 véctơ lực R 05 mót cđa vÐct¬ R n Nèi gèc f cđa vÐct¬ R τ víi mót h cđa vÐc 34 34 tơ R n , ta đợc phản lực toàn phần R 34 khớp 3-4 34 Phản lực R 54 khớp 4-5 xác định từ điều kiƯn c©n b»ng lùc cđa trun BF     Pq + G + R 34 + R 54 = Để giải phơng trình này, cần nối mút h véctơ R 34 hoạ đồ lực đà vẽ với gốc d véctơ Pq , véctơ cần tìm R 54 Muốn xác định điểm đặt lực R 05 Ta tách riêng khâu đặt lực Pc ,  G , Pq , R 45 , R 05 R lên khâu nh hình vẽ R 45 05 G P C q5 b P C Lấy mômen với điểm C ta đợc: M C ( ) = R05 x + G5 lCS5 + Pc b µ l = ⇒ x=− G5 l CS + Pc b R05 µl = − (344,844.46,41 + 2500.55,69).0,003232 = −0,735 m 68,28.10 x < : Chøng tá R05 nằm bên phải điểm C Thuyết minh đồ ¸n Nguyªn Lý M¸y  20  Vị Qc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy GVHD: Vũ Quý Đạc - Tách nhóm Axua 2-3 đặt lực nhóm Phản lực R 43     G , Pq , R 43 , R 03 , R 03 đặt B có trị số R 34 nhng ngợc chiều với lên R 34 Phản lực R 03 qua tâm khớp quay O2, cha biết phơng chiều trị số Phản lực R 03 qua tâm khớp quay A, cha biết phơng chiều trị số Viết phơng trình cân lực cho nhóm 2-3 ta đợc: ∑P23 = R 03 + R 43 + Pq3 + G + R12 = (10) Phơng trình (10) ẩn số trị số ph R43 B ơng chiều R 12 ; trị số phơng chiều R 03 Ta tách riêng khâu đặt lực R 12 R 32 R lên khâu nh hình vẽ Pq3 Phơng trình cân lực khâu R 32 + R 12 = sÏ lµ: K R áp lực từ culit lên tr- A R 32 S 12 h5 ®ã, A 12 G h4  R 32 h3 O R03 ợt Vì culit trợt tạo thành khớp tịnh tiến không kể đến lực ma sát, véctơ R 32 thẳng góc với đờng tâm culit Do véctơ R12 thẳng góc với đờng tâm culit và: R 12 = −R 32 = R 23 LÊy m« men lực điểm O2: M O = ( G h + Pq3 h + R 43 h − R 12 O A ).à L = đó: h3 = 31,2; h4 = 122,45; h5 = 170,7 ThuyÕt minh ®å ¸n Nguyªn Lý M¸y  21  Vị Qc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy R12 = GVHD: Vũ Quý Đạc G3 h3 + Pq h4 + R43 h5 O2 A = 179,607.31,2 + 454,48.122,45 + 4526,9.170,7 = 5656,899 N 147,43  VËy phơng trình cân lực nhóm axua 2-3 R 03 cha biết nên ta xác định phơng pháp đa giác lực với tỷ lệ xích àP = 10 N mm ta vẽ đợc hoạ đồ lực cấu vị trí b Xác định mômen cân Khâu dẫn O1A chịu tác dụng trọng lợng G phản lực R 21 = R 12 đặt A A R21 h6 MCB mô men cân Lấy mô men với điểm G O1 ta có: M CB = ( R21 h7 + G1 h6 ).µ L ®ã: ⇒ h7 O h6 = 24,83; h7 = 22,16 M CB = ( 5656,899.22,16 + 48,48.24,83).0,003232 = 409,04 Nm Xác định Momen cân theo phơng pháp đòn Jucopski: Ta xoay hoạ đồ vận tốc góc 900 theo chiều kim đồng hồ đặt tất lực vào, lấy Momen với điểm P2 ΣMP2( FK ) = MCB = [G1.h1+G3.h2+Pqt3.h3 +G4.h4+Pqt4.h5 + (PC + Pqt5).Pc4,5].