bài tập lớn môn nguyên lý máy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
***&***

VIỆN CƠ KHÍ
BM CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ RÔ BỐT
-----&-----

BÀI TẬP LỚN
---oOo---

MÔN: NGUYÊN LÝ MÁY


I, Họa đồ cơ cấu ứng với góc1 = 130 :

H=400

N

E

y
= 6
9

M

D

a= 4
6

0

B
A
I

Ø 47°
c


Bảng số liệu kèm theo tính toán:
1. Hệ số về dao nhanh

K= 1.7

2. Hành trình bào :

H= 400 (mm)

3/ Khoảng cách AC:

AC=a/2

4/ Mômen quán tính khâu 3 :

JS3=

5/ Khối lượng khâu 3:

m3= 15 (kg)

6/ Khối lượng khâu 5:

m5= 53 (kg)

7/ Vị trí tay quay:

1

8/ Trị số lực cắt:

F= 1600 (N)

9/ Vị trí lực cắt:

y= 0,15.a (mm)

10/ Vận tốc trung bình tay quay:

n1= 90 (vòng/phút)

11/ Góc lắc của cần 6:

= 15°

12/ Chiều dài của cần 6:

FG = 120 (mm)

13/ Quy luật gia tốc của cần 6:

Dạng= 4

14/ Góc áp lực cực đại cho phép:

max

15/ Góc định kì giai đoạn đi, về:

đ

16/ Góc định kì giai đoạn đứng xa:

x

*Số bậc tự do :

= 130°

= 39°

= v= 65°
= 10°


W = 3n - ( 2T + c – Rtn + Rth ) – Wth
-Số khâu động :
-Số khớp động :
-Số khớp cao :
-Số ràng buộc trùng :

-Số ràng buộc thừa :
-Số bậc tự do :

n=5
T=7
c=0
Rtn = 0
Rth = 0
Wth = 0

→ Số bậc tự do w = 1

*Hệ số về nhanh :
k= =1,7
→
= 47°
+ ∆CEN: a = EN.Tan23,5°≈460 (mm)
+ ∆CAI: AB=AI=AC.Sin23,5°≈ 92 (mm)
+ �1 = n.�/30 = 9.4 (rad/s)

*Họa đồ vận tốc:
+Tại B:
B1 = B3 + B1B3
+Tại D:
D5 = D3 + D5D3
Trong đó: �1 =130° ứng với góc � = 50°
VB1có chiều từ B đến A
VB1 = AB.�1 = 92 x 9.4 = 864.8 (mm/s)

VB3có chiều từ B đến C
VB1B3có chiều vuông góc với BC chiều theo �3
VD5có phương trùng với MN
VD3có chiều từ D đến C
VD5D3có phương vuông góc với CD chiều theo �3
CB2 = CA2 + AB2 – 2.CA.AB.COS CAB
=2302 + 922 – 2.230.92.COS CAB
COS=
CD =

*Cách vẽ họa đồ:
-

-

Chọn tỷ lệ xích �= VB1/PA = 864.8/200 ≈ 4.32
Chọn điểm P bất kì vẽ PA thể hiện B1
Từ A Vẽ CD, kẻ PB vuông góc CD thể hiện B3
AB thể hiện B1B3
Từ P kẻ PC cùng chiều PB thể hiện D3
Từ C kẻ đường thẳng d song song CD
Từ P kẻ đường thẳng song song MN cắt d tại D
PD thể hiện D5 và PC thể hiện D5D3

*Họa đồ:
� = 5°


CD
CD

131.23

P

AB

B

D
C

A

5

46.13


� = 50°

272.80

CD
CD
D

P
B
AB

A

50

37.61 MN
C


� = 95°

AB

CD

CD

A
P

B

D
385.69

95

� = 140°

C 9.02

13.93


CD

CD

A
AB
B

D

P

266.53

140

� = 185°

C


CD
CD

A

C
P

B

D
58.17

129.80

185

� = 230°

AB 48.24


CD

CD
311.62
A

D

B
C

AB

230

P


� = 275°

CD
CD
AB
C

27.24 B

30.95 D
659.53

275

� = 320°

A

P


CD
CD
C

B 61.76
P
AB

D

320

A
179.81


*Từhọađồ ta có:
VB3 = VB1
VB1B3 = VB1
VD3 = Với
= Với
VD5D3 = VB1
VD5 = VB1
Ta có bảng số liệu:

