Đang tải... (xem toàn văn)
Việc thiết kế đồ án hoặc hoàn thành bài tập lớn là một khâu rất quan trọng trong quá trình học tập và nghiên cứu môn học Nguyên lý máy, nó giúp cho người sinh viên hiểu sâu và đúc được những ki
Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý - Chi tiết máyLỜI NÓI ĐẦUTrong thời đài ngày nay nền khoa học tiên tiến đang phát triển mạnh mẽ trên toàn thế giới trong đó ngành công nghiệp đóng một vai trò rất quan trọng, các hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến và từng bước thay thế sức người, để tạo ra được những máy móc ngày càng hoàn thiện và hiện đại hơn thì bộ môn Nguyên lý máy đóng vai trò rất quan trọng.Với một nền công nghiệp hoá và hiện đại hoá thì chúng ta phải chế tạo được ra các thiết bị máy móc, công cụ để đáp ứng cho mọi ngành sản xuất.Việc thiết kế đồ án hoặc hoàn thành bài tập lớn là một khâu rất quan trọng trong quá trình học tập và nghiên cứu môn học Nguyên lý máy, nó giúp cho người sinh viên hiểu sâu và đúc được những kiến thức cơ bản của môn học.Qua thời gian học tập, nghiên cứu lý thuyết và thực tế em đã được giao đề tài thiết kế “Cơ cấu dẫn động băng tải lắc”. Với đề tài này qua một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu tài liệu kết hợp với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Vũ Quý Đạc và các thầy cô trong tổ môn đến nay về cơ bản đồ án của em đã hoàn thành.Mặc dù trong thời gian khá dài em đã nghiên cứu kỹ nhưng do kiến thức còn hạn chế nên đồ án của em không tránh khỏi những sai sót.Vậy em rất mong được sự chỉ bảo và giúp đỡ của các thầy cô để cho đề tài cũng như môn học của em được hoàn chỉnh hơn.Em xin chân thành cảm ơn!.Thái Nguyên, ngày . . . tháng . . . năm 2002Sinh viên Nguyễn Thanh SơnI) CƠ CẤU DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI LẮC : Phân tích lược đồ cơ cấu chính. Cơ cấu gồm 5 khâu,cơ cấu chính của hai tay quay con trượt là cơ cấu tổng hợp từ cơ cấu 4 khâu bản lề và cơ cấu tay quay con trượt.Công dụng của cơ cấu 2 tay quay con trượt là biến chuyển của bộ phận dẫn động thành bộ phận tịnh tiến của bộ phận công tác.SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MBTrang 1 AB0102CPc123450102BC23145Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý - Chi tiết máyĐặc điểm của chuyển động và ta phải thiết kế quay toàn vòng đều với vận tốc góc , truyền chuyển động cho khâu 4 (thanh truyền). và biến chuyển động quay toàn vòng thành chuyển động tịnh tiến của khâu 5.Lược đồ cơ cấu chính:Tính bậc tự do của cơ cấu : w=3n-(2P5+P4)+R-S n:số khâu động ; S:số bậc tự do thừa; P4:số khớp cao loại 4; R:số ràng buộc thụ động; P5:số khớp loại 5; ⇒cơ ấu có một bậc tự do. Tách nhóm Axua: Tổng hợp cơ cấu chính và vẽ hoạ đồ vị trí. a = 26mm; b = 30mm; ϕ = 260; n1 = 75(vg/phút); ω3min = 3rad/s;Để xác định kích thước các cơ cấu ta dựa vào dữ liệu đầu bài: AB = l2: kích thước khâu 2 BO2 = l3: kích thước khâu 3 l0 = o1o2 = 22ba + = 39,7mm . Xác định l2 , l3 ta dựa theo điều kiện quay toàn vòng của cơ cấu 4 khâu bản lề : O1AO2B.SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MBTrang 2 Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý - Chi tiết máyĐiều kiện quay toàn vòng của khâu 1 l0 +l1≤ l2 +l3 10LL −≥32LL −Điều kiện quay toàn vòng của khâu 3 l0 +l3≤ l1 +l2 30LL −≥21LL −Từ hai điều kiện đó ta tìm được: l2 = 56mm, l3 = 80mm, λ = BOLBCL2 = 34LL = 7 ⇒ l4 = 7l3 = 560 mmVẽ hoạ đồ : chọn tỷ lệ sích: µl = AOAOL11 = 4009,0 = 0,00225m/mmĐoạn biểu diễn các khâu trên hoạ đồ: AB = 00225,0144,0 =64mm; O2B = 60mm; A = 18mm; B = 22m; BC = 6,5O2B =390mm;II) HOẠ ĐỒ VẬN TỐC: Biết : ω1 = 30 nπ = 7.85 rad/s. Lập phương trình: 2BV=2AV+22ABV (1)Trong đó: 2BV vuông góc với O2B biết phương chưa biết giá trị; 2AV phương vuông góc với O1A, chiều ω1 ,có giá trị VA1= VA2= ω1 l01A=0,51m/s22ABV có phương vuông góc với B2A2,giá trị chưa biếtSVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MBTrang 3 Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý - Chi tiết máy 4CV=4BV+44BCV (2)Trong đó: 4BV = 2BV = 3BV đã biết theo phương trình (1) 44BCV phương vuông góc với C4B4,chưa biết giá trị.Chọn tỉ lệ xích: µv = ω1. µl =0,0073m/mmsCách vẽ : Gọi p là tâm vận tốc tức thời. Từ tâm p kẻ pa1=70mm phương vuông góc O1A, chiều ω1, từ đầu mút a1kẻ đoạn thẳng m có phương vuông góc với AB. Từ p kẻ đoạn thẳng n phương vuông góc O2B ,chiều ω3 khi đó giao của m và n tại điểm đó chính là điểm b1 ≡ b2. Với điểm c : từ tâm phương vuông góc ta kẻ đường thẳng l theo phương ngang biểu diễm CV, Từ mút b1 kẻ đường thẳng kcó phương vuông góc với CB biểu diễn CBV. Giao của l và k là c4 ≡ c5,theo cách tương tự ta vẽ hoạ đồ cho các vị chí còn lại . Kích thước các đoạn biểu diễn trên hoạ đồ đem nhân với µv.Vận tốc các khâu : VB = µv.pb; VC = µv.pc; VBA = µv.ba; VCB = µv.cb;Vận tốc góc các khâu: ω2 = ABBALV; ω3 = BOBLV2; ω4 = CBCBLV;Lập bảng trị số các đoạ biểu diễn vận tốc và vận tốc góc:vị trí 1 2 3 4 5 6 7 8 9pa12 70 70 70 70 70 70 70 70 70pb234 287.7 91.2 47.3 44.5 56 57.8 68.5 77.8 81.8pc45 0 90 34.5 19.4 3.3 0 28.9 67.4 81.4bc 287.7 6.6 28.7 38.7 55.8 57.8 61.1 31 25.2ab 231.9 106.7 69.6 52 34.1 31.9 20 32 13.8VA5.1 5.1 5.1 5.1 5.1 5.1 5.1 5.1 5.1VB2.1 0.666 0.345 0.325 0.409 0.422 0.5 0.568 0.594VC0 0.657 0.252 0.142 0.024 0 0.211 0.492 0.594VAB1.693 0.779 0.508 0.38 0.249 0.5477 0.233 0.234 0.101SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MBTrang 4 Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý - Chi tiết máyvị trí 1 2 3 4 5 6 7 8 9VCB2.1 0.048 0.21 0.283 0.407 0.422 0.446 0.226 0.184ω2(rad)30.232 13.911 9.071 6.786 4.446 9.786 4.161 4.179 1.804ω 3(rad)26.25 8.325 4.313 4.063 5.113 5.275 6.25 7.1 7.425ω 4(rad)3.75 0.086 0.375 0.505 0.727 0.754 0.796 0.404 0.329III) VẼ HOẠ ĐỒ GIA TỐC : Tại các vị trí khác nhau phương trình véc tơ hoàn toàn giống nhau nên ta vẽ hoạ đồ gia tốc cho hai vị trí là vị trí 4 và 8.1) Tính toán cho vị trí 4.Lập phương trình gia tốc : 1Aa=nAa1+tAa1= 2Aa (3)Trong đó nAa1 có phương AO1 ,chiều từ A→O1,vì khâu quay đều ω1 = const → tAa1 = 0 ;→có giá trị ==nAaAa11 ω12.lO1A =61,6225.0,065=4.005 m\2s 2Ba = nAa2+ tAa22B+ nABa22 (4) 2Ba = ta2B+ nBa2= 3Ba = 4Ba Trong đó na22AB có phương chiều từ B→A Giá trị được xác định theo biểu thức nABa22 = ω22.lAB = (6.786)2.0,056=2,579 m\2s; tAa22B có phương vuông góc với AB và giá trị chưa xác định tABa22= ξ2.lAB 2Ba có phương vuông góc với O2B có chiều phụ thuộc chiều ω3 giá trị xác định SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MBTrang 5 Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý - Chi tiết máy 22BnaBa == ω32.lO2B= (4.063)2.0,08 = 1,321 m\2s ; 4Ca=tBCaBCnaBa44444++ =5Ca (5)Trong đó: 4Cacó phương ngang là phương con trượt,44bcnacó phương chiều B→C và có giá trị: nBCa44= ω42. lBC= (0,505)2.0,56 = 0,143 m\2s ; tbca44có phương vuông góc với BC và có chiều phụ phuộc chiều ε4 giá trị chưa biết tBCa44 = 44BCl.