Bài tập lớn nguyên lý máy

Tài liệu tham khảo về bài tập lớn nguyên lý máy

Trường ĐH GTVT Khoa Cơ Khí BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁYập lớn nguyên lý máy p3' title='bài tập lớn nguyên lý máy p3'>BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁYập lớn nguyên lý máy p4' title='bài tập lớn nguyên lý máy p4'>BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY='bài tập lớn nguyên lý chi tiết máy' title='bài tập lớn nguyên lý chi tiết máy'>BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY ******************I> Nội dung 1. Phân Tích cấu tạo và phân loại cơ cấu:Tính Bậc tự do của cơ cấu, tách nhóm phân tích cấu trúc cơ cấu, phân loại cơ cấu.2. Phân tích động học cơ cấu:Xác định vị trí cơ cấu ứng với 12 vị trí của khâu dẫn, quỹ đạo của điểm T thuộc cơ cấu. Xác định vận tốc và gia tốc của các điểm đặc trưng của cơ cấu, vận tốc góc và gia tốc góc của các khâu tại 2 vị trí của khâu dẫn ứng với 21,ϕϕ.3. Phân tích lực cơ cấu:Xác định lực quán tính, mômen lực quán tính và hợp lực quán tính của các khâu thuộc cơ cấu tại 2 vị trí của khâu dẫn ứng với 21,ϕϕ.Xác định áp lực lên các khớp động và lực cân bằng cần đặt lên khâu dẫn của cơ cấu tại 2 vị trí của khâu dẫn ứng với 21,ϕϕ.II> Đề Bài1. Khâu dẫn – tay quay OA quay đều.2. Trọng lượng các khâu tính theo chiều dài: G/l = 500N/m3. Trọng tâm của các khâu đặt tại điểm giữa các khâu.4. Trọng lượng con trượt bằng ½ trọng lượng tay quay.5. Mômen quán tính các khâu đối với trục đi qua trọng tâm các khâu :2 15,0iilmJi=6. Với: lOA = 200 mm; lAC = 750 mm; lAT = 400 mm; lCO1 = lO1D = 300 mm; lBD = 500 mm; a = 250 mm; b = 750 mm; c = 250 mm; 30;021==ϕϕ; n1 = 700 vòng/ phút.Mai Văn Tiên Lớp TĐHTK Cơ khí1 Trường ĐH GTVT Khoa Cơ KhíIII> Bài làm 1. Phân Tích cấu tạo và phân loại cơ cấu: a. Tính bậc tự do của cơ cấu:Ta có công thức tính bậc tự do của cơ cấu phẳng là: W = 3n – (2KT – KC - r) –SVới n: là số khâu động KT: Số khớp thấp KC: Số khớp cao r: Số rằng buộc trùng. S: Số bậc tự do thừa.Trong trường hợp này ta có:r = 0; S = 0; n = 5; KT = 7; KC = 0;10)007.2(5.3=−−−−=⇒WVậy bậc tự do của cơ cấu này bằng 1.b. Tách nhóm phân tích cấu trúc cơ cấu, phân loại cơ cấu:chọn khâu 1 làm khâu dẫn ( Hình 1). tách phần còn lại. (Hinh 2) Hình 1 Hình 2 Nhóm tĩnh định loại II Nhóm tĩnh định loại IINhư vậy cơ cấu thuộc loại II.Mai Văn Tiên Lớp TĐHTK Cơ khí2 Trường ĐH GTVT Khoa Cơ Khí2. Phân tích động học cơ cấu:A. Xác định vị trí cơ cấu ứng với 12 vị trí của khâu dẫn, quỹ đạo của điểm T thuộc cơ cấu. Mai Văn Tiên Lớp TĐHTK Cơ khí3 Trường ĐH GTVT Khoa Cơ KhíB. Xác định vận tốc và gia tốc của các điểm đặc trưng của cơ cấu, vận tốc góc và gia tốc góc của các khâu tại 2 vị trí của khâu dẫn ứng với 21,ϕϕ.• Với 30=ϕ:1. Vận tốc: -) Chọn tỷ lệ xích vận tốc mmsm2.0=µ-) Lấy P làm gốc. -) Ta có:6533,14602 2,0.1===πωnlvOAA(m/s)-) Pa biểu diễn vận tốc điểm A. Pa có phương vuông góc với OA chiều theo chiều của 1ω. 2667,73=Pamm. -) ACACvvv += với Cv có phương vuông góc DC. ACv có phương vuông góc với AC.Từ a kẻ ∆AC chỉ phương của CAv, từ P kẻ ∆C chỉ phương của Cv. ∆AC cắt ∆C ở c. vậy Pc biểu diễn vận tốc điểm C. Ta có vận tốc điểm D có độ lớn bằng vận tốc điểm C, cùng phương ngược chiều với vận tốc điểm C. -) DBDBvvv+= với Dv có phương vuông góc DC. BDv có phương vuông góc với DB. Từ d kẻ ∆DB chỉ phương của BDv, từ P kẻ ∆B chỉ phương của Bv. ∆DB cắt ∆B ở b. vậy Pb biểu diễn vận tốc điểm B.-) Ta có 5842,59== PdPcmm. 91684,1155842,59===⇒DCvv(m/s)-) 7228,393,097684,113==⇒ω(rad/s)-) Ta có 3959,97=acmm. 47981,1953959,97 ==⇒ACv(m/s)Mai Văn Tiên Lớp TĐHTK Cơ khí4 Trường ĐH GTVT Khoa Cơ Khí-) 97221,2575,047981,192==⇒ω(rad/s)-) Ta có 5225,49=Pbmm. 9045,955225,49==⇒Bv(m/s)-) Ta có 0841,33=bdmm. 61682,650841,33==⇒BDv(m/s)-) 234,135,061682,64==⇒ω(rad/s)2. Gia tốc -) Chọn tỷ lệ xích gia tốcmmsm25=µ -) Lấyπlàm gốc. -) Ta có : tAnAAaaa += Với 0=tAa 6,1073.21===⇒OAnAAlaaω (m/s2)aπ biểu diễn gia tốc điểm A. aπ có phương trùng với OA chiều hướng từ A đến O.72,214=aπmm.ACACaaa+= mặt khác nCtCCaaa += AnCAtCAnCtCaaaaa ++=+⇒37,473.11122===COCCOCOCnClvllva (m/s2); 95,505.22===CACACACACAnCAlvllva(m/s2);với tCa có phương vuông góc DC; nCa có phương trùng với DC, chiều hướng từ C vào D. tCAa có phương vuông góc với AC; nCAa có phương trùng với CA, chiều hướng từ C vào A.Mai Văn Tiên Lớp TĐHTK Cơ khí5 Trường ĐH GTVT Khoa Cơ KhíTừ π kẻ ncπbiểu diễn gia tốc nCa.Từ đầu mút của véc tơ ncπ kẻ ∆ct chỉ phương của tCa.Từ đầu mút của véc tơ aπ vẽ véc tơ naca biểu diễn vận tốc nCAa.Từ đầu mút của véc tơ naca kẻ ∆cat chỉ phương của tCAa.∆cat cắt ∆ct tại c. vậy cπ biểu diễn gia tốc điểm C.Ta có gia tốc điểm D có độ lớn bằng gia tốc điểm C, cùng phương ngược chiều với gia tốc điểm C.-) Ta lại có: DnDBtDBDDBBaaaaaa ++=+= với Ba có phương theo phương ngang. tDBa có phương vuông góc với DB.5646,87.24==DBnDBlaω (m/s2), có phương trùng với DB, chiều hướng từ B vào D.Từ d kẻ ndb biểu diễn gia tốc nDBa có độ lớn mmdbn513,17=, Từ đầu mút của véc tơ ndb kẻ ∆1 chỉ phương của tDBa. Từ π kẻ ∆2 chỉ phương của Ba, ∆1 cắt ∆2 ở b. bπ⇒ biểu diễn gia tốc điểm BTa có 2,301=bπmm. 15065.2,301==⇒Ba(m/s2)Ta có 67,293== dcππmm. 35,14685.67,293 ===⇒DCaa(m/s2)Mai Văn Tiên Lớp TĐHTK Cơ khí6 Trường ĐH GTVT Khoa Cơ Khí• Với 0=ϕ:1. Vận tốc: -) Chọn tỷ lệ xích vận tốc mmsm2,0=µ-) Lấy P làm gốc. -) Ta có:6533,14602 2,0.1===πωnlvOAA(m/s)-) Pa biểu diễn vận tốc điểm A. Pa có phương vuông góc với OA chiều theo chiều của 1ω. 2667,73=Pamm. -) ACACvvv += với Cv có phương vuông góc DC. ACv có phương vuông góc với AC.Từ a kẻ ∆AC chỉ phương của CAv, từ P kẻ ∆C chỉ phương của Cv. ∆AC cắt ∆C ở c. vậy Pc biểu diễn vận tốc điểm C. Ta có vận tốc điểm D có độ lớn bằng vận tốc điểm C, cùng phương ngược chiều với vận tốc điểm C. -) DBDBvvv+= với Dv có phương vuông góc DC. BDv có phương vuông góc với DB. Từ d kẻ ∆DB chỉ phương của BDv, từ P kẻ ∆B chỉ phương của Bv. ∆DB cắt ∆B ở b. vậy Pb biểu diễn vận tốc điểm B.-) Ta có 6808,7== PdPcmm. 53616,156808,7===⇒DCvv(m/s)-) 12,53,053616,13==⇒ω(rad/s)-) Ta có 396,68=acmm. 6792,135396,68 ==⇒ACv(m/s)Mai Văn Tiên Lớp TĐHTK Cơ khí7 Trường ĐH GTVT Khoa Cơ Khí-) 239,1875,06792,133==⇒ω(rad/s)-) Ta có 4649,5=Pb mm. 093,154649,5==⇒Bv(m/s)-) Ta có 1114,5=bdmm. 0223,151114,5==⇒BDv(m/s)-) 0446,25.00223,14==⇒ω (rad/s)2. Gia tốc -) Chọn tỷ lệ xích gia tốcmmsm25=µ -) Lấyπlàm gốc. -) Ta có : tAnAAaaa += Với 0=tAa 6,1073.21===⇒OAnAAlaaω (m/s2)aπ biểu diễn gia tốc điểm A. aπ có phương trùng với OA chiều hướng từ A đến O.72,214=aπmm.ACACaaa+= mặt khác nCtCCaaa += AnCAtCAnCtCaaaaa ++=+⇒866,7.11122===COCCOCOCnClvllva (m/s2); 494,249.22===CACACACACAnCAlvllva(m/s2);với tCa có phương vuông góc DC; nCa có phương trùng với DC, chiều hướng từ C vào D. tCAa có phương vuông góc với AC; nCAa có phương trùng với CA, chiều hướng từ C vào A.Mai Văn Tiên Lớp TĐHTK Cơ khí8 Trường ĐH GTVT Khoa Cơ KhíTừ π kẻ ncπbiểu diễn gia tốc nCa có độ lớn mmanC5732,1=.Từ đầu mút của véc tơ ncπ kẻ ∆ct chỉ phương của tCa.Từ đầu mút của véc tơ aπ vẽ véc tơ naca biểu diễn vận tốc nCAa có độ lớn mmanC8988,49=.Từ đầu mút của véc tơ naca kẻ ∆cat chỉ phương của tCAa.∆cat cắt ∆ct tại c. vậy cπ biểu diễn gia tốc điểm C.Ta có gia tốc điểm D có độ lớn bằng gia tốc điểm C, cùng phương ngược chiều với gia tốc điểm C.-) Ta lại có: DnDBtDBDDBBaaaaaa ++=+= với Ba có phương theo phương ngang. tDBa có phương vuông góc với DB.09.2.24==DBnDBlaω (m/s2), có phương trùng với DB, chiều hướng từ B vào D.Từ d kẻ ndb biểu diễn gia tốc nDBa có độ lớn mmdbn42,0=, Từ đầu mút của véc tơ ndb kẻ ∆1 chỉ phương của tDBa. Từ π kẻ ∆2 chỉ phương của Ba, ∆1 cắt ∆2 ở b. bπ⇒ biểu diễn gia tốc điểm BTa có 4124,244=bπmm. 062,12225.4124,244 ==⇒Ba(m/s2)Ta có 6261,342== dcππmm. 1305,17135.6261,342 ===⇒DCaa(m/s2)Mai Văn Tiên Lớp TĐHTK Cơ khí9 Trường ĐH GTVT Khoa Cơ Khí4. Phân tích lực cơ cấu: * Với 30=ϕa. Xác định lực quán tính, mômen lực quán tính và hợp lực quán tính của các khâu thuộc cơ cấu 2. Gia tốca. Khâu 1Gọi S1 là điểm giữa của khâu 1.Do khâu 1 quay đều quanh trục không đi qua trọng tâm vậy 0=qtM11 SqtamP−= về độ lớn NmPqt368,5OS2111−=−=ωa. Khâu 2Gọi S2 là trung điểm của AC.Theo định lý đồng dạng vận tốc ta xác định được gia tốc của điểm S2:Tacó05,2522=Sπmm. 25,12605.05,2522==⇒Sa(m/s2)Gọi 2qtP là lực quán tính của khâu 2; /qtPvà //qtPlà lực quàn tính của khâu trong chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay của S2 đối với C.=−=S2A2/amPqtS2C2/amPqt−=Mai Văn Tiên Lớp TĐHTK Cơ khí10 . Khoa Cơ Khí BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY . độ lớn mmanC5732,1=.Từ đầu mút của véc tơ ncπ kẻ ∆ct chỉ phương của tCa.Từ đầu mút của véc tơ aπ vẽ véc tơ naca biểu diễn vận tốc nCAa có độ lớn