àL = Trong đó: h1 =24,83;h2 =4,69; h3 =18,4; h4 =h2; h5 =26,41; Pc4,5 =25,57 Thay sè ta tính đợc: MCB = 408,97 N.m So sánh hai phơng pháp: k2 = 409,04 408,97 100% = 0,017% 409,04 Xác định áp lực khớp động cho cấu vị trí 10 a Xác định áp lực khớp động (Tơng tự vị trí số 2) Vì vị trí số 10 lực cản Pc nên ta tìm đợc điểm đặt R05 nh sau: Lấy mômen điểm C : (R05.x + G5.lcs5) àl = ⇒x=− G5 l cs 344,844.46,41 µl = − 0,003232 = −0,087 m R05 29,72.20 x < : Chứng tỏ R05 nằm bên phải điểm C Ta tính đợc giá trị nh sau: Thuyết minh đồ ¸n Nguyªn Lý M¸y  22  Vị Qc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy τ R34 = R12 = = G h9 − Pq h8 BC = GVHD: Vũ Quý Đạc 57,474.30,36 −861,516.1,32 =10,252 N 59,28 G3 h10 + Pq h11 + R43 h12 O2 A 179,607.18,88 +1382,96.116,4 + 295,68.20.179,15 =13793,03 N 88,72 (Chän tû lƯ xÝch µp = 20N/mm) b Xác định mômen cân Khâu dẫn O1A chịu tác dụng trọng lợng G phản lực R 21 = R 12 đặt A mô men cân Lấy mô men với ®iÓm O1 ta cã: M CB = ( R21 h14 G1 h13 ).à L đó: h13 = 9,4; h14 = 41,3 M CB = (13793,03.41,3 − 48,48.9,4 ).0,003232 = 1839,6 Nm Xác định Momen cân theo phơng pháp đòn Jucopski: Ta xoay hoạ đồ vận tèc ®i mét gãc 900 theo chiỊu kim ®ång hå đặt tất lực vào, lấy Momen với ®iÓm P10 ΣMP10( FK ) = MCB = [-G1.h1 + G3.h2+Pqt3.h3 + G4.h4 + Pqt4.h5 + Pqt5.Pc4,5].µL = Trong ®ã: h1 =9,4;h2 =9,13; h3 =54,19; h4 =h2; h5 =82,92; Pc4,5 =83,48 Thay số ta tính đợc: MCB = 1840,82 N.m So sánh hai phơng pháp: K10 = 1840,82 1839,6 100% = 0,066% 1840,82 Phần VI Chuyển động thực máy Ta dùng phơng pháp đồ thị đờng cong Vittenbao 1)Vẽ biểu đồ mô men cản thay : Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy 23 Vũ Quốc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy GVHD: Vũ Quý Đạc a)vẽ biểu đồ m« men thay thÕ : MCtt = ∑ (Pk.Vk + Mk ωk) = (G1.h1+ G3.h3 +G4.h4 +G5.h5 +PCi.hPC).µL ω k Tính mô men cản thay theo phơng pháp đòn Jucopky Cách làm nh sau xoay 11 vị trí hoạ đồ vận tốc cấu theo chiều 1 góc 90o , sau đặt trọng lựơng khâu G1, G3, G4,G5 vào trọng tâm đoạn hoạ đồ vận tốc ,đặt lực cản kỹ thuật Pc C sau lấy mô men vơi gốc hoạ đồ P Những lực gây mô men chống lại chiều xoay hoạ đồ vận tốc ta lấy dấu (+) ,lực gây mômen cïng chiỊu xoay vËn tèc ta lÊy dÊu (-) T¹i hai vị trí 0,05H ta tính mômen cản cho hai trờng hợp có lực cản PC PC (Vị trí 2, 7) Ta có bảng trị số mô men cản thay thế: vt h1 h3 h4 h5 hpc Pc G1 G3 G4 G5 µl Mctt -23.17 0 0 2500 48.48 179.607 57.474 334.844 0.00323 -3.6304 -24.83 -4.69 -4.69 -25.57 2500 48.48 179.607 57.474 334.844 0.00323 -214.09 -23.03 -5.37 -5.37 -34.84 2500 48.48 179.607 57.474 334.844 0.00323 -289.23 -9.4 -2.57 -2.57 -49.57 2500 48.48 179.607 57.474 334.844 0.00323 -403.97 9.74 2.66 2.66 -48.44 2500 48.48 179.607 57.474 334.844 0.00323 -387.83 23.17 5.36 5.36 -35.39 2500 48.48 179.607 57.474 334.844 0.00323 -278.21 24.91 3.5 3.5 -23.15 2500 