Đang tải... (xem toàn văn)
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
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁYLỜI NÓI ĐẦU Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển như vũ bão, mang lại những lợi ích cho con người về tất cả nhữnh lĩnh vực tinh thần và vật chất. Để nâng cao đời sống nhân dân, để hoà nhập vào sự phát triển chung của các nước trong khu vực cũng như trên thế giới. Đảng và Nhà nước ta đã đề ra những mục tiêu trong những năm tới là phải công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước.Thực hiện công nghiệp hoá, hiện đại hoá chuẩn bị cho đất nước bước những bước đi vững chắc sang một thiên niên kỉ mới với một nền công nghiệp hiện đại, kinh tế phát triển, trong đó công nghiệp nặng đóng vai trò rất quan trọng trong sự phát triển đó.Muốn thực hiện được điều đó một trong những ngành cần quan tâm phát triển nhất đó là ngành cơ khí chế tạo máy vì ngành cơ khí chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân. Để thực hiện việc phát triển ngành cơ khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao, đồng thời phải đáp ứng được các yêu cầu của công nghệ tiên tiến, công nghệ tự động hoá theo dây truyền trong sản xuất .Chính vì vậy thiết kế Nguyên Lý Máy hiện nay rất quan trọng. Việc thiết kế Nguyên Lý Máy kết hợp với công nghệ thông tin và vẽ tay truyền thống giúp ta có những cái nhìn trực quan hơn về nghành chế tạo máy nói chung và bộ môn Nguyên Lý máy nói chung. Đồ án nguyên lý máy là một phần không thể thiếu trong bộ môn nguyên lý máy, nó giúp ta hiểu sâu hơn về bộ môn nguyên lý máy.Sau một thời gian làm việc cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo TS.Phan Quang Thế và sự nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành đồ án môn học với đề tài “THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY XỌC”. Vì thời gian có hạn, tài liệu tham khảo và khả năng còn hạn chế, đồ án không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn. Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi Tiết Máy 1 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁYMột lần nữa em xin cảm ơn các thầy cô giáo bộ môn Nguyên lý máy- Chi tiết máy đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy giáoTS.Phan Quang Thế đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.Ngày 29 tháng 12 năm 2002Sinh viên Hồ Viết Cường Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi Tiết Máy 2 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁYPHẦN 1 : PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC VÀ CẤU TRÚC CƠ CẤU1. PHÂN TÍCH CHUYỂN ĐỘNG- Cơ cấu máy xọc có nguyên lý hoạt động như sau:+ Khâu 1 là khâu dẫn chuyển động quay đều quanh O1 với vận tốc góc ω1 truyền chuyển động sang khâu 2 và khâu 3 làm khâu 3 chuyển động lắc qua lắc lại. Khâu 3 truyền chuyển động sang khâu 4 bằng khớp bản lề B, khâu 4 chuyển động song phẳng tác động vào khâu 5 tại C làm khâu 5 chuyển