- -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on LỜI NĨI ĐẦU Có thể nói Việt Nam nước phát triển, với nơng nghiệp cịn lạc hậu, nhiệm vụ cơng nghiệp hóa, đại hóa nơng nghiệp đựơc đặt nhiệm vụ cấp thiết người làm kỹ thuật nói riêng tịan xã hội nói chung Máy nơng nghiệp lĩnh vực không làm để dự án vào thực tế, giúp người nông dân giảm đuợc sức lao động tăng suất lao động vấn đề mang tính thời Đặc biệt lĩnh vực máy cơng cụ, lọai máy hỗ trợ người nông dân thợ q trình lao động Trong có máy cưa gỗ cấu đơn giản thể nguyên lý hoạt động cấu bốn khâu lề Bản đồ án đuợc làm với hỗ trợ phần mềm vẽ 2D AUTOCAD 2007 Đựơc giúp đỡ bảo tận tình thầy Đặng Đình Trình, giảng viên mơn ngun lý máy ( môn học kỹ thuật) giúp em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy, CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 - -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on BÀI THUYẾT MINH CHO ĐỒ ÁN Đề bài: BIẾN ĐỀ SỐ:8 lOA = 0.25 m lAB = m lAS2 = 0.7 m m1 = mOA = 150 kg m2 = mAB = 245 kg m3 = mkhung cưa = 500 kg Jo1 = 15 kg.m2 JS2 = 90 kg.m2 N = 310 vịng/phút δ = 0.035 PC = 2900 N Mơ men phát động tác dụng lên tay quay OA M đ khơng đổi Hành trình làm việc ( cưa) tương ứng với nửa vòng quay tay quay cưa xuống B A ? o Hình 1: lược đồ cấu máy xẻ gỗ CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 - -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on PHẦN I: CẤU TẠO VÀ ĐÔNG HỌC CƠ CẤU I/ Phân tích cấu tạo cấu 1, Cấu tạo cấu Máy xẻ gỗ sử dụng cấu tay quay trượt gồm khâu để biến chuyển động quay tay quay thành chuyển động tịnh tiến trượt máy cắt gỗ - Khâu 1: tay quay OA, chuyển động quay quanh tâm O - Khâu 2: truyền AB, chuyển động song phẳng - Khâu 3: trượt B, chuyển động tịnh tiến - Khâu 4: giá, cố định Các khâu nối với khớp loại - Khớp quay giá tay quay OA - Khớp quay tay quay OA truyền AB - Khớp quay truyền AB trượt B - Khớp trượt trượt B giá B A o Hình 1.1: lược đồ cấu máy xẻ gỗ 2, Tính bậc tự cấu Cơ cấu khâu sử dụng máy xẻ gỗ cơcấu phẳng tồn khớp loại thấp nên ta sử dụng cơng thức tính bậc tự cấu: W= 3.(n-1)-2.P5-P4 (1) Trong đó: n : số khâu P5: số khớp loại P4 : số khớp loại CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 - -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on Với cấu máy xẻ gỗ gồm khâu liên kết với khớp loại nên ta có : n= P5= Trên cấu máy xẻ gỗ khơng có khớp loại nên P4= Thay vào công thức (1) ta có: W= 3.(4-1)-2.4-0 = => cấu có bậc tự Bậc tự cấu nghĩa cấu máy xẻ gỗ có khâu dẫn 3, Xếp loại cấu Để xếp loại cấu ta tách từ cấu nhóm atxua Chọn khâu làm khâu dẫn, tách khâu khỏi khâu dẫn khâu khỏi giá ta nhóm atxua loại dạng II gồm khâu( khâu khâu 3) khớp( khớp quay khớp trượt) Công thức cấu tạo cấu: Cơ cấu = khâu dẫn + loại dạng II Vậy cấu máy xẻ gỗ gồm khâu dẫn nhóm atxua loại dạng II Vì cấu chứa nhóm loại cao nên cấu thuộc cấu loại B A o Hình 1.2: nhóm atxua cấu 3, Nguyên lí làm việc máy xẻ gỗ CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 - -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on Hành trình làm việc máy xẻ gỗ mơ qua hành