ε4Chọn tỷ lệ xích: µa=ω12.µl=(7.85)2.0,00093=0,0573Đoạn biểu diễn thực trên bản vẽ: nB=anBaµ=0,05731.321= 23 mm, nBA=anBAaµ=0.05732.579= 45 mm, nCB=anCBaµ=0.0573 0.143=2.5 (mm) Tịnh toán cho vị trí 8. nABa22=ω22.lAB=(4,179)2.0,056=0.978 m\2s 22BnaBa == ω32.lO2B= (7,1)2.0,08=4,033 m\2s nBCa44= ω42. lBC= (0,404)2.0,56 = 0,0914 m\2s Đoạn biểu diễn thực trên bản vẽ:SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MBTrang 6 Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý - Chi tiết máy nB=anBaµ=0,05734,033= 70,4 mm nBA=anBAaµ=0,05730,978= 17,1 mm, nBC=anCBaµ=0,05730,0914= 1.6 mmĐoạn biểu diễn gia tốc các điểm trên các khâu tại hai vị trí số 4 và số 8Vị TRíπa’1-2πb’3-4-5πc’4-5a2’b2’ b’4c’4πs’2πs’3πs’44 70 24,4 14,8 50 18,4 46,1 12,2 17,98 70 85,6 76,9 151,9 45,7 18,6 42,8 78,1Vị TRí aA1-2aB2-3-4aC4-5aABaBCaS’2aS’3aS’44 4,01 1,4 0,85 2,87 1,05 2,64 0,7 1,038 4,01 4,9 4,4 8,7 2,62 1,07 2,45 4,47IV) HOẠ ĐỒ LỰC. Những phản lực cần xác định là :phản lực R05 tạI khớp trượt o; phản lực R45 (hoặc R54) tạI chốt pistông (c) ,R234 tạI B ,R12 (R21) tạI khớp quay A,phản lực R51 tạI khớp quoay O . Cơ cấu đang xét có 1 bậc tự do và gồm 2 nhóm loại 2:là ( 4-5) , (2-3) , khâu dẫn 1. PC = 950 N ; G1 = q.L1 = 350000.0,09 = 27750 N G2 = q.L2 = 350000 .0,056 = 19600 N; G3 = q.L3 = 350000 .0,08 = 28000 N; G4 = q.L4 = 350000.0,56 = 196000 N; G5 = 4G4 = 4.196000 = 784000 N; m2 = gG2 = 1960 (kg); m3 = gG3 = 2800 (kg); m4 = gG4=19600 (kg); m5 = gG5 =78400 (kg). a) Phân tích lực tại vị trí số 4: Đặt lực : Lực cản kỹ thuật đặt tạI khâu 5 . SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MBTrang 7 Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý - Chi tiết máyTrọng lượng các khâu G3 , G2 , G4 , G5 đặt tạI trọng tâm các khâu, Khối lượng các khâu : m2 ;m3 ;m4 ;m5 Lực quán tính : Lực quán tính của thanh truyền BC (do chuyển động song phẳng):Pq4 có trị số Pq4=m4 . as’4 =19600.1,03=20188(N) Đặt tại T là giao đIểm giữa đường thẳng kẻ qua K và song song với véc tơ πs’2 trên hoạ đồ gia tốc và đường thẳng kẻ qua s2 song song với véc tơ πa’ ( → → → +=4444BsaAasa) Cách xác định tâm va đập K: Chọn đIểm B làm cực BK4 = BS4 + 4.44BSmSJ = ( )BCmBCm4.122.4.2 = 6BC=602,2/6 = 100,4 mm Xác định áp lực khớp động :Tách nhóm Axua 4-5 , đặt các lực Pc ,G5, Pq5,G4, Pq4,kẻ phương R05 ,áp lực khớp động R234 tạI B được phân ra làm hai thành phần Rt234 và Rn234.để tính Rt234 ta tách riêng khâu 4 và lấy mô men với điểm C . Rt234=BCHqPHG2.41.4+=56054,299.19600084.20188 + =111558,7 NVậy phương trình lực của nhóm 4-5 là : ∑45p= →05R+ →CP+ →5G+ →5P+ →4G + →tR234+ + →nR234 Vẽ hoạ đồ lực và ta xác định được R05 ,Rn234 , R234 , Để xác định R54 ta dựa vào phương trình cân bằng lực riêng của khâu 4. → → → → +++2344454RqPGR = 0 Với tỷ lệ xích:µp=1900 N/mmSVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MBTrang 8 Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý - Chi tiết máyTiếp tục tách nhóm Axua 2-3 ;Tại B có →432R=- →234R, đặt các lực G3, Pq3 tại A có R12 và tại O2 có R03 phương trình cân bằng lực của nhóm axua là : ∑23p= →03R+ →3G+ →3qP+ →43R+ →12R= 0 →03R và →12R chưa biết cả trị số và phương nên Phương trình lực còn 4 ẩn .ta khử ẩn số bằng cách tách con trượt 2 ra , con trượt 2 chịu tác dụng của lực R12 đI qua A ta phân ra làm 2 thành phần Rt12 và Rn12xác định Rt12 bằng cách lấy mô men với điểm B. Rt12=ABHqPHG3.23.2+=64457,22.504006671,25.15624 + =5705,035Tương tự tách khâu BO2 ta xác định được Rt03Rt03=206.35.3BHqPHG +=603917,3.25,40166323,28.47250 +=13554,6 NVẽ đa giác lực ta suy được Rn03 ,Rn12 R12Cuối cùng còn lại khâu dẫn o1A chịu tác dụng của lực R21=-R12 đặt tại A và một mô men cân bằng . Lấy tổng mô men đối với điểm o1 ta có: MCB=(R21.h1-G1.h2)µL= (108,3.19-31500 .4,88) .0,00225 =-441,24 NmTính mô men cân bằng trên khâu dẫn bằng phương pháp đòn jucopki:Cách làm xoay hoạ đồ vận tốc đi 1 góc 900 đặt các lực vào các điểm tương ứng trên hoạ đồ vận tốc lấy mô men với gốc p . những lực nào chống lại chiều xoay hoạ đồ vận tốc sẽ mang dấu dương . sau đó nhân với -µv/ω1 ta được mô men cân bằng . MCB=-).(11 → → → → +∑kkMkVxpωω =-µL .(G1.h6 –G2.h3 –(G3 + G4). h5 + (Pq5–Pc ). p4c4- Pq2 .h4 - Pq3 .h2 +Pq4 .h1 ) =-0,00225.(31500.4,8-50400.8-(47250+307125). 12,88+SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MBTrang 9 Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý - Chi tiết máy(58746,6-1000).6,34-15624.10,8-4016,25.3,5+44330,9.2,3) =-448,03 Nm Phân tích lực tạI vị trí số 8: Ta cũng tiến hành như ở vị trí số 4. Rt234 = BCHqPHG2.41.4+− = 3903318,229.5,1486480398,192.307125 +− =-63821,565mm Rt12 =ABHqPHG .23.2+=64697,23.504005396,26.4,37094 +− =3279mm Rt03 = 206.35.3BHqPHG + = 605591,7.217355911,7.47250 − = 3239,707mm MCB=(R21.h1-G1.h2)µL = (327,0094.36,1182+31500 .4,88) .0,00225 =372,5 NmTính mô men cân bằng trên khâu dẫn bằng phương pháp đòn jucopki: MCB= -µL .(G1.h6 –G2.h3 –(G3 + G4). h5 + (Pq5–Pc ). p4c4- Pq2 .h4 - Pq3 .h2 +Pq4 .h1 ) =379,813 NmNhận xét : tính mô men cân bằng theo hai phương pháp thì không chênh lệch nhau nhiều lắmVị trí 4 sai lệch là 1,5690/0Vị trí 8 sai lệch là 6,290/0Lập bảng:Vị trí R05 R234 Rn234 Rn03 Rn12 R12 Rt12 R03t R234t4 23950,86 22805.38 160427.8609,8 129,4 103,2 184,8 107,7 108,3 11.975 11.40269 80.21398 3297 3,240 63821.56694 176 173,3 251,4 326,4 327 1.6485 1.619854 31.91078V) BÁNH ĐÀ.1)Tính mô men cản thay thếSVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MBTrang 10 [...]... giáo trình nguyên lý máy khác SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MB Trang 18 Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý - Chi tiết máy MỤC LỤC Trang Lời nói đầu 1 Chương I Cơ cấu dẫn động băng tải lắc 2 ChươngII Vẽ hoạ đồ vận tốc 4 ChươngIII Vẽ hoạ đồ gia tốc 6 ChươngIV Phân tích lực cơ cấu 9 Chương V Thiết kế bánh đà 13 SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MB Trang 19 Thuyết minh . cứu lý thuyết và thực tế em đã được giao đề tài thiết kế “Cơ cấu dẫn động băng tải lắc . Với đề tài này qua một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu tài liệu. . . tháng . . . năm 2002Sinh viên Nguyễn Thanh SơnI) CƠ CẤU DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI LẮC : Phân tích lược đồ cơ cấu chính. Cơ cấu gồm 5 khâu,cơ cấu