Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo Cơ cấu máy xọc
Hớng dẫn : Nguyễn Đức Chấn Học viện kỹ thuật quân sự Khoa Cơ Khí - Bộ MôN Cơ Học MáY ---oOo--- Thuyết minh đồ án môn học nguyên lý máy Giáo viên hớng dẩn : Ts. Nguyễn Đức Chấn Học viên thực hiện : Phan Nguyên Nhuệ Lớp : KTQK38 Đề bài : Cơ cấu máy xọc Phơng án : I-A Học viên : Vũ Mạnh Thắng Hớng dẫn : Nguyễn Đức Chấn Học viên : Vũ Mạnh Thắng STT Thông số Ký hiệu Giá tri Đơn vị 1 Mô đun bánh răng 1 mI 3 mm 2 Mô đun bánh răng 2 mII 9 mm 3 Số bánh răng 1 Z4 23 4 Số bánh răng 2 Z5 46 5 Hệ số tăng tốc k 2 6 Hành trình đầu xọc H 100 mm 7 Chiều dài giá 02 và 03 lO203 150 mm 8 Khoảng cách giữa 03 và S3 l03S3 125 mm 9 a 50 mm 10 Khối lợng khâu 3 2 o 3 m 16 kg 11 Js3 0,14 Kg.m 12 Tỷ lệ khoảng cách l l BO BC 3 1 13 Tỷ lệ khoảng cách l l BC Bs4 0.5 14 Khối lợng khâu 4 4 m 2 kg 15 Khối lợng khâu 5 5 m 32 kg 16 b 50 mm 17 c 120 mm 18 Hệ số chuyển động không đều 1/25 19 Hành trình của cần lắc max 15 Độ 20 Góc truyền động cực tiểu min 45 Độ 21 Góc đi xa d 60 Độ 22 Góc đứng xa x 0 Độ 23 Góc về gần v 60 Độ 24 Chiều dài cần lắc l D04 125 mm Hớng dẫn : Nguyễn Đức Chấn Nội dung cần hoàn thành: Phần I : Tổng hợp cơ cấu thanh toàn khớp thấp. Phần II : Phân tích động học cơ cấu thanh toàn khớp thấp tại 14 vi trí. Phần III : Phân tích lực học cơ cấu tại các vị trí đã cho. Phần IV : Phân tích động lực học cơ cấu tại các vị trí đã cho. Phần V : Tổng hợp cơ cấu cam phẳng. Phần VI : Nghiên cứu hệ bánh răng dẫn động Phần I : Tổng hợp cơ cấu toàn khớp thấp I.1.Cấu trúc cơ cấu: I.1.1. Các khâu: Số luợng khâu n =5, ta quy ớc nh sau: Khâu 0: giá. Khâu 1: tay quay OA. Khâu 2: con trợt A. Khâu 3: Culit ACB. Khâu 4: Thanh truyền BC Khâu 5: Dao xọc CD. I.1.2. Các khớp động: Khớp 1 : khớp quay giữa giá với tay quay O 2 A. Khớp 2 : khớp quay giữa tay quay O 2 A với con trợt A. Khớp 3 : khớp trợt giữa con trợt A với culit A O 3 B. Khớp 4 : khớp quay giữa culit A O 3 B với giá. Khớp 5 : khớp quay giữa culit A O 3 B với thanh truyền BC. Khớp 6 : khớp quay giữa thanh truyền BC với dao xọc D. Khớp 7 : khớp trợt giữa dao xọc với giá. I.1.3. Bậc tự do: Cơ cấu có : số khớp thấp p 5 =7; số khớp cao p 4 =0 Vậy bậc tự do của cơ cấu là: W = 3n - 2p 5 - p 4 = 3.5 - 2.7 = 1 I.1.4. Xếp hạng cơ cấu: Cơ cầu gồm các nhóm axua : Nhóm 2 tay (khâu 4, khâu 5, khớp 5, khớp 6, khớp 7): hạng 2. Nhóm 2 tay (khâu 2, khâu 3, khớp 2, khớp 3, khớp 4): hạng 2. Vậy cơ cấu máy xọc là cơ cấu hạng 2. I.1.5. Hoạt động của máy và lợc đồ cơ cấu: Dẩn động từ động cơ vào bánh răng z 4 của hệ vi sai, làm bánh răng z 5 quay, con trợt A đợc lắp vào bánh răng z 5 bằng khớp loại 5. Chuyển động quay của bánh răng z 5 gây chuyển động lắc cho thanh lắc AO 3 B qua khâu BC làm đầu xọc chuyển động lên xuống.