Trong thời đại ngày nay, nền khoa học tiên tiến đang phát triển mạnh mẽ trên toàn thế giới. Các máy móc càng trở nên phổ biến và từng bước thay thế dần con người trong những công việc phức tạp, nguy hiểm.
Đảng và nhà nước ta đã chỉ rõ muốn kinh tế nước nhà phát triển phải xem khoa học kỹ thuật là then chốt. Và với một nền công nghiệp phát triển và hiện đại thì đòi hỏi chúng ta phải chế tạo được những máy móc phục vụ cho các ngành sản xuất cũng như trong sinh hoạt.
Trong bối cảnh đó ngành công nghiệp nặng càng trở nên cần thiết và quan trọng hơn bao giờ hết. Ngành chế tạo máy nói chung và việc thiết kế nguyên lý máy là rất quan trọng. Việc thiết kế kết hợp giữa tin học và vẽ tay truyền thống giúp ta trực quan hơn về nguyên lý làm việc của máy. đồ án nguyên lý máy sẽ giúp sinh viên làm quen và tìm hiểu bộ môn nguyên lý máy sâu sắc hơn.
Sau một thời gian làm việc cùng với sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và bạn bè cộng với sự nỗ lực của bản thân , em đã hoàn thành đồ án môn học với đề tài “thiết kế nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong song hành”.
Vì thời gian có hạn tài liệu cũng như trình độ bản thân có hạn đồ án của em không tránh khỏi những sai sót , em rất mong nhận được những sự chỉ bảo góp ý của thầy cô.
32 trang |
Chia sẻ: oanh_nt | Lượt xem: 2500 | Lượt tải: 4
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong song hành, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BÁO CÁO THỰC TẬP
Đề tài:
Thiết kế nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong song hànhMỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại ngày nay, nền khoa học tiên tiến đang phát triển mạnh mẽ trên toàn thế giới. Các máy móc càng trở nên phổ biến và từng bước thay thế dần con người trong những công việc phức tạp, nguy hiểm.
Đảng và nhà nước ta đã chỉ rõ muốn kinh tế nước nhà phát triển phải xem khoa học kỹ thuật là then chốt. Và với một nền công nghiệp phát triển và hiện đại thì đòi hỏi chúng ta phải chế tạo được những máy móc phục vụ cho các ngành sản xuất cũng như trong sinh hoạt.
Trong bối cảnh đó ngành công nghiệp nặng càng trở nên cần thiết và quan trọng hơn bao giờ hết. Ngành chế tạo máy nói chung và việc thiết kế nguyên lý máy là rất quan trọng. Việc thiết kế kết hợp giữa tin học và vẽ tay truyền thống giúp ta trực quan hơn về nguyên lý làm việc của máy. đồ án nguyên lý máy sẽ giúp sinh viên làm quen và tìm hiểu bộ môn nguyên lý máy sâu sắc hơn.
Sau một thời gian làm việc cùng với sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và bạn bè cộng với sự nỗ lực của bản thân , em đã hoàn thành đồ án môn học với đề tài “thiết kế nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong song hành”.
Vì thời gian có hạn tài liệu cũng như trình độ bản thân có hạn đồ án của em không tránh khỏi những sai sót , em rất mong nhận được những sự chỉ bảo góp ý của thầy cô.
Em xin chân thành cảm ơn.
Sinh viên :
PHẦN 1 CẤU TRÚC VÀ ĐỘNG HỌC CƠ CẤU
A TỔNG HỢP CƠ CẤU
phân tích cấu trúc cơ cấu.
Cơ cấu chính của động dơ đót trong 4 kỳ nói chung và cơ cấu động cơ đốt trong hành nói riêng là cơ cấu tay quay con trượt. Dùng cơ cấu này trong động cơ để biến chuyển động qua lại của động cơ thành chuyển động quay của trục khuỷu và từ chuyển động này để dẫn đến máy công tác.
