BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC MÁY ĐỀ C

NỘI DUNG:I.XÁC ĐỊNH VẬN TỐC, GIA TỐC ĐIỂM G TRÊN CƠ CẤU, VẬN TỐC GÓC, GIA TỐC GÓC CÁC KHÂU:41.Bài toán vận tốc:42.Bài toán gia tốc:6II.PHÂN TÍCH LỰC HỌC CƠ CẤU THANH PHẲNG TOÀN KHỚP THẤP:81.Tách Axua khâu 45:82.Tách Axua khâu 23:93.Tách Axua khâu 1:10III.TÍNH MOMENT CÂN BẰNG TRÊN KHÂU DẪN BẰNG HAI PHƯƠNG PHÁP: PHÂN TÍCH LỰC VÀ DI CHUYỂN KHẢ DĨ:101.Phương pháp phân tích lực:112.Phương pháp di chuyển khả dĩ:11

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA CÔNG NGHỆ

BỘ MÔN KĨ THUẬT CƠ KHÍ

BÀI TẬP LỚN

MÔN CƠ HỌC MÁY

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Hữu Lộc

SST: 4

Cần thơ, ngày 20 tháng 5 năm 2021

Lời cảm ơn

Em xin cảm ơn thầy Nguyễn Văn Long đã tận tình hướng dẫn, góp ý kiến cho bài làm của em Em cũng xin cảm ơn bạn bè đã chia sẻ, đóng góp ý kiến, gúp đỡ trong quá trình thực hiện Bài tập lớn.Tuy

đã có nhiều cố gắng trong quá trình thực hiện Bài tập lớn nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi sai sót do hạn chế về kiến thức và thời gian có hạn Rất mong thầy thông cảm và đóng góp ý kiến để em

có bài tập lớn hoàn chỉnh hơn Sau cùng em xin kính chúc thầy Nguyễn Văn Long dồi dào sức khỏe cùng lời chúc tốt đẹp nhất

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện Nguyễn Hữu Lộc

NỘI DUNG:

GÓC CÁC KHÂU: 4

1 Bài toán vận tốc: 4

2 Bài toán gia tốc: 6

II PHÂN TÍCH LỰC HỌC CƠ CẤU THANH PHẲNG TOÀN KHỚP THẤP: 8

1 Tách Axua khâu 4-5: 8

2 Tách Axua khâu 2-3: 9

3 Tách Axua khâu 1: 10

III TÍNH MOMENT CÂN BẰNG TRÊN KHÂU DẪN BẰNG HAI PHƯƠNG PHÁP: PHÂN TÍCH LỰC VÀ DI CHUYỂN KHẢ DĨ: 10

1 Phương pháp phân tích lực: 11

2 Phương pháp di chuyển khả dĩ: 11

CÁC SỐ LIỆU ĐỀ BÀI CHO:

ɭAB= 115 mm,ɭ AC= 290,5 mm, ɭCD= 606 mm,ɭ DE= 182 mm a= 581 mm, ω1=2 π (rad/s)., P= 1300, y= 96 mm

γ=PA 5°=20°

I.

XÁC ĐỊNH VẬN TỐC, GIA TỐC ĐIỂM G TRÊN CƠ CẤU, VẬN TỐC GÓC, GIA TỐC GÓC CÁC KHÂU:

 Các số liệu đã biết:

- Vận tốc góc tay quay AB là: ω1=2 π (rad/s)

- Ta đi tìm:

+ Vận tốc các điểm trên cơ cấu

+ Gia tốc các điểm trên cơ cấu

 Phương pháp: sử dụng phương pháp họa đồ vectơ.

1 Bài toán vận tốc:

 Hợp vận tốc của điểm B3 trên khâu 3 ta xác định theo phương trình:

⃗ VB 3 C=⃗ VB 2 A+⃗ VB 3 B 2

? =ω1.AB =2π.0,115= 0,72 m/s ?

 chọn tỷ lệ xích: µ=0,003

Ta có giá trị biểu diễn của ⃗ VB 2 A= 0,72

0,003 =240 mm

 Chon 1 điểm làm cực p

 Từ p vẽ đường thẳng pb biểu diễn cho⃗ VB 2 A dài 240 mm, vuông góc với AB và cùng chiều với ω1

 Từ b vẽ đường thẳng ∆1biểu diễn cho ⃗ VB 3 B 2 , song song với CB và đi từ C về B

 Từ p vẽ đường thẳng ∆2 biểu diễn cho ⃗ VB 3 C, vuông góc với CB

 Giao điểm ∆1và ∆2 là điểm b1 cần tìm

Đo trên họa đồ ta được:

+ pb1= 148,3 => VB 3C= 148,3.0,003= 0,445 m/s

+ bb1= 189,5 => VB 3 B 2= 189,5.0,003= 0,5685 m/s

Mà ta có VB 3C và VD thuộc cùng một khâu nên:

VB 3C= ω3 CB=> ω3= VB 3 C

CB = 0,445/0,3471=1,282 rad/s

VD= ω3.CD= 1,282.0,606= 0,777 m/s

=>ω2 = ω3= 1,282 rad/s

Do các điểm E và G cùng thuộc khâu 5 và cùng có sự chuyển động tịnh tiến ngang nên vận tốc điểm

G cần tìm cũng chính là vận tốc điểm E

 Ta có phương trình vận tốc điểm E là :

⃗

VG≡⃗ VE=⃗ VD+⃗ VED

Ta có giá trị biểu diễn của VD= 0,777

0,003 =259 mm

 Từ điển p vẽ đoạn thẳng pd biểu diễn cho VD dài 259 mm, vuông góc với CD và theo phương của ω1

 Từ điểm p vẽ đoạn thẳng ∆3 theo phương xx

 Từ d vẽ đoạn thẳng ∆4 vuông góc với ED

 ∆3 và ∆4 cắt nhau tại một điểm là điểm e cần tìm

Đo trên họa đồ ta được:

+ pe= 249,3 =>VE = 249,3.0,003= 0,748 m/s

+ ed= 79,3 =>VED =79,3.0,003= 0,238 m/s

mà VED =ω4 ED=>ω4 = VED

ED=0,283/0,182=1,3 rad/s

=>VG = 0,748 m/s

 Bảng giá trị vận tốc góc của các khâu :

Vận tốc góc ω1 ω2=ω3 ω4 ω5

Gía trị (rad/s ) 2π 1,282 1,3 0

2 Bài toán gia tốc:

 Chọn tỷ lệ xich: µ= 0,01

 Hợp gia tốc của điểm B3 trên khâu 3 ta xác định theo phương trình:

⃗ aB 3 C n + ⃗ aB 3 C t = ⃗ aB 2 A n + ⃗ ak B 3 B 2 + ⃗ ar B 3 B 2

¿ ω32 BC

¿ 1,2822.0,3471

=0,57 m/s2

¿ ε3 BC=? ¿ ω12.=2 π2.0,115

=4,54 m/s2

=2VB 3 B 2 ω2

=2.0,5685.1,282

=1,73 m/s2

?

Ta có giá trị biểu diễn của:

+ aB 3 C n = 0,57

0,01= 57 mm

+ aB 2 A n =4,54

0,01 = 454 mm

+ aB 3 B 2 k = 1,73

0,01= 173 mm

Biểu diễn trên họa đồ:

 Chon một điểm làm cực p’

 Từ p’ vẽ đoạn thẳng p’an= 454 mm song song với BA và từ B->A biểu diễn cho aB 2 A n

 Từ an vẽ đoạn anak= 173 mm vuông góc với BC theo chiều ω1 biểu diễn cho aB 3 B 2 k

 Từ ak kẻ đoạn thẳng ∆5 song song với BC biểu diễn cho aB 3 B 2 r

 Từ p’ vẽ đoạn p’an= 57 mm song song với BC và từ B-> C biểu diễn cho aB 3 C n

 Từ an kẻ đoạn thẳng ∆6 vuông góc với BC biểu diễn cho aB 3 C t

 ∆5 và∆6 cắt nhau tại một điểm là điểm b cần tìm

Đo trên họa đồ ta được:

+ p’b= 184,1 =>aB 3 C t = 184,1.0,01= 1,814 m/s2

+ bak=223,5 =>aB 3 B 2 r = 223,5.0,01= 2,235 m/s2

Mà aB 3 C t = ε3.BC =>ε3 =ε2= at B 3C

BC =

1,841 0,3471= 5,3 rad/s2

aB 3= p’b.µ=192,7 0,01= 1,927 m/s2

aD= aB3.CD/CB = 3,36 m/s2

 Hợp gia tốc tại E ta được:

⃗

aE = ⃗ aD + ⃗ an ED + ⃗ at ED

? =3,36 m/s2 =ω42.ED

=0,3 m/s2 ?

