TÍNH TOÁN , PHÂN TÍCH cấu TRÚC, ĐỘNG học, lực, của cơ cấu ĐỘNG cơ đốt TRONG HAI kỳ, CHUYỂN ĐÔNG THỰC của máy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢIVIỆN KHOA HỌC CƠ SỞBỘ MÔN NGUYÊN LÝ – CHI TIẾT MÁY BÀI TẬP LỚNMÔN HỌC NGUYÊN LÝ MÁY Tên đề tài : TÍNH TOÁN , PHÂN TÍCH CẤU TRÚC, ĐỘNG HỌC, LỰC, CỦA CƠ CẤU ĐỘNG CƠ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢIVIỆN KHOA HỌC CƠ SỞ

BỘ MÔN NGUYÊN LÝ – CHI TIẾT MÁY

BÀI TẬP LỚNMÔN HỌC NGUYÊN LÝ MÁY

Tên đề tài :

TÍNH TOÁN , PHÂN TÍCH CẤU TRÚC, ĐỘNG HỌC, LỰC, CỦA CƠ CẤU ĐỘNG

CƠ ĐỐT TRONG HAI KỲ, CHUYỂN ĐÔNG THỰC CỦA MÁY

Các số liệu cho trước :

Trong đó:

S : Hành trình của pittông (mm)

D : Đường kính pit tông

l : Chiều dài thanh truyền

r : Bán kính tay quay

: Vận tốc trung bình của pittông

Người thực hiện : Đỗ Hải NinhNhóm : N01

Nhóm BTL : 2Giáo viên hướng dẫn : Ths.GVC Mai Tuyết Lê

MỤC LỤC

Phần 1: Tính Toán Số Liệu Ban Đầu

1.1.Chiều dài bán kính tay quay r

Có S/D = 1,48 => D = S/(S/D) = 196/1,48 = 132,43 (mm)

= 13,243 (cm)

Phần 2: Phân Tích Cấu Trúc Và Xếp Loại Cơ Cấu

2.1.Cấu tạo và nguyên lý làm việc

-Cơ cấu tay quay con trượt đã cho (hình 2.1) gồm 3 khâu.

+Tay quay 1: chuyển động quay quanh điểm A+Thanh truyền ( tay biên) 2: chuyển động song phẳng+Con trượt (pittông) 3: chuyển động tịnh tiến

-Các khâu này được nối với nhau bằng 4 khớp thấp loại 5

+Khớp quay giữa O và tay quay 1 +Khớp quay giữa tay quay 1 và thanh truyền 2

+Khớp quay giữa thanh truyền 2 và con trượt 3+Khớp trượt giữa con trượt 3 và phương OB giá tại B

3

A 2 B

1

Hình 2.1: Cơ cấu tay quay con trượt

2.2 Số bậc tự do của cơ cấu

Vì cơ cấu trên là cơ cấu phẳng nên áp dụng công thức

W = 3n –(2P5 +P4 – Rtr – Rth ) - WthTrong đó:

Bậc tự do bằng 1 nghĩa là cơ cấu đã cho có 1 khâu dẫn

2.3.Xếp loại cơ cấu

Để xếp loại cơ cấu ta tách ra từ nó các nhóm Axua

+Chon 1 làm khâu dẫn

+Nhóm Axua gồm khâu 2, khâu 3, hai khớp quay tại A, B và khớp trượt B.Tách nhóm Axua:

3

A 2 B

Khâu dẫn 1 nối với giá bằng khớp quay:

O 1

Kết luận: Do nhóm Axua là nhóm loại 2 nên cơ cấu đã cho là cơ cấu loại 2

Phần 3: Phân Tích Động Học Cơ Cấu 3.1.Họa đồ chuyển vị của cơ cấu.

Nối các điểm Si bằng đường cong trơn, ta được quỹ đạo của trọng tâm thanh truyền S gọi là đường cong thanh truyền.

Họa đồ chuyển vị đối xứng qua đường thẳng xx

1

Hình 3.2: Họa đồ vận tốc ở vị trí bất kì (vị trí 2)Xét 1 vị trí bất kì của cơ cấu (hình 3.2)

Trị số vận tốc góc của khâu 1 (theo phần 1) : ω1 = 230 s-1

//xx * ┴ABPhương trình trên có 2 ẩn là trị số của 2 vecto đã biết phương, có thể giải bằng họa

đồ vectơ

Tỉ lệ xích họa đồ vận tốc được chọn như sau:

μv = = = 0,451

pa- độ dài đoạn thẳng biểu diễn vecto vận tốc trên họa đồ vận tốc

(chọn pa = 50 mm)Trị số vận tốc góc của khâu 2 : ω2 =

Từ họa đồ vecto xác định các thông số tính toán ghi trong bảng 3.1

Từ cách vẽ họa đồ vận tốc ta thấy tại các vị trí 1 và 5 ,2 và 8 , 3 và 7, 4 và 6 các vận tốc tương ứng có trị số bằng nhau

Bảng 3.1: Kết quả tính toán vận tốc tại 8 vị trí

Hình 3.4: Họa đồ gia tốc của cơ cấu tại vị trí bất kì (vị trí 2)

Xét một vị trí bất kì của cơ cấu (hình 3.4)

= r = 230,12 98.10-3 = 5188,7 m/s2

Xác định gia tốc điểm B:

2 2 2

2 2

2

t A

B

n A

- Từ a’i vẽ a'i nBA hướng từ B về A (a'inBA a n B 2 A2) với a’inBA =

a AB

13 a s2 (m/s 2 ) 5681,02 4386,3 3412,14 4200,6 4694,74 4200,6 3412,14 4386,3

Phần 4: Phân tích lực cơ cấu

* Các điều kiện cho trước:

- Khai triển đồ thị áp suất khí cháy:

Đặt đoạn B1B5 vừa xác định trên họa đồ chuyển vị sao cho B1 ≡ B1’ ( B1’, B5’ nằm trên trục S ứng với vị trí piston ở ĐCT và ĐCD) hợp với trục hoành S một góc α bất kỳ

Từ các điểm Bi dóng các tia song song với B5B5’ cắt trục hoành tại các điểm Bi’ tương ứng

Sau đó, từ các điểm Bi’ vừa xác định dóng song song với trục tung ta xác định được các điểm i tương ứng đó trên đồ thị

-Từ điểm 1 ÷ 4 hành trình cháy, giãn nở

P (N/cm ) 2

b' b

4 3

7 8

2 1

1 1

N 12

Hình 4.2: Họa đồ lực và lực ứng với vị trí 2

Tách nhóm Axua gồm các khâu 2, 3, các khớp quay A, B và khớp trượt B Bỏ qua lực

ma sát trong các khớp động, khi đó các lực tác dụng lên nhóm Axua gồm: N03, N12, P + Viết phương trình cân bằng cho cả nhóm:

3 BP

Vẽ ∆1 biểu diễn phương N12n (∆1 // AB) Lấy o bất kỳ trên ∆1, vẽ oc biểu diễn P, từ

c vẽ ∆2 vuông góc với xx biểu thị phương của N03, ∆2 cắt ∆1 tại d

Cách vẽ:

+ Vẽ đường tròn tâm O bán kính 120 mm Chia đường tròn thành 8 vị trí như họa

đồ chuyển vị

+ Từ các điểm Ai vẽ vecto R 21i=N 21i (lấy từ họa đồ áp lực khớp động)

+ Từ O dóng đường vuông góc đến phương của vecto R 21i Khoảng cách từ O đến

i

R 21 chính là h21i Từ đó tính được M1

cb, kết quả tính ghi trong bảng 4.3

4.3.2 Phương pháp họa đồ vận tốc xoay

Phát biểu định lý:

Cơ cấu cân bằng dưới tác dụng của các lực kể cả lực cân bằng, nếu xoay họa đồ vận tốc của cơ cấu đi 90o theo chiều bất kỳ, dời lực song song về các điểm tương ứng trên họa đồ vận tốc xoay thì tổng momen các lực đó với với tâm họa đồ vận tốc bằng 0.Tính PCB với điều kiện cho trước, PCB đặt tại A và vuông góc với OA

Tính M2

CB = PCB.r

Tỉ lệ xích lấy theo họa đồ vận tốc: µ = 0,451

Cách vẽ:

+ Chia đường tròn thành 8 vị trí như họa đồ vận tốc

+ Đặt các họa đồ vận tốc vào các vị trí tương ứng sau đó xoay các họa đồ đi 90otheo chiều ngược chiều kim đồng hồ

5.1 Tính momen lực thay thế và momen quán tính thay thế.