Vây trong động cơ đốt trong song hành này khâu dẫn (trục khuỷ) có chuyển động là chuyển động quay mà giả thiết là quay đều với số vòng quay đã cho . Con trượt 3 và con trượt 5 (piston) chuyển động tịnh tiến thẳng . Thanh truyền 2 và 4 chuyển động song phẳng . Nói tóm lại đối với động cơ đốt trong này piston là khâu phát động nó truyền chuyển động cho thanh truyền 2 hay thanh truyền 4 và truyền tiếp chuyển động cho trục khuỷu quay.
2 . bậc tự do của cơ cấu .
Ta có công thức tính bậc tự do của cơ cấu là:
W=3n-(p4+2p5)+r + r’-s
W: số bậc tự do của cơ cấu
n=5 :số khâu động
p5=7 : số khớp thấp
p4=0 : số khớp cao
r=0: buộc số ràng trùng
r’=0:số ràng buộc thừa
S=0: số bậc tự do thừa .
Þ W= 3.5-(0+2.7) + 0 + 0 – 0 =1.
Vậy cơ cấu có một bậc tự do.
3, Khâu dẫn và phân loại cơ cấu.
Từ lược đồ cơ cấu ta thấy khâu 1 quay quanh khớp 01 với vận tốc góc w1 và ta chọn khâu 1 làm khâu dẫn .
* Phân loại cơ cấu .
Ta thấy cơ cấu bao gồm khâu 1 và 2 nhóm a xua loại 2
Nhóm 1: gồm 2khâu- khâu 2 và khâu 3
Nhóm 2: gồm 2 khâu – khâu 4 và khâu 5
ÞĐây là cơ cấu loại 2
4. Xác định các thông số cơ bản của cơ cấu :
Xác định hành trình H của cơ cấu
Từ thông số dã cho ta có :
85
H = 2R = 85 (mm) ® R = ¾ = ) 42,5(mm
2
ta có : R 1
l = ¾ = ¾ Þ L =4,3 . 42,5 = 182,75(mm)
L 4.3
Dựng cơ cấu giá trị thực
Để vẽ được cơ cấu ta chọn đoạn biểu diễn độ dàI tay quay 0A= 60(mm) ta có tỉ lệ xích chiều dài
đoạn thực L0A 0,0425
mL= ¾¾ = ¾¾ = ¾¾ = 0,0007083(m/mm)
đoạn biểu diễn 0A 60
® bảng 1 kích thước các khâu
Đoạn biểu diễn
01A
AC
AB
CD
Giá trị thực
0,0425
0,085
0,18275
0,18275
Giá tri biểu diễn
60
120
258
258
CÁCH DỰNG CƠ CẤU :
Vẽ đường tròn tâm O đường kính 120 mm . Trên đường tròn lấy một điểm A. từ A vẽ cung tròn bán kính AB có độ dàI L=258 mm . cắt đường thẳng đứng tại B. Ta được cơ cấu tay quay con trượt OAB. Trên đường tròn có đường kính 120mm lấy đIểm C đối xứng đIểm A qua tâm 0 (đường kính AC chính là tay quay) vẽ cung tròn đường kính CD với độ dàI =258mm. Ta cũng đã dựng được cơ cấu tay quay con trượt OCD.
B PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU
HOẠ ĐỒ VỊ TRÍ
Với cơ cấu đã dựng được ta thấy tay quay AC có trọng tâm O1 và quay quanh O1 tạo thànhđường tròn đường kính AC . trên đường tròn ta chia đường tròn thành 8 phần bằng nhau ứng với các đIểm từ A1 ; A2 ; A3 ; A4 ; A5 ; A6 ; A7 ; A8. (các điểm từ C1..C8 lần lượt đối xứng). Với 8 vị trí trên xi lanh thì có 2 điểm chết đó là đó là vị trí 1 và vị trí 5. Do động cơ là song hành nên piston 3 và piston 5 cùng ở những đIểm chết. Piston 3 ở trên thì piston 5 ở dưới và ngược lại. ở trên ta gọi là đIểm chết trên còn ở dưới ta gọi là đIểm chết dưới.
