ĐỒ án cơ học máy PROJECT ON THEORY OF MACHINE máy bào NGANG

1.4.Hoạt động của máy và lược đồ cơ cấu: hành trình của đầu bào, có một chuyển động đưa phôi P vào vị trí cắt.. Theo dữ kiện đầu bài, quy luật của lực cắt tác dụng lên đầu bào lực cản đư

ĐỒ ÁN CƠ HỌC MÁY PROJECT ON THEORY OF MACHINE

MÁY BÀO NGANG

ThS Nguyễn Văn Long Trần Quốc Thịnh

MSSV: B1803324

Cơ Khí Chế Tạo Máy A1 K44

Cần thơ 12/2020

1.3Xếp hạng cơ cấu: 3

1.4.Hoạt động của máy và lược đồ cơ cấu: 3

PHẦN 2 TỔNG HỢP CƠ CẤU TOÀN THANH PHẲNG TOÀN KHỚP THẤP 3

2.1Tóm tắt yêu cầu: 3

2.1.1Các số liệu đã biết: 3

2.1.2Cần xác định : 4

2.2 Thực hiện 4

2.3 BÀI TOÁN VỊ TRÍ: 6

PHẦN 3:BÀI TOÁN VẬN TỐC: 6

3.1Tóm tắt yêu cầu 6

3.2 Thưc hiên: 6

PHẦN 4: BÀI TOÁN GIA TỐC: 11

PHẦN 5:ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP VI PHÂN ĐỒ THỊ 17

5.2 Đồ thị vận tốc 18

5.3 Đồ thị gia tốc 18

PHẦN 6:PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU THANH PHẲNG TOÀN KHỚP 20

6.1 Lực cản kĩ thuật 20

6.2 Trọng lượng các khâu: (lấy g=9,81( ms 2 ) 21

6.3 Xác định lực quán tính, điểm đặt và moment quán tính các khâu 21

6.4 Phản lực tại khớp động 22

6.4.1 Xét cơ cấu ở vị trí thứ 3 (vị trí có lực cản kĩ thuật Pci ) 22

PHẦN 7:PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU THANH PHẲNG TOÀN KHỚP 30

7.1 Xác định lực moment cản thay thế Mctt : 30

7.2 Xác định moment quán tính thu gọn JT 31

7.2.1 Moment quán tính của bánh đà 31

Phương án: 5 TÌM HIỂU ĐỂ BÀI VÀ SỰ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC CƠ CẤU

1 Bảng các số liệu

PHẦN 1:PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CƠ CẤU CHÍNH 1.1Cấu trúc cơ cấu:

* Các khâu

 Khâu 0: Giá

 Khâu 2: Con trượt A.

 Khâu 4: Thanh truyền BF.

 Khâu 5: Thanh trượt F.

*Các khớp động:

 Khớp 4 : Khớp quay giữa culit O5B với giá.

 Khóp 5 : Khớp quay giữa culit O5B với thanh truyền BF.

 Khớp 6 : Khớp quay giữa thanh truyền BF với con trượt F.

 Khớp 7 : Khớp trượt giữa con trượt F với giá.

1.2 Bậc tự do:

1.3Xếp hạng cơ cấu:

Nếu coi khâu 1 là khâu dẫn thì cơ cấu gồm các nhóm axua:

 Nhóm 2 tay (khâu 4, khâu 5, khớp 5, khớp 6, khớp 7): hạng 2.

 Nhóm 2 tay (khâu 2, khâu 3, khớp 2, khớp 3, khớp 4): hạng 2.

Khi thay khâu dẫn là khâu khác ta vẫn chỉ được cơ cấu hạng hai.

Vậy cơ cấu máy bào ngang là cơ cấu hạng 2.

1.4.Hoạt động của máy và lược đồ cơ cấu:

hành trình của đầu bào, có một chuyển động đưa phôi P vào vị trí cắt.

Theo dữ kiện đầu bài, quy luật của lực cắt tác dụng lên đầu bào (lực cản) được coi là

trình làm việc sẽ xuất hiện lực quán tính ở các khâu, đặc biệt là ở đầu bào Các khớp quay cũng chịu áp lực động nên khâu dẫn không còn quay đều như giả thuyết

PHẦN 2:TỔNG HỢP CƠ CẤU TOÀN THANH PHẲNG TOÀN KHỚP THẤP 2.1Tóm tắt yêu cầu:

2.1.1Các số liệu đã biết:

Hành trình đầu bào: H = 600(mm).

Hệ số tăng tốc: k = 1.8

2.2 Thực hiện.

Theo lược đổ cấu tạo đã cho của cơ cấu ta vẽ lượt đồ động ( hình 2) biểu diễn cơ cấu ở 3 vị trí: 1 vị trí trung gian và hai vị trí giới hạn (vị trí biên), ở hai vị trí biên đường tâm của Culít

θ=180 k−1 k+1 =180 1,2−1 1,2+1 =30ᵒ

Phương trượt XX của con trượt F được đặt ở giữa đoạn biểu thị độ võng DE của cung quay của B, vì khi đó giá trượt chịu áp lực pháp tuyến nhỏ nhất Khi đó khoảng cách từ XX đến

theo chiều kim đồng hồ.

Ở đầu và cuối hành trình làm việc và không của dao đều có một khoảng chừa là phần hành trình mà dao không tiếp xúc với sản phẩm gia công Khoảng chừa đó bằng 0,05H =

2.3 BÀI TOÁN VỊ TRÍ:

PHẦN 3:BÀI TOÁN VẬN TỐC:

3.1 Tóm tắt yêu cầu 3.2 Thưc hiên:

Từ đó ta có bảng sau đây:

1 Khâu 1 nối khâu 2 bằng khóp

Phương Chiều Cách tính độ dài

2 ⃗ pa3a2 Song song O 5 B Xác dịnh trên hoạ đồ Đo trên hoạ đồ

l O 2 B ⃗ pb3

Ta khảo sát trình tự dựng họa đổ vận tốc cho cơ cấu ở vị trí 3, các vị trí khác tiến hành tương tự.

hay ⃗ pa 3 = ⃗ pa 2 + ⃗ pa3a 2 ( ⃗ pa 3 ⊥ O 5 A, ⃗ pa3a2 // O 5 A).

Đo trên họa đồ ta được: pf=0.6436 (m/s), bf =1.4771 (m/s).

Vận tốc trọng tâm S 3 của Culít 3 và S 4 của thanh truyền là trọng tâm khâu 3 và khâu 4

Vận tốc góc Culít 3 và thanh truyền 4 ở vị trí này là

VA2(mm/

s)

LO5A(m m)

VA3(mm/

s)

VA3A2(mm /s)

PHẦN 4: BÀI TOÁN GIA TỐC.

- BÀI TOÁN GIA TỐC:

l O 5 B

lO 2 A ⃗ ⃗ a B 3 = l O 5 B

lO 2 A ⃗ a A 3

⃗ aS 4=⃗ ab 3+⃗ aS 4 B 3 ⃗ aS 4 = ⃗ aB + ⃗ a BS 4

⃗ aS4 B lB S 4

lBF ⃗ aFB ⃗ a S 4 = lBS 4

lBF ⃗ aFB

Phương chiều,giá các gia tốc : (Trong bảng cho dưới đây )

Vectơ Phương Chiều Giá trị

Ta cũng khảo sát trình tự dựng họa đồ gia tốc cho cơ cấu ở vị trí 3, các vị trí khác tiến hành tương tự:

phức tạp nên ta chia gia tốc của nó thành 2 thành phần:

⃗ a A 3 = ⃗ a t A 3+⃗ a n A 3 =⃗ a A 2+⃗ a r A 3 A 2 ,Suy ra:

Như vậy trình tự dựng họa đồ gia tốc của cơ cấu ở vị trí 3 như sau:

∆ 4 vuônggóc BF, giao của ∆ 3 và ∆ 4, vẽ qf và bf.

Đo trên họa đổ ta được: qf=91.9433 (mm).

Đo trên họa đổ ta được: qs 3 =46.1743 (mm), qs 4 =50.1833 (mm).

Gia tốc góc Culít và thanh truyền BF được tính như sau:

Kết quả đo trên hoạ đồ (m/s 2 )

1

5.1 Đồ thị chuyển vị của đầu bào

- Vẽ đồ thị hành trình đầu bào với trục tung biểu diễn cho hành trình H

- Phương pháp vi phân: Chia trục hoành của đồ thị chuyển vị và đồ thị vận tốc thành những

( P 1 y i // b x b x +1 ) Đường biểu diễn vận tốc là đường cong đi qua các điểm có tọa độ ( x i +1 +x i

2 ; y i ) Nối các điểm này lại ta được đồ thị biểu diễn vận tốc đầu bào.

5.3 Đồ thị gia tốc.

μ a =0.1549( mm/s mm 2 )

PHẦN 6: PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU THANH PHẲNG TOÀN KHỚP

Nội dung của bài toán phân tích động học cơ cấu chính là xác định áp lực tại các khớp động và tính moment cân bằng trên khâu dẫn Cơ sở để giải là nguyên lý D’Alembert Khi ta thêm các lực quán tính ta sẽ lập được các phương trình cân bằng lực của các khâu, của cơ cấu

và của máy Dựa vào các phương trình cân bằng lực này, bằng phương pháp vẽ đa giác lực ta giải ra các lực chưa biết Đó là áp lực tại các khớp động Cuối cùng còn lại khâu dẫn ta sẽ tính được moment cân bằng.

Ta tiến hành phân tích áp lực khớp động cho cơ cấu tại vị trí làm việc 3 Đồng thời xác định moment cân bằng đặt vào khâu dẫn

6.1 Lực cản kĩ thuật

Lực cản có ích chỉ tách động lên khâu 5 ở các vị trí 3,4,5,6,7,8 và ở tất cả vị trí đó đều bằng hằng số

6.2 Trọng lượng các khâu: (lấy g=9,81( m

6.3 Xác định lực quán tính, điểm đặt và moment quán tính các khâu

Theo cơ học lý thuyết:

Lực quán tính có chiều ngược với chiều gia tốc, riêng khâu chuyển động quay có thêm

Với Js: moment quán tính của khâu tương ứng với trục đi qua khối tâm và vuông góc với mặt phẳng chuyển động.

: gia tốc góc của khâu.

Lực Phương, chiều, điểm đặt Độ lớn

M qt 4 Ngược chiều ε s 4 M qt 4 =J s 4 ε s 4

Thay các giá trị gia tốc ta được bảng giá trị của lực quán tính và moment quán tính

áp lực (chưa xác định) nên tính toán ban đầu đều bỏ qua ma sát Sau khi xác định được áp lực, ở vòng tính sau người ta mới đưa các yếu tố ma sát vào làm việc để tính áp lực các khớp động.

Để giải bài toán, ta tách và tính các nhóm auxua, biểu diễn phương trình cân bằng lực, ta dùng phương pháp biểu diễn trên họa đồ Ta làm tại một vị trí, các vị trí khác thực hiện tương

tự Vì cơ cấu đặt nằm ngang nên khi xét các trọng lực không tính đến.

6.4.1 Xét cơ cấu ở vị trí thứ 3 (vị trí có lực cản kĩ thuật P ci ) Tách cơ cấu thành nhóm axua (4-5), (2-3) và khâu dẫn 1

Phương trình cân bằng lực khâu 4,5:

∑ ⃗ F 45= ¿ ⃗ P ci +⃗ R 05+⃗ F qt 5 +⃗ G 5+⃗ F qt 4 +⃗ G 4+⃗ R 34 t +⃗ R 34 n =0 ¿

Họa đồ lực tác dụng lên khâu 4-5 Tách riêng khâu (4) và khâu (5), trên khâu (5) ta được phản lực khớp động tại điểm F gồm

chiều từ trái sang phải.

Họa đồ lực tác dụng lên từng khâu 4 và khâu 5

∑ M F =0≤ ¿ R 34 t l FB −G4 l FB

2 .cos ( α 2 ) +F qt 4 sin ( α 1 ) l FB

2 +M qt 4 =0

;

 R 34 t =21.8611 (N) (chiều ngược lại)

⃗ F qt 5 =155.1128 (mm)song song với xx, ngược chiều với ⃗ af biểu diễn cho vecto F qt 5 Tại điểm

⃗ F qt 4 =8.6551 (mm), song song và ngược chiều với ⃗ p s 4 biểu diễn cho lực F qt 4 Tại điểm đuôi

=2.1861 (mm) có phương vuông góc với FB,cùng chiều với ⃗ R 34 t biểu

điểm F qt 4 và R 34 n ta được R 34 ( R 34 n ≡ R 34 ).

Từ phương pháp họa đồ trên ta tìm được độ lớn các lực:vt3 + R 34 =261.426∗10=2614.26 (N)

+ R 05 =74.588∗10=745.88 (N)

Đa giác lực khâu 4-5

Trên khâu 5, xét moment tại điểm F:

Họa đồ lực tác dụng khâu 2-3

Tách riêng khâu 2 và khâu 3 ta thấy được phản khớp động của khâu 2 tác dụng của khâu 3.

Xét phương trình cân bằng lực khâu 2:

⃗ R 32 +⃗ R 12 =0

 ⃗ R 12=−⃗ R 32=⃗ R 23

Ta xác định được phương chiều, độ lớn, điểm đặt của lực lên các khâu như sau:

Lực Phương chiều, điểm đặt Độ lớn

F qt 3 song song và ngược chiều với ⃗ as 3 , đặt tại s 3 m 3 .a s3

Phương trình cân bằng lực khâu 2-3:

Họa đồ đa giác lực khâu 2-3

Họa đồ lực tác dụng lên khâu dẫn

Trong đó:

7.2.1 Moment quán tính của bánh đà

mm )

Vị trí

Jtt 1.779637 0.966572 0.732882 0.2 0.37959 6.975147 17.45511 3.57127

tích phân:

thẳng.

+ Trên hệ tọa độ mới ta cũng chia trục hoành thành những đoạn giống hệt như trên hệ tọa độ

đồ thị Momen cản phía trên, từ các điểm bắt đầu mỗi đoạn trên hệ tọa độ mới ta vẽ các đoạn

+ Tỉ lệ xích μ A =OH μ φ μ M =40( N mm )

*Cộng đại số 2 đồ thị A c và A đ ta được đồ thị động năng ∆ E (φ) với μ E =μ A =40( N mm )

Xác định đường cong Wittenbauer bằng cách: Kẻ các đường thẳng theo phương ngang (d) thể

đó chính là đường cong Vittenbauer cần tìm.

Đồ thị đường cong Wittenbauer -Sau khi lắp bánh đà vào máy thì moment quán tính tại mọi vị trí đều tăng thêm một lượng

Từ [ δ ]= 30 1 , μ J =0,1( kg.m mm 2 ) , μ E =10( N mm ) ta xác định được:

2μ E ω 1 .(1+[δ]) ¿ = arctan[ 2∗10 0,1 . ¿ ]=43.7573 °

Do O’ nằm rất xa so với O không xác định trực tiếp được, nên ta xác định thông qua đoạn ab