bài tập lớn nguyên lý máy đề bài thiết kế nguyên lý cơ cấu máy nén khí kiểu piston xylanh

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.77 MB, 19 trang )

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

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘITRƯỜNG CƠ KHÍ

NCM THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ

---o0o---BÀI TẬP LỚN

NGUYÊN LÝ MÁY

ĐỀ BÀI: THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ CƠ CẤU MÁY NÉN KHÍ KIỂU PISTON –XYLANHHọ và tên sinh viên:

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

2. Nội dung và yêu cầu bài tập lớn:

1) Bằng phương pháp giải tích tính vị trí, vận tốc và gia tốc của cơ cấu ứng

2) Bằng phương pháp họa độ véc tơ tính và vẽ hoạ đồ vị trí, vận tốc và gia

ở câu 1. So sánh kết quả với câu 1.

3) Tính áp lực các khớp động và mô men cân bằng về khâu dẫn ứng với

1.1. Bài tốn vị trí.

Gọi li là vectơ thứ I của chuỗi.

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

Ta có:

∑

li=0 (1) hay

∑

i=13

(li). ei

Với ei là véc tơ chỉ phương của li và lilà độ dài của li

Suy ra: l1+ l2+l3=0l3=− l1− l2

{

l3. e0=− l1.e0− l2.e0l3. n0=− l1.n0− l2. n0

{

l3. e3e0=−l1. e1e0−l2. e2e0l3.e3n0=−l1. e1n0−l2.e2n0

{

l3. cos φ3=−l1.cos φ1−l2.cos φ2

l3.sin φ3=−l1.sin φ1−l2. sin φ2Với φ3=270 ° , φ1=120° nên ta có:

{

0=−l1. cos φ1−l2.cos φ2−l3=−l1.sin φ1−l2. sin φ2

licos φiyk= y0+

∑

lisin φi Chọn (x0,y0¿=(0,0) nên:

Với điểm B:

{

xB=l1cos φ1

yB=l1sin φ1Với điểm C:

{

xc=0y=lsin φ+lsin φ

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

Với điểm S2 ( trung điểm BC):

2=yB+ yC2

1.2. Bài toán vận tốc.

Từ bài tốn vị trí ta có:

∑

li.ei = 0Đạo hàm hai vế biểu thức ta được:

li. ei =

∑

i=13

dt¿. ei+li.d ei

dt)¿ = 0Đặt dli

dt= ˙li và d ei

dt ni

( ˙licos φi−ωilisin φi)=0

( ˙lisin φi+ωilicos φi)=0

Theo đó ta có hệ phương trình:

{

˙l1cos φ1−ω1l1sin φ1+ ˙l2cos φ2−ω2l2sin φ2+ ˙l3cos φ3−ω3l3sin φ =03˙l1sin φ1+ω1l1cosφ1+ ˙l2sin φ2+ω2l2cos φ2+ ˙l3sin φ3+ω3l3cos φ3=0Dol1; l2; ω3= const

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

{

˙l3cos φ3−ω1l1sin φ1−ω2l2sin φ2=0˙

l3sin φ3+ω1l1cos φ +ω1 2l2cos φ2=0

{

˙l3cos φ3−ω2l2sin φ2=ω1l1sin φ1

˙l3sin φ3+ω2l2cos φ2=−ω1l1cos φ1

Xét ∆=

|

cos φ3−l2sin φ2sin φ3l2cos φ2

|

∆=l2cos φ2cos φ3+l2sin φ2sin φ

∆ = ω1l1l2sin φ1cosφ2−ω1l1l2cosφ1sin φ−l2sin φ2

ω2 = ∆ω2

∆ = ω1l1sin φ1−l2sin φ2

Thay số ω1 = 1600.2 π

60 = 53,3π rad/s , φ1 , φ2l1=0,06 m,l2=0,24mSuy ra :

vCm/sw2rad s/Vận tốc điểm S2:

VS2x = ω1.l1.cos(90 – φ1) + ω2.l 2

2.cos( φ2- 90) (m/s)VS2y = ω1.l1.sin(90 – φ1) + ω2.l 2

2.sin( φ2- 90) (m/s)VS2 =

√

V2S 2 x+V2S 2 y (m/s)

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

1.3. Bài tốn gia tốc.

Từ cơng thức

(ωilini+ ˙liei)=0

Lấy đạo hàm theo t các hạng thức v trỏi ca phng trỡnh ta c:d

(ilini+ liei)=0t ăli = d ˙li

dt; εi = dωi

dt; dni

dt = - ieiTa c:

liei+ilini+2 ilini+ ăliei)=0

(

i2liei+ilini+2 ilini+ ăliei

)

.e0=0

(

)

.n0=0hay

licos iilisin i2 ilisin i+ ălicos

)

i=0

(

i2lisin i+ilicos i2 ilicos i+ ălisin

)

i=0Theo đó ta có hệ phương trình:

{

−ω1l1cos φ1−ε1l1sin φ1−ω2l2cos φ2−ε2l2sin φ2+ ¨l3cos φ3=0−ω1l1sin φ1+ε1l1cos φ1−ω2l2sin φ2+ε2l2cos φ2+ ¨l3sin φ3=0

{

ε2l2sin φ2− ¨l3cos 3=1l1cos 11l1sin 12l2cos 22l2cos 2+ ăl3sin 3=1l1sin 11l1cos 1+2l2sin 2 Đặt

{

b1=−ω1 l1cos φ1−ε1l1sin φ1−ω2l2cos φ2

b2=ω1l1sin φ1−ε1l1cos φ1+ω2l2sin φ2Khi đó hệ phương trình trở thnh:

{

2l2sin 2 ăl3cos 3=b12l2cos 2+ ăl3sin 3=b2Xột =

|

l2sin φ2−cos φ3

lcos φsin φ

|

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

∆=l2sin φ2sin φ3+l2cosφ2cosφ Với φ3=270 °∆=−l2sin φ2

∆ = ω1l1cos φ1+ε1l1sin φ1+ωl22cos φ2

s2)aC (m/s2)

2. sin(180 – )𝜑2 𝜔2 + 𝜀2.L2

2 . sin( − 90) ( / ) 𝜑2 𝑚 𝑠𝑎S2 =

√

aS 2 x

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

Phần II: Phương pháp họa đồ cơ cấu

1. Vị trí thứ nhất (φ1=120 ⁰)

Từ B ta dựng đường trịn tâm B, bán kính R=240 mm. Từ A ta dựng đường

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

Hoạ đồ cơ cấu tại vị trí 1 ( φ1=120o )

1.2. Bài tốn vận tốc

Tỉ lệ xích họa đồ : = . = 𝜇𝑣 𝜔1 𝜇𝑙 53.3 π. 0,001=0.0533π=0.17 (m/smm )

Xét khâu 2 và 3 ta có :

Phương trình : vc3= vc 2=vb 2+ vc 2 b 2 Có vb 2=ω1AB = 53,3 π .0,0 6=10,05(m/s

vb 2

{

⊥ ABThuậnchiềuω1

vb 2=10,05(m/ s)

;vc 2b 2

{

Phương⊥ BCvc 2 b 2=ω2.l ?BC

Từ P ta dựng đường denta 1 song song với AC, khi đó denta và

Họa đồ vận tốc :

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

Hoạ đồ vận tốc tại vị trí thứ 1 (φ1=120 ⁰¿

{

S2thuộcBCS2B=S2C

Khi đó PS biểu thị vận tốc vs2

→ vS2 =PS . =41,6 *0.17 = 6,25 m/s2 𝜇𝑣

1.3. Bài toán gia tốc

Các dữ liệu cho trước

- Khớp quay B nối khâu 2 và khâu 1 có: aB

{

Phương/¿AB

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

* Phương trình: ac 3=¿ac 2= ab 2+ ac 2 b 2+ac 2 b 2

Với:{ac 2∥ AC; ab 2

{

Phương/¿ABChiềutừ B→ A

ab 2=ω1 .lAB=1682,3 (m/s2)ac 2 b 2t

ac 2 b2n¿

μa =320.828.04=11.43 mm , biểu thị vec tơ aC3B2

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Do S là trung điểm BC từ đó ta xác định được S’ là trung điểm B’C’ khi đó 2

vector GS' biểu diễn vector aS

lBC = 868.680.24 = 3359.5 ( rad/ s )2

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

𝑀𝑞2 = 𝐽𝑆2. 𝜀2 = 0.12*3619,5 = 434,34N

Từ biểu đồ biến thiên áp suất trong xilanh ta có:

Do máy nén đang trong quá trình nén nên, xét cung abc:p .Hmb = p0.Ha → H = b

p0Hapm

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

Phương trình cân bằng lực cho khâu 2 và 3 ta có: N12 + P3 + Pq3 + G3 + Pq2 + G2 + N43 = 0

Mà N12 = N12n

+ N12

t + P3 + Pq3 + G3 + Pq2 + G2 + N43 = 0Xét tổng momen tại điểm c của khâu 2:

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

G2 = m .g = 4*10 =40 N2

∑

Mc = 0 -N12t * l – GBC2*hg2 + Pq2*hq2 + M = 0 q2

= −Pq 2∗hq 2+G2∗hg 2+Mq 2lBC

Chọn tỷ lệ xích họa đồ lực: φP = Nt12

ab = 991

30,24 = 32,77 mmNChọn điểm a bất kì làm gốc họa đồ.

=2511

32,77 =76,6 mm, biểu diễn vecto Pq 3.

μp =15

32,77 = 0,458 mm, biểu diễn vecto G3.

độ lớn của ef = Pq 2

μp = 648432,77 = 197,86 mm, biểu diễn vecto Pq 2.

=40

32,77 = 1,22 mm, biểu diễn vecto P3 .

t , khi đó ∆4 và ∆5cắt nhau tại h và vecto ha biểu diễn vecto N12n.

Ta có họa đồ lực:

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

Tổng hợp theo quy tắc hình bình hành N12 và N12 ta có vecto N12 được biểu diễn

Đo trên họa đồ lực ta có: hb = 110,7 mm

mm.

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

Gọi h là khoảng cách từ giá của vecto 0N43 đến điểm C thuộc khâu 3.

∑

Mc = 0 N43*h0 = 0 h = 00

Phương trình cân bằng lực cho khâu 3:Pq 3+ P3 + G3 + N43 + N23 = 0 (*)Chiếu (*) lên trục Ox ta có: N43 = - N23

N23 =

√

N23t2

+N23n2

</div>

bài tập lớn nguyên lý máy đề bài thiết kế nguyên lý cơ cấu máy nén khí kiểu piston xylanh

<b>NGUYÊN LÝ MÁY</b>

∑

∑

{

{

{

{

∑

{

{

∑

∑

{

{

{

|

|

√

(

)

(

)

)

(

)

{

{

{

{

|

|

√

<b>Phần II: Phương pháp họa đồ cơ cấu</b>

{

{

{

{

{

∑

∑

√

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về