Cơ cấu dẫn động băng tải lắc2

Cơ cấu gồm 5 khâu,cơ cấu chính của hai tay quay con trượt là cơ cấu tổng hợp từ cơ cấu 4 khâu bản lề và cơ cấu tay quay con trượt. Công dụng của cơ cấu 2 tay quay con trượt là biến chuyển của bộ

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển như vũ bão, mang lại những lợi ích cho con người về tất cả nhữnh lĩnh vực tinh thần và vật chất Để nâng cao đời sống nhân dân, để hoà nhập vào sự phát triển

chung của các nước trong khu vực cũng như trên thế giới Đảng và Nhà nước ta đã đề ra những mục tiêu trong những năm tới là phải công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước

Thực hiện công nghiệp hoá, hiện đại hoá chuẩn bị cho đất nước bước những bước đi vững chắc sang một thiên niên kỉ mới với một nền công nghiệp hiện đại, kinh tế phát triển, trong đó công nghiệp nặng đóng vai trò rất quan trọng trong sự phát triển đó

Muốn thực hiện được điều đó một trong những ngành cần quan tâm phát triển nhất đó là ngành cơ khí chế tạo máy vì ngành cơ khí chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị công

cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân Để thực hiện việc phát triển ngành cơ khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao, đồng thời phải đáp ứng được các yêu cầu của công nghệ tiên tiến, công nghệ tự động hoá theo dây truyền trong sản xuất

Chính vì vậy thiết kế Nguyên Lý Máy hiện nay rất quan trọng Việc thiết kế Nguyên Lý Máy kết hợp với công nghệ thông tin và vẽ tay truyền thống giúp ta có những cái nhìn trực quan hơn về nghành chế tạo máy nói chung và bộ môn Nguyên Lý máy nói chung Đồ án nguyên lý máy là một phần không thể thiếu trong bộ môn nguyên lý máy, nó giúp ta hiểu sâu hơn về bộ môn nguyên lý máy

Sau một thời gian làm việc cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy

đồ án môn học với đề tài “THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

CỦA MÁY XỌC”

Vì thời gian có hạn, tài liệu tham khảo và khả năng còn hạn chế,

đồ án không tránh khỏi những sai sót Em rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn

Một lần nữa em xin cảm ơn các thầy cô giáo bộ môn Nguyên lý

Quang Thế đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này

Ngày 29 tháng 12 năm 2002

Sinh viên

Hồ Viết Cường

PHẦN 1 : PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC VÀ CẤU TRÚC CƠ

CẤU

1 PHÂN TÍCH CHUYỂN ĐỘNG

- Cơ cấu máy xọc có nguyên lý hoạt động như sau:

truyền chuyển động sang khâu 2 và khâu 3 làm khâu 3 chuyển động lắc qua lắc lại Khâu 3 truyền chuyển động sang khâu 4 bằng khớp bản lề B, khâu 4 chuyển động song phẳng tác động vào khâu 5 tại C làm khâu 5 chuyển động tịnh tiến lên xuống Dao cắt được gắn vào 5 và chuyển động của khâu 5 chính là chuyển động để thực hiện cắt gọt

A

O

l 1

2 TÍNH BẬC TỰ DO VÀ XẾP LOẠI CƠ CẤU

Đây là cơ cấu phẳng toàn khớp thấp, cơ sở là cơ cấu Culits cơ cấu này không có ràng buộc thụ động Ta có:

W = 3n –2t ( n=5, t=7 )

Trong đó :

n : số khâu động

t : số khớp thấp

Cơ cấu có 1 bậc tự do, với khâu 1 là khâu dẫn

Xếp loại cơ cấu : Chọn khâu 1 là khâu dẫn ta tách được nhóm Atxua là các nhóm:

Khâu 4-5 : gồm đầu xọc và thanh truyền

Khâu 3-2 : gồm thanh Culit và con trượt

Như vậy cơ cấu của máy xọc là cơ cấu loại 2

3 TỔNG HỢP CƠ CẤU CHÍNH VÀ VẼ HOẠ ĐỒ VỊ TRÍ

Xác định kích thước các khâu

Theo bảng số liệu ta có:

H = 130 mm

C = 160 mm

B O

BC

l

l

2

= 0.8

Chuyển vị.