48.48 179.607 57.474 334.844 0.00323 -180.47 23.17 0 0 48.48 179.607 57.474 334.844 0.00323 3.63045 23.03 -0.22 -0.22 1.15 48.48 179.607 57.474 334.844 0.00323 3.43994 10 9.4 -9.13 -9.13 83.48 48.48 179.607 57.474 334.844 0.00323 -5.523 11 -9.74 9.23 9.23 82.14 48.48 179.607 57.474 334.844 0.00323 5.54631 2' -24.83 -4.69 -4.69 -25.57 48.48 179.607 57.474 334.844 0.00323 -7.4842 7' 24.91 3.5 3.5 -23.15 48.48 179.607 57.474 334.844 0.00323 6.58494 Trơc tung biĨu thÞ Mctt víi tû lƯ xÝch µM = 2,5 ( Nm ) mm vt 10 11 GTT Mctt -3.6304 -214.09 -289.23 -403.97 -387.83 -287.21 -180.47 3.63045 3.43994 -5.523 5.54631 µM 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 bd Mctt -1.452 -85.64 -115.7 -161.6 -155.1 -114.9 -72.19 1.4522 1.376 -2.209 2.2185 Tại vị trí đầu bào ta tính đoạn biểu diễn Mctt lực cản Pc Vị trí Giá trị thực Mctt àM Đoạn biểu diễn Mctt 2' -7.4842 6.58494 2.5 2.5 -2.9937 7' 2.63398 Trôc hoành biểu thị góc quay với tỷ lệ xích = 0,0314 rad mm Thuyết minh đồ án Nguyên Lý M¸y  24  Vị Qc Hng K35MD  Đồ án môn học - Nguyên lý máy Vị trí Gãc thùc rad µϕ BiĨu diƠn rad GVHD: Vị Q §¹c 10 11 0.5 0.785 1.57 2.355 3.14 3.44 3.91 3.925 4.71 5.495 6.28 0.0314 0.0314 0.0314 0.0314 0.0314 0.0314 0.0314 0.0314 0.0314 0.0314 0.0314 0.0314 15.9236 25 50 75 100 109.554 124.522 125 150 175 200 Trªn trục hoành tơng ứng với điểm chia ( vị trí ) ta vẽ đoạn thẳng song song với trục tung có giá trị đoạn biểu diễn Mctt Sau ®ã ta nèi chóng b»ng ®êng cong trơn ta đợc đồ thị đờng cong Mctt b)vẽ đồ thị công Ac , Ađ mô men phát động Mđ Tích phân đồ thị Mctt ta đợc đồ thị công cản , chọn cực tích phân H=50 (mm) µA = µM µϕ H = 2,5 0,0314.50 = 3,925 ( Nm ) mm Phơng pháp tích phân : Trên trục hoành đồ thị Mctt Tơng ứng với đoạn chia , trung điểm đoạn dóng song song với trục tung cắt đờng cong điểm a1,a2, , đồ thị ®êng cong Mctt LÊy mét ®iĨm H trªn trơc o cách o khoảng 35 (mm) gọi cực tích phân , từ điểm a 1,a2, , ta dóng song song trục hoành cắt trục tung vị trí tơng ứng b1,b2, , nối vị trí tơng ứng với đầu mút P ta đợc đờng thẳng có độ nghiêng khác Trên đồ thị vẽ Ac chia trục hoành thành khoảng khoảng chia trục hoành biểu đồ Mctt Từ điểm gốc O biểu đồ Ac phạm vi khoảng chia ta vẽ đoạn OC1 song song với Pb1 cắt đờng thẳng song song với trục tung kẻ từ C1 Sau từ C1 phạm vi khoảng chia thứ hai vẽ đoạn C1C2 song song với Pa2 vµ cø tiÕp tơc nh thÕ Ci cïng ta đợc đờng gÃy khúc biểu thị A() với tỷ lệ xích àA Nối điểm đầu điểm cuối đồ thị công cản Ac=f() đờng thẳng ta đợc đồ thị công phát động Ađ =f() Cộng Ađ với Ac ta đợc E Vi phân Ađ ngợc lại ta đợc Mđ Muốn ,từ điểm P đồ thị M = f() ta kẻ tia song song với đờng thẳng Ađ= f() tới cắt trục M Tung độ biểu thị mô men phát động M đ với tỷ lệ xích àM c)Xây dựng ®å thÞ ∆E = f(ϕ): ∆E = ∆A = A® - Ac Bằng cách trừ đồ thị ý Ađ >Ac E dơng Ađ [ δ ] : Cần phải lắp thêm bánh đà để phần cố định mômen quán tính thay tăng thêm để giảm hệ số không Tính góc nghiêng max hợp với tiếp tuyến đồ thị ∆E = f(Jtt) víi trơc Jtt µJ tg( ψmax) = 2.