( Cam O 2 tạo chuyển động lắc cho hệ thống các thanh CO 4 O 4 D và DE và bánh cóc. Do đó sau một hành trình của đầu bào, có một chuyển động đa phôi P vào vị trí cắt. Theo dữ kiện đầu bài, quy luật của lực cắt tác dụng lên đầu bào (lực cản) đợc coi là hằng số và quy luật biến thiên gia tốc góc của cần lắc CO 4 là quy luật hình sin. Trong quá trình làm việc Học viên : Vũ Mạnh Thắng Hớng dẫn : Nguyễn Đức Chấn sẽ xuất hiện lực quán tính ở các khâu, đặc biệt là ở đầu bào. Các khớp quay cũng chịu áp lực động nên khâu dẫn không còn quay đều nh giả thuyết nữa.) I.2.Tổng hợp hình học : I.2.1. Tóm tắc yêu cầu: a) Các số liệu đã biết: Hành trình đầu dao xọc: H = 100(mm) Tỉ số chiều dài = l l BO BC 3 = 1 Tỉ số chiều dài P = 4 Bs BC l l = 0,5. b) Cần xác định : Chiều dài culit đoạn O 3 B ( l O3B ). Chiều dài tay quay O 3 A ( l O2A ). Chiều dài của giá BC (l BC ) . Khoảng cách từ C đến phơng trợt xx của dao xọc ( l O2D = h) I.2.2. Thực hiện: Phơng trợt xx của con trợt F đợc đặt ở giữa đoạn biểu thị độ võng NQ của cung quay của B, vì khi đó giá trợt chịu áp lực pháp tuyến nhỏ nhất. Khi cần lắc ở vị trí biên thì đầu xọc cũng ở vị trí biên tơng ứng. Vậy ta có thể tính đợc nh sau: Hệ số khâu k=2 Hành trình của khâu 5 là H=100mm 0203 150 l = mm 03 3 125 S l = mm Khoảng cách từ 3 S đến 3 O A là a= 50 m Trong đó 3 S là khối tâm của khâu 3 Tính hệ số năng suất : K= + 0 0 180 180 1 1 .180 0 + = k k 60 = o Ta có: 2 sin. 020302 ll A = 0 02 150.sin 30 A l = l A02 =75mm 0 03 sin2 H l B = 0 03 100 2sin 30 B l = 03 100 B l = mm BC l = 3O B l =100 mm d = 0.05H = 5 mm Khoảng cách từ 03 đến phơng trợt của khâu 5: h= + o 3 3 .cos30 2 o b o b = + o 100 100 cos30 2 = 93,3(mm) Kết quả ta thu đợc bảng sau: Học viên : Vũ Mạnh Thắng Hớng dẫn : Nguyễn Đức Chấn Thông số l O2A (mm) l O3B (mm) l BC (mm) d(mm) h(mm) (độ) Giá trị 75 100 100 5 93,3 60 Chọn à l = 0.00125 (m/mm) ta đợc : Khoảng cách l O2A (mm) l O3B (mm) l BC (mm) d (mm) h (mm) l O2O3 (mm) Giá trị 60 80 80 4 74,64 120 Bài toán vị trí: Ta xét 12 vị trí của cơ cấu. 2 vị trí biên là 2 vị trí ứng với lúc xuất hiện và kết thúc lực công nghệ. (Tơng ứng vị trí 9 và 1) Khi đầu xọc chuyển động xuống cách vị trí biên trên một đoạn bằng 0.05H (vị trí 10) thì xuất hiện lực cắt và cách biên dới một đoạn 0.05H (vị trí 2 ) thì kết thúc lực cắt. Các vị trí khác chọn sao cho con trợt A phân bố tơng đối đều trên quỹ đạo của nó. Có thể vẽ cơ cấu ứng với vị trí bất kỳ của tay quay O 2 A nh sau: Chọn tâm 02 phù hợp với bản vẽ .Từ 02 dựng đờng tròn tâm 02 , bán kính 02A= 75 mm Dựng 0203 theo phơng ngang có chiều dài 100 mm Từ 03 dựng tiếp tuyến với đờng tròn (02; 02A) lần lợt các tiếp điểm là A1 và A9 Từ 03 dựng đờng tròn bán kính 80 mm .Nó sẽ cắt A103 tại B1 và cắt A903 tại B 9 Dựng đờng thẳng đứng yy cách 03 một khoảng 80mm về phía điểm B. Từ B1 và B 9 vẽ các đờng tròn bán kính 74,64 mm cắt yy tại các điểm C1 và C9. B1 là vị trí thấp nhất của B. C1 là vị trí thấp nhất của C. . B 9 là vị trí cao nhất của B. C9 là vị trí cao nhất của C. Vậy C1C9 là hành trình của khâu 5 Trên C1C9 lấy C1C2= d =4 mm.