trình làm việc cấu tay quay-con trượt Khi tay quay quay hết vòng, trượt chạy từ điểm chết xuống điểm chết thực việc cắt phôi Khi trượt chạy từ điểm chết lên điểm chết lưỡi cưa chạy khơng, khơng thực việc cắt phơi Vì vậy, để thuận tiện cho việc tính tốn động học động lực học máy xẻ gỗ, ta chia vòng tròn quỹ đạo tay quay OA làm 12 phần giới hạn vị trí Ai(0,1,2,…,11) Chọn vị trí cấu trượt điểm chết ứng với vị trí A tay quay làm hệ quy chiếu để xây dựng lược đồ động phân tich động học cấu B P C B G G3 S S2 G A G2 Hình 1.3: vị trí lưỡi cưa thực việc cắt phôi A o Hình 1.4:vị trí lưỡicưa chạy khơng( Pc = 0) CKCTM_ K57 Created on 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 - -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on 4, Xây dựng lược đồ động Ta chọn tỉ lệ xích kl=  m  =0,01  ÷ 100  mm  Tỷ lệ xích kl tỷ số chiều dài thực khâu xét( tính m) chiều dài đoạn thẳng để biểu diễn khâu đó( tính mm) OA biểu diễn cho lOA lược đồ động AB biểu diễn cho lAB lược đồ động AS2 biểu diễn cho lAS2 lược đồ động OA = lOA 0, 25 = = 25 mm kl 0, 01 l AB AB kl = = 0, 01 = 200 mm AS = l AB 0, = = 70 mm kl 0, 01 • Cách xây dựng lược đồ động - Dựng đường thẳng Δ thẳng đứng, đường thẳng chứa quỹ đạo điểm B( quỹ đạo chuyển động trượt) - Trên Δ lấy điểm O bất kì, từ O ta dựng đường trịn tâm O bán kính OA Đường trịn quỹ đạo chuyển động điểm A - Từ O kẻ tia hợp với Δ góc ψ cắt đường trịn tâm A bán kính OA A i Ứng với góc ψi(1,2,3,…,12) ta điểm Ai(0,1,2,…,11) tương ứng - Từ Ai quay đường trịn tâm Ai bán kính AB cắt Δ B i Từ Ai quay đường trịn tâm Ai bán kính AS2, đường trịn cắt AiBi đâu điểm S cần tìm • Ví dụ xây dựng lược đồ động vị trí OA 1B1( vị trí mà tay quay quay góc 300 theo chiều ngược chiều kim đồng hồ) - Dựng đường thẳng Δ thẳng đứng, đâyB1 đường thẳng chứa quỹ đạo điểm Bi (quỹ đạo chuyển động trượt) - Trên Δ lấy điểm O bất kì, từ O ta dựng đường trịn tâm O bán kính OA Đường trịn quỹ đạo chuyển động điểm A1 - Từ O kẻ tia hợp với Δ góc ψ1 = 300 cắt đường trịn tâm A bán kính OA A1 - Từ A1 quay đường tròn tâm A1 bán kính AB =200 mm cắt Δ B Từ Ai quay đường trịn tâm A1 bán kính AS2 = 70 mm, đường tròn cắt A1B1 đâu điểm S2 cần tìm S2 A1 CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 - -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on Hình 1.5: lược đồ động cấu vị trí OA1B1 II, Động học cấu Xác định vận tốc chuyển động khâu điểm khâu cấu 1, Phương pháp xây dựng họa đồ vận tốc * Tay quay OA quay với vận tốc góc ω1 = π n 30 Số vịng quay trung bình tay quay n = 310 ( (2) vòng ) phút Thay n = 310 vào (2) ta được: ω1 = 3,14.310 = 32,45 30 ( rad ) s Vận tốc tuyệt đối điểm A khâu tính theo cơng thức: V A = ω1 l OA (3) CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 - -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on VA : + phương vng góc với OA + chiều theo chiều quay ω1 Chiều dài tay quay OA 0,25 m nên ta thay lOA =0,25 vào (3) ta được: VA = 32,45.0,25 = 8,11 ( m ) s Điểm A nằm khâu khâu 2, tâm lề nối khâu khâu nên vận tốc điểm A khâu vận tốc điểm A khâu vận tốc điểm A V A1 = V A = V A (4) Điểm B vừa thuộc khâu vừa thuộc khâu tâm khớp lề nối khâu khâu nên vận tốc điểm B khâu vận tốc điểm B khâu vận tốc điểm B VB = VB = VB (5) Xác định vận tốc điểm B khâu 2, A B điểm thuộc khâu ta có phương trình liên hệ vận tốc điểm khâu sau: VB = V A + VBA (6) Trong đó: VB : vận tốc tuyệt đối điểm B, có phương song song với phương trượt khâu (// Δ ), chiều trị số chưa biết VBA : vận tốc quay tương đối điểm B quanh điểm A, có phương vng góc với AB, chiều trị số chưa biết Trong phương trình (6) có véc tơ, véc tơ tổng VA xác định hoàn toàn(đã biết phương, chiều trị số), véc tơ thành phần lại VB V BA biết phương nên hồn tồn xác định thơng số cịn lại cách giải phương trình (6) m/s Chọn tỷ lệ xích kv = 0,15 ( ) mm kv : tỷ lệ xích họa đồ vận tốc Chọn điểm Pv tùy ý, từ Pv vẽ đoạn thẳng Pv a biểu diễn cho vận tốc điểm A mô đun VA : VA 8,11 Pv a = = = 54 (mm) kv 0,15 Như vậy, véc tơ Pv a có phương vng góc với OA, có chiều theo chiều quay ω1 có độ lớn đoạn Pv a = 54 (mm) CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 - -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on Từ mút a kẻ đường thẳng phương Δ’ véc tơ V BA (Δ’ ⊥ AB) Từ Pv vẽ đường thẳng phương Δ” véc tơ V B (Δ” // Δ) Giao điểm Δ’ Δ” mút b véc tơ VB V BA Pv b biểu diễn cho VB ab biểu diễn cho VBA Vì : Vận tốc tuyệt đối điểm B là: m VB = Pv b kv ( ) (7) s m VBA = ab kv ( ) (8) s Sau xác định vận dài điểm khâu ta xác định cách dễ dàng vận tốc góc khâu Vận tốc góc khâu là: V BA rad ω2 = l ( ) s AB Xác định VS Dựa vào định lý đồng dạng, A, B, S nằm đường thẳng lược đồ động, điểm S chia AB theo tỷ lệ họa đồ vận tốc s chia ab theo tỷ lệ nhiêu Ta có biểu thức đồng dạng sau: l AS2 as l AS = => as = ab (9) l AB ab l AB Trên họa đồ vận tốc từ điểm a làm tâm vẽ cung trịn bán kính as , cắt ab s Nối Pv với s2 ta Pv s2 biểu diễn cho vận tốc tuyệt đối trọng tâm S2 Vận tốc tuyệt đối điểm S2 : VS = kv PV s (10) Góc α góc hợp Δ Pvs2 • Ví dụ: xác định vận tốc chuyển động khâu điểm cấu vị trí OA2B2(tay quay quay góc 60 theo chiều ngược chiều kim đồng hồ) m/s Chọn tỷ lệ xích kv = 0,15 ( ) mm kv : tỷ lệ xích họa đồ vận tốc Chọn điểm Pv tùy ý, từ Pv vẽ đoạn thẳng Pv a2 biểu diễn cho vận tốc điểm A2 mô đun V A2 : CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 B2 - 10 -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 Pv a2 = VA SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on = kV Như vậy, véc tơ Pv a có 8,11 = 54 (mm) 0,15 phương vng góc với OA2, có chiều theo chiều quay ω1 có độ lớn đoạn Pv a2 = 54 (mm) Từ mút a kẻ đường thẳng phương Δ’ véc tơ V B A (Δ’ ⊥ A2B2) Từ Pv vẽ đường thẳng phương Δ” véc tơ V B (Δ” // Δ) Giao điểm Δ’ Δ” mút b2 véc tơ V B V B A Pv b : biểu diễn cho V B a b2 biểu diễn cho V B A B đối Vận tốc tuyệt điểm B2 là: V B2 = PV b2 kv Trên họa đồ vận tốc: PV b2 = là: VB2 =49,71.0,15 = 7,46 ( 49,71 (mm) nên vận tốc tuyệt đối điểm B m ) s Vận tốc quay tương đối điểm B2 quanh A2 là: VB2 A2 = a2b2.kv S2 Trên họa đồ vận tốc: a2b2 = quanh A2 là: VB2 A2 = 27,16.0,15 =4,07 ( 27,16 (mm) nên vận tốc quay tương