ứng dụng máy tính trong thiết kế và mô phỏng động học, động lực học trong kết cấu máy bào quang, chương 5 pps

Chương 5: Tổng hợp cơ cấu chính.
Ta xác đònh các thông số còn lại dựa vào hành trình H của
đầu bào, hệ số năng suất k, khoảng cách tâm l
0102
, tỷ số
2
/
BOBC
ll

Từ hình 1 ta thấy hai vò chết ( chính là vò trí biên bên phải,
và vò trí biên bên trái ) của culit O
2
B đối xứng qua phương O
1
O
2
nghóa là b
1
b
2
song song với c
1
c
2
do đó:
l
B1B2
= l
C1C2
= H 3.1

Trong tam giác vuông O
1
A
2
O
2
có chiều dài tay quay:
L
O1A2
= l
O1O2
sin
212
OOA 3.2
Trong đó l
O1O2
đã biết
Góc O
1
A
2
O
2
=
2

mà

bằng chính góc nhọn tạo bởi hai vò
trí chết của tay quay nên:

1
1
180
0



k
k

3.3
Trong tam giác vuông O
2
MB
2
ta có chiều dài culit O
2
B là:
2
2
sin
221
2
22

Sin
H
AOO
l
l

MB
BO

3.4
Và từ đó ta có chiều dài thanh truyền
22
BOBC
ll

 3.5
Để góc áp lực trung bình của thanh truyền lên con trượt
kéo đầu bào (chính là góc tạo bởi phương BC và phương trượt xx
) trong quá trình làm việc bé nhất, ta chọn phương trượt xx đi
qua giữa vò trí xa nhất và gần nhất của điểm B đối với tâm quay
O
2
tức là phương trượt xx đi qua trung điểm NM. Do đó vò trí
phương trượt hoàn toàn xác đònh:
)(
2
1
22
NOMO
llh  3.6
Với
2
2
22

Sin

H
ll
BONO

Và
2
cot
2
2

g
H
l
MO

Nên )
2
cot
2
sin
1
(
4


g
H
h  3.7
O2
A1

A2
O1
B2
M
N
C1
B1
h
C2
Hình 1.
Ngoài cách xác đònh vận tốc bằng phương pháp giải tích
trình bày ở phần trên ta còn có thể xác đònh gần đúng vận tốc
của đầu bào bằng cách dưới đây.
a
l0
C
B
b
r
R
E
F
A
D
G
H
v1
v2
vra
vr

0
O
1
L
Hình 5
Vận tốc của tay quay
min/
1000
2
1
m
rn
v

 2.1
Với r là bán kính tay quay.(mm)
n là vận tốc của tay quay (vong/phút )
Vận tốc của cần lắc tại điểm A là:
)cos(
12
bavv  2.2
Từ vận tốc của cần lắc tại điểm A ta có vận tốc của cần lắc tại
điểm D là:
arl
bR
vv
ra
cos
cos
0

2


2.3
Với
arl
ar
arctgb
cos
sin
0


Từ tam giác DEF ta có
bvv
rar
cos 2.4
Từ các công thức 2.1, 2.2, 2.3 thay vào phương trình 2.4 , và xét
tam giác OO
1
L và tam giác OHG ta được công thức phía dưới .
phutm
aHR
babnrRH
v
r
/
)cos2(1000
)cos(cos2
2





2.5
Từ trên ta thấy :
Vận tốc lớn nhất lúc cắt là:
)2(1000
2
max
HR
nRH
v
c



2.6
Vận tốc lớn nhất lúc về
)2(1000
2
max
LR
nRH
v
r



2.7

3
C
1
A
B
2
E
5
F
P
n
Hình 6
Xác đònh lực tác dunïg lên cơ cấu tại vò trí nguy hiểm.
Xét cơ cấu tại vò trí nguy hiểm nhất được biểu diễn như trên
hình 6
a) Xét các nhóm 2 khâu 3 khớp:
- Khâu 4,5 khớp D,E,F
R05
P
R34
Xét khâu 5 ta có:
R05
P
R45
E
F
R
45
có phương song song với DE có trò chưa biết
R