Giá trị biểu diễn của:

+ aD=3,36

0,01=336 mm

+ aED n = 0,3

0,01=30mm

 Từ b vẽ đoạn bd = 336 mm song song với AB và đi từ B=>A biểu diễn cho aD

 Từ d vẽ đoạn thẳng dài 30mm song ED và từ E=>D biểu diễn cho aED n , từ đây vẽ tiếp đoạn thẳng ∆7 vuông góc với ED biểu diễn cho aED t

 Từ p’ vễ đoạn thẳng ∆8 song song với xx biểu diễn cho aE

 ∆7 và ∆8 cắt nhau tại một ddiemr là điểm e cần tìm

Đo trên họa đồ ta được:

+ p’e= 475,1mm => aE = 475,1.0,01= 4,751 m/s2

+ aED t = 112,6.0,01= 1,126 m/s2

mà aED t = ε4.ED =>ε4= at ED

ED= 6,18 rad/s

2

1 Tách Axua khâu 4-5:

 Chọn tỷ lệ xích µ= 5

Ta có pt cân bằng lực khâu 4-5:

⃗ R34+⃗ R05+ ⃗ P=0 (1 )

Mà ⃗ R34=⃗ R34t +⃗ R34n

 Tách khâu 4:

∑mE=⃗ R54.0+⃗ R34t ED+ ⃗ R34n 0= 0

=>⃗ R34t = 0

(1 )=>⃗ R34n + ⃗ R05+⃗ P= 0

⃗ R34n + ⃗ R05+ + ⃗ P

1300 N

=>gtbd=1300

5 =260 mm

Đo trên họa đồ ta được:

+ R34n = 260.5= 1300 N

+ R05= 7,3.5= 36,5 N

∑mE=⃗ R05 x+ ⃗ P.y= 0

=>x=− Py

R05 =

−1300.96

36,5 = -3419,1 mm (x <0 )

R54= -R34

2 Tách Axua khâu 2-3:

 Tách khâu 2:

∑mB=R12.0+R32.Z = 0 => Z =0 => điểm đặc R32 trùng B

∑F= R32 + R12 = 0

∟CD ∟CD

=>R32=-R12

⃗ R03 + ⃗ R12 + ⃗ R43=0

Đo trên họa đồ ta được:

+ R03= 200,4

5 = 40,08 N

∑mC =R43.h+ R12.CB= 0

=>R12

= R43 h

BC = 434,75 mm (bd )

R23=R12= 434,75

5 = 86,95 N

3 Tách Axua khâu 1:

Phương trình cân bằng lực khâu 1:

R01+ R12=0 =>R01= -R12

Về độ lớn: R01 =R12 =R21 =86,95 N

III TÍNH MOMENT CÂN BẰNG TRÊN KHÂU DẪN BẰNG HAI PHƯƠNG PHÁP: PHÂN TÍCH LỰC VÀ DI CHUYỂN KHẢ DĨ:

1 Phương pháp phân tích lực:

∑MA=Mcb1 -ω1-R12.AB=0

=>Mcb1 =R12 AB+ω1= 16,282 Nm

2 Phương pháp di chuyển khả dĩ:

 Pt công suất:

Mcb2 ω1 -P.VE=0

=>Mcb1 =P VE

ω1 =

1300.0,748

2 π = 154,76 Nm

 Giá tri trung bình moment cân bằng từ 2

phương pháp:

Mtb=( Mcb1+ Mcb2)

2 =85,521

 Sai số của hai phương pháp:

δ=¿ Mcb1+ Mcb2∨ ¿

Mtb¿=1,61%

 Kết luận: δ= 1,61% < 5%; sai số chấp nhận được.