đối điểm B m ) s Vận tốc góc khâu là: S2 ω2 = V B2 A2 l A2 B2 = 4,07 = 2,035 2,0 ( rad ) s A2 A2 0 CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 - 25 -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on Hình 2.4: Họa đồ vận tốc quay lược Đồ động cấu vị trí OA10B10 Hình 2.5:lược đồ cấu di chuyển lực đặt vào khâu dẫn vị trí OA10B10 B, Xây dựng đồ thị M c = M c (ϕ ) ( M tt = M tt (ϕ ) ) Dựa vào số liệu bảng ta xây dựng đồ thị M c = M c (ϕ ) Lấy l = 120(mm) đoạn thẳng trục hoành độ(trục góc quay ϕ ) ứng với vịng quay tay quay Khi tỷ lệ xích góc quay là: 2π 2π rad kϕ = = = 0,052( ) l 120 mm N m ) kM tỷ lệ xích trục mơ men: chọn k M = 100( mm Vẽ đồ thị: Kẻ hệ trục tọa độ với trục tung thể giá trị mô men thay M tt với tỷ lệ xích k M , trục hồnh có chiều dài l = 120(mm) thể 12 vị trí tương ứng 12 vị trí cấu hành trình làm việc tay quay OA quay hết vòng quay với tỷ lệ xích kϕ trục hồnh 12 vị trí có tổng chiều dài l = 120( mm) nên vị trí cách khoảng 10 mm, ta có bảng sau, với vị trí O ứng với gốc tọa độ Bảng 4: Tọa độ momen thay Mtt 12 vị trí đồ thị Vị 10 11 12 trí Xφ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 12 mm YMtt 30,0 49,8 53,8 43,5 23,7 8, 15,3 18,6 16,9 10, 0 52 3 mm Y Sau ta ta thể tọa độ bảng lên hệ trục tọa độ OX ϕ Y , ta nối chúng lại với đường cong liên tục ta đồ thị thể mô men thay cấu tay quay OA quay hết vòng quay CKCTM_ K57 Created on 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 O 10 11 12 xf - 26 -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on Hình 2.5: đồ thị thể mô men thay cấu tay quay OA quay hết vòng quay 2, Xây dựng đồ thị công cản (Ac), công động (Ađ) Đồ thị công cấu xây dựng cách tích phân đồ thị Mc = M c (ϕ ) : 2π Ac = ∫ M c dϕ (25) • Trình tự tích phân đồ thị thực theo bước sau: -Vẽ hệ trục tọa độ phía đồ thị momen thay , cho trục tung (y A) trùng với trục tung đồ thị Mc; trục tung thể giá trị cơng đơng, cơng cản Trục hồnh ( xϕ ) đồ thị momen từ điểm (1,2,…12) kẻ đường thẳng song song với trục tung cắt trục hoành ( xϕ ) đồ thị công điểm (1,2,….12) Ta đoạn thẳng (1-1,2-2,….12-12) song song với trục tung - Trên trục hoành đồ thị M c = M c (ϕ ) lấy trung điểm khoảng chia (0,1)… (11,12) 12 điểm (1’,2’,….12’) Từ điểm (1’…12’) kẻ đường thẳng song song với trục tung cắt đồ thị M c = M c (ϕ ) điểm (a1, a2,….,a12), sau từ điểm (a1,…,a12) kẻ đường song song với trục hoành cắt trục tung điểm (b 1, b2, ….,b12) - Bên trái điểm O, trục hoành đồ thị M c = M c (ϕ ) lấy điểm Pv cách O khoảng H=25mm Nối Pv với 12 điểm (b1, b2,….,b12) trục tung YM tt - Trên đồ thị công, xuất phát từ gốc tọa độ O, kẻ đường thẳng song song với P vb1 cắt đường 1-1 điểm C1, từ C1 kẻ đường song song với Pvb2 cắt 2-2 C2, từ C2 kẻ đường CKCTM_ K57 Created on 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 - 27 -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on song song với Pvb3 cắt 3-3 C3, … Cứ làm vị trí thứ 12 ta thu đường gấp khúc OC1C2C3….C12 – đường thể gần giá trị công cản Ac Nối điểm gấp khúc lại đường cong liên tục ta đồ thị Ac = Ac (ϕ ) ( hình 