�
VB3
VB1B
3

VD3
VD3D
5

VD5

5°
368.7
9
782.2
1
712.7
3
199.4
7
567.4
4

50°
95°
140° 185° 230°
275° 320°
763.19 862.68 702.13 251.5 439.36 856.76 267.0
3
5
455.06 60.23 504.91 827.4 744.85 117.79 822.5
1
1168.3 1233.7 1117.0 521.2 1266.9 2848.6 718.9
7
4
5
3
3
4

5
162.63
39
283.65 208.5 458.82 133.83 295.7
9
2
1179.7 1667.7 1152.4 561.2 1347.4 2851.8 777.5
2
2
8
6
4
1


*Họa đồ gia tốc:
+Tại B:
n
t
t
n
B
B1= B1 + B1 = B3 + B3 + B1B3 + C
+Tại D:
t
n
D5 = D3 + D3 +D5D3
Trong đó:
�3 =VB3/CB
n

B1 có chiều từ B đến A
n
2
2
B1 = ABx�1 = 92x9.4 ≈ 864.8 (mm/s)
t
B1 = 0 do �1 = const
n
B3 có chiều từ B đến C
n
2
B3 =CBx�3
t
B3 có phương vuông góc với BC, chiều theo chiều quay của
�3
B1B3 có phương trùng với BC
B
C có phương vuông góc với vB1B3 chiều theo chiều �3
B
2
C = 2.VB1B3.�3
D5 có phương trùng với MN
D3cùng phương với B3 và D3= B3.
D5D3 có phương trùng với BC

C

B

B3

n

5

50

95

140

185

230

275

320

2261.66

2268.66

322.88

2382.33

1732.65

3950.81

1412.59

2583.07

533.18

1902.28

2313.5

1656.4

263.33

1233.72

5301.53

419.41


*Cách vẽ đồ thị:
+Chọn tỷ lệ xích: = = 4,32
+Chọn điểm P bất kì, vẽ PD cùng phương đường thẳng AB
thể hiện B1n
+Từ D kẻ DC vuông góc CD thể hiện CB
+Từ C kẻ d cùng phương đường thẳng CD
+Từ P kẻ PA cùng phương CD thể hiện B3n
+Từ A kẻ đường thẳng vuông góc với CD cắt d tại B

PB thể hiện B3 , BC thể hiện B1B3
+ Từ P kẻ PE cùng phương PB thể hiện D3
+ Từ E kẻ EF vuông góc CD thể hiện D3t
+ Từ G kẻ d’cùng phương CD
+ Từ P kẻ đường thẳng cùng phương MN cắt d’ tại H
GH thể hiện D5D3 , PH thể hiện D5

Họa đồ:
� = 5°


CD

CD
P
D

AB

709.63

F

MN

5

A
C

36.01

B

E

� = 50°


CD

AB

CD
754.49

F

P

MN

D
C

50

A
B

E

� = 95°


CD

AB CD
87.73

F P MN

C D

95

B

E

� = 140°

A


AB

CD

CD

711.89

P

F

MN

140

D

C
A
B

E

� = 185°


CD

CD

F

AB

118.88
1.47C

P
A

D
MN

B
E

185

� = 230°

CD
C
230

CD

B

P

F

MN

AB
A
3246.09

� = 275°

E

D


AB

CD

CD

1182.30
C

D

F

P MN

275
B

A

E

� = 320°


CD

AB

E

CD

C
157.28

320

B

D

F

P
MN
2602.38

*Từ đồ thị ta có bảng:

aB3 = aB1n
aB1B3 = aB1n
= aB1n
aD5 = aB1n

A


TÍNH ÁP LỰC KHỚP ĐỘNG:
Với
Chọn tỷ lệ xích = = = 8
Có phương trình cân bằng:
+Thanh MN:
(+ +D + E+)=
Trong đó: hướng xuống dưới và = m5.10 = 530 (N)
ngược chiều D5, = m5.D5
D có phương vuông góc với CD
E có phương vuông góc với MN

*Cách vẽ đồ thị:
- chọn tỷ lệ xích = = = 8
- chọn điểm P bất kì
- từ P vẽ PA cùng Phương MN thể hiện
- từ A vẽ AB vuông góc MN thể hiện G5
- từ B vẽ BC cùng phương MN thể hiện
- từ C kẻ d vuông góc MN


- từ P kẻ đường thẳng vuông góc CD cắt d tại D
CD thể hiện E, PD thể hiện D

5
50
95
140
185
230
275
320
162.63 172.91 20.11 163.15 27.24 743.91 270.95 596.39

*Họa đồ:
=5

CD

151.78

D

= 50

5
A
C B

MN

P