Bài tập lớn môn nguyên lý máy (10)

TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HN

BÀI TẬP LỚN

VIỆN CƠ KHÍ

NGUYÊN LÝ MÁY

BM CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ
RÔBỐT
--------------- *** --------------------- o0o ------ĐỀ SỐ: 2020.1_MNK1.16

THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY NÉN
KHÍ

4. Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế nguyên lý cơ cấu máy nén khí kiểu piston – xylanh

Bảng số liệu kèm theo
1.

Hành trình piston

H

=

100

=

3.1

(mm)

BC
2.

Tỷ lệ chiều dài thanh truyền trục khuỷu

=
AB

3.

Vận tốc quay trục khuỷu

n1

=

800

(vg/ph)

4.

Mơmen qn tính trục khuỷu

J1

=

0.04

(kgm2)

5.

Khối lượng thanh truyền 2

m2

=

3.0

(kg)

6.

Mơmen quán tính thanh truyền 2

JS2

=

0.12

(kgm2)

7.

Khối lượng piston 3

m3

=

1.5

(kg)

8.

Đường kính piston 3

d3

=

120

(mm)

9.

Áp suất khí quyển

p0

=

0.1

(N/mm2)

pm

=

0.45

(N/mm2)

10. Áp suất lớn nhất trong xy-lanh


CƠ CẤU MÁY NÉN 1 PISTON
I.

Phương pháp giải tích
1. Tổng hợp cơ cấu
- Theo đề bài, ta có các thơng số như sau:
+ Hành trình piston
H = 100 mm
+ Tỷ lệ chiều dài thanh truyền trục khuỷu
- Gắn hệ quy chiếu cố định tại khớp A
- Xét các vị trí đặc biệt của hành trình

= 3.1

+ Khi máy nén ở trạng thái nén nhất:
Từ hình minh họa bên cạnh chúng ta có thể
thấy được tại bị trí này: A, B, C thẳng hàng.
 LAB + lBC =lAC max (1)

+ Khi máy nén ở trạng thái giãn nhất: B,A,C
thẳng hàng
=> LBC – lAB = lAC min (2)

+ Lại có: H = lAC max – lAC min = 100
Từ đó ta tính được lAB = 50 (mm) và lBC = 155 (mm)
Như vậy ta vẽ được cơ cấu thỏa mãn đề bài.
2. Bài toán chuyển vị cơ cấu
Quy ước: A là gốc tọa độ và các vecto như hình vẽ
+ φ1 đề bài đã cho
+ φ3 = 2700
Mục đích: tìm được góc φ2
Ta có phương tình vecto lược đồ động như sau:


Nhân vơ hướng vế trái của phương trình trên lần lượt với và ta thu được
hệ phương trình:

Do nên ta có:
Từ hệ trên ta có:



)

3. Bài tốn vận tốc
Ở phần 2, chúng ta đã có:

Đạo hàm hạng thức vế trái của đẳng thức trên, ta có:
Nhân tích vơ hướng vế trái của pt trên với , ta có:

Hay


Mặt khác, ta đã có = 2700. Vậy dễ dàng tính được:

=
4. Bài tốn gia tốc
Ở phần 3, chúng ta đã có:

Đạo hàm hạng thức vế trái của đẳng thức trên, ta có:
Nhân tích vơ hướng vế trái của pt trên với và ta được:
Hay


Với = 2700, và các thơng số đã tính tốn được, chúng ta có:
=