Đờng C203 cắt đờng tròn (02;02A) tại A2 Trên C9C1 lấy C9C8=d=4 mm.Đờng C9C8 cắt đờng tròn (02;02A) tại A8 0203 cắt đờng tròn (02;02A) tại 2 diểm là A5 và A11 Ta tìm đợc C 5 trùng với C 11 Chia cung A1A11 thành 2cung bằng nhau bởi điểm 12. Chia cung A9 A11 thành 2 cung bằng nhau bởi điểm 10. Chia cung A2A5 thành 3 cung bằng nhau bởi điểm 3; 4. Chia cung A5A8 thành 3 cung bằng nhau bởi điểm 6; 7. Từ các điểm 3; 4; 6; 7; 10 và 12 ta tìm đợc các điểm C tơng ứng. Vậy ta có 12 vị trí của C tơng đơng với 12 vị trí của A Bản vẽ họa đồ 12 vị trí của máy xọc đợc xác lập. Giả sử vẽ vị trí 1 của cơ cấu khi, đó OA hợp với phơng ngang góc = 60 : Hình vẽ: Vị trí 1 của cơ cấu Học viên : Vũ Mạnh Thắng Hớng dẫn : Nguyễn Đức Chấn phần II: Phân tích động học cơ cấu thanh toàn khớp thấp Các số liệu đã biết: Vận tốc góc tay quay O 2 A: 1 = 10 30 n = /3 (m.s -1 ) Cần xác định: Vận tốc các điểm trên cơ cấu. Gia tốc các điểm trên cơ cấu. Phơng pháp: sử dụng phơng pháp véctơ họa đồ. Thực hiện: Chọn khâu dẫn là tay quay OA. Chiều quay của tay quay OA đợc chọn sao cho trong quá trình thanh truyền BC chịu lực kéo, quá trình đợc tiến hành từ trái sang phải vậy chọn tay quay OA quay ngợc chiều kim đồng hồ. Ta dựng hoạ đồ vận tốc và họa đồ gia tốc cho vị trí 3, các vị trí khác có thể làm tơng tự. Vận tốc: Xét cơ cấu ở vị trí 2. 0 3 A = cos 2 322 2 32 2 2 OOAOOOAO + = 0,16665 (mm). Ta có: 785,0075,0. 3 .10 211 === AOV A (m/s) 3A V = 2A V + 23 AA V (1.1) Vuông góc với 03A Vuông góc với 02A Song song với 03A Theo chiều quay 1 3 . l A03 l A021 . Học viên : Vũ Mạnh Thắng Hớng dẫn : Nguyễn Đức Chấn (? ) 0,785 (m/s) ( ?) Chọn tỷ lệ xích = à v 0,0262 ( ms -1 /mm) Lấy điểm p bất kỳ .Dựng pa 2 0 2 A. Véc tơ 2 pa biểu diễn vận tốc 2A V pa 2 = 30 (mm) từ a 2 dựng a 2 x // 0 3 A từ p dựng pt 0 3 A a 2 x pt = a 3 2 pa biểu diễn 2A V Vẽ họa đồ vận tốc vị trí 2: Trên hoạ đồ đo đợc a 2 a 3 = 27(mm) pa 3 = 13,08 (mm) Vậy V A3 = 13,08. 0,0262 = 0,3427 ( m/s) A V A 03 3 32 == = 0,3427 2,056(1/ ) 0,16665 s= V AA 23 = 27 . 0,0263 = 0,71 ( m/s) Mặt khác 3B V = 4B V Do đó Học viên : Vũ Mạnh Thắng Hớng dẫn : Nguyễn Đức Chấn 5C V = 4B V + 45BC V (1.2) Thẳng đứng Xác định bằng Vuông góc BC (?) đồng dạng thuận ( ?) Dựng pb 4 = 7,85 (mm ) theo phơng vuông góc với 03B . 