Đang tải... (xem toàn văn)
Trong thời kì công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước hiện nay thì ngành công nghiệp đóng một vai trò quan trọng. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền khoa học kỹ thuật thì sinh viên nói chung và
Động cơ đốt trong đối xứng LỜI NÓI ĐẦUTrong thời kì công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước hiện nay thì ngành công nghiệp đóng một vai trò quan trọng. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền khoa học kỹ thuật thì sinh viên nói chung và sinh viên ngành kỹ thuật nói riêng phải trang bị cho mình một kiến thức để tiếp cận kịp thời với sự phát triển khoa học của thế giới. Vì vậy trong thời gian học tập ở trường mọi sinh viên phải nắm vững được các môn học cơ sở.Môn học nguyên lý máy là một trong các môn cơ sở đó. Trong quá trình học tập môn học này em được bộ môn giao đề tài thiết kế “ Động cơ đốt trong đối xứng ”. Cùng với những tiếp thu được trong quá trình học tập và sự tận tình của của thầy giáo Phan Quang Thế và các thầy cô trong tổ bộ môn, nay về cơ bản em đã hoàn thành đồ án môn học. Mặc dù còn nhiều thiếu sót rất mong thầy cô giúp đỡ em để em hoàn thành tốt hơn.Vậy em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phan Quang Thế và các thầy cô giáo đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên Hoàng Ngọc Quang Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên Trang1 Động cơ đốt trong đối xứng PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CƠ CẤU.1. Phân tích chuyển động :Cơ cấu chính của động cơ đốt trong đối xứng là cơ cấu tay quay con trượt gồm 5 khâu khác nhau và 2 Pistong đối xứng nhau.Dùng cơ cấu này trong động cơ để biến chuyển động tịnh tiến qua lại của pistong thành chuyển động quay tròn của trục khuỷu (Khâu dẫn). Để từ đó dẫn động tới các máy công tác khác.Trong cơ cấu của động cơ đốt trong đối xứng có 5 khâu được nối với nhau bằng 5 khớp bản lề và 2 khớp trượt.Khâu 1 chuyển động quay: Ta giả thiết quay đều với số vòng đã cho.Khâu 3 và khâu 5 (Pistong )chuyển động tịnh tiến , thanh truyền 2 và 4 chuyển động song phẳng.Khi cả khâu3 và khâu 5 cùng nằm trên đường trượt với OD = OB = L+R thì 2 Pistong 3 và 5 sẽ nằm ở điểm chết trên khi OD = OB = L - R thì 2 Pistong nằm ở điểm chết dưới.Trong động cơ đốt trong Pistong là khâu phát động nó truyền động chuyển cho thanh truyền 2 và qua thanh truyền 2 truyền tiếp chuyển động cho trục khuỷu 12. Tính bậc tự do và sếp loại cơ cấu :Cơ cấu chính của động cơ đốt trong đối xứng gồm 5 khâu động và 7 khớp loại 5Khâu 1 nối với khâu 2 bằng khớp bản lềKhâu 2 nối với khâu 3 bằng khớp bản lềKhâu 1 nối với khâu 4 bằng khớp bản lềKhâu 4 nối với khâu 5 bằng khớp bản lềCác khớp bản lề này có trục ⊥ với mặt phẳng bản vẽ tính theo công thức tính bậc tự do ta có :W = 3n – (2P5 + P4) +Rs – S.Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên Trang2 Động cơ đốt trong đối xứng Ta thấy đây là cơ cấu phẳng toàn khớp thấp và không có ràng buộc thụ động nên.RS = 0 ; S = 0.Do đó ta có :W = 3x5 - 2x7 = 1 Số bậc tự do của cơ cấu phẳng = 1Xếp loại cơ cấu ta tách nhóm AxuaTách khâu {)54()32(−−2 nhóm Axua loại 2 }⇒ Động cơ đốt trong đối xứng là cơ cấu loại 2.b. Tổng hợp cơ cấu chính và vẽ hoạ đồ vị trí.- Theo cách dựng của bài toán tổng hợp cơ cấu tay quay con trượt của Pistong 3 và 5 là trục xx.Tâm quay nằm trên trục xx và quỹ tích A và C làđường tròn tâm O bán kính khi R = OA = OC.Gọi B1 là điểm chết trênGọi B5 là điểm chết dưới.Ta có : B1B5 = H vì động cơ là đối xứng nên D1D5 = H.Hành trình Pistong: H = 2R.Theo đầu bài : 2R = 68 → R = 34 (mm).Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên Trang34445414243 Động cơ đốt trong đối xứng →85,3134===LLRλ → L = 130,9 (mm).Vậy: LAB = LC D = L = 130,9(mm).Theo giả thiết cho: LAS2 = LCS4 = L = 130,9 (mm). Để phù hợp với bản vẽ và khuôn giấy ta biểu diễn R = OA = OC = 50 (mm)Chọn tỉ lệ xích chiều dài:)(00068,050034,0mmmOALOAL===µVậy các đoạn biều diễn trên bản vẽ là :)(5,19200068,01309,0mmCDAB=== )(5,19200068,01309,042mmLCSASL====µ. ).(024mmLLLLBSDSAS=−=−== → DS≡4 và BS≡2).`(10000068,0068,0515151mmLDDBBLBB====µ )(5,24200068,0034,01309,011mmRLODOBL=+=+==µ).(5,14200068,0034,01309,055mmRLOBODL=−=−==µCách dựng hoạ đồ vị trí :- Dựng đường thẳng xx trùng với phương trượtcủa 2 Pistong.- Chọn tâm O thuộc xx (Vì là động cơ đốt trong đối xứng nên chọn tâm là trung điểm đoạn xx, vẽ đường tròn tâm O bán kính R = 50 mm ).Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên Trang4 Động cơ đốt trong đối xứng - Chia vòng tròn thành 8 phần bằng nhau khi chia ta xuất phát từ điểm bắt đầu làm việc ta chọn điểm xuất phát là điểm chết trên của 2 Pistong sau đó ta đánh số thứ tự từ điểm A1 ,… A8 và C1 ,… C8, theo chiều quay của tâm vận tốc 1ω.- Lấy các điểm A1,… A8 làm tâm quay các đường tròn bán kính R = L = 212,5(mm) các đường tròn này cắt trục xx tại các điểm tương ứng B1, B2 , .,B8 lấy các điểm C1, C2 .,C8 làm tâm quay các đường tròn bán kính R = 212,5(mm) ta cũng được các điểm D1, D2, .,D8.Lần lượt nối các điểm của từng vị trí với nhau ta được đồ hoạ đồ vị trí của cơ cấu.a2 c6On1d1d2 d8≡ ≡d3 d7d4 d6≡d5≡b2 b8b1b3 b7≡b4 b6≡b5≡≡a3 c7a4 c8≡≡a5 c1a6 c2≡≡a7 c3≡a8 c4a1 c5≡Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên Trang5 Động cơ đốt trong đối xứng Phần II. Phân tích động học cơ cấu.1. Phương trình và cách dựng hoạ đồ vận tốc .Ta lần lượt vẽ hoạ đồ vận tốc cho 16 vị trí nhưng vì cơ cấu đối xứng nên ta chỉ vẽ 8 vị trí :A1 ≡ C5 A5 ≡ C1A2 ≡ C6 A6 ≡ C2A3 ≡ C7 A7 ≡ C3A4 ≡ C8 A8 ≡ C4Do đó ta chỉ cần vẽ hoạ đồ cho 8 vị trí sau đó lấy đối xứng qua tâm vận tốc và có chiều ngược lại.Các phương trình vận tốc của cơ cấu là: 1AV→ - Có Phương ⊥ OA , chiều theo chiều quay ω1 - Độ lớn 1AV=1ω.OAL= )/(174,13034,0.303700.sm=π Trong đó: )/(303700.301sradnππω==Mặt khác : 21 AVAV→→= (Khớp quay). → 1AV = 2AV = 13,174 ( m/s).Ta biết 2 điểm A , B cùng thuộc khâu 2 nên ta có phương trình. 2222 ABVAVBV→→→+=Mà : 2BV→ = 3BV→ (Khâu 2 và khâu 3 nối nhau bằng khớp quay).Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên Trang6 Động cơ đốt trong đối xứng 2223ABABVVV→→→+=⇒2AV→ Đã biết phương chiều độ lớn3BV→ Có phương song song với phương trượt, chiều và trị số chưa biết22 ABV→Có phương vuông góc với AB, chiều và trị số chưa biếtChọn P làm gốc hoạ đồ vận tốc và tỉ lệ xích vận tốc là : ==µωµLV.113,174/ 50 =0,263 (smmm.)Khi đó đoạn biểu diễn điểm A đúng bằng đoạn OA : Pa1 = OA = 50 (mm)Từ P ta dựng vectơ 2,1aP→ - Có phương ⊥ OA , chiều thuận chiều ω1 - Độ lớn : Pa1 = OA = 50 (mm) Biểu diễn vectơ vận tốc 2,1AV→Từ mút a1 ≡ a2 kẻ phương của vectơ vận tốc 22ABV→. Từ gốc P ta kẻ tiếp phương của vectơ vận tốc 2BV→ = 3BV→ ( Phương ngang ) ; 2 đường thẳng này cắt nhau tại đâu thì đó là vị trí của điểm b2 ≡ b3. Nối P với b2 ≡ b3 ta được vectơ 32 bbPP= biểu diễn vectơ vận tốc 2BV→ = 3BV→Vì cơ cấu đối xứng nên các vectơ vận tốc :41 CCVV=54 DDVV=44CDV lây đối xứng qua PVéc tơ 41 CCPP=- Có phương trùng với phương 2,1aP→ - Chiều ngược chiều 2,1aP→Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên Trang7 Động cơ đốt trong đối xứng 45 ddPP= - Có phương trùng với phương 3,2bP→ - Chiều ngược chiều 3,2bP→ 44dc - Có phương song song với 22ba, chiều ngượcchiều22ba - Độ lớn : 44dc = 22ba.Sau khi vẽ song hoạ đồ vận tốc ta xác định vận tốc thực của các điểm trên các khâu bằng cách lấy đoạn biểu diễn nhân với tỉ lệ xích vận tốc 2BV= 3BV = 3,2bP.µV 4DV = 5DV= 5,4dP.µV 22ABV = 22ba.µV 44CDV = 44cd . µVVận tốc góc của khâu 2 ta xác định bằn công thức : ABbaABbaLVLVABAB 22122222 .ωµµω=== Và vận tốc góc của khâu 4 : ω4 = ω2 Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên Trang8 Động cơ đốt trong đối xứng Bảng trị số các đoạn biểu diễn vận tốc : Vị tríVận tốc(mm)1 2 3 4 5 6 7 8Pa1,2 = Pc1,450 50 50 50 50 50 50 50Pb2,3 = Pd4,50 41,9612 50 28,7495 0 28,7495 50 41,9612Ps2 = Ps40 41,9612 50 28,7495 0 28,7495 50 41,9612a2b2= c4d450 35,9672 0 35,9672 50 35,9672 0 35,96722. Phương trình và cách dựng hoạ đồ gia tốc.Ta giải bằng phương pháp hoạ đồTại các vị trí khác nhau, phương trình véctơ gia tốc hoàn toàn giống nhau và cách vẽ cũng giống nhau vì vậy ta xét đặc trưng tại vị trí số 3 và số 8 còn lại các vị trí khác tương tự.Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên Trang9 Động cơ đốt trong đối xứng a. Xét vị trí số 3:21 AAaa= - Có phương trùng với phương OA . - Chiều hướng từ A→ O. - Độ lớn : OAnAAALaaa .2121ω=== = )/(34,5104034,0.)303700.(22sm=π Vì 2 điểm A và B cùng thuộc 1 khâu (2) nên ta có 2222 ABABaaa+=Mà 32 BBaa= (khớp quay).Và có thể phân tích 22 BAa thành 2 thành phầnττ222222222222ABnABABABnABABaaaaaaa++=→+= 3Ba - Có phương // với phương trượt trong chuyển động (phương ngang) - Chiều và trị số chưa biết.nABa22 - Là gia tốc pháp tuyến trong chuyển động tương đối B quay quanh A . - Có phương song song với AB ; Chiều hướng từ B → A - Độ lớn : nABa22 = ABABABABABABLVLLvL / 22222222==ω τ22 ABa - Là gia tốc tiếp tuyến trong chuyển động tương đối B quay quanh A. Có phương vuông góc AB có chiều và trị số chưa biết.Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên Trang10 [...]... phát động và trọng lượng các khâu - Mk là mômen phát động của khâu - Vk là vận tốc của điểm đặt lực pk - ω 1 làvận tốc góc của khâu thứ k Với cơ cấu động cơ đốt trong đối xứng Mk= 0 nên : → VK Mdtt = ∑ PK K ω1 → Ta biết : vk=hk µ v = hk ω 1 µ L ⇒ Mđtt = ∑ pk.hk µ L (1) k Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên Trang 27 Động cơ đốt trong đối xứng Ta xác định mômen động. .. 2464,356 90,792 753,401 16911,988 2318,948 Trang 25 Động cơ đốt trong đối xứng Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên Trang 26 Động cơ đốt trong đối xứng Phần Iv Thiết kế bánh đà Đặt vấn đề : Khi làm việc dưới tác động của các lực máy sẽ hoạt động với những vận tốc góc của trục khuỷu khác nhau ở phần trên ta giả thiết vận tốc góc ω 1= const Song trong thực tế nó vẫn thay đổi theo từng chu kì làm... 192,5 + 16,0417 = 208,5417(mm) Tách nhóm Axua (2-3) ; (4-5) Vì là động cơ đốt trong đối xứng nên ta chỉ cần phân biệt 1 bên còn bên kia tương tự * Hoạ đồ lực vị tri số 3 : Xét