2.6) YA c5 c6 c7 c8 c9 c12 c10 c11 c4 c3 c2 c1 O 10 11 12 xf Hình 2.6: đồ thị Ac = Ac (ϕ ) => Tỷ lệ xích đồ thị tích phân k A = k M kϕ H = 100.0,052.35 = 182( J ) mm Nối điểm đầu (O) điểm cuối (C12) đồ thị công cản Ac = Ac (ϕ ) đường thẳng, ta đồ thị công phát động: A đ = Ađ (ϕ ) momen động thay số: M đ = const (chưa biết trị số) Nhưng cơng momen khơng đổi bằng: Ađ = Mđ ϕ (26) Nghĩa công lực phát động A đ tỉ lệ với góc ϕ hệ trục tọa độ OX ϕ Y A đồ thị Ađ = Ađ (ϕ ) phải biểu thị đường thẳng Ngồi ra, sau tồn chu kì làm việc máy, công động công cản: Ađ = Ac (27) Vì đồ thị A đ = Ađ (ϕ ) đường thẳng nối điểm đầu điểm cuối đồ thị Ac = Ac (ϕ ) (ở đầu cuối chu kì Ađ = Ac)( hình 2.7) YA CKCTM_ K57 Created on 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 O 10 11 12 xf - 28 -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on Hình 2.7: đồ thị Ađ = Ađ (ϕ ) Trị số momen phát động xác định cách vi phân đồ thị Ađ = Ađ (ϕ ) Muốn vậy, từ điểm Pv đồ thị M c = M c (ϕ ) ta kẻ tia song song với đường thẳng Ađ = Ađ (ϕ ) tới cắt trục tung đồ thị Mc điểm m Tung độ Om biểu thị momen động Mđ với tỷ lệ xích kM Khi giá trị mơ men động:Mđ = Om.kM Trên trục tung đồ thị M c = M c (ϕ ) ta đo khoảng cách Om =16,22 (mm) nên ta xác định giá trị mô men động: Mđ = Om.kM =16,22.100 = 1622 ( N m) Y a3 a2 a4 a5 M c (ϕ ) a1 a a7 P O H a8 c5 a9 a10 a11 a12 10 11 12 c8 c9 c6 c c12 c10 c11 c4 c3 c2 c1 CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 xf - 29 -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on Hình 2.8: đồ thị Ac = Ac (ϕ ) , đồ thị Ađ = Ađ (ϕ ) Đồ thị ΔE = ΔE( ϕ ) (Đồ thị biến thiên động ΔE = A) Có ΔE = A = Ađ – Ac (28) Trong đó: Ađ công lực phát động Ac công lực cản A công máy Đồ thị ΔE = ΔE( ϕ ) xây dựng phương pháp trừ đồ thị công động Ad(φ) đồ thị công cản AC(φ) Chú ý: Nếu Ađ > Ac ΔE dương Ac > Ađ ΔE âm => Xây dựng dồ thị ΔE= ∆E (ϕ ) với tỉ lệ xích: k E = kA= 182 J mm * Cách vẽ đồ thị ΔE = ΔE( ϕ ): Vẽ hệ trục tọa độ phía đồ thị công động, công cản cho trục tung (Y ΔE) kéo dài trùng với trục tung đồ thị công, thể giá trị độ biến thiên động (ΔE) Tại điểm trục hoành đồ thị công kẻ đường song song với trục tung căt trục hoành đồ thị ΔE = ΔE( ϕ ): điểm (1,2,…,12) Tại vị trí đồ thị công lấy giá trị công động trừ giá trị công cản ta độ biến thiên động (ΔE = Ađ1 – CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 - 30 -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on Ac1; ΔE2 = Ađ2 – Ac2; ΔE3 = Ađ3 – Ac3;…; ΔE12 = Ađ12 – Ac12 ) Ta vẽ giá trị ΔE1… ΔE12 lên hệ trục tọa độ vừa vẽ tương ứng với 12 vị trí Sau nối tọa độ lại đường cong liên tục ta đường cong – đường cong thể độ biến thiên động cấu tay quay quay hết vịng quay(hình 2.9) Bảng 5: Tọa độ đồ thị ΔE = ΔE( ϕ ): Vị trí 10 11 12 Xφ mm 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 11 120 2,42 -3,51 -12,14 -20,13 -23,73 -18,66 -13,15 -10,2 -8,69 -7,43 -5,03 10 11 12 YΔE mm Y∆E Xϕ ` Hình 2.9:đồ thị ΔE = ΔE( ϕ ) Xác định momen quán tính quy đổi xây dựng đồ thị Jtt = Jtt(ⱷ) - Quy đổi khối lượng khâu cấu khâu dẫn, chọn khâu dẫn khâu