Bài tập lớn nguyên lý máy

BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY ****************** Nội dung Phân Tích cấu tạo và phân loại cơ cấu: Tính Bậc tự do của cơ cấu, tách nhóm phân tích cấu trúc cơ cấu, phân loại cơ cấu. Phân tích động học cơ cấu: Xác định vị trí cơ cấu ứng với 12 vị trí của khâu dẫn, quỹ đạo của điểm T thuộc cơ cấu. Xác định vận tốc và gia tốc của các điểm đặc trưng của cơ cấu, vận tốc góc và gia tốc góc của các khâu tại 2 vị trí của khâu dẫn ứng với . Phân tích lực cơ cấu: Xác định lực quán tính, mômen lực quán tính và hợp lực quán tính của các khâu thuộc cơ cấu tại 2 vị trí của khâu dẫn ứng với . Xác định áp lực lên các khớp động và lực cân bằng cần đặt lên khâu dẫn của cơ cấu tại 2 vị trí của khâu dẫn ứng với . Đề Bài Khâu dẫn – tay quay OA quay đều. Trọng lượng các khâu tính theo chiều dài: G/l = 500N/m Trọng tâm của các khâu đặt tại điểm giữa các khâu. Trọng lượng con trượt bằng ½ trọng lượng tay quay. Mômen quán tính các khâu đối với trục đi qua trọng tâm các khâu : Với: lOA = 200 mm; lAC = 750 mm; lAT = 400 mm; lCO1 = lO1D = 300 mm; lBD = 500 mm; a = 250 mm; b = 750 mm; c = 250 mm; ; n1 = 700 vòng/ phút. Bài làm Phân Tích cấu tạo và phân loại cơ cấu: a. Tính bậc tự do của cơ cấu: Ta có công thức tính bậc tự do của cơ cấu phẳng là: W = 3n – (2KT – KC - r) –S Với n: là số khâu động KT: Số khớp thấp KC: Số khớp cao r: Số rằng buộc trùng. S: Số bậc tự do thừa. Trong trường hợp này ta có: r = 0; S = 0; n = 5; KT = 7; KC = 0; Vậy bậc tự do của cơ cấu này bằng 1. b. Tách nhóm phân tích cấu trúc cơ cấu, phân loại cơ cấu: chọn khâu 1 làm khâu dẫn ( Hình 1). tách phần còn lại. (Hinh 2) Hình 1 Hình 2 Nhóm tĩnh định loại II Nhóm tĩnh định loại II Như vậy cơ cấu thuộc loại II. 2. Phân tích động học cơ cấu: Xác định vị trí cơ cấu ứng với 12 vị trí của khâu dẫn, quỹ đạo của điểm T thuộc cơ cấu. Xác định vận tốc và gia tốc của các điểm đặc trưng của cơ cấu, vận tốc góc và gia tốc góc của các khâu tại 2 vị trí của khâu dẫn ứng với . Với : 1. Vận tốc: -) Chọn tỷ lệ xích vận tốc -) Lấy P làm gốc. -) Ta có:(m/s) -) biểu diễn vận tốc điểm A. có phương vuông góc với OA chiều theo chiều của . mm. -) với có phương vuông góc DC. có phương vuông góc với AC. Từ a kẻ ∆AC chỉ phương của , từ P kẻ ∆C chỉ phương của . ∆AC cắt ∆C ở c. vậy biểu diễn vận tốc điểm C. Ta có vận tốc điểm D có độ lớn bằng vận tốc điểm C, cùng phương ngược chiều với vận tốc điểm C. -) với có phương vuông góc DC. có phương vuông góc với DB. Từ d kẻ ∆DB chỉ phương của , từ P kẻ ∆B chỉ phương của . ∆DB cắt ∆B ở b. vậy biểu diễn vận tốc điểm B. -) Ta có mm. (m/s) -) (rad/s) -) Ta có mm. (m/s) -) (rad/s) -) Ta có mm. (m/s) -) Ta có mm. (m/s) -) (rad/s) 2. Gia tốc -) Chọn tỷ lệ xích gia tốc -) Lấylàm gốc. -) Ta có : Với (m/s2) biểu diễn gia tốc điểm A. có phương trùng với OA chiều hướng từ A đến O. mm. mặt khác (m/s2); (m/s2); với có phương vuông góc DC; có phương trùng với DC, chiều hướng từ C vào D. có phương vuông góc với AC; có phương trùng với CA, chiều hướng từ C vào A. Từ kẻ biểu diễn gia tốc . Từ đầu mút