HOẠ ĐỒ VẬN TỐC
Chọn tỷ lệ xích vận tốc
w1. L01A w1.O1A.mL
mv = ¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾
Pa1 Pa1
để tiện lợi ta chọn Pa 1= O1A Þ mv = w1 . mL
**Ta lần lượt vẽ hoạ đồ vận tốc cho 8 vị trí :
2P n 2.3,14.4600
Ta có : w1 = ¾¾ = ¾¾ = 481,7108 (Rad/s)
60 60
Þ mv = 481,7108 . 0,0007083 = 0,3411958 (m/mm)
VA1 = VA2 = w1. O1A = 481,7108.0,0425= 20,4727
VB2 = VA2 + VB2A2 (1)
VB3 = VB2 (2)
Dựa vào 2 phương trình trên ta có thể xác định được VB2 vẽ được hoạ đồ vận tốc vì :
VA2 đã biết phương chiều và độ lớn .
VB2A2 biết phương vuông góc với AB.
VB2 có phương thẳng đứng
Ta chọn đIểm P làm gốc hoạ đồ vận tốc , dựng pa1 biểu diễn VA1 = VA2 .có chiều cùng chiều quay với w1. từ đIểm a1ºa2 kẻ phương của véc tơ VB2A2 . từ gốc P kẻ phương của VB3 = VB2 hai đường thẳng này cắt nhau ở đâu đó chính là đIểm b2 º b3 nối pb ta có véc tơ pb1 º pb2 biểu diễn vân tốc của đIểm B.
Xét nhóm axua (4-5)
VC1=VC4= w1 .LOC = 481,7108.0,0425= 20,4727
VC1 : phương vuông góc oc và có chiều theo chiều w1.
Xét đIểm D:
VD4 = VC4 + VC4D4 (*)
VD4 = VD5
VD4 : có phương là phương trượt của piston5, độ lớn chưa xác định được.
VC4D4 : có phương vuông góc với CD độ lớn chưa xác định.
VC4 : đã xác định cả phương chiều và độ lớn.
Ta thấy (*) có 2 ẩn ta dùng phương pháp vẽ để giải.
Ta chọn đIểm P làm gốc hoạ đồ vận tốc , dựng pc1 biểu diễn VC1 = VC4 .có chiều cùng chiều quay với w1. từ đIểm c1ºc4 kẻ phương của véc tơ VC4D4 . từ gốc P kẻ phương của VD5 = VD4 hai đường thẳng này cắt nhau ở đâu đó chính là đIểm d5 º d4 nối pd ta có véc tơ pd4 º pd5 biểu diễn vân tốc của đIểm D.
z
Vị trí
1
2
3
4
5
6
7
8
Pa1-2
Va1-2
60
20,4727
60
20,4727
60
20,4727
60
20,4727
60
20,4727
60
20,4727
60
20,4727
60
20,4727
Pb2-3
Vb2-3
0
0
49,4994
16,8889
60
20,4727
35,3534
12,0624
0
0
35,3534
12,0624
60
20,4727
49,4994
16,8889
Ps2
Vs2
44,9459
15,3335
52,6943
17,9790
60
20,4727
48,5446
16,5632
44,9459
15,3335
48,5446
16,5632
60
20,4727
52,6943
17,9790
w2
112,0205
80,3035
0
80,3035
112,0205
80,3035
0
80,3035
Pd4-5
Vd4-5
0
0
35,3534
12,0624
60
20,4727
49,4994
16,8889
0
0
49,4994
16,8889
60
20,4727
35,3534
12,0624
C4 d4
Vc4d4
60
20,4727
43,0119
14,6754
0
0
43,0119
14,6754
60
20,4727
43,0119
14,6754
0
0
43,0119
14,6754
b2a2
VB2A2
60
20,4727
43,0119
14,6754
0
0
43,0119
14,6754
60
20,4727
43,0119
14,6754
0
0
43,0119
14,6754
w4
112,0205
80,3035
0
80,3035
112,0205
80,3035
0
80,3035
Ps4
Vs4
44,9459
15,3353
48,5446
16,5632
60
20,4727
52,6943
17,9796
44,9459
15,3353
52,6943
17,9796
60
20,4727
48,5446
16,5632
HOẠ ĐỒ GIA TỐC
Xác định hoạ đồ gia tốc tại vị trí số 2 và vị trí số 4
Xét đIểm A ta thấy
aA1 = aA2 = aAn = w21 . LOA = (481,7108)2. 0,0425 = 9861,9250( m/s2)
có chiều từ A hướng tới o
xét đIểm B:
aB2 = aB3 = aA2 + anB2A2 + atB2A2 (*)
aA2 =9861,9250m/s2 chiều từ A về 0
anB2A2 = w22. LAB = (80,3035)2. 0,18275 =1178,4911(m/s2) chiều từ B về A
atB2A2 chưa biết độ lớn , chiều vuông góc AB
aB2 độ lớn chưa xác định phương thẳng đứng theo phương trượt của piston.