quy đổi - Mơ men qn tính thay cấu tính thơng qua biểu thức động năng: động khâu thay tổng động cấu: Ttt = Tcc (29) Khâu thay khâu dẫn chuyển động quanh trục cố định nên động khâu thay là: Ttt = J tt ω12 (29.a) Trên cấu gồm khâu chuyển động quay quanh trục cố định, khâu chuyển động song phẳng khâu chuyển động tịnh tiến nên động cấu là: CKCTM_ K57 Created on 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 - 31 -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on Vi ω i2 (29.b) Tcc = ∑ mi + ∑ Ji 2 Trong đó: ω i Vi vận tốc góc khâu vận tốc trọng tâm khâu i J i mơ men qn tính khâu i trọng tâm khâu i Từ (29), (29.a), (29.b) ta có: ω12 J tt => ω12 J tt = + V2 m1 = Vi ∑ mi ω12 J 01 n ωi2 ∑ Ji n + + m2 VS22 + J S2 ω2 + m3 VB2 + J3 ω32 Trong đó: Khâu chuyển động quay quanh trục cố định vận tốc khâu => m1 V12 =0 ω32 Khâu chuyển động tịnh tiến nên ω = => J =0 => J tt ω12 = ω12 J 01 + m2 VS22 + ω2 J S2 Chia vế phương trình (14) cho J tt = J 01 +  VS m2   ω1  Lại có: ω1 = ω2 =     + ω J S2  ω      + VB2 m3 ω12 ta được: + V m3  B ω   (29.c)    VA lOA V AB l AB Thế vào pt (29.c) CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 - 32 -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 => J tt  VS m l   VA  = J 01 + Mà: SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on 2 OA     + l  J S2  OA  l   AB  V  AB V  A VS2 = PvS2.kv     V m l  B V  A + OA   (29.d)   VB = Pvb.kv VA = Pva.kv => J tt P s  m l  V   p a  V  = J 01 + 2 OA l  J S2  OA  l   AB  +  ab   Pa   v  + P b m l  V  (29.e) P a  V  OA Sử dụng kết bảng liệu cho thay vào cơng thức ta tính mơ men thay 12 vị trí tay quay Ví dụ : Ta tính mơ men thay cấu vị trí số (OA1B1) Ta có : m1 = 150 kg,m2 = 245 kg, m3 = 500 kg J 01 =15 (kg.m2 ), JS2 = 90 (kg.m2 ) lOA = 0,25 m, lAB = 2,0 m Sử dụng kết bảng số ta có: Pv a1 = 25(mm), Pv b1 = 13,86(mm), a1b1 = 21,71(mm) số liệu cho thay vào (29.e) ta được: J tt = J 01 + Ps  m l  V  p a   V 1 2 OA + l  J S2  OA  l   AB   0,25   19,14  = 15 + 150.0,25 2.   + 90.  25   2,0  = 34,80 (kg.m2 ) 2 ab   1  Pa   v 1 + Pb  m l  V  P a   V 1 2 OA  21,71   13,86    + 500.0,25    25   25  Các vị trí cịn lại tính tương tự ta thu bảng sau: Bảng 6: mô men thay cấu 12 vị trí tay quay Vị trí 10 11 Mtt kg.m2 22,88 34,80 55,79 61,56 48,89 30,82 22,88 30,82 48,89 61,56 55,79 34,80 CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 - 33 -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on  kg.m  * Xây dựng đồ thị J tt = J tt ( ϕ ) với tỉ lệ xích k J = 2  mm     - Sử dụng kết bảng ta vẽ đồ thị J tt = J tt ( ϕ ) Dựng hệ trục tọa độ nằm phía bên phải trục tung đồ thị M c = M c ( ϕ ) cho trục tung (YJtt) vng góc với trục tung YMc thể giá trị Jtt, trục hoành ( xϕ ) xây dựng tương tự trục hoành đồ thị M c = M c ( ϕ ) - Vẽ tọa độ Jtt với tỉ lệ xích k J hệ trục tọa độ vừa vẽ tương ứng vị trí.Nối điểm lại với đường cong liên tục ta đồ thị J tt = J tt(ϕ ) Bảng 5: Tọa độ Jtt đồ thị Vị 10 11 12 trí 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Xφ m m YJ tt 11,4 17,4 27,9 30,7 24,4 15,4 11,4 15,4 24,4 30,7 27,9 