4B pb biểu diễn 4B V Dựng xx qua b 4 vuông góc với BC Qua p dựng yy theo phơng thẳng đứng xx yy = c 5C pc biểu diễn C V Vẽ họa đồ vận tốc của phơng trình 1 Theo hoạ đồ ta đo đợc 5C pc = 6,86(mm); 54 cb = 3,54 (mm) Vậy V C = 6,86 . 0,0263 = 0,18 (m/ s) CB = = 3,54.0,0262 0,93(1/ ) 0,1 s Tâm S 3 của khâu 3 có 0 3 S 3 = 0,125( m) Suy ra V S 3 = 0 3 S 3 . 3 = 0,125 . 2,056 V S 3 = 0,257 ( m/s). Bài toán gia tốc: n A a 3 + t A a 3 = n A a 2 + c AA a 32 + r AA a 32 (1.3) Chiều từ A đến 0 3 Vuông góc Từ A đến 0 2 Chiều 23 AA V quay Song song với A0 3 theo chiều 2 0 90 theo chiều 2 với A0 3 l A03 2 3 . ( m/ s 2 ) l A033 . l A02 2 1 . V AA 232 . .2 0,7m/ s 2 ) (?) 8,22(m/ s 2 ) 2,89(m/ s 2 ) (?) Chọn tỉ xích gia tốc à a = 0,274 ( m/ s 2 / mm) Ta vẽ hoạ đồ theo (1.3) Học viên : Vũ Mạnh Thắng Hớng dẫn : Nguyễn Đức Chấn Chọn diểm p phù hợp trên bản vẽ.Từ p dựng p a 2 = 30 mm hớng từ A vào 0 2 Từ a 2 dựng a 2 c theo chiều VA3A2 quay 90 0 độ theo 2 với a 2 c = 10,65 mm Qua c dựng cc // 0 3 A Từ p dựng pa n 3 = 2,55 mm theo chiều từ A tới 0 3 Qua n 3 dựng đờng nn vuông góc với 0 3 A Giao điểm cc với nn là a 3 Véc tơ 33 aa n biểu diễn t A a 3 Từ hoạ đồ ta có đợc 33 aa n = 16,35mm Vậy = a t A3 16,35 . 0,274 = 4,48 (m/ s 2 ) Do đó 3 3 03 4,48 26,88 0,16665 t A A a l = = = (1/ s 2 ) Mặt khác ta lại có c a = n B a 4 + n CB a + t CB a (1.4) Học viên : Vũ Mạnh Thắng Hớng dẫn : Nguyễn Đức Chấn Thẳng đứng Xác định bằng Từ C tới B Vuông góc CB đồng dạng thuận l CBCB . 2 (?) (?) 0,086( m/ s 2 ) Vẽ hoạ đồ theo (1.4) Dựng pb = 9,93 (mm) .Xác định theo đồng dạng thuận , chiều từ B tới 0 3 Vì a n CB rất nhỏ nên ta có thể bỏ qua thành phần này khi biểu diễn nó trên học đồ Qua b dựng nn vuông góc với CB Từ p dung p c theo phơng thẳng đứng Giao điểm của nn và p c là c 5 Véc tơ 5 pc biểu diễn 5C a Từ hoạ đồ ta có 5 pc = 9,32 (mm) vậysuy ra = a C5 9,32. 0,274 = 2,55(m/ s 2 ) Gia tốc của điểm S 3 xác định bằng đồng dạng thuận _biểu diễn trên học đồ Đo đợc trên học đồ 3 ps =12,38. Vậy 3 12,38.0,274 3,39 S a = = (m/ s 2 ) Làm tơng tự đối với 12 vị trí còn lại của cơ cấu. Ta có bảng tổng hợp vận tốc và gia tốc 12 vị trí Học viên : Vũ Mạnh Thắng [...]... lực Lực cản kỹ thuật Pc = 2500 N m3 = 16 kg m4 = 2 kg J J S3 S4 =0,14 Kg m2 =0,002 Kgm2 m5 = 40 kg Tách cơ cấu thành các nhóm A xua 1 Nhóm 1: Khâu 5 và khâu 4 2 Nhóm2: Khâu 3 và khâu 2 3 Nhóm 3:Khâu 1 1.Xét cơ cấu ở vị trí thứ 11 3 = 0 (1/s2) a5 = 0,69 (m/s2 ); Hớng lên as3 = 13,73 (m/s2) Lúc này cơ cấu không chịu tác dụng của lực công nghệ Ta xét cân bằng của từng nhóm a.với nhóm 5-4 Các lực tác dụng... 0 tag 23.46.cos 200.tag 200 Phần v tổng hợp cơ cấu cam Cho: Cơ cấu cam cần lắc,đáy con lăn Dạng quy luật chuyển động của cần lắc theo phơng án A Ta đã có đồ thị gia tốc của cần O4D Chiều quay của cam:Theo chiều kim đồng hồ Góc lắc cực