Ta thấy (*) có 2 ẩn do đó ta giảI bằng phương pháp vẽ .
Xét đIểm C ta có w1 = const do đó
aC1= aC4= anC = w 21. LOC = (80,3035)2. 0,18275 = 1178,4911 (m/s2) có chiều từ C về 0
xét điểm D
có aD4 = aD5 = aC4 + anD4C4 + atD4C4 (**)
aD4 có độ lớn chưa xác định. Có phương cùng thẳng đứng theo chiều trượt của piston 5 anC4D4 có độ lớn = w4. LCD = (80,3035)2. 0,18275 = 1178,4911 (m/s).
atC4D4 có độ lớn chưa xác định , phương vuông góc với CD
ta thấy (**) chỉ còn 2 ẩn do đó ta dùng phương pháp vẽ để giải.
·/ PHƯƠNG PHÁP VẼ:
chọn tỉ lệ xích gia tốc ma = w12. mL = (481,7108)2 . 0,0007083 = 164,3576823(m/mms2)
ta chọn một đIểm P làm gốc hoạ đồ gia tốc dựng véc tơ Pa‘1=Pa‘2 biểu diễn aA1=aA2 từ mút a12 dựng véc tơ n có phương song song AB chiều từ B về A để biểu diễn anB2A2 từ mút véc tơ n tabiểu diễn véc tơ atA2 B2 bằng cách dựng một đoạn thẳng vuông góc với véc tơ n đường thẳng này cắt trục thẳng đứng đi qua Õ ở đâu đó chính là đIểm b’2º b’3 cần phảI tìm. đoạn Õb’2º Õb‘3 biểu diễn véc tơ gia tốc aB2= aB3.
Từ Õ ta dựngvéc tơ Õc’1 = Õc’4 biểu diễn các véc tơ aC1=aC4 từ mút c’ ta dựng véc tơ c’1n biẻu diễn véc tơ gia tốc anD4 C4 . từ mút n ta dựng một đoạn thẳng vuông góc với c’1n cắt trục thẳng đứng qua Õ ở đâu đó chính là d’4 º d’5cần tìm .
