nghiên cứu thiết kế cơ cấu dẫn động băng tải lắc

Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý -
Chi tiết máy
Lời nói đầu
Trong thời đài ngày nay nền khoa học tiên tiến đang phát triển mạnh mẽ trên toàn
thế giới trong đó ngành công nghiệp đóng một vai trò rất quan trọng, các hệ thống máy
móc ngày càng trở nên phổ biến và từng bớc thay thế sức ngời, để tạo ra đợc những máy
móc ngày càng hoàn thiện và hiện đại hơn thì bộ môn Nguyên lý máy đóng vai trò rất quan
trọng.
Với một nền công nghiệp hoá và hiện đại hoá thì chúng ta phải chế tạo đợc ra các
thiết bị máy móc, công cụ để đáp ứng cho mọi ngành sản xuất.
Việc thiết kế đồ án hoặc hoàn thành bài tập lớn là một khâu rất quan trọng trong
quá trình học tập và nghiên cứu môn học Nguyên lý máy, nó giúp cho ngời sinh viên hiểu
sâu và đúc đợc những kiến thức cơ bản của môn học.
Qua thời gian học tập, nghiên cứu lý thuyết và thực tế em đã đợc giao đề tài thiết kế
Cơ cấu dẫn động băng tải lắc. Với đề tài này qua một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu
tài liệu kết hợp với sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo Vũ Quý Đạc và các thầy cô trong tổ
môn đến nay về cơ bản đồ án của em đã hoàn thành.
Mặc dù trong thời gian khá dài em đã nghiên cứu kỹ nhng do kiến thức còn hạn chế
nên đồ án của em không tránh khỏi những sai sót.
Vậy em rất mong đợc sự chỉ bảo và giúp đỡ của các thầy cô để cho đề tài cũng nh
môn học của em đợc hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!.
Thái Nguyên, ngày . . . tháng . . . năm 2002
Sinh viên
Nguyễn Thanh Sơn
I) Cơ cấu dẫn động băng tải lắc :
Phân tích lợc đồ cơ cấu chính.
Cơ cấu gồm 5 khâu,cơ cấu chính của hai tay quay con trợt là cơ cấu tổng hợp từ cơ cấu
4 khâu bản lề và cơ cấu tay quay con trợt.
Trang 1
A

B
01
02
C
Pc
1
2
3
4
5
01
02
B
C
2
3
1
4
5
Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý -
Chi tiết máy
Công dụng của cơ cấu 2 tay quay con trợt là biến chuyển của bộ phận dẫn động thành bộ
phận tịnh tiến của bộ phận công tác.
Đặc điểm của chuyển động và ta phải thiết kế quay toàn vòng đều với vận tốc góc , truyền
chuyển động cho khâu 4 (thanh truyền). và biến chuyển động quay toàn vòng thành
chuyển động tịnh tiến của khâu 5.
Lợc đồ cơ cấu chính:
Tính bậc tự do của cơ cấu : w=3n-(2P
5
+P

4
)+R-S
n:số khâu động ; S:số bậc tự do thừa;
P4:số khớp cao loại 4; R:số ràng buộc thụ động;
P
5
:số khớp loại 5;


cơ ấu có một bậc tự do.
Tách nhóm Axua:
Tổng hợp cơ cấu chính và vẽ hoạ đồ vị trí.
a = 26mm; b = 30mm; = 260

;
n
1
= 75(vg/phút);
3min
= 3rad/s;
Để xác định kích thớc các cơ cấu ta dựa vào dữ liệu đầu bài:
AB = l
2
: kích thớc khâu 2
BO
2
= l
3
: kích thớc khâu 3
l

0
= o
1
o
2
=
22
ba +
= 39,7mm .
Trang 2
Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý -
Chi tiết máy
Xác định l
2
, l
3
ta dựa theo điều kiện quay toàn vòng của cơ cấu 4 khâu bản lề : O
1
AO
2
B.
Điều kiện quay toàn vòng của khâu 1
l
0
+l
1

l
2
+l

3

10
LL

32
LL
Điều kiện quay toàn vòng của khâu 3
l
0
+l
3

l
1
+l
2

30
LL

21
LL
Từ hai điều kiện đó ta tìm đợc:
l
2
= 56mm, l
3
= 80mm,
=

BO
L
BC
L
2
=
3
4
L
L
= 7

l
4
= 7l
3
= 560 mm
Vẽ hoạ đồ : chọn tỷ lệ sích:

à
l
=
AO
AO
L
1
1
=
40
09,0

= 0,00225m/mm
Đoạn biểu diễn các khâu trên hoạ đồ:
AB =
00225,0
144,0
=64mm; O
2
B = 60mm;
A = 18mm; B = 22m;
BC = 6,5O
2
B =390mm;
II) Hoạ đồ vận tốc:
Biết :
1
=
30
n

