Tải bản đầy đủ (.docx) (27 trang)

Bài tập lớn nguyên lý máy đề tài thiết kế động cơ – nén khí

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (521.55 KB, 27 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘITRƯỜNG CƠ KHÍ</b>

<b>BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY VÀ ROBOTKHOA CƠ ĐIỆN TỬ</b>

<b>BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY</b>

<b>ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ – NÉN KHÍ</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>---o0o---ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘITRƯỜNG CƠ KHÍ</b>

<b>BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY VÀ ROBOTKHOA CƠ ĐIỆN TỬ</b>

<b>BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY</b>

<b>ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ – NÉN KHÍ</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>---o0o---Lời nói đầu</b>

Ngày này đất nước đang phát triền hết sức mạnh mẽ trên con đường cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa và song song với đó là tầm quan trọng và sự phát triển của ngành cơ khí. Nhu cầu kĩ thuật ngày càng cao địi hỏi mỗi người chúng ta cần phải tìm tịi học tập và nghiên cứu không ngừng để đáp ứng được nhu cầu đó.

Là sinh viên Đại học Bách Khoa em ln thấy được tầm quan trọng của máy móc trong mọi thời đại và hôm nay dưới sự chỉ dạy của thầy Nguyễn Trọng Du và sự giúp đỡ của các bạn trong nhóm 6, em đã được thầy giao nhiệm vụ làm bài tập lớn đề số 6 của mơn học. Trong q trình học và làm bài tập lớn do trình độ và năng lực của em cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi những sai sót. Em mong thầy có thể chỉ bảo và bổ sung để kiến thức của em được hoàn thiện hơn.

Một lần nữa, em xin cảm ơn thầy Nguyễn Trọng Du đã hướng dẫn tận tình để giúp em có thể làm bài tập này.

Trân Trọng

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b><small>I, Tính Tốn các thơng số của động cơ</small></b> 4. Gia tốc trục khuỷu: <i><small>ε</small></i><small>1=0(rad /s</small><sup>2</sup><small>)</small>

5. Khối lượng thanh truyền 2: <i><small>m</small></i><small>2=3(kg)</small>

7. Mơ men qn tính thanh truyền 2 : <i><small>J</small><sub>S</sub></i><sub>2</sub><small>=0,12(kg .m2</small>

8. Đường kính piston 3: <i><small>d</small></i><sub>3</sub><small>=120 (mm)</small>

9. Áp suất lớn nhất trong xi lanh: <i><small>p</small><sub>m</sub></i><small>=0.6</small>

(

<i><small>m m</small><sup>N</sup></i> <sup>2</sup>

)

Áp suất khí quyển: <i><small>p</small></i><sub>0</sub><small>=0.</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

4. Gia tốc trục khuỷu: <i><small>ε</small></i><small>1=0(rad /s</small><sup>2</sup><small>)</small>

5. Khối lượng thanh truyền 2: <i><small>m</small></i><small>2=3(kg)</small>

7. Mơ men qn tính thanh truyền 2 : <i><small>J</small><sub>S</sub></i><sub>2</sub><small>=0,12(kg .m2</small>

<small>Chọn AB=70(mm)</small>Tỉ lệ xích họa đồ : 𝜇𝑙 =<i><sup>lAB</sup><sub>AB</sub></i> =<sup>0.0575</sup><sub>575</sub> =0.001 ( <i><sub>mm</sub><sup>m</sup></i> ) Tỷ lệ chiều dài thanh trục khuỷu : 𝜆= <i><sup>BC</sup><sub>AB</sub></i> = 4

BC = 4AB = 4.*57.5 = 230(mm)

𝑙𝐵𝐶 = 𝑙2 = 𝐵𝐶. 𝜇𝑙 = 230 ∗ 0,001 = 0.23(𝑚)

<small>1</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<small>⇔</small>

{

<i><sup>l</sup></i><small>3</small><i><small>. cosφ</small></i><sub>3</sub><small>=−</small><i><small>l</small></i><sub>1</sub><i><small>.cos φ</small></i><sub>1</sub><small>−</small><i><small>l</small></i><sub>2</sub><i><small>.cos φ</small></i><sub>2</sub> <i><small>l</small></i><sub>3</sub><i><small>.sin φ</small></i><sub>3</sub><small>=−</small><i><small>l</small></i><sub>1</sub><i><small>.sin φ</small></i><sub>1</sub><small>−</small><i><small>l</small></i><sub>2</sub><i><small>. sin φ</small></i><sub>2</sub>

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Nhân tích vơ hướng của hai vế với <small>⃗</small><i><small>e</small></i><sub>0</sub> và <small>⃗</small><i><small>n</small></i><sub>0</sub> ta được hệ sau:

Hay

{

<i><sup>i</sup></i><small>1</small><i><small>cosφ</small></i><sub>1</sub><small>−</small><i><small>w</small></i><sub>1</sub><i><small>l</small></i><sub>1</sub><i><small>sin φ</small></i><sub>1</sub><small>+</small><i><small>i</small></i><sub>2</sub><i><small>cosφ</small></i><sub>2</sub><small>−</small><i><small>w</small></i><sub>2</sub><i><small>l</small></i><sub>2</sub><i><small>sin φ</small></i><sub>2</sub><small>+</small><i><small>i</small></i><sub>3</sub><i><small>cos φ</small></i><sub>3</sub><small>−</small><i><small>w</small></i><sub>3</sub><i><small>l</small></i><sub>3</sub><i><small>sin φ</small></i><sub>3</sub><small>=0</small>

<i><small>i</small></i><sub>1</sub><i><small>cosφ</small></i><sub>1</sub><small>+</small><i><small>w</small></i><sub>1</sub><i><small>l</small></i><sub>1</sub><i><small>cosφ</small></i><sub>1</sub><small>+</small><i><small>i</small></i><sub>2</sub><i><small>sin φ</small></i><sub>2</sub><small>+</small><i><small>w</small></i><sub>2</sub><i><small>l</small></i><sub>2</sub><i><small>cos φ</small></i><sub>2</sub><small>+</small><i><small>i</small></i><sub>3</sub><i><small>sin φ</small></i><sub>3</sub><small>+</small><i><small>w</small></i><sub>3</sub><i><small>l</small></i><sub>3</sub><i><small>cos φ</small></i><sub>3</sub><small>=0</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

{

<small>−</small><i><small>w</small></i><sub>1</sub><small>2</small><i><small>l</small></i><sub>1</sub><i><small>cos φ</small></i><sub>1</sub><small>−</small><i><small>ε</small></i><sub>1</sub><i><small>l</small></i><sub>1</sub><i><small>sin φ</small></i><sub>1</sub><small>−</small><i><small>w</small></i><sub>2</sub><small>2</small><i><small>l</small></i><sub>2</sub><i><small>cosφ</small></i><sub>2</sub><small>−</small><i><small>ε</small></i><sub>2</sub><i><small>l</small></i><sub>2</sub><i><small>sin φ</small></i><sub>2</sub><small>−´</small><i><small>l</small></i><sub>3</sub><i><small>cos φ</small></i><sub>3</sub><small>=0−</small><i><small>w</small></i><sub>1</sub><small>2</small><i><small>l</small></i><sub>1</sub><i><small>sin φ</small></i><sub>1</sub><small>+</small><i><small>ε</small></i><sub>1</sub><i><small>l</small></i><sub>1</sub><i><small>cosφ</small></i><sub>1</sub><small>−</small><i><small>w</small></i><sub>2</sub><small>2</small><i><small>l</small></i><sub>2</sub><i><small>sin φ</small></i><sub>2</sub><small>+</small><i><small>ε</small></i><sub>2</sub><i><small>l</small></i><sub>2</sub><i><small>cosφ</small></i><sub>2</sub><small>+´</small><i><small>l</small></i><sub>3</sub><i><small>sin φ</small></i><sub>3</sub><small>=0</small>

{

<i><small>ε</small></i><sub>2</sub><i><small>l</small></i><sub>2</sub><i><small>sin φ</small></i><sub>2</sub><small>−¿</small><i><small>´l</small></i><sub>3</sub><i><small>cosφ</small></i><sub>3</sub><small>=−</small><i><small>w</small></i><sub>1</sub><sup>2</sup><i><small>l</small></i><sub>1</sub><i><small>cosφ</small></i><sub>1</sub><small>−</small><i><small>ε</small></i><sub>1</sub><i><small>l</small></i><sub>1</sub><i><small>sin φ</small></i><sub>1</sub><small>−</small><i><small>w</small></i><sub>2</sub><sup>2</sup><i><small>l</small></i><sub>2</sub><i><small>cos φ</small></i><sub>2</sub><small>¿</small><i><small>ε</small></i><sub>2</sub><i><small>l</small></i><sub>2</sub><i><small>cosφ</small></i><sub>2</sub><small>+´</small><i><small>l</small></i><sub>3</sub><i><small>sin φ</small></i><sub>3</sub><small>=</small><i><small>w</small></i><sub>1</sub><sup>2</sup><i><small>l</small></i><sub>1</sub><i><small>sin φ</small></i><sub>1</sub><small>−</small><i><small>ε</small></i><sub>1</sub><i><small>l</small></i><sub>1</sub><i><small>cosφ</small></i><sub>1</sub><small>+</small><i><small>w</small></i><sub>2</sub><sup>2</sup><i><small>l</small></i><sub>2</sub><i><small>sin φ</small></i><sub>2</sub>

Đặt:

{

<i><small>b</small></i><sub>1</sub><small>=−</small><i><small>w</small></i><sub>1</sub><sup>2</sup><i><small>l</small></i><sub>1</sub><i><small>cos φ</small></i><sub>1</sub><small>−</small><i><small>ε</small></i><sub>1</sub><i><small>l</small></i><sub>1</sub><i><small>sin φ</small></i><sub>1</sub><small>−</small><i><small>w</small></i><sub>2</sub><sup>2</sup><i><small>l</small></i><sub>2</sub><i><small>cos φ</small></i><sub>2</sub>

<i><small>b</small></i><sub>2</sub><small>=</small><i><small>w</small></i><sub>1</sub><sup>2</sup><i><small>l</small></i><sub>1</sub><i><small>sin φ</small></i><sub>1</sub><small>−</small><i><small>ε</small></i><sub>1</sub><i><small>l</small></i><sub>1</sub><i><small>cos φ</small></i><sub>1</sub><small>+</small><i><small>w</small></i><sub>2</sub><sup>2</sup><i><small>l</small></i><sub>2</sub><i><small>sin φ</small></i><sub>2</sub>

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<small>⃗</small><i><small>v</small><sub>C</sub></i><sub>3</sub>= <small>⃗</small><i><small>v</small><sub>C</sub></i><sub>2</sub>= <small>⃗</small><i><small>v</small><sub>B</sub></i><sub>2</sub> + <small>⃗</small><i><small>v</small><sub>C</sub></i><sub>2</sub><i><sub>B</sub></i><sub>2</sub>

Trong đó:

<small>⃗</small><i><small>v</small><sub>B</sub></i><sub>2</sub>

{

<i><small>độ lớn :9.93</small><sup>phương</sup><sup>⊥ AB</sup></i>

(

<i><sup>m</sup><small>s</small></i>

)

<i><small>chiều:theo chiều ω1</small></i>

<small>⃗</small><i><small>v</small><sub>C</sub></i><sub>2</sub><i><sub>B</sub></i><sub>2</sub>