Xác định vị trí khác cũng tương tự
BẢNG THÔNG SỐ CÁC GIÁ TRỊ ma = 164,3576823
2
4
Pa1,2
a’A1,2
60
9861,4609
60
9861,4609
Pb’2,3
a’B2A2
42,6225
7005,3353
42,2303
6940,8742
a’1n
anB2A2
7,1702
1178,4774
7,1702
1178,4774
nb’2
atB2A2
41,8166
6872,8794
41,8166
6872,8794
ÕS’2
as2
50,6587
8326,1465
50,5438
8307,2618
Õd4-5
aD4-5
42,2303
6940,8742
42,6225
7005,3353
Õc‘1-4
aC’1-4
60
9861,4609
60
9861,4609
nc’1-4
anC 4D4
7,1702
1178,4774
7,1702
1178,4774
nd’4-5
atC 4D4
41,8166
6872,8794
41,8166
6872,8794
ÕS’4
as4
50,5438
8307,2618
50,6587
8326,1465
e2
38156,9737
38156,9737
e4
38156,9737
38156,9737
PHÂN TÍCH LỰC
G2 G4 12
Ta có : m2 = m4 = ¾ = ¾ = ¾ =1,223(kg)
9,81 9,81 9,81
G 3 G5 14
m3 = m5= ¾ = ¾ = ¾ =1,4271 (kg)
9,81 9,81 9,81
JS2 m2.l2
ta lại có LS2K2 = ¾¾¾ = ¾¾¾ = 43,5119 (mm)
m2.lA2S2 12.m2.0,35l
ta đã xác định được tâm va đập K của khâu 2
từ hoạ đồ gia tốc ta có : aS2 = aA2+ aS2A2
nhân cả 2 vế của phương trình với (-m2 ) ta được
-maS2 = -m2 ( aS2A2+ aA2)
Ptq2 = - m2.aA2 là lực quán tính tịnh tiến của khâu 2 và lực này có đIểm đặt tại S2 và có phương song song với phương của véc tơ gia tốc aA2 , chiều ngược lại
Pnq2 = -m2. aS2A2 là thành phần quán tính của khâu 2 trong chuyển động quay quanh đIểm A nó có đIểm đặt tại K và có phương song song với phương của véc tơ gia tốc aS2A2 , chiều ngược lại ta dựng hoạ đồ lực theo vị trí của nhóm axua tạo bởi khâu 2 và khâu 3
atB2A2 a2’b’2.ma 42,4269. 164,3576823
ta có e2 = ¾¾ = ¾¾ = ¾¾¾¾¾ = 38156,9737 (rad/s2)
LAB LAB 0,18275
Do đó atS2A2 = e2. LA2B2 = 38156,9737. 0,0639625 =2440,6154 (m/s2)
anS2A2 = w22. LA2S2 = (80,3035)2 .0,0639625= 412,4719 (m/s2)
vậy : aS2A2 =( anS2A2 )2 + (atS2A)2 = 412,47192 + 2440,61542 =
ta giả sử đIểm đặt của lực quán tính Pq2 là đIểm T thì ta xác định đIểm T như sau:
tại trọng tâm S2 của khâu 2 ta kẻ phương song song với 0A. tại tâm va đập K2 ta kẻ phương song song với gia tốc aS2A2 .2 phương này gặp nhau ở đâu thì đó chính là đIểm đặt lực T
tách nhóm axua 2-3 đặt các lực ta có phương trình cân bằng lực :
R03 + Pq3 +P3 + G3+ G2+Pq2 +R1-2 = 0 (*)
Xác định lực tác động lên piston (3) P3 .
Để xác định lực này ta phải dựa vào biểu đồ công và quá trình làm việc của động cơ . Ta biết
cứ sau 2 vòng quay của trục khuỷu động cơ hoàn thành một chu kỳ sinh công.
Vậy khi piston (3) đi từ điểm chết trên B1 xuống điểm chết dưới B5 là hành trình hút. Từ B5 đến B10 là hành trình nén . từ B10 đến B15là hành trình nổ. Từ B15đến B20 là hành trình xả. vì đây là động cơ đốt trong song hành do đó :
Với vị trí số 2 ở vòng quay thứ nhất P3 ứng với áp suất 3,3 N/cm2
P.D2 3,14. 7,62
Ta có P3 = ¾¾ . 3,3 = ¾¾¾¾ . 3,3 = 116,2875 (N)
4 4
chiều của P3 đI lên vì ngược chiều với chiều chuyển động của piston.
Ta thấy (*) còn 4 ẩn đó là chiều và độ lớn của R03 và R1-2.
để khử tiếp ẩn của phương trình (*) ta phân tích:
R1-2 = Rn1-2 +Rt1-2
Và ta viết phương trình mô men cho đIểm B ta được:
åMB = -Rt1-2.l + Pq2.h1- G2.h2 =0.
