thuyết minh bài tập lớn môn nguyên lý máy
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (813.49 KB, 10 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
1. Lê Trần Tấn Lộc
MSSV: 1812966
2. Đinh Tuấn Lộc
MSSV: 1812961
3. Huỳnh Việt Long
MSSV: 1812876
4. Đỗ Ngọc Anh
MSSV: 1919001
NHÓM 2 – LỚP L05
CƠ CẤU MÁY BÀO NGANG – ĐỀ B, PHƯƠNG ÁN 2
GVHD: THẦY LÊ THANH LONG
TPHCM, 05/12/2019
1
MỤC LỤC
A. Phụ bìa…………………………………………………………………... Trang 1
B. Mục lục…………………………………………………………………... Trang 2
C. Nội dung…………………………………………………………………. Trang 3
I. Đề bài và nhiệm vụ ……………………………………………….. Trang 3
II. Giải và thực hiện nhiệm vụ……………………………………….. Trang 4
1. Nhiệm vụ 1……………………………………………….... Trang 4
2. Nhiệm vụ 2………………………………………………… Trang 7
3. Nhiệm vụ 3………………………………………………… Trang 9
D. Danh mục tài liệu tham khảo…………………………………………….. Trang 10
2
NỘI DUNG
I. ĐỀ BÀI VÀ NHIỆM VỤ:
Cho cơ cấu máy bào ngang tại vị trí có sơ đồ như hình vẽ, bỏ qua khối lượng các khâu:
-
Kích thước các khâu: lAB = 117 mm, lAC = 379 mm, lCD = 776 mm,
-
Khoảng cách: a = 758 mm,
-
Vận tốc góc khâu dẫn: ω1 = 20 rad/s,
-
Vị trí khâu dẫn (góc hợp bởi tay quay và phương ngang): γ = 150,
-
Lực cắt: P = 1200 N,
-
Vị trí lực cắt: y = 94 mm.
Nhiệm vụ:
1. Xác định vận tốc, gia tốc các điểm D,F trên cơ cấu, vận tốc góc, gia tốc góc
các khâu.
2. Tính áp lực khớp động trên các khớp.
3. Tính moment cân bằng đặt trên khâu dẫn bằng hai phương pháp: phân tích
lực và di chuyển khả dĩ.
3
II. Giải và thực hiện nhiệm vụ:
II.1. Yêu cầu 1: Xác định vận tốc, gia tốc các điểm D,F trên cơ cấu, vận tốc
góc, gia tốc góc các khâu.
a) Bài toán vận tốc:
*Đặt α = 𝐴𝐵𝐶
Áp dụng định lý hàm số sin cho ABC, ta có:
𝐴𝐶
𝐴𝐵
=
𝑠𝑖𝑛𝐴𝐵𝐶
𝑠𝑖𝑛𝐴𝐶𝐵
=>
379
117
=
𝑠𝑖𝑛𝛼
𝑠𝑖𝑛(180 − 90 − 15 − 𝛼 )
=>
𝛼 = 59,5
Ta có: 𝑣 ⃗ = 𝑣 ⃗ + 𝑣
⃗
/
BC
AB
//BC
?
𝜔 . 𝐴𝐵
?
𝑣
= 𝜔 . 𝐴𝐵 = 117.20 = 2340 (𝑚𝑚/𝑠)
𝑐ó 𝑐ℎ𝑖ề𝑢
Dựa vào họa đồ (1):
với: 𝑣 ⃗ =
𝑣 . 𝑐𝑜𝑠59,5 = 2340. 𝑠𝑖𝑛59,5 ≈ 1187 (𝑚𝑚/𝑠)
𝑐ó 𝑐ℎ𝑖ề𝑢
=> 𝑣 ⃗ =
và: 𝑣
𝑣 . 𝑠𝑖𝑛59,5 = 2340. 𝑐𝑜𝑠59,5 ≈ 2016 (𝑚𝑚/𝑠)
𝑐ó 𝑐ℎ𝑖ề𝑢
⃗=
/
(1)
Áp dụng định lý hàm số cos cho ABC, ta có:
𝐵𝐶 = 𝐴𝐶 + 𝐴𝐵 − 2. 𝐴𝐵. 𝐴𝐶. 𝑐𝑜𝑠(90 + 15)
=> 𝐵𝐶 = 379 + 117 − 2.379.117. 𝑐𝑜𝑠(90 + 15)
=> 𝐵𝐶 ≈ 424,6 𝑚𝑚
Từ đây, ta có:
𝑣
1187
=
≈ 2,796 (𝑟𝑎𝑑/𝑠)
𝐵𝐶
424,6
𝜔 = 𝜔 =
*Ta có: 𝑣 ⃗ = 𝑣 ⃗ + 𝑣
CD
//DE
?
với: 𝑣
𝜔 . 𝐶𝐷
= 𝑣
/
⃗
DE
?
