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
bước thay thế sức người, để tạo ra được 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 được 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
người sinh viên hiểu sâu và đúc được những kiến thức
cơ bản của môn học.
Qua thời gian học tập, nghiên cứu lý thuyết và
thực tế em đã được giao đề tài thiết kế “Cơ cấu dẫn
động băng tải lắc”. Với đề tài này qua một thời gian
SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MB
Trang 1
Thuyết minh đồ án môn học  Bộ môn Nguyên
lý - Chi tiết máy
tìm hiểu và nghiên cứu tài liệu kết hợp với sự hướng
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 nhưng do kiến thức còn hạn chế nên đồ án của em

không tránh khỏi những sai sót.
Vậy em rất mong được sự chỉ bảo và giúp đỡ của
các thầy cô để cho đề tài cũng như môn học của em
được 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 :
SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MB
Trang 2
A
B
01
02
C
Pc
1
2
3
4
5
Thuyết minh đồ án môn học  Bộ môn Nguyên
lý - Chi tiết máy
Phân tích lược đồ cơ cấu chính.
Cơ cấu gồm 5 khâu,cơ cấu chính của hai tay quay
con trượt là cơ cấu tổng hợp từ cơ cấu 4 khâu bản lề và
cơ cấu tay quay con trượt.
Công dụng của cơ cấu 2 tay quay con trượt 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.
Lược đồ cơ cấu chính:
Tính bậc tự do của cơ cấu : w=3n-(2P
5
+P
4
)+R-S
SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MB
Trang 3
01
02
B
C
2
3
1
4
5
Thuyết minh đồ án môn học  Bộ môn Nguyên
lý - Chi tiết máy
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; ϕ = 260

;
n
1
= 75(vg/phút); ω
3min
= 3rad/s;
Để xác định kích thước các cơ cấu ta dựa vào dữ liệu
đầu bài:
AB = l
2
: kích thước khâu 2
BO
2
= l
3
: kích thước khâu 3
SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MB
Trang 4
Thuyết minh đồ án môn học  Bộ môn Nguyên
lý - Chi tiết máy
l
0

= o
1
o
2
=
22
ba +
= 39,7mm .
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 được:
l
2
= 56mm, l
3
= 80mm,
λ =
BO
L
BC

L
2
=
3
4
L
L
= 7
⇒
l
4
= 7l
3
= 560 mm
Vẽ hoạ đồ : chọn tỷ lệ sích:

µ
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;
SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MB
Trang 5
Thuyết minh đồ án môn học  Bộ môn Nguyên
lý - Chi tiết máy
BC = 6,5O
2
B =390mm;
II) HOẠ ĐỒ VẬN TỐC:
Biết : ω
1
=
30
n
π
= 7.85 rad/s.
Lập phương trình:
2
B
V
=
2
A
V
+

22
AB
V
(1)
Trong đó:

2B
V

vuông góc với O
2
B biết phương chưa
biết giá trị;
2
A
V

phương vuông góc với O
1
A, chiều
ω
1
,có giá trị
V
A1
= V
A2
= ω
1
l

01A
=0,51m/s
22
AB
V
có phương vuông góc với B
2
A
2
,giá trị chưa biết

4
C
V
=
4
B
V
+
44
BC
V
(2)
Trong đó:


4
B
V
=

2
B
V
=
3
B
V

đã biết theo phương trình (1)

44
BC
V

phương vuông góc với C
4
B
4
,chưa biết
giá trị.
Chọn tỉ lệ xích: µ
v
= ω
1
.
µ
l
=0,0073m/mms
Cách vẽ :
SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MB

Trang 6
Thuyết minh đồ án môn học  Bộ môn Nguyên
lý - Chi tiết máy
Gọi p là tâm vận tốc tức thời. Từ tâm p kẻ
pa
1
=70mm phương vuông góc O
1
A, chiều ω
1
, từ đầu
mút a
1
kẻ đoạn thẳng m có phương vuông góc với AB.
Từ p kẻ đoạn thẳng n phương vuông góc O
2
B ,chiều
ω
3
khi đó giao của m và n tại điểm đó chính là điểm b1
≡ b2. Với điểm c : từ tâm phương vuông góc ta kẻ
đường thẳng l theo phương ngang biểu diễm
C
V
, Từ
mút b
1
kẻ đường thẳng kcó phương vuông góc với CB
biểu diễn
CB

V
. Giao của l và k là c4 ≡ c5,theo cách
tương tự ta vẽ hoạ đồ cho các vị chí còn lại . Kích
thước các đoạn biểu diễn trên hoạ đồ đem nhân với µ
v
.
Vận tốc các khâu :
V
B
= µ
v
.pb; V
C
= µ
v
.pc;
V
BA
= µ
v
.ba; V
CB
= µ
v
.cb;
Vận tốc góc các khâu:
ω
2
=
AB

BA
L
V
; ω
3
=

BO
B
L
V
2
;

ω
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
SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MB
Trang 7
Thuyết minh đồ án môn học  Bộ môn Nguyên
lý - Chi tiết máy

vị trí 1 2 3 4 5 6 7 8 9
pb2
34
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 0.42
2
0.5 0.56
8
0.59
4
V
C
0 0.657 0.252 0.142 0.024 0 0.21
1
0.49
2
0.59
4
V
AB
1.693 0.779 0.508 0.38 0.249 0.54
77

0.23
3
0.23
4
0.10
1
V
CB
2.1 0.048 0.21 0.283 0.407 0.42
2
0.44
6
0.22
6
0.18
4
ω
2
(r
ad)
30.23
2
13.91
1
9.071 6.786 4.446 9.78
6
4.16
1
4.17
9

1.80
4
ω
3
(rad
)
26.25 8.325 4.313 4.063 5.113 5.27
5
6.25 7.1 7.42
5
ω
4
(rad
)
3.75 0.086 0.375 0.505 0.727 0.75
4
0.79
6
0.40
4
0.32
9
III) VẼ HOẠ ĐỒ GIA TỐC :
SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MB
Trang 8
Thuyết minh đồ án môn học  Bộ môn Nguyên
lý - Chi tiết máy
Tại các vị trí khác nhau phương 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 phương trình gia tốc :

1
A
a
=
n
A
a
1
+
t
A
a
1
=
2A
a
(3)
Trong đó
n
A
a
1
có phương AO
1
,chiều từ A→O
1
,vì khâu

quay đều ω
1
= const →
t
A
a
1
= 0 ;→có giá trị
==
n
A
a
A
a
11
ω
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 phương chiều từ B→A
Giá trị được xác định theo biểu thức

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

t
A
a
22
B
có phương vuông góc với AB và giá trị chưa
xác định
SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MB
Trang 9
Thuyết minh đồ án môn học  Bộ môn Nguyên
lý - Chi tiết máy

t
AB
a
22
= ξ
2
.l
AB
2
B
a
có phương vuông góc với O
2
B có chiều phụ thuộc
chiều ω
3
giá trị xác định

22
B
n
a
B
a =
= ω
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 phương ngang là phương con trượt,
44
bc
n
a
có phương chiều B→C và có giá trị:

n
BC
a
44
= ω
4
2
. l
BC
= (0,505)

2
.0,56

= 0,143 m\
2
s
;

t
bc
a
44
có phương vuông góc với BC và có chiều phụ
phuộc chiều ε
4
giá trị chưa biết
t
BC
a
44
=
44
BC
l
.ε
4
Chọn tỷ lệ xích: µ
a
=ω
1

2
.µ
l
=(7.85)
2
.0,00093=0,0573
Đoạn biểu diễn thực trên bản vẽ:
n
B
=
a
n
B
a
µ
=
0,0573
1.321
= 23 mm,
n
BA
=
a
n
BA
a
µ
=
0.0573
2.579

= 45 mm,
SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MB
Trang
10
Thuyết minh đồ án môn học  Bộ môn Nguyên
lý - Chi tiết máy
n
CB
=
a
n
CB
a
µ
=
0.0573
0.143
=2.5 (mm)
Tịnh toán cho vị trí 8.

n
AB
a
22
=ω
2
2
.l
AB
=(4,179)

2
.0,056=0.978 m\
2
s

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

n
BC
a
44
= ω
4
2

. l
BC
= (0,404)
2
.0,56

= 0,0914 m\
2
s
Đoạn biểu diễn thực trên bản vẽ:
n
B
=
a
n
B
a
µ
=
0,0573
4,033
= 70,4 mm
n
BA
=
a
n
BA
a
µ

=
0,0573
0,978
= 17,1 mm,
n
BC
=
a
n
CB
a
µ
=
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
πa’
1-
2
πb’
3-4
-5
πc’
4-5
a
2

’b
2
’
b’
4
c’
4
πs’
2
πs’
3
πs’
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
SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MB
Trang
11
Thuyết minh đồ án môn học  Bộ môn Nguyên
lý - Chi tiết máy
Vị
TRí
a
A1-2
a
B2-3-4
a
C4-5

a
AB
a
BC
a
S’2
a
S’3
a
S’4
4 4,0
1
1,4 0,85 2,87 1,05 2,64 0,7 1,03
8 4,0
1
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 trượt 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);
SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MB
Trang
12
Thuyết minh đồ án môn học  Bộ môn Nguyên
lý - Chi tiết máy
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 :
Lực cản kỹ thuật đặt tạI khâu 5 .
Trọng lượng các khâu G
3
, G
2
,

G
4
,

G
5
đặt tạI trọng
tâm các khâu,
Khối lượng 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
s’4
=19600.1,03=20188(N)
Đặt tại T là giao đIểm giữa đường thẳng kẻ qua K
và song song với véc tơ πs’
2
trên hoạ đồ gia tốc và
đường thẳng kẻ qua s
2
song song với véc tơ πa’
(
 → → → +=
4
4
4
4
B
s
a
A
a

s
a
)
Cách xác định tâm va đập K:
Chọn đIểm B làm cực
SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MB
Trang
13
Thuyết minh đồ án môn học  Bộ môn Nguyên
lý - Chi tiết máy
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
phương R
05
,áp lực khớp động R
234
tạI B được 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 phương 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 được R
05
,R
n
234
, R
234
,
SVTH: Nguyễn thanh Sơn - Lớp K35MB
Trang
14