µ ωtb2.(1+[ δ ]) = E 0,0172 19,887 (1+ 2.3,925 35 ) = 0,89 ⇒ ψmax= arctg(0,89) = 41,670 µJ 0,0172 tg( ψmin) = 2.µ ωtb2.(1-[ δ ]) = 2.3,925 19,887 (1- 35 ) = 0,84 E ⇒ ψmin = arctg(0,84) = 40,030 Dùa vµo góc , ta kẻ tiếp tuyến tơng ứng với đờng cong E = f(Jtt) tới cắt trục đo đoạn ab giới hạn hai giao điểm cđa tiÕp tun víi trơc tung (∆Ε) : ab = 229,7577 ( mm) Cuối ta tính đợc mômen quán tính bánh đà : Jd = ab àJ tg [ψ max ] − tg [ψ ] = 229,7577.0,0172 0,89 0,84 = 79,04 (kg.m2) Chọn đờng kính bánh đà D = 0,6 (m) khối lợng bánh đà là: M= 4.J 04 d = 4.79,2 = 878,22 (kg) 0,6 D2 Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy 27 Vũ Quốc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy GVHD: Vũ Quý Đạc Phần VII Thiết kế bánh I - Tính toán bánh răng: Thiết kế cặp bánh hình trụ ,răng thẳng ,đợc cắt với chế độ dịch chỉnh dơng dao Các số liệu đà cho : Z1=14 , Z2=48 , m = 5,5 V× bé trun bánh yêu cầu khoảng cách trục nên ta chọn cặp bánh dịch chỉnh dơng , cặp bánh có nhiều u điểm Ta tra bảng chọn đợc hệ số dịch dao là: 1= 0,86 ; 2= 0,684 Hệ số giảm đỉnh : = 0,19 Vậy ξC = ξ1 + ξ2 = 0,86 + 0,684 = 1,544 ZC = Z1 + Z2 = 62 HÖ sè ph©n ly: λ = ξC - γ = 1,354 Gãc ăn khớp L : Dựa vào phơng trình ăn khớp 2ξ c invαL = Z + Z tgα + invα o ®ã α = 20 => invα = 0,014904 • invαL = 2.1,544 tg 20 62 + 0,014094 = 0,033 VËy αL = 25050’ TÝnh kÝch thớc hai bánh răng: ã Bớc : t = m. = 17,27 (mm) ã Bán kính vòng chia : R1 = R2 = m1 Z m2 Z 2 = 38, (mm) = 132 (mm) Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy 28 Vũ Quốc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy ã GVHD: Vũ Quý Đạc Bán kính vòng sở R01 = R1.cos = 38, cos200 = 36,178 (mm) R02 = R2.cosα = 132 cos200 = 124,039 (mm) ã Bán kính vòng lăn : RL1 = R1(1+ RL2 = R2(1+ ã Khoảng cách tâm : 2. ) = 40,18 (mm) Zc 2.λ ) = 137,765 (mm) Zc Z  A = m c + λ  = 177,947 ã Bán kính vòng chân : Ri1 = R1 m (f- 1) = 38,5 – 5,5.(1,25 - 0,86) = 36,355 (mm) Ri2 = R2 – m (f”- ξ2) = 132 – 5,5.(1,25 – 0,684)= 128,887 ( mm ) ã Chiều cao : h = m(f’ + f’’ - γ) = 5,5(1+1,25 - 0,19) = 11,33 (mm) ã Bán kính vòng đỉnh: Re1 = Ri1 + h = 36,355 +11,33 = 47,685 ( mm) Re2= Ri2 + h = 128,887 + 11,33 = 140,217 (mm) ã Chiều dày vòng chia + 2ξ1.tgα) = 12,078 (mm) π m( + 2ξ2.tgα) = 11,3735 (mm) S1= m( S2= ã Chiều dày vòng lăn: S SL1 = 2RL1( 2.R +invα - invαL) = 11,15 (mm) S SL2 = 2RL2( 2.R +invα - invαL) = 6,88 (mm) ã Góc áp lực vòng đỉnh: R 36,178 01 cosαe1 = R = 47,685 = 0,7587 ⇒ αe1 = 40,650 e1 R 124,039 02 cosαe2 = R = 140,217 = 0,885 e2 ⇒ αe2 = 27,750 ⇒ invαe1 = 0,1495 inve2 = 0,042 ã Chiều dày vòng đỉnh răng: S Se1 = 2.Re1.