(2)
= 𝜔 . 𝐶𝐷 = 2,796.776 ≈ 2169,696 (𝑚𝑚/𝑠)
4
Dựa vào họa đồ (2):
𝑣 . 𝑐𝑜𝑠15,5 = 2169,696. 𝑐𝑜𝑠15,5 ≈ 2090,79 (𝑚𝑚/𝑠)
𝑐ó 𝑐ℎ𝑖ề𝑢 →
Nhận xét: từ cơ hệ, ta ln có 𝑣 ⃗ = 𝑣 ⃗
=> 𝑣 ⃗ =
b) Bài tốn gia tốc:
*Ta có:
- Gia tốc của điểm B trên khâu 2 là:
𝑎
= 𝑎
= 𝜔 . 𝐴𝐵 = 20 . 117 ≈ 46800 (𝑚𝑚/𝑠 )
- Gia tốc coriolis của điểm B3 so với B2 là:
𝑎
/
= 2. 𝜔 . 𝑣
= 2.2,796.2016 = 11273 (𝑚𝑚/𝑠 )
/
Ta có: 𝑎 ⃗ = 𝑎 ⃗ + 𝑎
/
⃗+𝑎
BC
Phương:
//AB
Độ lớn:
46800 11273
/
⃗= 𝑎 ⃗+ 𝑎 ⃗
BC
//BC
//BC
?
Trên họa đồ (3), ta có:
𝛿 = 15 + 15,5 = 30,5
Dựa vào họa đồ (3), ta có:
𝑎
= 𝑎 . 𝑐𝑜𝑠30,5 − 𝑎 /
= 46800. cos 30,5 − 11273
= 29051 (𝑚𝑚/𝑠 )
(3)
Vậy gia tốc góc: 𝛽 = 𝛽 =
=
,
= 68,41 (𝑟𝑎𝑑/𝑠 ) và có chiều ngược chiều
kim đồng hồ
*Ta có:
𝑎 ⃗=
𝜔 . 𝐶𝐷 = 2,796 . 776 = 6066,47 (𝑟𝑎𝑑/𝑠 )
//𝐶𝐷 ( )
𝑎 ⃗=
𝛽. 𝐶𝐷 = 68,41.776 = 53086,16 (𝑟𝑎𝑑/𝑠 )
𝐶𝐷 ( )
5
Ta có:
𝑎 ⃗=𝑎 ⃗+𝑎 ⃗+𝑎
Chiều:
//DE //DC
DC
/
⃗
DE
Trên họa đồ (4), ta có:
*𝑡𝑎𝑛𝜑 =
=
,
,
=> 𝜑 = 6,52
*𝜑 + 𝜃 = 15,5
(4)
=> 𝜃 = 15,5 − 6,52 = 8,98
Dựa vào họa đồ (4), ta có:
𝑎
=
(𝑎 ) + (𝑎 ) . 𝑐𝑜𝑠𝜃 =
53086,16 + 6066,47 . 𝑐𝑜𝑠8,98
= 52776,63 (𝑚𝑚/𝑠 ) và có chiều (←)
Nhận xét: từ cơ hệ, ta ln có 𝑎 ⃗ = 𝑎 ⃗
c) Kết luận:
*Vận tốc, gia tốc các điểm D,F trên cơ cấu là:
𝑣 ⃗ = 𝑣⃗ =
2090,79 (𝑚𝑚/𝑠)
𝑐ó 𝑐ℎ𝑖ề𝑢 →
𝑎 ⃗ = 𝑎⃗ =
52776,63 (𝑚𝑚/𝑠 )
𝑐ó 𝑐ℎ𝑖ề𝑢 ←
*Vận tốc góc của các khâu là:
𝜔 = 20 (𝑟𝑎𝑑/𝑠)
𝜔 = 𝜔 = 2,796 (𝑟𝑎𝑑/𝑠) có chiều cùng chiều với 𝜔
𝜔 = 𝜔 = 0 do khâu 4,5 chuyển động tịnh tiến
*Gia tốc góc của các khâu là:
𝛽 = 0 do khâu 1 chuyển động đều
𝛽 = 𝛽 = 68,41 (𝑟𝑎𝑑/𝑠 ) có chiều ngược chiều kim đồng hồ
𝛽 = 𝛽 = 0 do khâu 4,5 chuyển động tịnh tiến
6
II.2. Yêu cầu 2: Tính áp lực khớp động trên các khớp.
