Bài tập lớn Nguyên lý máy | Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA CƠ KHÍ
- - -    - - - BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY ĐỀ A2 – PA 10
GVHD: Vũ Nhƣ Phan Thiện
SVTH: Phạm Bá Hoàng - 21301354 Tô Đình Kha - 21301720 PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC Phạm Bá Hoàng
- Xác định vận tốc, gia tốc các điểm C,
E trên cơ cấu, vận tốc góc, gia tốc góc các khâu
- Tính moment cân bằng đặt trên khâu
dẫn bằng phương pháp di chuyển khả dĩ Tô Đình Kha
- Tính áp lực khớp động trên các khớp
- Tính moment cân bằng đặt trên khâu
dẫn bằng phương pháp: phân tích lực
BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY – ĐỀ A2 – PA 10
Cho cơ cấu động cơ 2 xylanh hình chữ V có lược đồ như hình vẽ với các thông số (bỏ
qua khối lượng các khâu):
- Kích thước các khâu: lAB = 75 (mm), lBC = 185 (mm), lBD = 50(mm), lDE = 170 (mm)
- Vận tốc góc khâu dẫn: = 10 (rad/s)
- Góc giữa 2 phương trượt: - Góc giữa BD và BC: - Vị trí khâu dẫn:
- Lực cản kỹ thuật: ( ) ( )
1. Xác định vận tốc, gia tốc các điểm C, E trên cơ cấu, vận tốc góc, gia tốc góc các khâu.
2. Tính áp lực khớp động trên các khớp.
3. Tính moment cân bằng đặt trên khâu dẫn bằng hai phương pháp: phân tích lực và
di chuyển khả dĩ, so sánh – đánh giá sai số
4. Mô phỏng động học và lực học cơ cấu , so sánh – đánh giá sai số
1. Xác định vận tốc, gia tốc các điểm C, E trên cơ cấu, vận tốc góc, gia tốc góc các khâu.  Vận tốc
 vB = = 10 = 750 (mm/s) = 0.75 (m/s)
 Vận tốc điểm C ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ ⃗⃗ ( ) ⃗ ⃗ ‖ Họa đồ vận tốc: ⃗⃗ = ⃗ ⃗ ⃗⃗ ⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ ⃗ ( )  (m/s)  (m/s)
 (rad/s) cùng chiều kim đồng hồ
 Áp dụng nguyên lý đồng dạng thuận họa đồ vận tốc Do đó: ⃗⃗ = ⃗ ⃗ => (m/s)
 Vận tốc điểm E ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ ⃗⃗ ( ) ⃗ ⃗ ‖ Từ họa đồ vận tốc:  ⃗⃗ = ⃗ ⃗ => (m/s)  ⃗⃗ = ⃗ ⃗⃗ => (m/s)
 (rad/s) cùng chiều kim đồng hồ  Bảng kết quả: 3.93 (rad/s; 1.61 (rad/s; 0.75 0.2669 0.7277 0.5942 0.6708 0.2736 chiều kim chiều kim (m/s) (m/s) (m/s) đồ (m/s) (m/s) (m/s) ng hồ) đồng hồ)  Gia tốc  a B = lAB = (mm/s2) = 7.5 (m/s2) (mm/s2) = 2.857 (m/s2)
 Gia tốc điểm C ⃗ ⃗ ⃗⃗ ⃗ ⃗⃗ ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ ⃗⃗ ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ ‖
Từ họa đồ vận tốc: c ⃗⃗ ⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗ ⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗ ⃗⃗ ⃗ ⃗⃗ ⃗ ⃗ ( )  (m/s2) => (rad/s2)  (m/s2)
Áp dụng nguyên lý đồng dạng thuận họa đồ gia tốc Do đó:
⃗⃗⃗ = ⃗ ⃗ => (m/s2) (mm/s2) = 0.441 (m/s2)
 Gia tốc điểm E ⃗ ⃗ ⃗⃗⃗ ⃗ ⃗⃗⃗ ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ ⃗⃗⃗ ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ ‖ ⃗⃗⃗⃗ Từ họa đồ gia tốc: e ⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗ ⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ ⃗  (m/s2) (rad/s2)  (m/s2) 7.5 2.857 0.441
(m/s2) (m/s2) (m/s2) (m/s2) (rad/s2) (m/s2) (m/s2) (m/s2) (rad/s2) (m/s2)
2. Tính áp lực khớp động trên các khớp :
Tách nhóm At xua : nhóm 4-5 , nhóm 2-3 , khâu dẫn 1  Xét 2 khâu 4, 5 :
Vì BCD là thanh truyền , bỏ qua khối lượng , không có ngoại lực tác dụng nên
các nội lực có điểm đặt tại các khớp .Phương chiều điểm đặt như hình vẽ - Xét riêng khâu 5 : ∑
Suy ra khoảng cách từ điểm E đến phương lực ⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗
là x = 0 nên điểm đặt của
đặt tại điểm E như hình vẽ .
- Điều kiện cân bằng lực : ⃗⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗⃗
Vẽ họa đồ 2 khâu 4, 5 với tỉ lệ xích Theo họa đồ ta có : ⃗⃗ ⃗⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗
Vậy với và họa đồ ta tính được :  Xét 2 khâu 2, 3 : - Xét riêng khâu 3 :
Từ điều kiện moment tại C bằng không ta sẽ tìm được điểm đặt của ⃗⃗⃗ đặt tại C
và phương vuông góc phương trượt Xét riêng khâu 2 : ∑ Suy ra
Điều kiện cân bằng lực : ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗⃗
Vẽ họa đồ như hình vẽ với tỉ lệ xích .Từ họa đồ ta có : ⃗⃗ ⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗ ⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ Suy ra suy ra , Tính : Ta có : ⃗⃗ ⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗
Vẽ họa đồ với tỉ lệ xích , theo họa đồ đã vẽ tính được  Khâu dẫn : Ta có
 Vậy ta đã tìm được các áp lực khớp động tại các khớp : Ta có :
Phương chiều của các áp lực khớp động như như trên các họa đồ. (N) (N) (N) (N) (N) (N) ( )
3. Tính : đặt 1 Mcb vào khâu dẫn 1 có cùng chiều với
 Phương pháp phân tích lực:
Xét khâu dẫn ∑ suy ra 11,91 Nm
Chiều của moment cân bằng đặt trên khâu dẫn như trên hình vẽ. (cùng chiều )
 Phương pháp di chuyển khả dĩ: ̅̅̅̅̅ ⃗⃗ ⃗⃗ ̅̅ ̅ ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ (N/m)
 Sai số khi tính Moment cân bằng tại khâu dẫn bằng 2 cách: (N/m)
Hai cách tính moment cân bằng có sai số vì làm tròn các giá trị trong quá trình
tính, khi vẽ hình cơ cấu, họa đồ còn sai lệch ,…
Phương pháp phân tích lực
Phương pháp di chuyển khả dĩ 11,91 Nm N/m