05
có phương vuông góc với EF có trò chưa biết
Chiếu các lực lên phương nằm ngang ta có:
R
45
.cosDEF = P
 R
45
=P/cosDEF
Xeùt khaâu 4 ta coù :R
34
=-R
54
=R
45
R34
R54
E
D
- Xeùt khaâu 2,3 khôùp B,C,D
R01
C
B
R12
R43
D
- Xeùt khaâu 3:
R01
C
B

R32
R12
R23
B
R43
D
Lấy mô men với tâm C ta có :
R
43
.l
3
cosDEF – R
23
.(l
0
+l
1
)=0
 R
23
=R
43
.cosDEF.l
3
/(l
0
+l
1
)
Với l

1
,l
3
là chiều dài khâu 1, khâu 3.
l
0
là khoảng cách giữa 2 tâm quay.
Xét khâu 2: do khâu 2 không có ngoại lực tác dụng do đó các
lực R
12
, R
32
đồng quy tại điểm B. Suy ra R
12
=R
32
b) Xét khâu 1 : 0.
121


lRMM
cbA
=>
10
13
121
ll
lPl
lRM
cb



3.1
R21
Mcb
Chương 6 : Xác đònh kích thước các
khâu
Thay phương trình 1.4 vào trong phương trình 2.7 ta có
)
2
sin1.(1000
)2(1000
2
max







nH
LR
nRH
v
r
4.1
Với H: hành trình đầu bào

: góc mở của cần lắc

R=
22
BO
l =l
3
chiều dài khâu 3
Từ các thông số cho trước của máy bào và công thức 4.1. và
chọn trước
phutmv
r
/10
max

Công suất cắt của máy bào là: N
c
=2 KW
Số hành trình kép nhỏ nhất của đầu bào là : n
min
=12,3 hành
trình/phút
Số cấp tốc độ Z= 8
Công bội
41,1


Hành trình lớn nhất của đầu bào là H = 320 mm
Ta xác đònh đựơc góc mở của cần lắc là :

=27,2
Từ: Công thức 1.3 ta suy ra được hệ số năng lượng : 35,1



Công thức 1.4 ta xác đònh được chiều dài khau 3 là :
l
3
=680mm
Thay phương trình 1.4 và 1.2 vào 3.1 ta có được phương trình
sau:
)
2
sin1(2
.
10
13
121





HP
ll
lPl
lRM
cb
4.2
Trong đó l
O1O2
=l
1

chiều dài khâu 1.
22
BO
l =l
3
chiều dài khâu 3
l
0
khoảng cách giữa 2 tâm quay.
Từ công thức 4.1 và 4.2 ta thấy rằng v
max
và momen cân
bằng M
cb
không phụ thuộc vào kích thước của khâu 1 mà chỉ
phụ thuộc và hành trình đầu bào , và góc mở của khâu 3 ( cần
lắc ). Do đó mà ta có thể xác đònh tuỳ ý kích thước khâu 1 dựa
vào l
0
được chọn phụ thuộc vào kết cấu. đây ta chọn l
0
=
350mm
Từ công thức 1.1 ta có :
mmll 836,13sin.350
2
sin
01



Chọn hệ số k=0,25 ta có
l
4
=kl
3
=0,25.680=170mm
Theo công thức 1.7 ta xác đònh được khoảng cách giữa tâm
quay của cần lắc và phương trựơt xx là:
)
2
cot
2
sin
1
(
4


g
H
h  =670 mm
4.5.Tính toán động học bánh đà.
a. Mục đích:
Xác đònh moment quán tính của bánh đà J
đ
(
bánh răng culit lớn) để đảm bảo cho máy làm việc với vận tốc
góc
tb


và hệ số không đều cho phép [

] khi biết trước các hàm
M
đ
(

) ,M
c
(

), J(

) dưới dạng đồ thò. Phương pháp giải là
phương pháp đồ thò Wittenbauer.

b. Các thông số:
- Chu kì động lực học :
A

= 2

- Lực cản : Lực cắt và lực động trong các khâu.
- Lực động : moment động.