10184,5424.130,9266– 27,5765 .12
Rt1-2. l + Pq2 =G2.h2 ® Rt1-2 = ¾¾¾¾¾¾¾¾ = 5167,0410
258
với nhóm A xua được tách ra từ khâu 2 và khâu 3 thì phương trình lực được viết lại là:
R03 + Pq3 +P3 + G3+ G2+Pq2 +Rn1-2 + Rt1-2 = 0 (**)
R03 có trị số chưa xác định phương vuông góc với phương trượt của piston 3.
Pq3 có trị số : Pq3 = 9997,314(N).
Có chiều với chiều của Pd3.
P3 có trị số : P3 = 116,2875(N) . có phương thẳngđứng có chiều hướng lên
G3 =14 hướng thẳng đứng xuống dưới.
Pq2 có trị số : Pq2 = 50,6587.164,3576823.1,2223 = 10184,5424 (N).
Cùng phương ngược chiều với aS2.
G2 có trị số : G2 =12 có chiều hướng thẳng đứng xuống dưới.
Rt1-2 có trị số : Rt1-2 =5167,0410 (N). có phương vuông góc với AB chiều như hình vẽ.
Rn1-2 có trị số chưa biết có phương vuông góc với Rt1-2 . do đó phương trình (*) chỉ còn 2 ẩn là giá trị của R03 và giá trị của Rn1-2.
Ta tách nhóm axua thứ 2 gồm khâu 4 và khâu 5. hoàn toàn tương tự như nhóm thứ 1 ta có phương trình cân bằng lực của nhóm là:
R05 + P5 +Pq5 + Pq4 + G4 + G5 + Rt1-4 + Rn1-4 = 0 (***)
Tách riêng khâu 4 và viết phương trình mô men cho đIểm D.
ta có : SMD = G4 . h4 - Pq4.h3 + Rt1-4 .l = 0
10161,4426.84,929 + 12.27,5765
® Rt1-4 = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 3343,6831
258
Với vị trí B2 piston 3 đang ở hành trình hút thì piston 5 ở hành trình nén ta dóng sang đồ thị công ta được giá trị áp suất là 1,027® p5 = 36,1900 (N). có phương thẳng đứng chiều hướng xuống.
Pq4 = m4. aS4 = 1,2232. 164,3576823.50,5438 = 10161,4426 (N). chiều ngược với aS4
G5 có trị số : G5 = 14 phương thẳng đứng chiều hướng xuống.
G3 có trị số : G4 = 12 phương thẳng đứng chiều hướng xuống.
Rn1-4 trị số chưa biết , có phương vuông góc với Rt1-4 .
vậy phương trình (***) còn 2 ẩn đó là trị số của R05 và Rn1-4 .
ta giải được bằng phương pháp vẽ.
Giá trị thực Rt1-2 5167,0410
Chọn tỷ lệ xích: mp =¾¾¾¾ = ¾¾ = ¾¾¾¾ =103,340829(N/mm)
đoạn biểu diễn 50 50
Vị trí 2
Vị trí 4
Giá trị thực
Giá trị biểu diễn
Giá trị thực
Giá trị biểu diễn
P3
116,2875
1,1252
116,2875
1,1252
Pq3
9997,314
96,7411
9997,314
95,8510
G2 = G4
12
0,1161
12
0,1161
G3 = G5
14
0,1354
14
0,1354
R03
3406,8058
32,9667
901,6176
8,7247
Rt1-2
5167,0410
50
3343,6749
32,3558
Rn1-2
17996,0390
174,1426
19141,1483
185,2235
Pq2
10184,5424
98,5529
10161,4426
98,3294
P5
36,1900
0,3502
36,1900
0,3502
Pq4
10161,4426
98,3294
10184,5424
98,5529
Pq5
9905,3216
95,8510
9997,314
96,7411
Rt1-4
3343,6831
32,3558
5167,0410
50
Rn1-4
19295,7255
186,7193
17871,9784
172,9421
R05
927,0394
8,9707
3386,4063