{

<i><small>độ lớn chưa biết</small><sup>phương</sup><sup>⊥ BC</sup><small>Chiều chưa biết</small></i>

<small>⃗</small><i><small>v</small><sub>C</sub></i><sub>2</sub>

{

<i><small>độ lớn chưa biết</small><sup>phương ∕ ∕ AC</sup><small>chiều chưa biết</small></i>

Từ B ta dựng đường <i><small>∆</small></i> vng góc với BC

Từ P ta dựng đường <i><small>∆</small></i><sub>1</sub> song song với AC, khi đó <i><small>∆</small></i> và <i><small>∆</small></i><sub>1</sub>cắt nhau tại C, khi đó ta được vecto <small>⃗</small><i><small>PC</small></i> biểu thị vận tốc <small>⃗</small><i><small>v</small><sub>C</sub></i>

Họa đồ vận tốc góc 𝝋𝟏 = 60°

<small> 3</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

Từ <i><small>B</small><sup>' '</sup></i> ta dựng đường thẳng <i><small>Δ</small></i><sub>2</sub> Vng góc với CB Từ <i><small>π</small></i> ta dựng đường thẳng <i><small>Δ</small></i><sub>3</sub>Song song với AC

Khi đó <i><small>Δ</small></i><sub>2</sub> và <i><small>Δ</small></i><sub>3</sub> cắt nhau tại <i><small>C'</small></i>, vector <small>⃗</small><i><small>π C'</small></i> biểu diễn vector <small>⃗</small><i><small>a</small><sub>c</sub></i><sub>3</sub>

Đo trên họa đồ <i><small>πC'</small></i> = 1707.93 mm

<small> 3</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

<i><small>→ a</small><sub>c</sub></i><sub>3</sub><small>=</small><i><small>πC'. μv</small><sub>a</sub></i><small>=1707.93 ≈ 1707.93(m/s2</small>

Họa đồ gia tốc :

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

Hình 3) Họa đồ gia tốc

Do S<small>2</small> là trung điểm BC từ đó ta xác định được S<small>’</small> là trung điểm của <i><small>B'C'</small></i> khi đó vector <small>⃗</small><i><small>π S</small><sup>'</sup></i> biểu diễn vector <small>⃗</small><i><small>a</small><sub>s2</sub></i>

Đo trên họa đồ ta thấy <i><small>π S'</small></i>=1654mm

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<b>Nhận xét: So sánh kết quả của 2 phương pháp, ta thấy giá trị các đại lượng của hai</b>

phương pháp tương đối bằng nhau. Sai số nhỏ do làm trịn trong q trình tính tốn

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

Do máy nén đang trong quá trình nén nên, xét cung abc:

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

Do 2 lực <i><small>G</small></i><sub>2</sub><i><small>;G</small></i><sub>3</sub> có độ lớn rất nhỏ so với các lực cịn lại nên khi vẽ họa đồ ta có thể bỏ qua và kết quả sẽ có một ít sai số coi như không đáng kể.

Chọn điểm a bất kỳ làm gốc họa đồ

Từ a dựng vector <small>⃗</small><i><small>ab</small></i> vuông góc với BC, chiều từ a<i><small>→</small></i>b, độ lớn ab = 2804.92mm, biểu diễn vector <small>⃗</small><i><small>N</small></i><sub>12</sub><i><sup>t</sup></i>

Từ b ta dựng vector <small>⃗</small><i><small>bc</small></i> vng góc với Ox, chiều hướng xuống, độ lớn bc =

<i><small>P</small></i><sub>3</sub> <i><small>μv</small><sub>p</sub></i><sup>=</sup>

<small>1</small> <sup>=6785.84 mm</sup>, biểu diễn vector <small>⃗</small><i><small>P</small></i><sub>3</sub>

Từ c ta dựng vector <small>⃗</small><i><small>cd</small></i> vng góc với Ox, chiều hướng lên, độ lớn cd =