Ta có k =

θ

θ +

−

0

0

180

⇒θ =

) 1 (

) 1 (

*

1800

+

−

k

k

=

1 5 2

) 1 5 2 (

1800

+

AO2O1 =

2

Mặt khác :

H = 130mm = 2BF

Vậy :

B

O

BF

L

L

2

= Sin

2

θ ⇒ L

O2B =

2

θ

Sin

= 6234898

0

65

=104.26 mm

Ta có :

B O

BC

L

L

2

Như vậy: µ L =

A O

L O A

1

1

=

34 115

11534

0

= 0.001 m/mm

Kích thước các đoạn biểu diễn của các khâu khác:

O2O1 =

L

O O

l

µ

1 2

= 001 0

185 0 = 185 mm

O2B =

L

B O

l

µ

2

=

001 0

10426

0

= 104.26 mm

BC =

L BC

l

0834 0

= 83.4 mm

Sau khi tính được các đoạn biểu diễn ta tiến hành vẽ hoạ đồ vị trí cho 11 vị trí

104.26 mm

Dựng khâu 5 đi qua trung điểm chiều cao cung quỹ tích điểm B

Từ đầu B trên khâu 1+2 ta dựng đoạn BC sao cho điểm C thuộc khâu 5 , khâu BC chính là khâu 4 Tiến hành dựng 11 vị trí cụ thể như sau: Đầu tiên ta tìm điểm chết trên và điểm chết dưới của khâu 1 ( điểm vuông góc giữa khâu 1+2 và khâu 3) từ điểm chết dưới ta chia đường tròn thành

8 phần bằng nhau, như vậy ta đã có 9 vị trí, 2 vị trí còn lại được xác định

từ đồ thị lực cản đầu xọc

Với 11 vị trí như trên thì máy đã thực hiện được 1 hành trình H

PHẦN 2 : ĐỘNG HỌC CƠ CẤU

1 VẼ HOẠ ĐỒ VẬN TỐC – XÁC ĐỊNH VẬN TỐC CỦA CÁC ĐIỂM

VÀ VẬN TỐC GÓC CỦA CÁC KHÂU

- Vẽ hoạ đồ vận tốc

Chọn khâu 1 làm khâu dẫn

Với

ω1 = 60

=

60

180

* 14 3

* 2

= 18.85 (

s

rad

)

Ta có khâu 1 nối với khâu 2 bằng khớp bản lề nên:

VA1 = VA2 = ω1 lO2A

-phương vuông góc O1A

-chiều thuận chiều ω1

Mặt khác ta có :

VA3 = VA2 + VA3A2 (1)

- VA2 hoàn toàn biết

+Trị số chưa biết

+Trị số chưa biết

giải được bằng phương pháp vẽ

pháp đồng dạng ta có :

B O

A O

l

l

2

2

=

3

3

Pb

Pa

⇒ Pb3 =

A O

B O

l

l

2

2

Pa3

Mặt khác vì khâu 3 nối với khâu 4 bằng khớp bản lề nên ta có

VB3 = VB4 =VB

VB = µV * Pb3

Tại điểm C ta có :

VC4 = VC5 = VC

Do khâu 4 nối với khâu 5 bằng khớp bản lề và ta có :

VC4 = VB4 + VC4B4 (2)

Trong đó

+ phương thẳng đứng

+chiều từ B dến C + trị số chưa biết

VB4 ta hoàn toàn biết VC4B4là vận tốc tương đối của điểm B với điểm C trên khâu4

+phương vuông góc với BC

+trị số chưa biết

bằng phương pháp vẽ

Vị trí Đoạn biểu diễn (mm)

Xác định vận tốc góc của các khâu:

60

s

rad

) Khâu 2 : ω2 = ω1

A O

A

l

V

2

3 =

L

V

A O

Pa

µ

µ

*

*

2

3

2

1

3 *ω

Khâu 4 : ω4 =

BC

BC

l

V

=

L

V

BC

bc

µ

µ

*

*

=

BC

bc*ω1

+ Cách vẽ hoạ đồ vận tốc

Chọn tỉ lệ xích vận tốc

µV = ω1 * µL

s

rad

mm

m

) -Chọn 1 điểm P bất kì làm gốc hoạ đồ

-Tính các đoạn biểu diễn các vận tốc

VA1 = ω1*O1A*µL =Pa1*µV

⇒ Pa1 =

V L

A O

µ

µ

ω1* 1 *

=

L L

A O

µ ω

µ

ω

*

*

*

1

1 1

VA3A2 =a2a3*µV đoạn biểu diễn là a2a3

VA3 = Pa3*µV đoạn biểu diễn là Pa3

VB3 được tính như trên

VC3 = Pc3*µV đoạn biểu diễn là Pc3

VC3B3 =c3b3*µV đoạn biểu diễn là C3B3

+Cách dựng hoạ đồ

Từ một vị trí bất kì ta suy ra cách vẽ cho 11 vị trí

2 VẼ HOẠ ĐỒ GIA TỐC.

Dựa vào phương trình véctơ gia tốc ta đi lập phương trình và

vẽ hoạ đồ gia tốc cho máy xọc

Về phương pháp ta tính cho một vị trí bất kỳ sau đó áp dụng cho các vị trí khác

Giả sử vị trí đó như hình vẽ.

Ta có phương trình liên hệ gia tốc tại điểm A là :

A1 + aτ

1

A

an A1 = ω2

Ở điểm A thuộc khâu 3 ta có :

aA3 = aA2 + ak A A

2

3 + aR A3A2

⇔ an A

3 + aτ

3

A = aA2 + aK A A

2

3 + aA R A

2 3

Véctơ aA1 :

+trị số aA1 = ω12 * lO1A

Véctơ aK A3A2 có:

+Trị số là aA K3A2= 2*ω3*VA3A2

Véctơ aR A3A2

+Có phương vuông góc với phương AB

+Trị số chưa biết

Véctơ a n A

3 +Có trị số là a n A3 = ω32*lO2A

Véctơ aτA3

+Phương vuông góc với AB

+Trị số chưa biết

Như vậy phương trình trên có 2 ẩn là aτA3 và R

A A

a

2

pháp vẽ ta hoàn toàn xác định được

Bằng phương pháp đồng dạng thuận ta có:

3

3

'

'

b

a

π

π

=

B O

A O

2

2

⇒π’b3 = O B O A a

2

3

2 * π '

Trên khâu 4 có mối quan hệ giữa gia tốc 2 điểm B & C là:

4

C

a = aB4 + aτC4B4 +aC n4B4

Trong đó:

4

C

4

B

n

B

C

a 4 4 : có phương từ C đến B, trị số aC n4B4 = ωCB * lCB

τ

4

4B

C

Phương trình trên có 2 ẩn, ta xác định được bằng phương pháp vẽ hoạ đồ gia tốc

Trước khi vẽ ta chọn tỉ xích:

µa = ω12 * µL

Để vẽ được hoạ đồ gia tốc ta đi xác định độ dài các đoạn biểu diễn: 1

A

a = ω2

1 * l O1A =

1

'a

a

µ

ω 2 1

*l O A

1 = O1A

Với

1

'a

A A

a 3 2:

Ta có:

K A A

a 3 2 = 2 * ω3 * VA2A3 =a’2a’3 * µa

⇒ a’2a’3 =

a

A A

V

µ

*

=

A O

a a

P a

2

3 2

*

* 2 3

-Đoạn biểu diễn aA R3A2 và aA3 là a’2a’3 và π 'a3sẽ được xác định trên hoạ đồ gia tốc

-Đoạn

3 'b

giác đồng dạng

B O

A O

l

l

2

2

=

3

3

'

'

b

a

π

π

⇒ π'b3=

A O

B O

2

2

*π'a3

4

4

4B C

a = ω42 * lBC = c’b’ * µa

⇒ c’b’ =

a

µ

ω2 4

* lCB =

L L

B C

µ ω

µ

ω

*

*

*

2 1

4 4

2 4

=

CB

cb)2

(

Tính gia tốc của các khâu :

2

3

AO

aτA

BC

BC

l

aτ

CÁCH DỰNG HOẠ ĐỒ GIA TỐC.

1

a

π

1

a

của V A3A2 quay đi một góc 900 theo chiều ω1, từ mút của a’2a’3 ta dựng

2

Một cách tương tự từ π, dựng πb3 lân lượt ta cũng tìm được c’4b’4

và πc4

b’3

4 4

π

a3τ

K A A

aA R A

2 3

Đối với trường hợp phức tạp của gia tốc ta chỉ chọn 2 điểm là vị trí

3 và vị trí 8 làm ví dụ điển hình

Dưới đây là bảng số liệu cụ thể của hai vị trí trên:

2

K

A

A

R

A

A

a

2

3

n

A

a

3

τ

a

A

a

B

n

CB

τ

CB

C

4

S

3

'S

PHẦN 3 PHÂN TÍCH LỰC

Ta tiến hành phân tích áp lực khớp động cho cơ cấu tại 2 vị trí làm việc đó là vị trí 3 và vị trí chạy không 8 Đồng thời xác định mômen cân bằng đặt vào khâu dẫn Việc tiến hành phân tích áp lực khớp động đối với

2 vị trí tương tự nhau nên ta chỉ tiến hành cho một vị trí 3 (riêng vị trí 8

tâm của khâu nằm ở trung điểm kích thước động Phương trượt khâu 5 đi qua trung điểm chiều cao cung quỹ tích điểm B

1 Phân tích lực cho vị trí số 3 :

G1 = q * l O A

G2 = 0

Lực quán tính của các khâu:

+ Xác định P qt5

) ( 5384 753 3552

36

* 232 20

5

* Tâm va đập K xác định theo công thức:

6

1

* 3372 , 0 2 /

*

12 /

*

2 4 4

4 4

l m

l m L

m

J

BC

BC S

B

K4 kẻ f2//b’c’ f1 cắt f2 tại T, T chính là điểm đặt của lực Pqt4

Trị số :

4

qt

+ Xác định Pqt3

Ta kẻ đoạn biểu diễn

PHẦN 4 CHUYỂN ĐỘNG THỰC CỦA MÁY , XÁC ĐỊNH MÔMEN

QUÁN TÍNH BÁNH ĐÀ

Ta dùng phương pháp đồ thị đường cong Vittenbao

1)Vẽ biểu đồ mô men cản thay thế :

a)vẽ biểu đồ mô men thay thế :

M C tt = ∑

=

+

n k

K K K

P

1

)

*

*

1

1

ω

=

k

k k

tt C

V P

M

* ω

1

µ

n

k

k k

tt

=

µV = µL * ω1

=

= n

k

L k k

tt

C P h

M

1

*

vào các điểm tương ứng và lấy momen với gốc hoạ đồ theo phương pháp đòn Jukốpxki tại các vị trí có lực cản là 2, 3, 4, 5, 6,10, 11 Các vị trí còn lại không có lực cản

Ta có:

-Vị trí 1:

-Vị trí 2:

-Vị trí 2’:

-Vị trí 3:

-Vị trí 4:

-Vị trí 5:

-Vị trí 6:

-Vị trí 7:

-Vị trí 7’:

-Vị trí 8:

-Vị trí 9:

-Vị trí 10:

-Vị trí 11:

Sau khi tính toán ta có bảng số liệu của MC như sau:

Vị

trí

quay với tỷ lệ µϕ =

PHẦN 5 : THIẾT KẾ BÁNH RĂNG

I) tính toán để vẽ bánh răng :

Thiết kế cặp bánh răng hình trụ ,răng thẳng ,được cắt với chế độ dịch chỉnh dương bằng dao thanh răng

không có yêu cầu gì về khoảng cách trục nên ta sẽ chọn cặp bánh răng dịch chỉnh dương , đó là cặp bánh răng có nhiều ưu điểm Ta tra bảng và trọn được hệ số dịch dao là:

ξ1= 0,98 ; ξ2= 0,569

Vậy ξC = ξ1 + ξ2 = 1,549

ZC = Z1 + Z2 = 56

λ = ξC - γ = 1.339

ta có

ξmin = 0,0588

17

16 17

=

−

so sánh : ξ2 = 0.569 > ξmin = 0,0588 ⇒ cặp bánh răng thiết kế không bị cắt chân răng

invαL = (2* ξC*tgα)/ ZC + invα

invαL =

56

339 1

* 2

*0,364 + 0,014094 = 0.032311 Vậy αL = 26025’