17,4 11,4 4 CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 - 34 -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on O 10 11 12 xf Hình 2.11: đồ thị J tt = J tt (ϕ ) Xây dựng đồ thị ∆E = ∆E ( J tt ) (đồ thị Vitenbao) Xây dựng đồ thị ∆E = ∆E ( J tt ) cách khử ϕ đồ thị J tt = J tt(ϕ ) đồ thị ΔE = ΔE( ϕ ): - Từ điểm đồ thị J tt = J tt (ϕ ) ta kẻ đường thẳng song song với trục hoành đồ thị - Tương tự từ điểm đồ thị ΔE = ΔE( ϕ ) ta kẻ đường thẳng song song với trục hoành đồ thị ΔE = ΔE( ϕ ) Nối giao điểm đường nằm ngang thẳng đứng đường cong liên tục ta đồ thị ∆E = ∆E ( J tt ) Trong chu kì chuyển động bình ổn đồ thị đường cong CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 - 35 -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on kín.Tỉ lệ xích kE kJ đường cong khối ∆E = ∆E ( J tt ) tỉ lệ xích kE đồ thị ΔE = ΔE( ϕ ) tỉ lệ xích kJ đồ thị J tt = J tt(ϕ ) Y O P YA c5 c6 c7 c8 c9 c10 c11 c12 c4 10 11 12 c3 c2 c1 xf O O 10 11 12 xf 10 11 12 xf CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 - 36 -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on Hình 2.10: đồ thị ∆E = ∆E ( J tt ) 6, Xác định mơ men qn tính bánh đà từ đồ thị ∆E = ∆E ( J tt ) Tính góc ψmax, ψmin hợp bới tiếp tuyến đồ thị ΔE = f(Jtt) qua công thức: tgψ max = kJ ω (1+ δ ) 2k E tgψ = kJ ω (1− δ ) 2k E (30) (31) Trong đó:  kJ, kE tỉ lệ xích đồ thị J tt = J tt(ϕ ) ΔE = ΔE( ϕ )  ωtt vận tốc góc khâu quy đổi, có độ lớn ωtt = ωOA = 31.4( rad/s)  δ hệ số chuyển động không đặc trưng cho mức độ quay không khâu quy đổi, δ= 0,035 thay δ= 0,035; k M = 100( N m  J   rad  ) ; k E = 182  ; ω1 = 32,45  vào công thức (30) mm  mm   s  (31) ta tgψ max = kJ 32,45 2.(1 + 0,035) =5,99 ω12 (1+ δ ) = 2k A 2.182 tgψ = kJ 32,45 2.(1 − 0,035) =5,58 ω12 (1− δ ) = 2k E 2.182 ⇒ ψ max =arctg(5,99)= 80 52’ ψ =arctg(5,58) =79 84’ CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 - 37 -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on - Kẻ tiếp tuyến đường cong ∆E = ∆E ( J tt ) cho tiếp tuyến hợp với chiều dương trục hoành (xj) góc lần lượt: ψ max ,ψ cắt trục ΔE điểm m n Đo đoạn m − n , sau thay vào cơng thức tính momen quán tính bánh đà: Jv = m − n k E ωtb δ (32) Bài ta đo đoạn m − n = 137,99 137,99.182 = 681,43 (kg.m2) 32,45 2.0,035 ? max ? 137.99 =>Jv = (mm) CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 - 38 -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 - 39 -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 ... 24/9/2014 23:10:00 - 40 -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on CKCTM_ K57 Created a9/p9 on 24/9/2014 23:10:00 - 41 -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00... 23:10:00 xf - 29 -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on Hình 2.8: đồ thị Ac = Ac (ϕ ) , đồ thị Ađ = Ađ (ϕ ) Đồ thị ΔE = ΔE( ϕ ) (Đồ thị biến thiên động... -ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY 24/9/2014 23:10:00 a9/p9 SV: LƯƠNG VĂN LỰC 575962Created on O 10 11 12 xf Hình 2.11: đồ thị J tt = J tt (ϕ ) Xây dựng đồ thị ∆E = ∆E ( J tt ) (đồ thị Vitenbao) Xây dựng đồ