<i><small>P</small><sub>q</sub></i><sub>3</sub> <i><small>μv</small><sub>p</sub></i><sup>=</sup>

<small>1</small> <sup>=</sup><i><sup>2561.895mm</sup></i>, biểu diễn vector <small>⃗</small><i><small>P</small><sub>q</sub></i><sub>3</sub>

Từ d ta dựng vector <small>⃗</small><i><small>de</small></i> vng góc với Ox, chiều hướng xuống, độ lớn de =

<i><small>G</small></i><sub>3</sub> <i><small>μv</small><sub>p</sub></i><sup>=</sup>

<small>1</small> <sup>=15 mm</sup>, biểu diễn vector <small>⃗</small><i><small>G</small></i><sub>3</sub>

Từ e ta dựng vector <small>⃗</small><i><small>ef</small></i> có phương trình trùng với phương <small>⃗</small><i><small>a</small><sub>S</sub></i><sub>2</sub> , có chiều ngược với

<i><small>a</small><sub>S</sub></i><sub>2</sub> , độ lớn ef = <i><sup>P</sup><sup>q</sup></i><small>2</small>

<small>1</small> <sup>=4962 mm</sup> , biểu diễn vector <small>⃗</small><i><small>P</small><sub>q</sub></i><sub>2</sub>

Từ f ta kẻ vector <small>⃗</small><i><small>fg</small></i> vuông góc với Ox, chiều hướng xuống, độ lớn fg = <i><sup>G</sup></i><small>2</small>

<i><small>μv</small><sub>p</sub></i> =

<small>1</small> <sup>=30 mm</sup> , biểu diễn vector <small>⃗</small><i><small>G</small></i><sub>2</sub>

Từ f ta dựng đường thẳng <i><small>∆</small></i><sub>4</sub> song song với Ox

Từ g ta dựng đường thẳng <i><small>∆</small></i><sub>5</sub> có phương vng góc với vector <small>⃗</small><i><small>N</small></i><sub>12</sub><i><small>t</small></i> , khi đó <i><small>∆</small></i><sub>4</sub> và <i><small>∆</small></i><sub>5</sub>

cắt nhau tại h và vector <small>⃗</small><i><small>h a</small></i> biểu diễn vector <small>⃗</small><i><small>N</small></i><sub>12</sub><i><sup>n</sup></i>

Ta có họa đồ lực:

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Hình 5: Họa đồ lực

Tổng hợp lực theo qui tắc hình bình hành <small>⃗</small><i><small>N</small></i><sub>12</sub><i><small>t</small></i> và <small>⃗</small><i><small>N</small></i><sub>12</sub><i><sup>n</sup></i> ta có vector <small>⃗</small><i><small>N</small></i><sub>12</sub> được biểu diễn bởi vector <small>⃗</small><i><small>h b</small></i> tên họa đồ lực

<small> 3</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Đo trên họa đồ lực ta có: hb = 1379 mm

<i><small>→N</small></i><sub>12</sub> = hb.<i><small>μv</small><sub>P</sub></i> = 2810.31*1 = 2810.31N

Từ họa đồ lực ta thấy vector <small>⃗</small><i><small>g h</small></i> biểu diễn vector <small>⃗</small><i><small>N</small></i><sub>43</sub>, đo trên họa đồ có gh = 3,27mm <i><small>→N</small></i><sub>43</sub><i>= gh. <small>μv</small><sub>P</sub></i> = 1473.6 N

Gọi <i><small>h</small></i><sub>0</sub> là khoảng cách từ giá của vector <small>⃗</small><i><small>N</small></i><sub>43</sub> đến điểm C thuộc khâu 3

Hình 6: Họa đồ phân tích lực tại C góc <i><small>φ</small></i><sub>1</sub><small>=60 °</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

Xét moment tại điểm C trên khâu 3 có:

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

Phương trình cân bằng lực cho khâu dẫn:

</div>

×