32,7693
BẢNG BIỂU DIỄN CÁC THÔNG SỐ
( Vị trí 2 )
-Tính mô men cân bằng của khâu dẫn (theo 2 phương pháp cổ điển và đòn ju cốp ky)
* Tính theo phương pháp cổ điển
xét khâu dẫn (1) :đặt các phản lực khớp động R2-1 và R4-1có chiều ngược với chiêu của R1-2 và R1-4 lên khâu dẫn
Chọn chiều Mcb ngược với chiều của w1
viết phương trình cân bằng mômen với điểm 0
+) Mcb – R21 .h1.mL – R21 .h1.mL = 0
Mcb = (R21 .h1. + R41 .h4)mL = (18723,1347.37,3058+19583,2817.26,0235).0,0007083 = 854,623
Ta thấy Mcb có giá trị dương , ngươc chiều với chiều của w1 , do đó nó đóng vai tro mômen cản
Tính theo phương pháp đòn jucốpky
Xoay hoạ đồ vận tốc đI một góc 90 độ rồi đặt tất cả các lực lên các điểm tương ứng trên hoạ đồ vận tốc đã được xoay và lấy mômen với gốc P. những lực nào chống lại chiều xoay của hoạ đồ vận tốc sẽ mang dấu dương và ngược lại .sau đó dược nhân với ta được mômen cân bằng
Mcb = mL[(G3 - P3 – Pq3) Pb – (Pq5 + G5+ P5)Pd– Pq4.h4+G2.h1– Pq2.h3 – G4.h2 ]
= 0,0007083[(14 – 116,2875 – 9997,1263).49,4994 – (9905,3216 + 14 + 36,19).35,3534 – 10161,4426.16,6775 + 12.44,9033 - 10184,5424.19,6925 -12.39,9515]
=865,327
so sánh hai cách tính mômen cân bằng ta co sai số là
865,327 – 854,623
¾¾¾ = 1,23 %
865,327 ( Vị trí 4)
* Tính theo phương pháp cổ điển
Tương tự như trên ta có
Mcb – R21 .h1.mL – R21 .h1.mL = 0
Mcb = (R21 .h1. + R41 .h4)mL = 0,0007083(19430,9989.25,95 + 18603,9222.37,2193)
= 847,5938
Tính theo phương pháp đòn jucốpky
Mcb = mL[(G3- P3 +Pq3) Pb + (Pq5 - G5- P5)Pd+ Pq4.h4+G2.h1+ Pq2.h3 – G4.h2 ]
=0,0007083[(14 - 116,2875 +9997,314)35,3534 + (9997,314 – 14 – 36,19) 49,4994 + 10184,5424. 19,6925 + 12. 39,9509 +10161,4426.16,6775 – 12.39,9515]
=858,6197
so sánh hai cách tính mômen cân bằng ta co sai số là
858,6197– 847,5938
¾¾¾¾ Þ 1,28 %
858,6197
THIẾT KẾ BÁNH ĐÀ
Khi làm việc dưới tác động của các lực máy sẽ có một chuyển động nhất định gọi là chuyển động thực của máy
Vì chuyển động của các khâu trong máy phụ thuộc vào chuyển động của khâu đẫn .nên muốn biết chuyển động thực của máy chỉ cần xác định chuyển động thực của khâu dẫn .Trong thực tế khâu dẫn chuyển động không đều do tác dụng của nhiều yếu tố.
Một trong những phương pháp làm đều chuyển động của máy làtính toán thiết kế bánh đà.
Vẽ đồ thị mômen động thay thế :
Mdtt = S(Pk.Vk)/w1 = {( G3 ± P3 )h1 G2 h2 G4 h3 (P5 G5)h4Ư.mL
Cách làm xoay hoạ đồ vận tốc đI 1 góc 90o rồi đặt các lực vào nút các véc tơ vận tốc các đIểm đặt lực và lấy mô men theo phương pháp đòn ta được
trị số mô men động thay thế tại các vị trí.