nhóm Axua (2-3) ta có : n R12 2 3 τ + R12 + G 2 + Pqt + G 3 + P3 + Pqt + Ro 3 = 0 Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên Trang 19 Động cơ đốt trong đối xứng Trong đó : + G2 , G3 Có giá trị xác định và có phương thẳng đứng... Thái Nguyên Trang 13 Động cơ đốt trong đối xứng Bảng các giá trị biểu diễn gia tốc dài và gia tốc tại vị trí số 3 và số 8(mm) Vị trí Vị trí số 3 50 Vị trí số 8 50 0 6,7 a’1,2b2’ = c’1,4d4’ 51,7771 35,356 aB2,3 = a D 4,5 13,4486 35,5654 aS 2 = aS 4 = aB2,3 13,4486 35,5654 aA1,2 = aC1,4 a’1,2nBA = c’1,4nDC Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên Trang 14 Động cơ đốt trong đối xứng Phần IIi Phân... tích phân h = 60 (mm) ( Khoảng cách từ H → 0 ) ở động cơ đốt trong đối xứng thì Mctt là một hằng số nên công cản sẽ là đường bậc 1 Để xác định đường Ađ thì ta dóng các giá trị của Mđtt tương ứng với ϕ kẻ các đường song song trục ϕ cắt trục Mđtt ở đâu thì nối điểm đó với cực H Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên Trang 30 Động cơ đốt trong đối xứng Từ gốc O của hệ trục Ađ O ϕ ta kẻ các đường... ω 1 1 Trong đó: + mK: Là khối lượng khâu thứ k + JSK : Là mômen quán tính đối với trục đi qua trọng tâm của khâu thứ k + VSK : Là vận tốc tại trọng tâm khâu thứ k + ωK : Là vận tốc khâu thứ k Với động cơ đốt trong đối xứng ta đang xét thì : V SK Jtt = ∑ m K ω K 1 2 ω + J SK K ω 1 2 Với động cơ đốt trong đang xét thì Trường Đại học... việc của máy Xuất phát từ phương trình chuyển động thực của máy ta xác định được vận tốc góc thực đó Vì ở động cơ đốt trong đối xứng ta xem như mômen cản không thay đổi còn mômen động là mômen thay thế Phương trình chuyển động ϕ Ađ = ∫ ϕM d dϕ ϕ0 ϕ 0 , là vị trí khâu dẫn ở thời gian t 1) xác định mômen động thay thế V Mdtt = ∑ PK K ω K 1 Trong đó : → → ω K ... 28 Động cơ đốt trong đối xứng vị trí 9’ 10 P3 (N) 12 13 13’ 14 15 16 40 Pi3(N/cm2) 13,3333 11 23,3621 7,9663 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 90,792 90,792 90,792 484,224 1451,672 848,436 289,3118 90,792 90,792 Nổ 2,5 2,5 -90,792 P5 (n) -90,79 2,5 2 2,5 90,792 Xả -90,792 Pi5(N/cm2) 2,5 17 2,5 -90,79 2 -90,792 2,5 0,7 4,3706 10,4961 13,3333 -90,79 -25,412 2 7 158,7256 381,184 484,224 hút nén Vì với động cơ đốt trong. .. Thái Nguyên Trang 16 Động cơ đốt trong đối xứng Giai đoạn 3 : Là hành trình nổ ( ứng với đường nổ ) Pistong đi từ điểm B9 đến điểm B13 Giai đoạn 4 : Là hành trình xả ( ứng với đường xả ) Pistong đi từ điểm B 13 đến điểm B17 Dựa vào độ lớn thực của áp xuất và giá trị biểu diễn của nó trên đồ thị P - S 5 N µP = 2 6 cm mm Ta có : áp lực thực tế tác động lên Pistong : P = piS Trong đó S là tiết... Động cơ đốt trong đối xứng - Chiều B đến A ' - Giá trị biểu diễn : a 2 n BA n aB 2 A2 = =683,573/102,087=6,7 (mm) µa n biểu diễn véctơ a B 2 A 2 Rồi vẽ nối tiếp phương của véc tơ gia tốc a τ 2A 2 Tiếp B theo, từ gốc π kể phương của véctơ gia tốc a B 2 = a B 3 , hai đường thẳng chỉ phương ' cắt nhau tại đâu thì đó là điểm b’2 ≡ b’3 Véctơ πb2 = πb3' biểu diễn véctơ a B 2 = a B 3 Tương tự lấy đối xứng . Động cơ đốt trong đối xứng PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CƠ CẤU.1. Phân tích chuyển động :Cơ cấu chính của động cơ đốt trong đối xứng là cơ cấu tay. Động cơ đốt trong đối xứng Phần IIi . Phân tích lực1. Phương pháp chung để giải bài toán lực :Ta xét cơ cấu động cơ đốt trong đối xứng ở vị