đại: Max = 15o Góc truền động cực tiển: min = 50o Chiều dài cần: lcần = lO4D = 125 (mm) d = 600 = 0 v = 60o x Tìm cơ cấu cam để khi cam quay cần thực hiện thao qui... lại kết quả Ta có: M cb + P 3 VS 3 + Fqt 3 V S 3 + M 3 3 + P4 V 1 Mcb = 26,167 (Nm) Sai số: = 3,34% S4 + Pqt 4 V S 4 + M 4 + Pqt 5 V5 + P5 V5 = O 4 2.Xét cơ cấu ở vị trí thứ 6 3 = -4,7307 1/s2 a5 = - 0,7163 m/s2 as3 = 1,5729 m/s2 Lúc này cơ cấu chịu tác dụng của lực công nghệ PCN = 2500 (N) Ta xét cân bằng của từng nhóm a.với nhóm 5-4 Học viên : Vũ Mạnh Thắng Hớng dẫn : Nguyễn Đức Chấn Các lực tác... phân Mc để tìm ra Ac Với 0H = 20 mm à Ta có A à à =0H M = 3,72 (N / mm) Vì máy chuyển động bình ổn nên phơng trình chuyển động dới dạng công trong một chu kỳ có thể viết Ađ + Ac = 0 Tìm ra E = Ađ - Ac Ta dựng đồ thị E = E( ) à =à Với E =3,72 (N / mm) A J 3 Tính và vẽ đồ thị t ( ) Mô men quán tính thu gọn về khâu dãn của cơ cấu J t 2 2 n vsi i 1 mi + J si i= 1 1 = J Tính giá trị... Hai tiếp tuyến cắt trục E tại a và b Ta đo đợc ab = 29,8425 (mm) J Bd = [ tg à Max ab ] tg ] [ J = 0,008.29,8425 = 25,3979 (kgm2) 0,1226 0,1132 Min Do đó ta có: J Bd =25,3979 kgm2 Phần vii Tổng hợp cơ cấu bánh răng I xáC định CáC KíCH THƯớc của cặp báng răng Các kích thớc của từng bánh răng cũng nh các kích thớc chung của cặp bánh răng, phụ thuộc vào số răng z4 và z5 của các bánh răng, môđun ăn khớp... M CB = 10,472 + 1,73.0,3324 cos 42,140 0,0209.0,5873 + 3,184.0,3297 + 392,4.0,3297 2500.0,3297 732,9065 M CB = = 69,9873( Nm) 10,472 Mcb = 69,9873(Nm) Sai số: = 2,13% Phần VI: động lực học cơ cấu Cho m3 = 25 (kg) Js3 = 0,4 (kgm2) m4 = 2 (kg ) Js4 = 0,002(kgm2) m5 = 40 (kg) hệ số không đều cho phép của khâu dẫn =1/25 lực cản công nghệ Pc =2500(N) vận tốc khôi tâm các khâu Tìm J Bd TB = ... thuyết; z 46 i4,5 = 4 = 5 = =2 5 z4 23 = i5,4 = = 5 z4 23 = = = 0,5 4 z5 46 Học viên : Vũ Mạnh Thắng Hớng dẫn : Nguyễn Đức Chấn x là khoảng cách từ tiếp điểm N1 (giữa đờng ăn khớp lý thuyết với vòng cơ sở của bánh răng thứ nhất) đến điểm ăn khớp Theo công thức trên ta tính đợc trị số 1 , 2 và lập thành bản sau: Đo chiều dài e trên hình, thay vào công thức trên và mỗi lần thay đổi x một khoảng trong... theo công thức và ta thu đợc bản kết quả sau: Bớc răng trên vòng chia t = m = 9.3,14159= 28,27433 mm Bán kính vòng chia m.z4 9.23 rc 4 = = = 103,5 mm 2 2 m.z5 9.46 rc 5 = = = 207 mm 2 2 Bán kính vòng cơ sở rO 4 = rC 4 cos = 103,5.cos 200 = 97, 25819 mm rO 5 = rC 5 cos = 207.cos 200 = 194,51637 mm 1 1 s4 = s5 = s = t = 28,27433 = 14,13717 mm 2 2 ' ri 4 = rc 4 m f 0 + c0 = 103,5 9 ( 1 + 0, 25 ) = . Học viện kỹ thuật quân sự Khoa Cơ Khí - Bộ MôN Cơ Học MáY ---oOo--- Thuyết minh đồ án môn học nguyên lý máy Giáo viên hớng dẩn : Ts. Nguyễn Đức Chấn Học