TRỊ SỐ CỦA LỰC TÁC ĐỘNG P
Vị trí
1
2
3
4
5
6
7
8
P3
116,2875
116,2875
116,2875
116,2875
116,2875
36,19
188,4422
454,2438
P5
116,2875
36,19
188,4422
454,2438
576,1158
1409,546
1409,546
474,7941
Vị trí
9
10
11
12
13
14
15
16
P3
576,1158
1409,546
474,7941
116,2875
116,2875
116,2875
116,2875
116,2875
P5
116,2875
116,2875
116,2875
116,2875
116,2875
116,2875
116,2875
116,2875
Vị trí
1
2
3
4
5
6
7
8
h1(mm)
0
49,4994
60
35,3534
0
35,3534
60
49,4994
h2(mm)
0
44,902
60
39,9509
0
39,9509
60
44,902
h3(mm)
0
39,9509
60
44,902
0
44,902
60
39,9509
h4(mm)
0
35,3534
60
49,4994
0
49,4994
60
35,3534
Mđtt
0
-4,8009
- 12,95,4
-19,0202
0
48,6954
51,8944
-4,2191
Gtbiểu diễn
0
20
53,9498
79,2359
0
202,8594
216,1861
17,5762
vị trí
9
10
11
12
13
14
15
16
h1(mm)
0
49,4994
60
35,3534
0
35,3534
60
49,4994
h2(mm)
0
44,902
60
39,9509
0
39,9509
60
44,902
h3(mm)
0
39,9509
60
44,902
0
44,902
60
39,9509
h4(mm)
0
35,3534
60
49,4994
0
49,4994
60
35,3534
Mđtt
0
46,6897
54,9608
7,6297
0
-6,8066
-9,8839
-7,1713
Gtbiểu diễn
0
194,5039
228,9604
31,7844
0
28,3555
41,1751
29,8748
Ta có bảng trị số mô men thay thế.
b)vẽ đồ thị mô men Mđtt và công Ac ,Ađ
Vẽ đồ thị Mđtt từ những giá trị tìm được
Trục tung biểu thị Mđtt với tỷ lệ xích mM = 0,240045(Nm/mm)
Trục hoành biểu diễn góc j với tỷ lệ xích mj =0,0523(1/mm)
Tích phân đồ thị Mđtt ta được đồ thị công động, chọn cực tích phân H=80 mm
mA = mM . mj . H = 0,240045. 0,0523.80=1,004348(Nm/mm)
Phương pháp tích phân :
Trên trục hoành của đồ thị Mđtt chia làm 16 đoạn bằng nhau. tại các trung điểm của các đoạn dóng song song với trục tung cắt đường cong tại các đIểm a1,a2,a3,… , a16 trên đường cong Mđtt, lấy một điểm H trên trục 0j cách o một khoảng 80mm gọi là cực tích phân ,từ các điểm a1,a2,a3,…a16. ta dóng song song trục hoành cắt trục tung tại các vị trí tương ứng b1,b2,b3,…, b16, nối các vị trí tương ứng này với đầu mút H ta được các đường thẳng có độ nghiêng khác nhau .
Trên biểu đồ vẽ Ađcũng chia trục hoành như biểu đồ Mđtt
Từ diểm gốc 1 và trong phạm vi khoảng chia đầu tiên ta vẽ một đoạn 1C1 song song Hb1 cắt đường thẳng song song với trục tung kẻ từ 2 tại C1. sau đó từ C1 lại lặp lại cho hết 16 khoảng chia cuối cùng ta vẽ được Ađ .
Nối điểm đầu và đIểm cuối của đồ thị công động Ađ=f(j) ta được đồ thị công cản Ac =f(j) vì rằng mô men cản thay thế là hằng số : Mc =const (chưa biết trị số mô men cản ) . Nhưng công của mô men không đổi bằng
Ac = Mc.j
Nghĩa là công cản Ac tỷ lệ với góc j ngoài ra sau toàn bộ chu kỳ làm việccủa máy , công động bằng công cản: Ađ=Ac
Vì vậy đường thẳng Ac =f(j) sẽ nối điểm đầu và điểm cuối đường cong Ađ =f(j) (ở đầu và ở cuối chu kỳ Ađ=Ac).
Trị số của mô men cản xác định bằng cách vi phân đồ thị.Ac =f(j).
Muốn thế ,từ điểm H c