Khoảng cách trục:

Tính kích thước của hai bánh răng:

2

1

Z

= 36 (mm)

R2 = m*

2

2

Z

= 90 (mm)

Zc

λ 2

) = 37.722(mm)

RL2 = R2(1+

Zc

λ 2

) = 94.304 (mm)

* Bán kính vòng cơ sở

R01 = R1*cosα = 33.829 (mm)

R02 = R2*cosα = 84.572 (mm)

* Bán kính vòng chân:

Ri1 = R1 – m *(f”- ξ1) = 34.785 (mm)

Ri2 = R2 – m *(f”- ξ2) = 88.785 (mm)

Chiều cao răng:

h = (f’ + f’’ - γ)*m = 9.18 (mm)

* Bán kính vòng đỉnh

Re2= Ri2 + h = 97.965 (mm)

* Chiều dày trên vòng chia

S2= m*(π2 + 2*ξ

S1= m*(π2 + 2*ξ

* Hệ số trùng khớp:

ε =

α π

α

cos

*

*

sin

*

2 02

2 2

2 01

2 1

A R R R

R e − + e − −

= 1.414

Kết luận:

Cặp bánh răng thiết kế thoả mãn các điều kiện ăn khớp đều vì các cặp biên dạng đối tiếp của hai bánh răng liên tục kế tiếp nhau, vào khớp trên đường ăn khớp N1N2.

Ăn khớp trùng vì ε >1,1 nên có ít nhất hai đôi răng vào khớp trên đoạn ăn khớp thực ab.

Cặp bánh răng thiết kế có tỉ số truyền không đổi.

Không cắt chân răng vì đoạn ăn khớp thực ab nằm trong đoạn

ăn khớp lý thuyết N 1 N 2

Ta có bảng thông số bánh răng như sau:

Bước răng trên vòng tròn

Chiều dầy răng trên vòng

chia

II Vẽ bánh răng.

1 vẽ biên dạng răng.

Từ điểm ăn khớp P ta vẽ hai vòng tròn lăn bán kính RL1 và RL2.Vẽ

tiếp xúc với hai vòng tròn cơ sở

Để vẽ đường thân khai của đường tròn, ta đặt trên vòng tròn cơ sở

trên vòng tròn cơ sở đặt các cung tương ứng 4'5'=5'6'= =P'1'

Qua các điểm 1',2',3',4',5' ta kẻ những đường tiếp tuyến với vòng tròn cơ sở, và trên các đương tiếp tuyến này ta đặt các đoạn 1'1'', 2'2'', 3'3'', bằng đoạn 1P, 2P, 3P sau đó ta nối các điểm P'1''2''3'' thành đường cong thân khai là biên dạng răng của răng thứ nhất Cũng băng cách tương tự ta vẽ được biên dạng răng của bánh răng thứ 2

2 Xác định phần làm việc của cạnh răng.

Phần làm việc của cạnh răng là phần cạnh răng tiếp xúc nhau trong quá trình ăn khớp Đoạn ăn khớp thực ab được xác định là giao điểm của đường ăn khớp lý thuyết và vòng đỉnh của hai bánh răng Sau đó vẽ một

việc của cạnh răng

3 Xác định cung ăn khớp.

Trên vòng lăn các cung lăn không trượt với nhau trong thời gian ăn

khớp trên vòng tròn lăn của bánh 1

răng số 2

4 Xác định hệ số trượt tương đối.

Đồ thị đường cong trượt: Khi hai bánh răng làm việc, các cặp biên dạng đối tiếp vừa lăn vừa trượt với nhau trên đoạn làm việc của biên dạng răng Sự trượt tương đối

này là hiện tượng trượt biên dạng răng Để đánh giá sự trượt tại từng thời điểm trên biên dạng làm việc của cạnh răng người ta đưa ra hệ số

trượt tương đối µ1 và µ1 Ta có µ1 = 1- i21(N2K/N1K) ; µ2 = 1- i12(N1K/

N2K)

Trong đó :

từng bánh răng theo điểm ăn khớp K trên đường ăn khớp ta vẽ được

Các giá trị thật

Các giá trị biểu diễn

1

2 21

ω

ω

=

i

2

1 12

ω

ω

=

i