động tịnh tiến lên xuống. Dao cắt được gắn vào 5 và chuyển động của khâu 5 chính là chuyển động để thực hiện cắt gọt.AOl1 2. TÍNH BẬC TỰ DO VÀ XẾP LOẠI CƠ CẤUĐây là cơ cấu phẳng toàn khớp thấp, cơ sở là cơ cấu Culits cơ cấu này không có ràng buộc thụ động. Ta có: W = 3n –2t ( n=5, t=7 )Trong đó : n : số khâu động t : số khớp thấp W = 3*5 – 7*2 =1 Cơ cấu có 1 bậc tự do, với khâu 1 là khâu dẫnXếp loại cơ cấu : Chọn khâu 1 là khâu dẫn ta tách được nhóm Atxua là các nhóm: Khâu 4-5 : gồm đầu xọc và thanh truyền Khâu 3-2 : gồm thanh Culit và con trượt.Như vậy cơ cấu của máy xọc là cơ cấu loại 2. 3. TỔNG HỢP CƠ CẤU CHÍNH VÀ VẼ HOẠ ĐỒ VỊ TRÍXác định kích thước các khâu.Theo bảng số liệu ta có:H = 130 mmLO1O2 =185 mmC = 160 mmBOBCll2 = 0.8 Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi Tiết Máy 3 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY Chuyển vị.Ta có k = θθ+−00180180=2.5 ⇒ θ =)1()1(*1800+−kk = 15.2)15.2(1800+− ≈ 77.142850Ta có Lo1o2 = 185 mm AO2O1 = 2θ ≈ 38.5714250⇒Sin 38.571425 = 0.6234898 ⇒ Lo1A = 185 * 0.6234898 = 115.345604Mặt khác : H = 130mm = 2BFVậy : BOBFLL2 = Sin 2θ ⇒ LO2B = 2θSinLBF = 6234898.065 =104.26 mmTa có : BOBCLL2 = 0.8 ⇒ LBC = 0.8 * LO2B = 83.4mm Ta chọn đoạn biểu diễn tay quay O1A là 115.34mm. Như vậy: µ L = AOLAO11 = 34.11511534.0 = 0.001 m/mmKích thước các đoạn biểu diễn của các khâu khác: O2O1 = LOOlµ12 = 001.0185.0 = 185 mm O2B = LBOlµ2 = 001.010426.0 = 104.26 mm BC = LBClµ = 001.00834.0= 83.4 mm Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi Tiết Máy 4 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁYSau khi tính được các đoạn biểu diễn ta tiến hành vẽ hoạ đồ vị trí cho 11 vị trí.-Chọn hệ trục toạ độ O2xy bất kì, từ O2 ta lấy một điểm O1 theo chiều dương sao cho O1O2 = 185 mm , từ O1 dựng đường tròn bán kính O1A = 115,34 mm (với O1A là biểu diễn khâu 2) một đầu của khâu 2 ta lắp con trượt đầu còn lại tại một vị trí bất kì ta lấy điểm B sao cho O2B = 104.26 mm.Dựng khâu 5 đi qua trung điểm chiều cao cung quỹ tích điểm B. Từ đầu B trên khâu 1+2 ta dựng đoạn BC sao cho điểm C thuộc khâu 5 , khâu BC chính là khâu 4. Tiến hành dựng 11 vị trí cụ thể như sau: Đầu tiên ta tìm điểm chết trên và điểm chết dưới của khâu 1 ( điểm vuông góc giữa khâu 1+2 và khâu 3) từ điểm chết dưới ta chia đường tròn thành 8 phần bằng nhau, như vậy ta đã có 9 vị trí, 2 vị trí còn lại được xác định từ đồ thị lực cản đầu xọc.Với 11 vị trí như trên thì máy đã thực hiện được 1 hành trình H. PHẦN 2 : ĐỘNG HỌC CƠ CẤU1. VẼ HOẠ ĐỒ VẬN TỐC – XÁC ĐỊNH VẬN TỐC CỦA CÁC ĐIỂM VÀ VẬN TỐC GÓC CỦA CÁC KHÂU - Vẽ hoạ đồ vận tốc Chọn khâu 1 làm khâu dẫn.Giả sử tay quay O1A quay đều với vận tốc góc ω1 = const. Với ω1 = 602 nπ = 60180*14.3*2 = 18.85 (srad) ω1 có chiều ngược chiều kim đồng hồ Ta có khâu 1 nối với khâu 2 bằng khớp bản lề nên: VA1 = VA2 = ω1 lO2A -phương vuông góc O1A -chiều thuận chiều ω1Mặt khác ta có :VA3 = VA2 + VA3A2 (1) Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi Tiết Máy 5 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY- VA2 hoàn toàn biết- VA3 vận tốc tuyệt đối khâu 3 có +phương vuông góc O2A +Trị số chưa biết- VA3A2 vận tốc khâu 3 trượt trên khâu 2 tại A, có+Phương song song O2A+Trị số chưa biếtPhương trình (1) có 2 ẩn là trị số của VA3 và của VA3A2 nên ta có thể giải được bằng phương pháp vẽ.Vì khâu 3 chuyển động lắc qua lắc lại quanh O2 nên bằng phương pháp đồng dạng ta có : BOAOll22 = 33PbPa⇒ Pb3 = AOBOll22Pa3Mặt khác vì khâu 3 nối với khâu 4 bằng khớp bản lề nên ta cóVB3 = VB4 =VB VB = µV * Pb3 Tại điểm C ta có : VC4 = VC5 = VC Do khâu 4 nối với khâu 5 bằng khớp bản lề và ta có : VC4 = VB4 + VC4B4 (2)Trong đó VC4 là vận tốc tuyệt đối của điểm C trên khâu 4. + phương thẳng đứng +chiều từ B dến C + trị số chưa biết VB4 ta hoàn toàn biết VC4B4là vận tốc tương đối của điểm B với điểm C trên khâu4 . +phương vuông góc với BC. +trị số chưa biết. Như vậy phương trình (2) có 2 ẩn có 2 ẩn số là VC4 và VC4B4, ta giải được bằng phương pháp vẽ .Trên hoạ đồ vị trí ta thấy chỉ có đoạn O2A thay đổi theo các vị trí.Bảng số liệu đoạn O2A trên các vị trí: Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi Tiết Máy 6 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁYVị trí Đoạn biểu diễn (mm)1 144.642 228.993 284.644 299.895 272.216 206.297 144.648 118.489 71.7110 188.1211 204.31 Xác định vận tốc góc của các khâu:Khâu 1 : ω1 =6021nπ= 18.85 (srad)Khâu 2 : ω2 = ω1Khâu 3 : ω3 =AOAlV23 = LVAOPaµµ**23= AOPa213*ωKhâu 4 : ω4 = BCBClV = LVBCbcµµ** = BCbc1*ωKhâu 5 : ω5 = 0 (chuyển động tịnh tiến).+ Cách vẽ hoạ đồ vận tốc Chọn tỉ lệ xích vận tốc µV = ω1 * µLVậy ta có µV = 18.85 * 0.001 = 0.01885 (srad mmm)-Chọn 1 điểm P bất kì làm gốc hoạ đồ.-Tính các đoạn biểu diễn các vận tốc.VA1 = ω1*O1A*µL =Pa1*µV⇒ Pa1 =VLAOµµω**11 = LLAOµωµω***111 = O1AVA3A2 =a2a3*µV đoạn biểu diễn là a2a3VA3 = Pa3*µV đoạn biểu diễn là Pa3VB3 được tính như trên Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi Tiết Máy 7 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁYVC3 = Pc3*µV đoạn biểu diễn là Pc3VC3B3 =c3b3*µV đoạn biểu diễn là C3B3Pa1Pa3Pb3Pc4a2a3c4b41 115.34 0 0 0 0 02 115.34 68.41 34.62 31.82 92.64 17.393 115.34 107.78 43.68 44.8 41.1 13.464 115.34 115.16 8 1.845 115.34 115.35 44.72 38.66 14.966 115.34 52.44 26.51 21.12 103.37 14.757 115.34 0 0 0 0 08 115.34 111.64 98.23 61.58 29.04 78.619 115.34 34.7 50.45 3.51 110.01 51.2310 115.34 108.75 60.27 36.33 38.46 48.7711 115.34 103.48 53.14 27.7 51 43.84+Cách dựng hoạ đồ.Từ P dựng Pa1 song song với O1A vì a1=a2Từ mút Pa1 kẻ phương của VA3A2, từ P kẻ phương của VA3 chúng cắt nhau tại 1 điểm ta tìm được đoạn biểu diễn a3a2 và Pa3. Từ P dựng Pb3 cùng phương nhưng ngựoc chiều với Pa3, từ mút Pb3 dựng phương của VB3C3. Từ gốc P ta dựng phương của VC3. Cả 2 phương cắt nhau tại một điểm từ đó ta được các đoạn biểu diễn Pc3 , b3c3.Từ một vị trí bất kì ta suy ra cách vẽ cho 11 vị tríHoạ đồ vận tốc của 11 vị trí được vẽ trên bản vẽ A0.2. VẼ HOẠ ĐỒ GIA TỐC.Dựa vào phương trình véctơ gia tốc ta đi lập phương trình và vẽ hoạ đồ gia tốc cho máy xọc.Về phương pháp ta tính cho một vị trí bất kỳ sau đó áp dụng cho các vị trí khác. Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi Tiết Máy 8 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁYGiả sử vị trí đó như hình vẽ.Vì khâu 1 gắn chặt với khâu 2 bằng khớp quay nên ta có a1 = a2Ta có phương trình liên hệ gia tốc tại điểm A là : aA1= anA1 + aτ1AanA1= ω21*lO1A phương từ O đến A.Ở điểm A thuộc khâu 3 ta có :aA3 = aA2 + akAA23+ aRAA23 ⇔ anA3+ aτ3A = aA2 + KAAa23 + RAAa23Véctơ aA1 : +có phương từ A đến O1+trị số aA1 = 21ω * lO1A Véctơ KAAa23 có: +Chiều là chiều của VA3A2 khi quay VA3A2 một góc 900 theo chiều ω3. +Trị số là KAAa23= 2*ω3*VA3A2Véctơ RAAa23 +Có phương vuông góc với phương AB+Trị số chưa biếtVéctơ nAa3 +Có trị số là nAa3= 23ω*lO2A+Chiều từ A đến O2Véctơ τ3Aa+Phương vuông góc với AB+Trị số chưa biết Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi Tiết Máy 9 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁYNhư vậy phương trình trên có 2 ẩn là τ3Aavà RAAa23. Vì vậy bằng phương pháp vẽ ta hoàn toàn xác định được.Bằng phương pháp đồng dạng thuận ta có:33''baππ = BOAO22 ⇒ π’b3 = AOBOa232'*πTại điểm B có aB3 = aB4Trên khâu 4 có mối quan hệ giữa gia tốc 2 điểm B & C là:4Ca= 4Ba+ τ44BCa +nBCa44Trong đó:4Ca : có phương thẳng đứng, trị số chưa biết.4Ba: Đã biết phương, chiều và độ lớn.nBCa44: có phương từ C đến B, trị số nBCa44 = ωCB * lCBτ44BCa: có phương vuông góc với CB, trị số chưa biết.Phương trình trên có 2 ẩn, ta xác định được bằng phương pháp vẽ hoạ đồ gia tốc.Trước khi vẽ ta chọn tỉ xích:µa = ω12 * µLĐể vẽ được hoạ đồ gia tốc ta đi xác định độ dài các đoạn biểu diễn:1Aa = ω21 * AOl1 = 1'aπ*µa ⇒ 1'aπ= aµω21*AOl1 = O1AVới 1'aπ là đoạ biểu diễn véctơ gia tốc 1Aa.-Tính đoạn 32'' aaV là đoạn biểu diễn KAAa23:Ta có:KAAa23 = 2 * ω3 * V32AA =a’2a’3 * µa⇒ a’2a’3 = aAAVµω23**23 = AOaaPa232**23-Đoạn biểu diễn RAAa23 và 3Aalà a’2a’3 và 3'aπsẽ được xác định trên hoạ đồ gia tốc. Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi Tiết Máy 10 [...]... áp lực khớp động cho cơ cấu tại 2 vị trí làm việc đó là vị trí 3 và vị trí chạy không 8 Đồng thời xác định mômen cân bằng đặt vào khâu dẫn Việc tiến hành phân tích áp lực khớp động đối với 2 vị trí tương tự nhau nên ta chỉ tiến hành cho một vị trí 3 (riêng vị trí 8 không có lực cản pc) - Đã cho: G=ql; q=40 (KG/m); G2 =0; G5=6G4; jS =(m.L2)/12; Trọng tâm của khâu nằm ở trung điểm kích thước động Phương... xác định trên hoạ đồ gia tốc Tính gia tốc của các khâu : - Vì khâu 1 quay đều với ω1 = const nên ς1 = 0 -Khâu 2 chuyển động như một chất điểm trên khâu 1 nên ς2=0 aτ 3 A -Khâu 3 chuyển động quay quanh O2 : ς3 = AO2 aτ BC -Khâu 4 chuyển động song phẳng ς4 ≠ 0 ; ς4 = l BC -Khâu 5 chuyển động