= 7.85 rad/s.
Lập phơng trình:
2
B
V
=
2
A
V
+
22

AB
V
(1)
Trong đó:

2B
V

vuông góc với O
2
B biết phơng cha biết giá trị;
2
A
V

phơng vuông góc
với O
1
A, chiều
1
,có giá trị
V
A1
= V
A2
=
1
l
01A
=0,51m/s

22
AB
V
có phơng vuông góc với B
2
A
2
,giá trị cha biết
Trang 3
Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý -
Chi tiết máy

4
C
V
=
4
B
V
+
44
BC
V
(2)
Trong đó:


4
B
V

=
2
B
V
=
3
B
V

đã biết theo phơng trình (1)

44
BC
V

phơng vuông góc với C
4
B
4
,cha biết giá trị.
Chọn tỉ lệ xích: à
v
=
1
.
à
l
=0,0073m/mms
Cách vẽ :
Gọi p là tâm vận tốc tức thời. Từ tâm p kẻ pa

1
=70mm phơng vuông góc O
1
A, chiều
1
,
từ đầu mút a
1
kẻ đoạn thẳng m có phơng vuông góc với AB. Từ p kẻ đoạn thẳng n phơng
vuông góc O
2
B ,chiều
3
khi đó giao của m và n tại điểm đó chính là điểm b1 b2. Với
điểm c : từ tâm phơng vuông góc ta kẻ đờng thẳng l theo phơng ngang biểu diễm
C
V
, Từ
mút b
1
kẻ đờng thẳng kcó phơng vuông góc với CB biểu diễn
CB
V
. Giao của l và k là c4
c5,theo cách tơng tự ta vẽ hoạ đồ cho các vị chí còn lại . Kích thớc các đoạn biểu diễn
trên hoạ đồ đem nhân với à
v
.
Vận tốc các khâu :
V

B
= à
v
.pb; V
C
= à
v
.pc;
V
BA
= à
v
.ba; V
CB
= à
v
.cb;
Vận tốc góc các khâu:

2
=
AB
BA
L
V
;
3
=

BO

B
L
V
2
;


4
=
CB
CB
L
V
;
Lập bảng trị số các đoạ biểu diễn vận tốc và vận tốc góc:
vị trí 1 2 3 4 5 6 7 8 9
pa12 70 70 70 70 70 70 70 70 70
pb234 287.7 91.2 47.3 44.5 56 57.8 68.5 77.8 81.8
pc45 0 90 34.5 19.4 3.3 0 28.9 67.4 81.4
bc 287.7 6.6 28.7 38.7 55.8 57.8 61.1 31 25.2
ab 231.9 106.7 69.6 52 34.1 31.9 20 32 13.8
V
A
5.1 5.1 5.1 5.1 5.1 5.1 5.1 5.1 5.1
V
B
2.1 0.666 0.345 0.325 0.409 0.422 0.5 0.568 0.594
V
C
0 0.657 0.252 0.142 0.024 0 0.211 0.492 0.594

Trang 4
Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý -
Chi tiết máy
vị trí 1 2 3 4 5 6 7 8 9
V
AB
1.693 0.779 0.508 0.38 0.249 0.5477 0.233 0.234 0.101
V
CB
2.1 0.048 0.21 0.283 0.407 0.422 0.446 0.226 0.184

2
(rad)
30.232 13.911 9.071 6.786 4.446 9.786 4.161 4.179 1.804

3
(rad)
26.25 8.325 4.313 4.063 5.113 5.275 6.25 7.1 7.425

4
(rad)
3.75 0.086 0.375 0.505 0.727 0.754 0.796 0.404 0.329
III) Vẽ hoạ đồ gia tốc :
Tại các vị trí khác nhau phơng trình véc tơ hoàn toàn giống nhau nên ta vẽ hoạ đồ gia
tốc cho hai vị trí là vị trí 4 và 8.
1) Tính toán cho vị trí 4.
Lập phơng trình gia tốc :

1
A

a
=
n
A
a
1
+
t
A
a
1
=
2A
a
(3)
Trong đó
n
A
a
1
có phơng AO
1
,chiều từ AO
1
,vì khâu quay đều
1
= const
t
A
a

1
= 0
;có giá trị
==
n
A
a
A
a
11

1
2
.l
O1A
=61,6225.0,065=4.005 m\
2
s

2
B
a
=
n
A
a
2
+
t
A

a
22
B
+
n
AB
a
22
(4)

2
B
a
=
t
a
2
B
+
n
B
a
2
=
3
B
a
=
4
B

a
Trong đó
n
a
22
AB
có phơng chiều từ BA
Giá trị đợc xác định theo biểu thức

n
AB
a
22
=
2
2
.l
AB
= (6.786)
2
.0,056=2,579 m\
2
s
;

t
A
a
22
B

có phơng vuông góc với AB và giá trị cha xác định

t
AB
a
22
=
2
.l
AB
Trang 5
Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý -
Chi tiết máy
2
B
a
có phơng vuông góc với O
2
B có chiều phụ thuộc chiều
3
giá trị xác định

22
B
n
a
B
a =
=
3

2
.l
O2B
= (4.063)
2
.0,08 = 1,321 m\
2
s
;

4
C
a
=
t
BC
a
BC
n
a
B
a
44
44
4
++
=
5
C
a

(5)
Trong đó:
4
C
a
có phơng ngang là phơng con trợt,
44
bc
n
a
có phơng chiều BC và có
giá trị:

n
BC
a
44
=
4
2
. l
BC
= (0,505)
2
.0,56

= 0,143 m\
2
s
;

t
bc
a
44
có phơng vuông góc với BC và có chiều phụ phuộc chiều
4
giá trị cha biết
t
BC
a
44
=
44
BC
l
.
4
Chọn tỷ lệ xích: à
a
=
1
2
.à
l
=(7.85)
2
.0,00093=0,0573
Đoạn biểu diễn thực trên bản vẽ:
n

B
=
a
n
B
a
à
=
0,0573
1.321
= 23 mm,
n
BA
=
a
n
BA
a
à
=
0.0573
2.579
= 45 mm,
n
CB
=
a
n
CB
a

à
=
0.0573
0.143
=2.5 (mm)
Tịnh toán cho vị trí 8.

n
AB
a
22
=
2
2
.l
AB
=(4,179)
2
.0,056=0.978 m\
2
s

2
2
B
n
a
B
a =
=

3
2
.l
O2B
= (7,1)
2
.0,08=4,033 m\
2
s

n
BC
a
44
=
4
2
. l
BC
= (0,404)
2
.0,56

= 0,0914 m\
2
s
Trang 6
Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý -
Chi tiết máy
Đoạn biểu diễn thực trên bản vẽ:

n
B
=
a
n
B
a
à
=
0,0573
4,033
= 70,4 mm
n
BA
=
a
n
BA
a
à
=
0,0573
0,978
= 17,1 mm,
n
BC
=
a
n
CB

a
à
=
0,0573
0,0914
= 1.6 mm
Đoạn biểu diễn gia tốc các điểm trên các khâu tại hai vị trí số 4 và số 8
Vị TRí
a
1-2
b
3-4-5
c
4-5
a
2
b
2
b
4
c
4
s
2
s
3
s
4
4 70 24,4 14,8 50 18,4 46,1 12,2 17,9
8 70 85,6 76,9 151,9 45,7 18,6 42,8 78,1

Vị TRí a
A1-2
a
B2-3-4
a
C4-5
a
AB
a
BC
a
S2
a
S3
a
S4
4 4,01 1,4 0,85 2,87 1,05 2,64 0,7 1,03
8 4,01 4,9 4,4 8,7 2,62 1,07 2,45 4,47
IV) Hoạ đồ lực.
Những phản lực cần xác định là :phản lực R
05
tạI khớp trợt o; phản lực R
45
(hoặc R
54
) tạI
chốt pistông (c) ,R
234
tạI B ,R
12

(R
21
) tạI khớp quay A,phản lực R
51
tạI khớp quoay O . Cơ
cấu đang xét có 1 bậc tự do và gồm 2 nhóm loại 2:là ( 4-5) , (2-3) , khâu dẫn 1.
P
C
= 950 N ;
G
1
= q.L
1
= 350000.0,09 = 27750 N
G
2
= q.L
2
= 350000 .0,056 = 19600 N;
G
3
= q.L
3
= 350000 .0,08 = 28000 N;
G
4
= q.L
4
= 350000.0,56 = 196000 N;
G

5
= 4G
4
= 4.196000 = 784000 N;
m
2
=
g
G
2
= 1960 (kg); m
3
=
g
G3
= 2800 (kg);
m
4
=
g
G
4
=19600 (kg); m
5
=
g
G
5
=78400 (kg).
a) Phân tích lực tại vị trí số 4:

Đặt lực :
Trang 7
Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý -
Chi tiết máy
Lực cản kỹ thuật đặt tạI khâu 5 .
Trọng lợng các khâu G
3
, G
2
,

G
4
,

G
5
đặt tạI trọng tâm các khâu,
Khối lợng các khâu : m
2
;m
3
;m
4
;m
5

Lực quán tính : Lực quán tính của thanh truyền BC (do chuyển động song phẳng):P
q4
có trị

số
P
q4
=m
4
. a
s4
=19600.1,03=20188(N)
Đặt tại T là giao đIểm giữa đờng thẳng kẻ qua K và song song với véc tơ s
2
trên hoạ
đồ gia tốc và đờng thẳng kẻ qua s
2
song song với véc tơ a
(
+=
4
4
4
4
B
s
a
A
a
s
a
)
Cách xác định tâm va đập K:
Chọn đIểm B làm cực

BK
4
= BS
4
+
4
.
4
4
BSm
S
J
=
( )
BCm
BCm
4
.12
2
.
4
.2

=
6
BC
=602,2/6 = 100,4 mm
Xác định áp lực khớp động :
Tách nhóm Axua 4-5 , đặt các lực P
c

,G
5
, P
q5
,G
4
, P
q4
,kẻ phơng R
05
,áp lực khớp động R
234
tạI
B đợc phân ra làm hai thành phần
R
t
234
và R
n
234
.để tính R
t
234
ta tách riêng khâu 4 và lấy mô men với điểm C .
R
t
234
=
BC
H

q
PHG
2
.
41
.
4
+
=
560
54,299.19600084.20188 +

=111558,7 N
Vậy phơng trình lực của nhóm 4-5 là :


45
p
=

05
R
+

C
P
+

5
G

+

5
P
+

4
G
+

t
R
234
+ +

n
R
234
Vẽ hoạ đồ lực và ta xác định đợc R
05
,R
n
234
, R
234
,
Để xác định R
54
ta dựa vào phơng trình cân bằng lực riêng của khâu 4.
+++

2344
4
54
R
q
P
G
R
= 0
Với tỷ lệ xích:à
p
=1900 N/mm
Trang 8
Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý -
Chi tiết máy
Tiếp tục tách nhóm Axua 2-3 ;Tại B có

432
R
=-

234
R
, đặt các lực G
3
, P
q3
tại A có R
12
và tại O

2
có R
03
phơng
trình cân bằng lực của nhóm axua là :


23
p
=

03
R
+

3
G
+

3q
P
+

43
R
+

12
R
= 0

03
R
và

12
R
cha biết cả trị số và phơng nên Phơng trình lực còn 4 ẩn
.ta khử ẩn số bằng cách tách con trợt 2 ra , con trợt 2 chịu tác dụng của lực R
12
đI qua A ta
phân ra làm 2 thành phần R
t
12
và R
n
12
xác định R
t
12
bằng cách lấy mô men với điểm B.
R
t
12
=
AB
H
q
PHG

3
.
2
3
.
2
+
=
64
457,22.504006671,25.15624 +
=5705,035
Tơng tự tách khâu BO
2
ta xác định đợc R
t
03
R
t
03
=
2
0
6
.
3
5
.
3
B
H

q
PHG +
=
60
3917,3.25,40166323,28.47250 +
=13554,6 N
Vẽ đa giác lực ta suy đợc R
n
03
,R
n
12
R
12
Cuối cùng còn lại khâu dẫn o
1
A chịu tác dụng của lực R
21
=-R
12
đặt tại A và một mô men
cân bằng .
Lấy tổng mô men đối với điểm o
1
ta có:
M
CB
=(R
21
.h

1
-G
1
.h
2
)à
L
= (108,3.19-31500 .4,88) .0,00225
=-441,24 Nm
Tính mô men cân bằng trên khâu dẫn bằng phơng pháp đòn jucopki:
Cách làm xoay hoạ đồ vận tốc đi 1 góc 90
0
đặt các lực vào các điểm tơng ứng trên hoạ đồ
vận tốc lấy mô men với gốc p . những lực nào chống lại chiều xoay hoạ đồ vận tốc sẽ mang
dấu dơng . sau đó nhân với -à
v
/
1
ta đợc mô men cân bằng .
M
CB
=-
).(
1
1
+

k
k
M

k
V
x
p


=-à
L
.(G
1
.h
6
G
2
.h
3
(G
3
+ G
4
). h
5
+ (Pq
5
P
c
). p
4
c
4

- Pq
2
.h
4
-
Pq
3
.h
2
+Pq
4
.h
1
)
=-0,00225.(31500.4,8-50400.8-(47250+307125). 12,88+
(58746,6-1000).6,34-15624.10,8-4016,25.3,5+44330,9.2,3)
Trang 9
Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý -
Chi tiết máy
=-448,03 Nm
Phân tích lực tạI vị trí số 8:
Ta cũng tiến hành nh ở vị trí số 4.
R
t
234
=
BC
H
q
PHG

2
.
41
.
4
+
=
390
3318,229.5,1486480398,192.307125 +
=-63821,565mm
R
t
12
=
AB
H
q
PHG .
2
3
.
2
+
=
64
697,23.504005396,26.4,37094 +
=3279mm
R
t
03

=
2
0
6
.
3
5
.
3
B
H
q
PHG +
=
60
5591,7.217355911,7.47250
= 3239,707mm
M
CB
=(R
21
.h
1
-G
1
.h
2
)à
L
= (327,0094.36,1182+31500 .4,88) .0,00225

=372,5 Nm
Tính mô men cân bằng trên khâu dẫn bằng phơng pháp đòn jucopki:
M
CB
= -à
L
.(G
1
.h
6
G
2
.h
3
(G
3
+ G
4
). h
5

+ (Pq
5
P
c
). p
4
c
4
- Pq

2
.h
4
- Pq
3
.h
2
+Pq
4
.h
1
)
=379,813 Nm
Nhận xét : tính mô men cân bằng theo hai phơng pháp thì không chênh lệch nhau nhiều
lắm
Vị trí 4 sai lệch là 1,569
0
/
0
Vị trí 8 sai lệch là 6,29
0
/
0
Lập bảng:
Vị trí R05 R234 Rn234 Rn03 Rn12 R12 Rt12 R03t R234t
4 23950,86 22805.38 160427.8
609,8 129,4 103,2 184,8 107,7 108,3 11.975 11.40269 80.2139
8 3297 3,240 63821.56
694 176 173,3 251,4 326,4 327 1.6485 1.619854 31.91078
V) bánh đà.

1)Tính mô men cản thay thế
a)vẽ biểu đồ mô men thay thế
Trang
10
Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý -
Chi tiết máy
Tính mô men cản thay thế theo phơng pháp đòn jucopky ta xoay 9 vị trí hoạ đồ vận tốc
của cơ cấu theo chiều
1
1 góc 90
0
,sau đó đặt trọng lực của các khâu G
1
, G
2
, G
3
, G
4
,G
5
vào
trọng tâm các đoạn trên hoạ đồ vận tốc ,đặt lực cản kỹ thuật P
c
tạI C sau đó lấy mô men
vơI gốc hoạ đồ P ta đợc :
M
C
tt = à
l

[P
c
.( )

G
1
( )

G
2
.( )

G
3
.( )

G
4
.( )]
Ta có bảng trị số mô men cản thay thế:
Vị trí 1 2 3 4 5 6
Pc 0 80 16 6 3 19
Pd 10.3 20 17 4.8 10.3 19.2
Pe 84 6.4 4.9 8 26 36.3
Pf 73.8 13 12.3 13 15.7 17
M
c
tt (Nm) -69099.5 8402.2 8082.8 10946 16203.5 19074.8
Vị trí 7 8 9
pc 41 61 0

pd 17 4.8 18.76
pe 27.4 2.87 18.76
pf 10 7.7 0
M
c
tt (Nm) 12377.7 -5987.6 -3457
Những lực nào gây ra mô men chống lại chiều xoay hoạ đồ vận tốc ta lấy dấu (+) ,lực
nào gây ra mômen cùng chiều xoay vận tốc ta lấy dấu (-) .
Vẽ đồ thị M
c
tt ,từ các giá trị ta tìm đợc
Trục tung biểu thị M
c
tt với tỷ lệ xích à
M
= 294,4
mm
Nm
Vị trí 1 2 3 4 5 6
đoạn vẽ(M
C
tt) -234.71 28.54 27.45 37.18071 55.03906 64.79212
Vị trí 7 8 9
đoạn vẽ(M
C
tt) 42.04382 -20.3383 -11.7425
Trục hoành biểu thị góc quay với tỷ lệ xích à


= 0,0314

mm
rad

Vị trí 1 2 3 4 9 5
Góc()
0
0
45
0
90
0
135
0
169.291
0
180
0
đoạn vẽ()
0 25 50 75 94 100
Vị trí 6 7 8 1
Góc()
225
0
270
0
315
0
0
0
đoạn vẽ()

125 150 175 200
Trang
11
Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý -
Chi tiết máy
b)vẽ đồ thị công A
c
,A
đ
và mô men phát động M
đ
Tích phân đồ thị M
c
tt ta đợc đồ thị công cản , chọn cực tích phân H=70 mm
à
A
= à
M
. à


. H = 294,4. 0,0314.70=646.212
mm
Nm
Phơng pháp tích phân :
Trên trục hoành của đồ thị M
c
tt chia làm 9 đoạn bằng nhau . tạI các trung đIểm của
các đoạn dóng song song với trục tung cắt đờng cong tạI các đIểm a
1

,a
2
,a
3
,a
4
,a
5
,a
6
,a
7
,a
8
,a
9
,
trên đờng cong M
c
tt ,lấy một đIểm H trên trục o cách o một khoảng 60 mm gọi là cực
tích phân ,từ các điểm a
1
,a
2
,a
3
,a
4
,a
5

,a
6
,a
7
,a
8
,a
9
ta dóng song song trục hoành cắt trục tung tạI
các vị trí tơng ứng b
1
,b
2
,b
3
,b
4
,b
5
,b
6
,b
7
,b
8
,b
9
,nối các vị trí tơng ứng này với đầu mút H ta đợc
các đờng thẳng có độ nghiêng khác nhau .
Trên biểu đồ vẽ A

c
cũng chia trục hoành nh biểu đồ M
c
tt.
Từ diểm gốc 1 và trong phạm vi khoảng chia đầu tiên ta vẽ một đoạn 1C
1
song song Hb
1
cắt đờng thẳng song song với trục tung kẻ từ 2 tạI C
1
. sau đó từ C
1
lạI lặp lạI cho hết 9
khoảng chia cuối cùng ta vẽ đợc A
c
.
Nối đIểm đầu và đIểm cuối của đồ thị công cản A
c
=f() ta đợc đồ thị công phát động
A
đ
=f() vì rằng mô men động thay thế là hằng số :M
đ
=const (cha biết trị số mô men
động ). Nhng công của mô men không đổi bằng
A
đ
= M
đ
.

Nghĩa là công của lực phát động A
đ
tỷ lệ với góc và trên trục toạ độ A
đ
- góc
phải đợc biểu thị bằng đờng thẳng .
ngoài ra , sau toàn bộ chu kỳ làm việccủa máy , công động bằng công cản:
A
đ
=A
c

Vì vậy đờng thẳng A
đ
=f() sẽ nối điểm đầu và điểm cuối đờng cong A
c
=f() (ở đầu và
ở cuối chu kỳ A
đ
=A
c
).
Trị số của mô men phát động xác điịng bằng cách vi phân đồ thị.
A
đ
=f().
Muốn thế ,từ điểm p của đồ thị M=f() ta kẻ tia song song với đờng thẳng A
đ
= f()
tới cắt trục M . Tung độ sẽ biểu thị mô men phát động M

đ
với tỷ lệ xích à
M
.
c)Xây dựng đồ thị đồ thị E = f():
E = A = A
đ
- A
c
.
Trang
12
Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý -
Chi tiết máy
Bằng cách trừ các đồ thị chú ý rằng nếu A
đ
>A
c
thì E dơng và nếu A
đ
<A
c
thì
E âm . Xây dựng đồ thị E = f() với tỷ lệ xích à
E
= à
A
= 646,212
mm
jun

.

2) Vẽ biểu đồ mô men quán tính thay thế :Jtt
a)Vẽ đồ thị Jtt
Xác định độ lớn của mô men quán tính thay thế đối voéi tất cả các vị trí của nó
Theo công thức :
Jtt =
2
1
1

( m
5
.v
s5
2
+

m
4
.v
s4
2
+m
3
.v
s3
2
+ m
2

.v
s2
2

+J
s2

2
2
+J
s3

3
2
+J
s4

4
2
)
Biến đổi =
ij
l
ij
V
=
ij
l
ij
à

v
ta đợc :
Jtt =
2
1
1

( m
5
.pc
2
+

m
4
.ps
4
2
+m
3
.ps
3
2

+ m
2
.ps
2
2
+J

s2

+J
s1

+ J
s3


+J
s4
)
Các kết quả tính toán đối với các thành phần của công thức và toàn bộ, nêu trong
bảng . dựa vào bảng số liệu xây dựng đồ thị Jtt= Jtt ()
Lập hệ trục toạ độ với tỷ lệ xích à
J
= 35,63 kg.m
2
/mm
à

= 0,0314 rad/mm
Vị trí 1 2 3 4 5
Pc 0 80 16 6 3
Ps1 20 20 20 20 20
Ps2 85.85 37.8 20.1 25 30.4
Ps3 73.79 44.1 15.3 13.4 15.8
Ps4 73.79 83.2 21.2 15 16
Trang
13

Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý -
Chi tiết máy
1
7.854 7.85 7.85 7.85 7.85
2
16.2 14 7.2 5.8 4.8
3
19.4 12 4.1 3.5 4.2
4
3 0.52 0.5 0.52 0.62
Jctt 3151.49 7126 2232 2064 2061
Jctt(vẽ) 89.1259 201.5 63.11 58.38 58.3
Vị trí 6 7 8 9
Pc 19 41 61 0
Ps1 20 20 20 20
Ps2 36.9 42.1 48.6 29
Ps3 20.1 24 30.1 15
Ps4 26.2 42.3 59.9 15
1
7.85 7.85 7.85 7.85
2
3.8 3.3 3.9 5
3
5.2 6.3 7.9 3.93
4
0.68 0.42 0.32 0.6
Jctt 2362 3369 4941 2048
Jctt (vẽ) 66.81 95.28 139.7 57.93
b) Xây dựng đồ thị khối năng E = f(J
H

) bằng cách khử của các đồ thị E = f() và Jtt
= f() .Sau đó khi xác định các đIểm ứng với các vị trí ,ta nối các đIểm đó bằng đờng cong
trơn .tỷ lệ xích à
E
và à
J
của đờng cong khối năng E = f(Jtt) cũng là tỷ lệ xích à
E
của

đ-
ờng cong E = f() và à
J
của đồ thị Jtt = f().
c)Xác định mô men quán tính bánh đà.
[

] =1/30
Ta tính vận tốc góc cho phép lớn nhất và nhỏ nhất của khâu một

1max
=
1
[ 1+
2
][

]=2,5.[1+1/(30.2)]=7.87 rad

1min

=
1
[ 1-
2
][

]=2,5.[1-1/(30.2)]=7.723 rad
Tính các góc nghiêng
max
và
min
hợp với tiếp tuyến của đồ thị .
E = f(Jtt) với trục Jtt.
Trang
14
Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý -
Chi tiết máy
tg(
max
) =
E
J
à
à
.2

tb
2
.(1+[

])
=
212,646.2
63,35
(2,5.4,14)
2
.(1+1/35)=1.749



max
=60,24
0
tg(
min
) =
E
J
à
à
.2

tb
2
.(1-[

])
=
212,646.2
63,35

(2,5.4,14)
2
.(1-1/35)=1,6519


58,82
0
Dựa vào các góc đó , ta kẻ các tiếp tuyến tơng ứng với đờng cong E = f(Jtt) tới cắt trục
và đo đoạn
ba _
giới hạn bởi hai giao đIểm của 2 tiếp tuyến với trục tung ():
ba _
= mm
Cuối cùng ta tính đợc mômen quán tính của vô lăng :
J
v
=

à
.
2
._
tb
E
ba

=
)30/1.()14,3.5,2(
212,646.258
2
= 81084 (kg.m
2
)
Chọn đờng kính bánh đà là D = 0,7 (m)

khối lợng của bánh đà là:
M=
2
D
d
4.J
=
2
0,7
81084.4
=661910 (kg)
VI) Thiết kế bánh răng :
a) tính toán để vẽ bánh răngvà vẽ đờng cong trợt:
Thiết kế cặp bánh răng hình trụ ,răng thẳng ,đợc cắt với chế độ dịch chỉnh đều bằng dao
thanh răng có góc
L
=
0
=20
0

,
,==0

.Biết mô đun m=5 mm và số răng Z
1
=14 , Z
2
=40.
Tra bảng ứng với Z
1
và Z
2
có =
1
=-
2
=0,395 > 0
Thiết kế phải thoả mãn :
-Mô đun chọn theo tiêu chuẩn
-Tỷ xích của bản vẽ phải sao cho chiều cao răng lớn hơn 50mm
-mỗi bánh răng vẽ ít nhất là 3 răng đang trong giai đoạn ăn khớp ,biên dang răng
phải bảo đảm đúng đờng thân khai .
Trang
15
Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý -
Chi tiết máy
-tính toán và vẽ lên bản vẽ cặp bánh răng đang ăn khớp:
+chiều dài đờng ăn khớp lý thuyết
+chiều dài đờng ăn khớp thực
+Chiều dài cung ăn khớp

+Hệ số trùng khớp
+Chiều dày răng trên các vòng
+Biểu đồ hệ số trợi biên dạng răngà
1
, à
2
Khoảng cách trục:
A
0
=A=
2
m
(Z
1
+Z
2
)=123 mm
Tính kích thớc của hai bánh răng:
-Bớc răng trên vòng chia t=m.15,7mm
-Bán kính vong chia(lăn) R
1
=R
L
=m.Z
1
/2=35mm
R
2
=R
L

=m.Z
2
/2=100mm
-Bán kính vòng cơ sở
R
01
= R
1
.cos
0
= 35.0,9396 = 32,89mm
R
02
= R
2
.cos
0
=1 00.0,9396 = 93,969 mm
Chiều dày trên vòng chia (lăn):
S
1
=S
L1
=
2
t
+2
1
.m.tg
0

=9,291664mm
S
2
=S
L2
=
2
t
+2
2
.m.tg
0
=6,4163mm
Bán kính vòng chân:
R
i1
= R
1
m . (f-
1
) =35-5(1,25-0,395) = 30,725 mm
R
i2
= R
2
m .(f-
2
)=100-5(1,25-(-0,395))= 91,775 mm
Chiều cao răng:
Chiều cao đỉnh răng : h=(f+).m=6,975 mm

Chiều cao chân răng : h=(f-).m=4,275 mm
Chiều cao toàn bộ răng: h=h+h=11,25mm
Bán kính vòng đỉnh
R
e1
= R
i1
+ h = 30,725 +11,25 = 41,975 mm
R
e2
= R
i2
+ h = 91,775 + 11,25 = 103,025 mm
Để kiểm tra việc thiết kế ta tính các thông số sau :
Trang
16
Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý -
Chi tiết máy
Chiều dày trên vòng lăn: S
L
= S
Chiều dày răng trên vòng đỉnh:
cos
e1
=
1
01
e
R
R

=
41,975
32,89
=0,78356


e1
=38,412
0
inv
e1
=tg
e1
-
e1
=0,122515
S
e1
= 2.R
e1
.(
1
2
1
R
S
+inv - inv
e1
)
= 2.41,975(

35.2
29,9
+0,0149-0,122515)= 1,91mm
cos
e2
=
2
02
e
R
R
=
103,025
93,969
= 0,9114


e1
=24,296
0
nv
e2
= tg
e2
-
e2
= 0,02739
S
e2
=2.R

e2
.(
2
2
2
R
S
+ inv - inv
e2
)
=2.103,025(
100.2
4163,6
+0,0149-0,02735)= 4,05 mm
Chiều dày trên vòng cơ sở:
S
01
=2.R
01
(
1
1
.2 R
S
+inv
0
)
=2. 32,89(9,29/(2.35)+0,0149)=9,7201mm
S
02

=2.R
02
(
2
2
.2 R
S
+inv
0
)
=2. 93,969(6,4163/(2.100)+0,0149)=8,8532mm
Hệ số trùng khớp:
=
0
cos
sin.
2
02
2
2
2
01
2
1


m
L
ARRRR
ee

+
=
9397,0.708,15
34202,0.1355448,41079,26 +
=1,455
Với =1,455 và S
e1
=1,91=0,382.m thoả mãn

1,1và S
e1

0,3m
là điều kiện đảm bảo sự làm việc tốt của bộ truyền.
Trang
17
Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý -
Chi tiết máy
b)Hệ số trợt à:
vì phần làm việc của các cạnh răng lăn và trợt với nhau sự trợt tơng đối dẫn đến mài mòn
cạnh răng .Để đặc trng sự trợt ngời ta dùng hệ số trợt à .cụ thể à đợc tính theo công thức:
à
1
=1-i
21

KN
KN
1
2

; à
2
=1-i
12

KN
KN
2
1
;
c) Hệ số áp lực riêng :
Hệ số này có ý nghĩa trong khi tính sức bền của răng nó đợc xác đinh theo công thức:
=m/

với

=
21
21
.


+
:là bán kính cong của cạnh răng tại điểm ăn khớp K

=m.(

1+

2

)/

1.

2
=m.N
1
N
2
/

1
(N
1
N
2
-

2
)ứng với điểm ăn khớp K khác nhau ta có
khác nhau .Hệ số có giá trị cực tiểu tại trung điểm đờng ăn khớp lý thuyết N
1
N
2

tài liệu tham khảo :
Bài tập nguyên lý máy (Tạ Ngọc Hải xuất bản 1965 )
Nguyên lý máy(giáo trình của ĐHBK xuất bản 1971)
Hớng dẫn thiết kế đồ án nguyên lý máy (Trờng ĐHKTCN)
Và một số giáo trình nguyên lý máy khác.

Trang
18
Thuyết minh đồ án môn học Bộ môn Nguyên lý -
Chi tiết máy
Mục lục
Trang
Lời nói đầu 1
Chơng I Cơ cấu dẫn động băng tải lắc 2
ChơngII Vẽ hoạ đồ vận tốc 4
ChơngIII Vẽ hoạ đồ gia tốc 6
ChơngIV Phân tích lực cơ cấu 9

Chơng V Thiết kế bánh đà 13
Trang
19
ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc  Bé m«n Nguyªn lý -
Chi tiÕt m¸y
Ch¬ngVI ThiÕt kÕ b¸nh r¨ng 20
Trang
20