a) Tính áp lực:
*Xét khâu 5:
∑ F = 0 <=> 𝑅
∑ M/ = 0 <=> 𝑀
= 𝐹 = 1200 (𝑁)
= 𝐹. 𝑦 = 1200.94 = 112800 (𝑁. 𝑚𝑚)
*Xét khâu 4:
∑ F = 0 <=> 𝑅
=𝑅
= 1200 (𝑁)
7
*Xét khâu 3:
∑ M/ = 0
<=> 𝑅 . 𝑐𝑜𝑠15,5 . 𝐶𝐷 − 𝑅 . 𝐵𝐶 = 0
.
,
.
<=> 𝑅
=
<=> 𝑅
=
<=> 𝑅
= 2113,36 (𝑁)
.
,
.
,
∑F = 0
<=> −𝑅
− 𝑅 . 𝑠𝑖𝑛15,5 = 0
<=> 𝑅
= 𝑅 . 𝑠𝑖𝑛15,5
<=> 𝑅
= 2113,36. 𝑠𝑖𝑛15,5
<=> 𝑅
= 564,77 (𝑁)
=−𝑅
<=> 𝑅
= − 1200 + 2113,36. 𝑐𝑜𝑠15,5
<=> 𝑅
= 836,498 (𝑁)
*Xét khâu 2:
Ta có: 𝑅
=𝑅
= 𝑅
+ 𝑅 . 𝑐𝑜𝑠15,5 = 0
<=> 𝑅
∑F = 0
<=> 𝑅
− 𝑅
= 2113,36 (𝑁)
8
+ 𝑅 . 𝑐𝑜𝑠15,5
*Xét khâu 1:
Ta có: 𝑅
=𝑅
= 2113,36 (𝑁)
b) Kết luận:
𝑅
= 𝐹 = 1200 (𝑁)
𝑅
=𝑅
𝑅
= 2113,36 (𝑁)
𝑅
=𝑅
= 𝑅
𝑅
=𝑅
= 2113,36 (𝑁)
= 1200 (𝑁)
= 2113,36 (𝑁)
II.3. Yêu cầu 3: Tính moment cân bằng đặt trên khâu dẫn bằng hai
phương pháp: phân tích lực và di chuyển khả dĩ.
a) Tính theo phương pháp phân tích lực:
Áp dụng những kết quả ở phần II.2., ta có:
∑ M/ = 0
<=> 𝑀
= 𝑅 . 𝑐𝑜𝑠59,5 . 𝐴𝐵
<=> 𝑀
= 2113,36. 𝑐𝑜𝑠59,5 . 117
<=> 𝑀
= 125495,5 (𝑁. 𝑚𝑚)
Vậy 𝑀 = 125495,5 (𝑁. 𝑚𝑚) và có chiều giống
hình bên.
b) Tính theo phương pháp di chuyển khả dĩ:
Giả sử 𝑀
cùng chiều kim đồng hồ
Áp dụng những kết quả ở phần II.1., ta có:
Ta có: 𝐹⃗ . 𝑣 ⃗ + 𝑀 ⃗. 𝜔 ⃗ = 0
<=> -1200.2090,79 + 𝑀 .20 = 0
<=> 𝑀
= 125495,5 (𝑁. 𝑚𝑚)
Vậy 𝑀
= 125495,5 (𝑁. 𝑚𝑚) và có chiều cùng chiều kim đồng hồ.
9
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Giáo trình Cơ học máy.
[2] Slide bài giảng Nguyên lý máy của thầy Lê Thanh Long.
[3] Hướng dẫn sử dụng AUTOCAD:
/>
10