của véc tơ kẻ ∆ct chỉ phương của . Từ đầu mút của véc tơ vẽ véc tơ biểu diễn vận tốc . Từ đầu mút của véc tơ kẻ ∆cat chỉ phương của . ∆cat cắt ∆ct tại c. vậy biểu diễn gia tốc điểm C. Ta có gia tốc điểm D có độ lớn bằng gia tốc điểm C, cùng phương ngược chiều với gia tốc điểm C. -) Ta lại có: với có phương theo phương ngang. có phương vuông góc với DB. (m/s2), có phương trùng với DB, chiều hướng từ B vào D. Từ d kẻ biểu diễn gia tốc có độ lớn , Từ đầu mút của véc tơ kẻ ∆1 chỉ phương của . Từ kẻ ∆2 chỉ phương của , ∆1 cắt ∆2 ở b. biểu diễn gia tốc điểm B Ta có mm. (m/s2) Ta có mm. (m/s2) Với : 1. Vận tốc: -) Chọn tỷ lệ xích vận tốc -) Lấy P làm gốc. -) Ta có:(m/s) -) biểu diễn vận tốc điểm A. có phương vuông góc với OA chiều theo chiều của . mm. -) với có phương vuông góc DC. có phương vuông góc với AC. Từ a kẻ ∆AC chỉ phương của , từ P kẻ ∆C chỉ phương của . ∆AC cắt ∆C ở c. vậy biểu diễn vận tốc điểm C. Ta có vận tốc điểm D có độ lớn bằng vận tốc điểm C, cùng phương ngược chiều với vận tốc điểm C. -) với có phương vuông góc DC. có phương vuông góc với DB. Từ d kẻ ∆DB chỉ phương của , từ P kẻ ∆B chỉ phương của . ∆DB cắt ∆B ở b. vậy biểu diễn vận tốc điểm B. -) Ta có mm. (m/s) -) (rad/s) -) Ta có mm. (m/s) -) (rad/s) -) Ta có mm. (m/s) -) Ta có mm. (m/s) -) (rad/s) 2. Gia tốc -) Chọn tỷ lệ xích gia tốc -) Lấylàm gốc. -) Ta có : Với (m/s2) biểu diễn gia tốc điểm A. có phương trùng với OA chiều hướng từ A đến O. mm. mặt khác (m/s2); (m/s2); với có phương vuông góc DC; có phương trùng với DC, chiều hướng từ C vào D. có phương vuông góc với AC; có phương trùng với CA, chiều hướng từ C vào A. Từ kẻ biểu diễn gia tốc có độ lớn . Từ đầu mút của véc tơ kẻ ∆ct chỉ phương của . Từ đầu mút của véc tơ vẽ véc tơ biểu diễn vận tốc có độ lớn . Từ đầu mút của véc tơ kẻ ∆cat chỉ phương của . ∆cat cắt ∆ct tại c. vậy biểu diễn gia tốc điểm C. Ta có gia tốc điểm D có độ lớn bằng gia tốc điểm C, cùng phương ngược chiều với gia tốc điểm C. -) Ta lại có: với có phương theo phương ngang. có phương vuông góc với DB. (m/s2), có phương trùng với DB, chiều hướng từ B vào D. Từ d kẻ biểu diễn gia tốc có độ lớn , Từ đầu mút của véc tơ kẻ ∆1 chỉ phương của . Từ kẻ ∆2 chỉ phương của , ∆1 cắt ∆2 ở b. biểu diễn gia tốc điểm B Ta có mm. (m/s2) Ta có mm. (m/s2) Phân tích lực cơ cấu: * Với a. Xác định lực quán tính, mômen lực quán tính và hợp lực quán tính của các khâu thuộc cơ cấu 2. Gia tốc a. Khâu 1 Gọi S1 là điểm giữa của khâu 1. Do khâu 1 quay đều quanh trục không đi qua trọng tâm vậy về độ lớn a. Khâu 2 Gọi S2 là trung điểm của AC. Theo định lý đồng dạng vận tốc ta xác định được gia tốc của điểm S2: Tacómm. (m/s2) Gọi là lực quán tính của khâu 2; và là lực quàn tính của khâu trong chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay của S2 đối với C. b. Xác định áp lực lên các khớp động và lực cân bằng cần đặt lên khâu dẫn của cơ cấu * Với a. Xác định lực quán tính, mômen lực quán tính và hợp lực quán tính của các khâu thuộc cơ cấu b. Xác định áp lực lên các khớp động và lực cân bằng cần đặt lên khâu dẫn của cơ cấu