( 2R + inv - inve1) = 2,123 (mm) Thuyết minh đồ án Nguyên Lý M¸y  29  Vị Qc Hng K35MD  Đồ án môn học - Nguyên lý máy GVHD: Vũ Quý Đạc S Se2=2.Re2.( 2R + inv - inve2) = 4,48 (mm) Kiểm tra nhọn cho bánh 1: Sau tính chiều dày vòng ®Ønh cđa b¸nh ta thÊy : Se1 = 2,123 > 0,3.m = 1,65 Vậy đảm bảo yêu cầu kỹ thuật ( không bị nhọn trình làm viƯc) * HƯ sè trïng khíp: ε= 2 Re21 − R01 + Re22 − R02 − A.sin α L t.cos α = 5,5.3,14 cos 20 ( 140,217 −124,039 + 47,685 −36,178 −177,947 sin 25 50 ' ) =1,1657 VËy ε > 1,1 => Đảm bảo làm việc tốt truyền Kết luận: Cặp bánh thiết kế thoả mÃn điều kiện ăn khớp cặp biên dạng đối tiếp hai bánh liên tục nhau, vào khớp đờng ăn khớp N1N2 Ăn khớp trùng 1,1 nên có hai đôi vào khớp đoạn ăn khớp thực ab Cặp bánh thiết kế có tỉ số truyền không đổi Không cắt chân đoạn ăn khớp thực ab nằm đoạn ăn khớp lý thuyết N1N2 Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy 30 Vũ Quốc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy GVHD: Vũ Quý Đạc Ta có bảng thông số bánh nh sau: Thông số Kí hiệu Giá trị thực Bớc vòng tròn chia Khoảng cách tâm Bán kính vòng chia t A R1 R2 R01 R02 RL1 RL2 Re1 Re2 Ri1 Ri2 S1 S2 h 17,27 177,947 38,5 132 36,178 124,039 40,18 137,765 47,685 140,217 36,355 128,887 12,078 11,3735 11,33 Bán kính vòng sở Bán kính vòng lăn Bán kính vòng đỉnh Bán kính vòng chân Chiều dầy vòng chia Chiều cao Giá trị diễn 76,2 785,29 169,9 582,52 159,66 547,39 177,32 607,966 210,44 618,786 160,44 568,786 53,3 50,192 50 biÓu z II Vẽ bánh Chọn : àh = h/50 = 0,2266 vẽ biên dạng Từ điểm ăn khớp P ta vẽ hai vòng tròn lăn bán kính RL1 RL2.Vẽ hai vòng sở R01; Ro2 Sau xác định đoạn ăn khớp lý thuyết N1 N2 tiếp xúc với hai vòng tròn sở Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy 31 Vũ Quốc Hng K35MD ... mômen quán tính bánh đà khối lợng bánh đà 28 Phần VII - Thiết kế bánh 28 I - Tính toán bánh 28 II - Vẽ bánh 32 Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy 35 Vũ Quốc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy. .. nguyên lý máy (Tạ Ngọc Hải xuất 1965 ) Nguyên lý máy( giáo trình ĐHBK xuất 1971) Hớng dẫn thiết kế đồ án nguyên lý máy (Trờng ĐHKTCN) Và số giáo trình nguyên lý máy khác Thuyết minh đồ án Nguyên. .. 0,6 D2 Thuyết minh đồ án Nguyên Lý Máy 27 Vũ Quốc Hng K35MD Đồ án môn học - Nguyên lý máy GVHD: Vũ Quý Đạc Phần VII Thiết kế bánh I - Tính toán bánh răng: Thiết kế cặp bánh hình trụ ,răng

Ngày đăng: 26/04/2013, 12:07

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan