Thuyết minh đồ án môn học Nguyên Lý Máy

Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy



Bộ môn Nguyên

Lời nói đầu

Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển nh vũ bão,
mang lại những lợi ích cho con ngời về tất cả nhữnh lĩnh vực tinh
thần và vật chất. Để nâng cao đời sống nhân dân, để hoà nhập
vào sự phát triển chung của các nớc trong khu vực cũng nh trên thế
giới. Đảng và Nhà nớc ta đã đề ra những mục tiêu trong những năm
tới là phải công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc.
Thực hiện công nghiệp hoá, hiện đại hoá chuẩn bị cho đất
nớc bớc những bớc đi vững chắc sang một thiên niên kỉ mới với một
nền công nghiệp hiện đại, kinh tế phát triển, trong đó công
nghiệp nặng đóng vai trò rất quan trọng trong sự phát triển đó.
Muốn thực hiện đợc điều đó một trong những ngành cần
quan tâm phát triển nhất đó là ngành cơ khí chế tạo máy vì
ngành cơ khí chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong việc sản
xuất ra các thiết bị công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân. Để
thực hiện việc phát triển ngành cơ khí cần đẩy mạnh đào tạo đội
ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao, đồng thời phải
đáp ứng đợc các yêu cầu của công nghệ tiên tiến, công nghệ tự
động hoá theo dây truyền trong sản xuất .
Chính vì vậy thiết kế Nguyên Lý Máy hiện nay rất quan
trọng. Việc thiết kế Nguyên Lý Máy kết hợp với công nghệ thông tin
và vẽ tay truyền thống giúp ta có những cái nhìn trực quan hơn về
nghành chế tạo máy nói chung và bộ môn Nguyên Lý máy nói

chung. Đồ án nguyên lý máy là một phần không thể thiếu trong bộ
môn nguyên lý máy, nó giúp ta hiểu sâu hơn về bộ môn nguyên lý
máy.
Sau một thời gian làm việc cùng với sự giúp đỡ tận tình của
thầy giáo TS.V QY C và sự nỗ lực của bản thân em đã hoàn
thành đồ án môn học với đề tài thiết kế nguyên lý hoạt động của
máy xọc.
Vì thời gian có hạn, tài liệu tham khảo và khả năng còn hạn
chế, đồ án không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong đợc sự
góp ý của các thầy cô và các bạn.
Một lần nữa em xin cảm ơn các thầy cô giáo bộ môn
Nguyên lý máy- Chi tiết máy đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của
thầy giáoTS.V QY C đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
Ngày 15tháng 1 năm 2007
sv: nguyễn Thợng Thạch

1


Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy



Bộ môn Nguyên

Sinh viên

Phần 1 : phân tích động học và cấu trúc cơ cấu
1. Phân tích chuyển động

- Cơ cấu máy xọc có nguyên lý hoạt động nh sau:
+ Khâu 1 là khâu dẫn chuyển động quay đều quanh O 1 với vận
tốc góc 1 truyền chuyển động sang khâu 2 và khâu 3 làm khâu
3 chuyển động lắc qua lắc lại. Khâu 3 truyền chuyển động sang
khâu 4 bằng khớp bản lề B, khâu 4 chuyển động song phẳng tác
động vào khâu 5 tại C làm khâu 5 chuyển động tịnh tiến lên
xuống. Dao cắt đợc gắn vào 5 và chuyển động của khâu 5 chính
là chuyển động để thực hiện cắt gọt.

l O1 A
2. Tính bậc tự do và xếp loại cơ cấu
Đây là cơ cấu phẳng toàn khớp thấp, cơ sở là cơ cấu Culits cơ cấu
này không có ràng buộc thụ động. Ta có:
W = 3n 2t ( n=5, t=7 )
Trong đó :
n : số khâu động
t : số khớp thấp
W = 3*5 7*2 =1
Cơ cấu có 1 bậc tự do, với khâu 1 là khâu dẫn
Xếp loại cơ cấu : Chọn khâu 1 là khâu dẫn ta tách đợc nhóm Atxua
là các nhóm:
Khâu 4-5 : gồm đầu xọc và thanh truyền
Khâu 3-2 : gồm thanh Culit và con trợt.
Nh vậy cơ cấu của máy xọc là cơ cấu loại 2.
3. Tổng hợp cơ cấu chính và vẽ hoạ đồ vị trí
Xác định kích thớc các khâu.
Theo bảng số liệu ta có:
H = 150 mm
LO1O2 =150 mm
C = 120 mm

sv: nguyễn Thợng Thạch

2


Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy

Bộ môn Nguyên



l BC
=1
lO 2 B

Chuyển vị.

180 0
k=
=2.1
180 0
1800 * (k 1)
180 0 (2.1 1)
=
=
(k 1)
2.1 1

Ta có

Ta có

63.870970

Lo1o2 = 150 mm

AO2O1 =



31.93550
2
Sin 31.9355 = 0.52896
Lo1A = 150 * 0.52896 = 79.344
Mặt khác :
H = 150mm = 2BF
Vậy :

L BF
L BF
75

LO2B =
= Sin
=
=141.79 mm

2

LO 2 B
Sin
0.52896
2
LBC
Ta có :
= 1 LBC = 1 * LO2B = 141.79 mm
LO 2 B
Ta chọn đoạn biểu diễn tay quay O1A là 70 mm.
Nh vậy:

L=

LO1 A
O1 A

=

0.079344
70

= 0.001133 m/mm

Kích thớc các đoạn biểu diễn của các khâu khác:

sv: nguyễn Thợng Thạch

3

Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy
O2O1 =

lO 2O1
L
lO 2 B
L

O2B =
BC =

l BC

L

=



Bộ môn Nguyên

0.15
= 132.39 mm
0.001133
0.14179
=
= 125.15 mm
0.001133
0.14179

=
= 125.15 mm
0.001133

Sau khi tính đợc các đoạn biểu diễn ta tiến hành vẽ hoạ đồ
vị trí cho 11 vị trí.
-Chọn hệ trục toạ độ O2xy bất kì, từ O2 ta lấy một điểm O1
theo chiều dơng sao cho O1O2 = 132.39 mm , từ O1 dựng đờng
tròn bán kính O1A = 70 mm (với O1A là biểu diễn khâu 2) một đầu
của khâu 2 ta lắp con trợt đầu còn lại tại một vị trí bất kì ta lấy
điểm B sao cho O2B = 125.15 mm.
Dựng khâu 5 đi qua trung điểm chiều cao cung quỹ tích
điểm B. Từ đầu B trên khâu 1+2 ta dựng đoạn BC sao cho điểm
C thuộc khâu 5 , khâu BC chính là khâu 4. Tiến hành dựng 11 vị
trí cụ thể nh sau:
Đầu tiên ta tìm điểm chết trên và điểm chết dới của khâu 1
( điểm vuông góc giữa khâu 1+2 và khâu 3) từ điểm chết dới ta
chia đờng tròn thành 8 phần bằng nhau, nh vậy ta đã có 9 vị trí, 2
vị trí còn lại đợc xác định từ đồ thị lực cản đầu xọc.
Với 11 vị trí nh trên thì máy đã thực hiện đợc 1 hành trình
H.

Phần 2 : động học cơ cấu
1. vẽ hoạ đồ vận tốc xác định vận tốc của các điểm và vận
tốc góc của các khâu
- Vẽ hoạ đồ vận tốc
Chọn khâu 1 làm khâu dẫn.
Giả sử tay quay O1A quay đều với vận tốc góc 1 = const.
Với

2n
1 = 60

=

2 * 3.14 * 290
rad
= 30.37 (
)
60
s

1 có chiều ngợc chiều kim đồng hồ
Ta có khâu 1 nối với khâu 2 bằng khớp bản lề nên:
VA1 = VA2 = 1 lO1A
-phơng vuông góc O1A
-chiều thuận chiều 1

sv: nguyễn Thợng Thạch

4


Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy

Bộ môn Nguyên

Mặt khác ta có :
VA3 = VA2 + VA3A2

(1)

- VA2 hoàn toàn biết
- VA3 vận tốc tuyệt đối khâu 3có
+phơng vuông góc O2A
+Trị số cha biết
VA3A2 vận tốc khâu 3 trợt trên
khâu 2 tại A, có
+Phơng song song O2A
+Trị số cha biết
Phơng trình (1) có 2 ẩn là trị số của VA3 và của VA3A2 nên ta
có thể giải đợc bằng phơng pháp vẽ.
Vì khâu 3 chuyển động lắc qua lắc lại quanh O2 nên bằng

lO 2 A

phơng pháp đồng dạng ta có : l
O2B

=

Pa 3
Pb3

Pb3 =

lO 2 B

Pa3
lO 2 A

Mặt khác vì khâu 3 nối với khâu 4 bằng khớp bản lề nên ta
có
VB3 = VB4 =VB
Tại điểm C ta có :

VB = V * Pb3
VC4 = VC5 = VC

Do khâu 4 nối với khâu 5 bằng khớp bản lề và ta có :
VC4 = VB4 + VC4B4
(2)
Trong đó
VC4 là vận tốc tuyệt đối của điểm C trên khâu 4.
+ phơng thẳng đứng
+chiều từ B dến C
+ trị số cha biết
VB4 ta hoàn toàn biết
VC4B4là vận tốc tơng đối của điểm B với điểm C trên khâu4 .
+phơng vuông góc với BC.
+trị số cha biết.
Nh vậy phơng trình (2) có 2 ẩn có 2 ẩn số là VC4 và VC4B4, ta giải đợc bằng phơng pháp vẽ .
Trên hoạ đồ vị trí ta thấy chỉ có đoạn O2A thay đổi theo các vị
trí.
Bảng số liệu đoạn O2A trên các vị trí:
Vị trí
Đoạn biểu diễn (mm)
1

112.37
sv: nguyễn Thợng Thạch

5


Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy

Bộ môn Nguyên



2
147.61
3
163.16
4
195.34
5
201.2
6
179.52
7
146.39
8
135.03
9
112.37
10

81.82
11
66.13
Xác định vận tốc góc của các khâu:
Khâu 1 : 1 =

2n1
rad
= 30.37 (
)
s
60

Khâu 2 : 2 = 1
Khâu 3 : 3 =

Pa3 * V
V A3
Pa 3 * 1
=
=
O2 A
lO 2 A
O2 A * L

bc * V
VBC
bc * 1
=
=

l BC
BC * L
BC
Khâu 5 : 5 = 0 (chuyển động tịnh tiến).
Khâu 4 : 4 =

+ Cách vẽ hoạ đồ vận tốc
Chọn tỉ lệ xích vận tốc
V = 1 * L
Vậy ta có V = 30.37 * 0.001133 = 0.03381 (
-Chọn 1 điểm P bất kì làm gốc hoạ đồ.
-Tính các đoạn biểu diễn các vận tốc.

rad
s

m
)
mm

VA1 = 1*O1A*L =Pa1*V

Pa1 =

1 * O1 A * L
1 * O1 A * L
=
= O1A
V
1 * L

VA3A2 =a2a3*V
VA3 = Pa3*V
VB3
VC3 = Pc3*V
VC3B3 =c3b3*V

1
2

Pa1
70
70

đoạn biểu diễn là a2a3
đoạn biểu diễn là Pa3
đợc tính nh trên
đoạn biểu diễn là Pc3
đoạn biểu diễn là C3B3

Pa3
0
31.36

Pb3
0
26.59

sv: nguyễn Thợng Thạch

Pc4
0
22.86

a2a3
0
62.58

c4b4
0
12.61

6


Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Bộ môn Nguyên

70
42.89
36.36
32.79
55.32
15.20
70
65.35
55.41
55.01
25.08
10.57
70
69.22
58.69
58.17
10.42
4.63
70
54.59
46.28
43.38
43.82
15.32
70
30.07
25.49
22.82
63.21

12.18
70
20.76
17.60
15.15
66.85
8.90
70
0
0
0
0
0
70
36.25
30.73
27.86
59.88
13.91
70
62.40
52.91
51.96
31.22
12.69
+Cách dựng hoạ đồ.
Từ P dựng Pa1 song song với O1A vì a1=a2
Từ mút Pa1 kẻ phơng của VA3A2, từ P kẻ phơng của VA3 chúng
cắt nhau tại 1 điểm ta tìm đợc đoạn biểu diễn a3a2 và Pa3. Từ P
dựng Pb3 cùng phơng nhng ngựoc chiều với Pa3, từ mút Pb3 dựng phơng của VB3C3. Từ gốc P ta dựng phơng của VC3. Cả 2 phơng cắt

nhau tại một điểm từ đó ta đợc các đoạn biểu diễn Pc3 , b3c3.
Từ một vị trí bất kì ta suy ra cách vẽ cho 11 vị trí
Hoạ đồ vận tốc của 11 vị trí đợc biểu diễn nh sau :
a1a2 a3

a3

a1a2

a3
a3
a1a2

p3

p2

p1a3b3b4c4c5

p4

p5

a1a2
b3b4

c4c5
b3b4

a1a2

c4c5
b3b4

c4c5

c4c5

a3

c4c5 b3b4

a1a2

b3b4

a3

c4c5

a3
p6

p7
a1a2
b3b4 c4c5

c4c5

b3b4

p1a3b3b
4
c4c5

p8

a1a2
c4c5

b3b4
a3

a1a2
a1a2

sv: nguyễn Thợng Thạch

p11

p10

a3

a1a2

7

b3b4

Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy

Bộ môn Nguyên



2. Vẽ hoạ đồ gia tốc.
Dựa vào phơng trình véctơ gia tốc ta đi lập phơng
trình và vẽ hoạ đồ gia tốc cho máy xọc.
Về phơng pháp ta tính cho một vị trí bất kỳ sau đó
áp dụng cho các vị trí khác.
Giả sử vị trí đó nh hình vẽ.
Vì khâu 1 gắn chặt với khâu 2 bằng khớp quay nên ta có
a1 = a2
Ta có phơng trình liên hệ gia tốc tại điểm A là :
aA1= a nA1 + a A1
a nA1 = 12 *lO1A phơng từ O đến A.
ở điểm A thuộc khâu 3 ta có :
k

R

aA3 = aA2 + a A A + a A A
3 2
3 2
n

a A + a A = aA2 +
3
3
Véctơ aA1 :
+có phơng từ A đến O1
+trị số aA1 =
Véctơ

12

* lO1A

a AK3 A2

có:

a AK3 A2

+

a AR3 A2

+Chiều là chiều của VA3A2 khi quay VA3A2 một góc 900 theo chiều 3.
+Trị số là

a AK3 A 2 = 2*3*VA3A2

Véctơ

a AR3 A2

+Có phơng vuông góc với phơng AB
+Trị số cha biết
Véctơ
+Có trị số là

a An3
a An3 = 32 *lO2A

+Chiều từ A đến O2
Véctơ

aA3

+Phơng vuông góc với AB
+Trị số cha biết
Nh vậy phơng trình trên có 2 ẩn là

aA3 và a AR3 A2 . Vì vậy bằng ph-

ơng pháp vẽ ta hoàn toàn xác định đợc.
Bằng phơng pháp đồng dạng thuận ta có:

sv: nguyễn Thợng Thạch

8


Thuyết minh đồ án môn học

lý - Chi tiết máy

Bộ môn Nguyên



'a3
O2 A
O2 B * ' a 3
=



b3 =
'b3
O2 A
O2 B
Tại điểm B có aB3 = aB4
Trên khâu 4 có mối quan hệ giữa gia tốc 2 điểm B & C là:

aC4 = a B4 + aC B

n

4 4

+ aC B
4 4

Trong đó:

a C4

: có phơng thẳng đứng, trị số cha biết.

a B4 : Đã biết phơng, chiều và độ lớn.
aCn 4 B4 : có phơng từ C đến B, trị số aCn 4 B4

=

CB * lCB

aC 4 B4 : có phơng vuông góc với CB, trị số cha biết.
Phơng trình trên có 2 ẩn, ta xác định đợc bằng phơng pháp
vẽ hoạ đồ gia tốc.
Trớc khi vẽ ta chọn tỉ xích:
a = 12 * L=1,045 m/mm.s2
Để vẽ đợc hoạ đồ gia tốc ta đi xác định độ dài các đoạn
biểu diễn:
2


= 'a *a ' a = 1 * l O1 A = O1A
1
1
a

a A1

=

1

Với

'a1

là đoạ biểu diễn véctơ gia tốc

2

* l O1 A

-Tính đoạn

V a ' 2 a '3

là đoạn biểu diễn

a A1 .

a AK3 A 2 :

Ta có:

a AK3 A 2
a2a3 =

= 2 * 3 * V A2 A3 =a2a3 * a

2 * 3 * V A3 A2

a

-Đoạn biểu diễn

a AR3 A2

và

=

2 * Pa3 * a 2 a3
O2 A

a A3 là a a
2

3

và

' a3 sẽ đợc xác định

trên hoạ đồ gia tốc.
-Đoạn

'b3

biểu diễn gia tốc

a B3

đợc xác định theo quy tắc

tam giác đồng dạng.

l O2 A
l O2 B
-Đoạn biểu diễn

=

' a3
' b3

' b3 =

O2 B
* ' a3
O2 A

aCn B là cb, ta có:
4 4

aC4 B4 = 42 * lBC = cb * a
sv: nguyễn Thợng Thạch

9

Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy



Bộ môn Nguyên

42 * C 4 B4 * L
42
(cb) 2
cb =
* lCB =
=
a
12 * L
CB
-Đoạn biểu diễn

aCn 4 B4 và aC sẽ đợc xác định trên hoạ đồ gia
4

tốc.

2=0 .

Tính gia tốc của các khâu :
- Vì khâu 1 quay đều với 1 = const nên 1 = 0.
-Khâu 2 chuyển động nh một chất điểm trên khâu 1 nên

-Khâu 3 chuyển động quay quanh O2 : 3 =

a A3
AO2

a BC
-Khâu 4 chuyển động song phẳng 4 0 ; 4 =
l BC
-Khâu 5 chuyển động song phẳng nên 5 = 0.

Cách dựng hoạ đồ gia tốc.
Chọn làm gốc toạ độ, dựng đoạn biểu diễn gia tốc của
là

a1

có phơng song song với O1A hớng từ A đến O1, từ mút của

dựng véctơ

a A2 A3

ơng chiều của

a1

với đoạn biểu diễn là a2a3 có phơng chiều là ph-

V A3 A2

quay đi một góc 900 theo chiều 1, từ mút của

a2a3 ta dựng phơng của

a AR3 A2 . Từ dựng phơng của a A3 . Hai ph-

ơng này cắt nhau tại một điểm, vậy ta tìm đợc a2a3 và
Một cách tơng tự từ , dựng
và

a A1

b3

A3 .

lân lợt ta cũng tìm đợc c4b4

c4 .

Đối với trờng hợp phức tạp của gia tốc ta chỉ chọn 2 điểm là
vị trí 3 và vị trí 11 làm ví dụ điển hình.

sv: nguyễn Thợng Thạch

10


Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy

Bộ môn Nguyên



VịTRíSố 3

k

a1a2

r s1

a3

3

4
n4

s3



n3

3

s4

c4c5
s4

b3b4

vi t r ísố 11

a3

k



3

r

s3

n

3



a1a2
11

s1

TỉLệ :6:1
b3b4
n

4

c4c5

s4

b3b4



4

Dới đây là bảng số liệu cụ thể của hai vị trí trên:
Gia tốc

Vị trí

sv: nguyễn Thợng Thạch

3

11

11

Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy

Bộ môn Nguyên



Đoạn biểu diễn (mm)

70

Chiều dài thực (m/s2)
Đoạn biểu diễn(mm)

73.18
28.58

73.18
58.81

Chiều dài thực (m/s2)

29.87

61.45

Đoạn biểu diễn(mm)

31.62

121.36

a AR3 A2

Chiều dài thực (m/s2)

33.04

126.82

n
aA

Đoạn biểu diễn(mm)
Chiều dài thực (m/s2)

11.27
11.78

58.88
61.53

Đoạn biểu diễn(mm)

26.74

90.44

Chiều dài thực (m/s2)
Đoạn biểu diễn(mm)

Chiều dài thực (m/s2)

27.94
29.02
30.33

94.51
107.94
112.80

Đoạn biểu diễn(mm)

22.26

202.15

Chiều dài thực (m/s2)

23.26

n
aCB

Đoạn biểu diễn(mm)

6.07

Chiều dài thực (m/s2)

6.342

aCB

Đoạn biểu diễn(mm)

0.82

Chiều dài thực (m/s2)
Đoạn biểu diễn(mm)
Chiều dài thực (m/s2)

0.857
16.17
16.90

69.6
189.86
198.40

a S4

Đoạn biểu diễn(mm)

19.21

193.25

Chiều dài thực (m/s2)

20.07

201.95

a' S3

Đoạn biểu diễn(mm)

8.1

41.83

Chiều dài thực (m/s2)

8.46

43.71

a A1 a A2

a AK3 A2

3

70



aA

3

aA

3

aB

aC

3

4

211.25
1.29
1.344
66.6

Phần 3 . Phân Tích Lực
Ta tiến hành phân tích áp lực khớp động cho cơ cấu tại 2 vị trí
làm việc đó là vị trí 3 và vị trí chạy không 11. Đồng thời xác định
mômen cân bằng đặt vào khâu dẫn. Việc tiến hành phân tích
áp lực khớp động đối với 2 vị trí tơng tự nhau nên ta chỉ tiến hành
cho một vị trí 3 (riêng vị trí 11 không có lực cản pc).
- Đã cho: G=ql; G2 =0; G5=6G4; jS =(m.L2)/12; Trọng tâm của
khâu nằm ở trung điểm kích thớc động . Phơng trợt khâu 5 đi
qua trung điểm chiều cao cung quỹ tích điểm B.
PC = 1900 N ; với q = 40

sv: nguyễn Thợng Thạch

N
kg
=400
m
m

12


Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy

Bộ môn Nguyên



G1 = q.L1 = 400 . 0,079344 = 31,74 ( N)
G2 = 0
G3 = q.L3 = 400.0,3919 = 156.76 N;
G4 = q.L4 = 400.0,14179= 56,72 N;
G5 = 6G4 = 6.42,8 = 340,32 N;
m1 =

G1
= 3,174 (kg);
g

m4 =

G4
=5,672 (kg);
g

m3 =
m5 =

G5
g

G3
= 15,676 (kg);
g
=34,032 (kg); m2 = 0

a) Phân tích lực tại vị trí số 3 chọn P = 10 N/mm
Đặt lực :
Lực cản kỹ thuật đặt tại khâu 5 .
Trọng lợng các khâu G3 , G2 , G4 , G5 đặt tại trọng tâm các khâu,
Khối lợng các khâu : m2 ;m3 ;m4 ;m5
Lực quán tính :
5
+ Xác định Pqt

Pqt5 m5 * a S 5 34,032 *16.9 575,141( N ) dấu -chứng tỏ Pqt5 có
chiều ngợc với chiều aS5. Mặt khác ta có : as5 = aC5 = 16,9 (m/s2)
Lực quán tính của thanh truyền BC (do chuyển động song
phẳng):Pq4 có trị số
Pqt4=m4 . as4 = m4.Ps4.a = 5,672. 20.07. = 118,96 (N)

Đặt tại tâm va đập T là giao điểm giữa đờng thẳng kẻ qua K
và song song với véc tơ s2 trên hoạ đồ gia tốc và đờng thẳng kẻ
qua s2 song song với véc tơ b
Cách xác định tâm va đập K:
Chọn đIểm B làm cực

J

2.m . BC 2
S
4
4
BK4 = BS4 +
=
12.m BC
m .BS
4
4 4
BC
BC = 125,15 + 125,15 = 84,43 mm
=
+
6
2
6
2
Xác định áp lực khớp động :
Tách nhóm Axua 4-5 , đặt các lực Pc ,G5, Pq5, G4, Pq4, kẻ phơng R05
sv: nguyễn Thợng Thạch

13


Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy

Bộ môn Nguyên



Ta phân áp lực khớp động R34 tại B ra làm hai thành phần
Rtn34 và R
điểm

t

.để tính Rt34 ta tách riêng khâu 4 và lấy mô men với

34

C.
Rt34=

Pq 4 .h2 G 4 .h1
BC

=

118,96.2,62 56,72.2,14
=1,52(N)

125,15

Vậy phơng trình lực của nhóm 4-5 là :

p45 = R
+ Pqt 5 + G
+ Pc + G

05

+



P
qt 4

+

5



Rt
34

+ +

4

Rn
34

Phơng trình véc tơ trên có 2 ẩn là giá trị của



R
05

và



Rn
34

Bằng phơng pháp vẽ hoạ đồ lực và ta xác định đợc R05 ,Rn34 , R34 với

P=10 (N/mm)
Rtn34 =2197,32 (N) ;R05= 35,665 (N) ; Rt34 = 2197,29 (N)
Tiếp tục tách nhóm Axua 2-3

sv: nguyễn Thợng Thạch

14

Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy

Bộ môn Nguyên



P

4
qt

O2
R03

s3

G3
A3

R 12

P3qt

Tại B có


R
43

=-



R
34

, đặt các lực G3, Pq3 tại A có R12 và tại O2 có

R03 phơng trình cân bằng lực của nhóm axua là :

p23 = R
+ G
+ Pqt 3 + R
+ R
=0

03

43

3

12

Có Pqt3 = m3.as3 = m3.s3.a =132.62 (N)
Ta xác định tâm va đập của của khâu 3 :
Ta có :
Js
LO2K=l O2S + m.L

O2S

Mà ta có



Js
mL2 k 3
L2 K 3
=
=
m.L
12mLO 2 S 12 L
O 2S
O 2S
LO2K =47,81 +

sv: nguyễn Thợng Thạch

345,93 2
=256,39 mm
12 * 47,81

15


Thuyết minh đồ án môn học

Bộ môn Nguyên
lý - Chi tiết máy

R
R
và
cha biết cả trị số và phơng nên Phơng

03

12

trình lực còn 4 ẩn .ta khử ẩn số bằng cách tách con trợt 2 ra , con trợt 2 chịu tác dụng lực R32 và R12 cân băng nhau . trên khâu 3 con trợt 2 tác dụng vào một lực R32=R12 để xác định R32 ta lấy mômen
đối với 02 ta có:

R12=

R43 .h1 Pq 3 .h3 G3 .h2
0 A
2

=

2197,29.109,29 132,62.236,19 156,76.43,56
175,24
=1588,07(N)

Ta đã khử bớt đi 2 ẩn ở phơng trình cân bằng lực cho nhóm 2-3
khi đó phơng trình chỉ còn 2 ẩn là trị và phơng của R03 . Bằng
phơng phát hoạ đồ lực Vẽ đa giác lực ta xẽ tìm đợc
Ta có

R
03

R03 = 3407.828(N)

sv: nguyễn Thợng Thạch

16


Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy

Bộ môn Nguyên



G3

R12

P

4
qt

R03

Cuối cùng còn lại khâu dẫn 01A chịu tác dụng của lực R21=-R12 đặt
tại A và một mô men cân bằng .

O1

1

l2


Mcb
G1
A3

sv: nguyễn Thợng Thạch

17


Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy

Bộ môn Nguyên



Lấy tổng mô men đối với điểm ,01 ta có:
MCB=(R21.h1-G1.h2)L= (1588,07.42.18+31,74.7,77) .0,001133
= 76,17 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 -v/1 ta đợc mô men cân bằng .

a1a2

l1
Pc
a3
l2
P

P5qt

G1
l3

3
qt

P3

G3

MCB= -

c4c5

b3b4

P

4
qt

G4
G5

v
( .
)
V
M
px
k
k
k
1

=-L .(-G1.h1 Pc.h5- G3.h3+G4.h4+ G5.h5-Pq4.h2- Pq5.h5 - Pq3.h4 )
=-(-31,74.7,92-1900.32,79156,76.10,87+56,72.32,91+340,32.32,79-118,96.33,1575,141.32,79-132,62.69,66).0,001133=72,68(Nm)
b) Phân tích lực tại vị trí số 11 với (không có thành phần P c) P =
30 N/mm
Ta cũng tiến hành nh ở vị trí số 3
Có

Pq3 = m3.as3= 15,676. 43,71=681.876(N)
Pq4 = m4.as4=5,672.201,95=1145.46(N)

Pq5=m5.as5=34,032.198,40=6751.95(N)

Tách nhóm axua 4-5 có
sv: nguyễn Thợng Thạch

18


ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc
lý - Chi tiÕt m¸y

RT34 =

Bé m«n Nguyªn



G4 .H  Pq 4 .H1
2
BC

56,72.2,88  1145,46.17,15
125,15

=

=158,2 ( N)

C 11
P

4
qt

K4

T4

s4
C 11

R45

P
G4
R 34
B11

P

4
qt

K4

T4

s4

5

qt

G4
R 34
G5

B11

R 05

cã R05= 706,74 (N), R34=7000, 6 (N)

sv: nguyÔn Thîng Th¹ch

19


Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy

Bộ môn Nguyên



P
P

4
qt

5
qt

G5
R
R

R

P

t
34

4
qt

G4

n
34

n
34

R05

Ta xác định tâm va đập của của khâu 3 :
Ta có :
Js

LO2K=l O2S + m.L
O2S
Js
mL2 k 3
L2 K 3
=
=
m.L
12mLO 2 S 12 L
O 2S
O 2S

Mà ta có




R
03

và

LO2K =49,45 +



R
12

345,93 2

=251.11 mm
12 * 49,45

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 lực R32 và R12 cân băng nhau . trên khâu 3 con trợt 2 tác dụng vào một lực R32=R12 để xác định R32 ta lấy mômen
đối với 02 ta có:

sv: nguyễn Thợng Thạch

20


Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy

Bộ môn Nguyên



R12

=

R43 .h1 Pq 3 .h3 G3 .h2
0 A
2

=

7000,6.114,52 681,876.210,35 156,76.48,01
66,13
R12 =14405,57 (N)
bằng phơng phát tông hợp lực có R03= 21088,2(N)
3

Pqt

TỉLệ :5 :1
3

P qt

G3
R12

R03

R43

Cuối cùng còn lại khâu dẫn 0 1A chịu tác dụng của lực R 21=-R12 đặt
tại A và một mô men cân bằng .

sv: nguyễn Thợng Thạch

21


Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy

Bộ môn Nguyên

l2

l1
A11

Mcb



O1

R
MCB=-(R21.h1+G1.h2)L
= (14405,57.61,25+31,74.33,46)0,001133 =
1000,9 (Nm)
Tính mô men cân bằng trên khâu dẫn bằng phơng pháp đòn
jucopki:
MCB= -L(Pq4 h2-(G5-Pq5).h5-G4.h4+Pq3.h6+G3.h3+G1.h1)
=-0,001133.(1145,46.52,12-(340,32-6751,95).51,9656,72.51,66+156,76.198,54+155,6.23,48+31,74.34,09)

=

980

(Nm)

Nhận xét : tính mô men cân bằng theo hai phơng pháp thì không
chênh lệch nhau nhiều lắm
Vị trí 3 sai lệch là
Vị trí 10 sai lệch là

76,17 72,68
.100 0/0 =4,59 0/0
76,17
1000,9 980
.1000/0 =0.15/0
1000,9

+ Vẽ đợc hoạ đồ lực
- Vẽ cho nhóm 4-5 :
Đầu tiên ta lấy một điểm bất kỳ làm tâm hoạ đồ vẽ một đờng xx
thẳng song song với Rn34 sau đó từ gốc vẽ véc tơ Pq4 , Rt34 , G4 , Pc ,

sv: nguyễn Thợng Thạch

22


Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy



Bộ môn Nguyên

G5 , Pq5 sau đó từ điểm cuối cùng trong phép cộng véc tơ trên kẻ

một đờng thẳng vuông góc với Pc đơng thẳng này cắt xx tại đâu
thì đó chính là các véc tơ R05 và Rn34 ta cần tìm
-

Vẽ cho nhóm 2-3 :

Đầu tiên vẽ véc tơ R43 sau đó R23 , G3 ,Pq3 nối điểm đầu và
điếm cuối ta đơc giá trị cần tìm

Phần 5 : Thiết kế bánh răng
I) tính toán để vẽ bánh răng :
Thiết kế cặp bánh răng hình trụ ,răng thẳng ,đợc cắt với chế độ
dịch chỉnh dơng bằng dao thanh răng.
Các số liệu đã cho : Z1= 14 , Z2=46 , m = 4 .Vì bộ truyền bánh
răng không có yêu cầu gì về khoảng cách trục nên ta sẽ chọn cặp
bánh răng dịch chỉnh dơng , đó là cặp bánh răng có nhiều u
điểm . Ta tra bảng và trọn đợc hệ số dịch dao là:
1= 0,86 ; 2= 0,645 .
Hệ số giảm đỉnh răng : = 0,19.
Vậy C = 1 + 2 = 1,505
ZC = Z1 + Z2 = 60
= C - = 1.315
ta có

min =

17 16
0,0588 so sánh : 2 = 0.569 > min = 0,0588 cặp
17

bánh răng thiết kế không bị cắt chân răng.
Góc ăn khớp L : Dựa vào phơng trình ăn khớp
invL = (2* C*tg)/ ZC + inv
trong đó = 20o => inv = 0,014904
2 * 1,505
invL =
*0,364 + 0,014094 = 0.032311
60
Vậy L = 25035
Khoảng cách trục:

sv: nguyễn Thợng Thạch

23


Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy

Bộ môn Nguyên



A = m.(ZC/2 + ) = 4*(60/2 + 1.315) = 125.26 (mm)
Tính kích thớc của hai bánh răng:
* Bớc răng :
t = m. = 12,566 (mm)
Z1
* Bán kính vòng chia : R1 = m*
= 28 (mm)

2
Z2
R2 = m*
= 92 (mm)
2
* Bán kính vong lăn

RL2
* Bán kính vòng cơ sở

2.
) = 29,23(mm)
Zc
2.
= R2(1+
) = 96,03 (mm)
Zc

RL1 = R1(1+

R01 = R1*cos = 26,31 (mm)
R02 = R2*cos = 86,45 (mm)

* Bán kính vòng chân:
Ri1 = R1 m *(f- 1) = 26,44 (mm)
Ri2 = R2 m *(f- 2) = 89,58(mm)
Chiều cao răng:
h = (f + f - )*m
= 8,24(mm)
* Bán kính vòng đỉnh

Re1 = Ri1 + h = 34.68( mm)
Re2= Ri2 + h = 97.82
(mm)
* Chiều dày trên vòng chia


2

m*(
2

S2= m*(

+ 2*2*tg) = 8.161 (mm)

S1=

+ 2*1*tg) = 8.787 (mm)

* Hệ số trùng khớp:

=

Re21 R012 Re22 R022 A * sin

* m * cos

L

= 1.255

Vậy > 1,1 => đảm bảo sự làm việc tốt của bộ truyền.
Kết luận:
Cặp bánh răng thiết kế thoả mãn các điều kiện ăn khớp
đều vì các cặp biên dạng đối tiếp của hai bánh răng liên tục
kế tiếp nhau, vào khớp trên đờng ăn khớp N1N2.
Ăn khớp trùng vì >1,1 nên có ít nhất hai đôi răng vào
khớp trên đoạn ăn khớp thực ab.
Cặp bánh răng thiết kế có tỉ số truyền không đổi.
sv: nguyễn Thợng Thạch

24


Thuyết minh đồ án môn học
lý - Chi tiết máy

Bộ môn Nguyên



Không cắt chân răng vì đoạn ăn khớp thực ab nằm trong
đoạn ăn khớp lý thuyết N1N2
Ta có bảng thông số bánh răng nh sau:

Thông số
Bớc răng trên vòng tròn
chia
Khoảng cách tâm
Bán kính vòng chia

Bán kính vòng cơ sở
Bán kính vòng lăn
Bán kính vòng đỉnh
Bán kính vòng chân
Chiều dầy răng trên
vòng chia
Chiều cao răng

Kí
hiệu

Giá trị
thực

Giá trị
biểu diễn

t

12.566

76.25

A
R1
R2
R01
R02
RL1
RL2

Re1
Re2
Ri1
Ri2
S1
S2
h

125..26
28
92
26.31
86.45
29.23
96.03
34.68
97.82
26.44
89.58
8.787
8.161
8.24

760.07
169.90
558.25
159.64
524.58
177.37
582.70

210.44
593.57
160.44
543.57
53.32
49.52
50

II. Vẽ bánh răng.
Chọn

H = 0.1648

1. vẽ biên dạng răng.
Từ điểm ăn khớp P ta vẽ hai vòng tròn lăn bán kính R L1 và RL2.Vẽ
hai vòng cơ sở R01; Ro2. Sau đó xác định đoạn ăn khớp lý thuyết N 1
N2 tiếp xúc với hai vòng tròn cơ sở.
Để vẽ đờng thân khai của đờng tròn, ta đặt trên vòng tròn
cơ sở bánh 1 từ điểm N1 một cung N1P' có chiều dài bằng chiều dài
N1P . Chia N1P thành 4 phần bằng nhau N1B = BC = CD = DP từ B vẽ
cung tròn bán kính BP cho cắt vòng tròn cơ sở tại P' lúc này N 1P' =
N1P. Sau đó lại chia đoạn PN 1 thành một số phần tuỳ ý bằng nhau
P1=12=23=... Trên đờng thẳng PN1 về phía ngoài điểm N1 ta
đặt tiếp các đoạn 45=56=... =P1 và trên vòng tròn cơ sở đặt các
cung tơng ứng 4'5'=5'6'=... =P'1' .
Qua các điểm 1',2',3',4',5' ta kẻ những đờng tiếp tuyến với
vòng tròn cơ sở, và trên các đơng tiếp tuyến này ta đặt các đoạn
1'1'', 2'2'', 3'3'', ... bằng đoạn 1P, 2P, 3P... sau đó ta nối các điểm
P'1''2''3''... thành đờng cong thân khai là biên dạng răng của răng
sv: nguyễn Thợng Thạch

25