song phẳng nên ς5 = 0 CÁCH DỰNG HOẠ ĐỒ GIA TỐC Chọn π làm gốc toạ độ, dựng đoạn biểu diễn gia tốc của a A1 là có... tròn lăn bán kính R L1 và RL2.Vẽ hai vòng cơ sở R01; Ro2 Sau đó xác định đoạn ăn khớp lý thuyết N1 N2 tiếp xúc với hai vòng tròn cơ sở Để vẽ đường thân khai của đường tròn, ta đặt trên vòng tròn cơ sở bánh 1 từ điểm N1 một cung N1P' có chiều dài bằng chiều dài N1P Chia N1P thành 4 phần bằng nhau N1B = BC = CD = DP từ B vẽ cung tròn bán kính BP cho cắt vòng tròn cơ sở tại P' lúc này N1P' = N1P Sau đó... các đoạn 45=56= =P1 và trên vòng tròn cơ sở đặt các cung tương ứng 4'5'=5'6'= =P'1' Qua các điểm 1',2',3',4',5' ta kẻ những đường tiếp tuyến với vòng tròn cơ sở, và trên các đương tiếp tuyến này ta đặt các đoạn 1'1'', 2'2'', 3'3'', bằng đoạn 1P, 2P, 3P sau đó ta nối các điểm P'1''2''3'' thành đường cong thân khai là biên dạng răng của răng thứ nhất Cũng băng cách tương tự ta vẽ được biên dạng... cắt chân răng vì đoạn ăn khớp thực ab nằm trong đoạn ăn khớp lý thuyết N1N2 Ta có bảng thông số bánh răng như sau: Thông số Bước răng trên vòng tròn chia Khoảng cách tâm Bán kính vòng chia Bán kính vòng cơ sở Bán kính vòng lăn Bán kính vòng đỉnh Bán kính vòng chân Chiều dầy răng trên vòng chia Chiều cao răng Kí hiệu Giá trị thực Giá trị biểu diễn t 14.137 46.2 A R1 R2 R01 R02 RL1 RL2 Re1 Re2 Ri1 Ri2 S1... f2//b’c’ f1 cắt f2 tại T, T chính là điểm đặt của lực Pqt Trị số : 4 Pqt = as4*G4 = 38.1471 * 3.372 = 128.632 (N) 3 + Xác định Pqt Xác định tâm va đập s3 của khâu 3 Ta kẻ đoạn biểu diễn PHẦN 4 CHUYỂN ĐỘNG THỰC CỦA MÁY , XÁC ĐỊNH MÔMEN QUÁN TÍNH BÁNH ĐÀ Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi Tiết Máy 14 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ MÁY Ta dùng phương pháp đồ thị đường cong Vittenbao... răng : t = m.π = 14.137 (mm) Z1 = 36 (mm) 2 Z2 R2 = m* = 90 (mm) 2 * Bán kính vòng chia : R1 = m* * Bán kính vong lăn 2.λ ) = 37.722(mm) Zc 2.λ = R2(1+ ) = 94.304 (mm) Zc RL1 = R1(1+ RL2 * Bán kính vòng cơ sở R01 = R1*cosα = 33.829 (mm) R02 = R2*cosα = 84.572 (mm) * Bán kính vòng chân: Ri1 = R1 – m *(f”- ξ1) = 34.785 (mm) Ri2 = R2 – m *(f”- ξ2) = 88.785 (mm) Chiều cao răng: h = (f’ + f’’ - γ)*m = 9.18... lăn các cung lăn không trượt với nhau trong thời gian ăn khớp của một đôi răng gọi là cung ăn khớp Qua điểm A1 , B1 của phần làm việc của bánh 1 ta vẽ các pháp tuyến A1a'1và B1b'1 là tiếp tuyến với vòng cơ sở Ro1 Các pháp tuyến này cắt RL1 tại a1b1 Cung a1b1 là cung ăn khớp trên vòng tròn lăn của bánh 1 Tương tự xác định được cung a2b2 là cung ăn khớp trên vòng lăn của bánh răng số 2 4 Xác định hệ số . : PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC VÀ CẤU TRÚC CƠ CẤU1. PHÂN TÍCH CHUYỂN ĐỘNG- Cơ cấu máy xọc có nguyên lý hoạt động như sau:+ Khâu 1 là khâu dẫn chuyển động quay đều. TÍNH BẬC TỰ DO VÀ XẾP LOẠI CƠ CẤUĐây là cơ cấu phẳng toàn khớp thấp, cơ sở là cơ cấu Culits cơ cấu này không có ràng buộc thụ động. Ta có: