Thuyet minh do an nguyen ly may

Thuyết minh đồ án nguyên lý máy

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
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

1


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy

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

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

2

Thuyết minh đồ án nguyên lý máy

l BC
=1
lO 2 B

Chuyển vị.

180 0
k=
=2.1
180 0
180 0 * (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:
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

3


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy

O2O1 =

lO 2O1
L
lO 2 B
L

O2B =

BC =

l BC

L

=

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
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

4


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy
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:
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

5


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy
Vị trí
Đoạn biểu diễn (mm)
1
112.37
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

Pa1

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

Pb3

Pc4

a2a3

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

c4b4

6


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

70
0
0
0
0
0
70
31.36

26.59
22.86
62.58
12.61
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 :

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

7


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy

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

b3b4
c4c5

b3b4

p1a3b3b
4
c4c5

p8

a1a2
a1a2
c4c5

c4c5

p11

p10

b3b4

a3

a1a2
a1a2

a3

a1a2

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 :

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

8

b3b4

Thuyết minh đồ án nguyên lý máy
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:

'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

4 4

n

+ 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.
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

9


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy
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

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

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

10


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy

-Khâu 4 chuyển động song phẳng 4 0 ; 4 =

a BC
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

b

3

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.

VịTRíSố 3

k

a1a2

3

r s1

n3

b3b4

a3

4
s3



3

n4

s4

c4c5
s4

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

11


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy

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

a A1 a A2

a

K
A3 A2

a

R
A3 A2

n
aA

3

Vị trí

3

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

Chiều dài thực (m/s )

33.04

126.82

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

2

8
70



aA

3

aA

3

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

12


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy
Đoạn biểu diễn(mm)

22.26

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

aB

aC

3

4

202.15
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

N

kg
=400
m
m

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
= 15,76 (kg);

g
=34,032 (kg); m2 = 0

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

13


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy
a) Phân tích lực tại vị trí số 2 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. 1.045 = 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

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

14

Thuyết minh đồ án nguyên lý máy

C2

P

4
qt

T4
K4

s4
P

5
qt

R 34

B2
G5

R05

Pc

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

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

15


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy
R 43

02

h1

R03

h2

R12

S3

h3

G3

R32

K3
A
pq3
R23

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 = 14,07(N) đặt trên tâm va đập K
(xác định theo công thức đã có ở trên) của khâu 3 cách 0 2 khoảng
02K =35,2 (mm)


R
R
và

03

12

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:

R12=

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

=

2103,4.154,51 14,07.97,79 155,96.31,79
175,24
=1890,72(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 = 3779,9(N)

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp

Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

16


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy

R 23

G3
pq3

R 43

R 03

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

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

17


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy
h1

01
Mcb

h2

S1
G1
A
R 21

Lấy tổng mô men đối với điểm ,01 ta có:
MCB=(R21.h1-G1.h2)L= (1890,72.21,55-19,8.4,16) .0,001
= 40,64 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
h1

h5

G1
a3
P2

h4

p
q3

MCB= -

h2
G3

h3

pc

pq4

c5
T
b3b4
G5
G4

v
( .
)
V
M
px
k
k
k
1

=-L .(-G1.h1 Pc.h5- G3.h3+G4.h4+ G5.h5-Pq4.h2- Pq3.h4)
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

18


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy
=-(-19,8.4,16-2300.19-155,9.4,14+48,54.19+291,24.19-20,4.19,2814,07.11).0,001=38,51(Nm)
b) Phân tích lực tại vị trí số 10 với (không có thành phần P c) P =
10 N/mm
Ta cũng tiến hành nh ở vị trí số 2.
Có Pq3 = m3.as3= 15,59.7,89.0,1327=16,5(N)
Pq4 = m4.as4=4,85.57,28.0,1327=36,86(N)
Pq5=m5.as5=29,12.56,8.0,1327=219,48(N)
Tách nhóm axua 4-5 có
Rt34 =

48,52.1,2 36,86.9
121,35

G4 .H Pq 4 .H1
2
=
BC
=3,15(N)

c

R54

c

K4

S4
T
P q4

G4

S5

K4
S4

B
n

R 34

T
R 34

G4

P q4

P q5


R 34
G5
B

n

R 34

R 34

R05


R 34

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

19


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy
có R05= 10,32 (N)
Tỷ Lệ : 5 : 1

R34

n

R34
G4


R34
pq4

n

R 34

G4

pq4

G5
Tỷ Lệ : 5 : 1

pq5
R05

pq5
R05

Tách nhóm axua 3-2 có

R23

P .h G .h P .h
c 1
3 2
q3 3 600.159,65 155,92.34,87 16,5.91,18
=
=
0 A
114
2
=805,76 (N)

bằng phơng phát tông hợp lực có R03= 1541,5(N)
R 03

Tỷ Lệ : 10 : 1

R 03

R 43

Pq3
G3

R23

G3

Pq3

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

20


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy
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 .

R21

S1

A

Mcb

h1

h2

G1
MCB=(R21.h1+G1.h2)L
= (19,8.23,51+44,5.805,76)0,001 = 36,32 (Nm)
Tính mô men cân bằng trên khâu dẫn bằng phơng pháp đòn
jucopki:

Pq3
h3

h5
c5
s4 T

h6

P 10

b3b4
P q4

a3

h2

G3

P q5
G5

h4

G4

a1a2
G1

h1

MCB= -L(-Pq4-(G5+Pq5).h5-G4.h4-Pq3.h6+G3.h3+G1.h1)
=- 0,001.(-36,84.61,06 - (291,24+219,84).62,4948,54.62,57-16,5.35,29+155,6.8,38+19,8.23,56) = 34,54 (Nm)
Nhận xét : tính mô men cân bằng theo hai phơng pháp thì không
chênh lệch nhau nhiều lắm
Vị trí 2 sai lệch là

40,64 38,51
.100 0/0 =5,24 0/0
40,64

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

21


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy

Vị trí 10 sai lệch là

36,32 34,54
.1000/0 =4,90/0
36,32

Lập bảng:
Vị trí

R05

Rt34

2
42,98
1,1
10
10,32
3,15
+ Vẽ đợc hoạ đồ lực

Rn34

R12

R03

R34

2103,43
590,9

1890,72
805,76

3779,9
1541,5

2103,43

600

- 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 ,
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

IV)

bánh đà.

1)Tính mô men cản thay thế
a)vẽ biểu đồ mô men thay thế
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, G2, G3, G4, G5 vào trọng
tâm các đoạn trên hoạ đồ vận tốc ,đặt lực cản kỹ thuật P c tại C
sau đó lấy mô men với gốc hoạ đồ P ta đợc :
MCtt = l [Pc .( h1 ) + G5.( h2 ) + G4.( h3 ) + G3.( h4 ) + G1.(h5)]

bảng trị số mô men cản thay thế và các giá trị khoảng cách
1
2
3
4
5

h1
0
(-)18,99
(-)26,83
(-)37,4
(-)36,12

h2
0
18,99
26,83
37,4
36,12

h3
0
18,99
26,94
37,36
36,17

h4
0

(-)4,14
(-)5,61
(-)8,14
(-)7,81

h5
7,64
(-)4,16
(-)11,22
(-)23,51
(-)22,03

Mctt
0,15
-37,36
-52,92
-74,08
-71,52

Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

22


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy
6
(-)23,28
23,28

22,24
(-)4,95
7
(-)18,43
18,43
18,38
(-)3,9
8
0
0
0
0
9
0
(-)8,54
(-)8,5
0,6
10
0
(-)62,49 (-)62,58
10,22
11
0
(-)52,4 (-)52,43
11
Những lực nào gây ra mô men chống lại chiều

(-)7,52
(-)4,16
(-)7,65

11,22
23,51
22,025
xoay hoạ

-46
-36,24
-0,15
-2,72
-21,38
-17,87
đồ vận

tốc ta lấy dấu (+) ,lực nào gây ra mômen cùng chiều xoay vận tốc
góc ta lấy dấu (-) .ở trên ta cho luôn dấu vào các khoảng cách,
những khoảng cách có dấu (+) là lực ứng với khoảng cách đó gây
mômem chống lại chiều xoay vận tốc góc và ngợc lại những khoảng
cách mang dấu (-) thì lực ứng với nó cùng chiều với chiều quay vận
tốc góc
Vẽ đồ thị Mctt ,từ các giá trị ta tìm đợc
Trục tung biểu thị Mctt

với tỷ lệ xích M = 0,4

Nm
mm

Ta có bảng đoạn biểu diễn của Mctt
Vị trí
đoạn biêu diễn

1
0,375

2
-93,4

3
-132,3

4
-185,2

5
-178,9

Mctt
Vị trí
đoạn biêu diễn

6
-115

7
-90,6

8
-0,375

9

-6,8

10
-53,45

Mctt

11
44,675

Trục hoành biểu thị góc quay với tỷ lệ xích = 0,025

rad
mm

Ta có bảng giá trị biểu diễn góc và giá trị thực của góc :
Vị trí
Giá trị góc()
Đoạn biểu diễn()
Vị trí
Giá trị góc()
Đoạn biểu

1
00
0
6
180
126

2
280
20
7
188
132

3
450
31
8
216
150

9
225
157

4
900
63
10
270
189

5
1350
94
11
315

220

diễn()
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

23


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy

b)vẽ đồ thị công Ac ,Ađ và mô men phát động Mđ
Tích phân đồ thị Mctt ta đợc đồ thị công cản, chọn cực tích
phân H=60 mm

A = M . . H = 0,025*0,4*60 = 0,6

Nm
mm

Phơng pháp tích phân đồ thị :
Trên đồ thị Mctt trên trục hoành ta lần lợt lấy các điển
a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a10 là trung điển các đoạn 1.2 , 2.3 , 3.4 , 4.5
, 5.6 , 6.7 , 7.8 , 8.9 , 9.10 , 10.11 , 11.1 từ các điểm
a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a10 dóng các đờng thẳng song song với trục
tung cắt đồ thị Mctt tại các điểm a1,,a2,,a3,,a4,,a5,,a6,,a7,,a8,,a9,,a10, từ
các điểm này ta dóng song song với trục hoành cắt trục tung tại các
điểm b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8,b9,b10 .Từ gốc toạ độ 1 ta lấy điểm P
cách 1 một khoảng bằng H=60 mm vuông góc với trục tung và ngợc

chiều

vơí

chiều

dơng

của



lần

lợt

nối

P

với

b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8,b9,b10 Trên biểu đồ vẽ Ac cũng chia trục hoành
nh biểu đồ Mctt.Từ diểm gốc 1 và trong phạm vi khoảng chia đầu
tiên ta vẽ một đoạn 1C 1 song song với Hb1cắt đờng thẳng đứng 2
tại C1và cứ làm nh thế ta đợc các điểm C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8,C9,C10Nối
các điểm C1, C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8,C9,C10 ta đợc đồ thị của Ac=f()
khi đã đợc đồ thị Ac=f() ta đi xác định đồ thị Ad bằng cách:
Nối điểm đầu và điểm cuối của đồ thị công cản A c=f() ta đợc
đồ thị công phát động Ađ =f() vì rằng mô men động thay thế

là hằng số :Mđ=const (cha biết trị số mô men động ). Nhng công
của mô men thay đổi và bằng :


Ađ =

M



d

d

0

Sau một chu kỳ làm việc của máy , công động bằng công cản:
Ađ=Ac
Vì vậy đờng thẳng Ađ =f() sẽ nối điểm đầu và điểm cuối
đờng cong Ac=f() (ở đầu và ở cuối chu kỳ Ađ=Ac).
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

24


Thuyết minh đồ án nguyên lý máy
Trị số của mô men phát động xác định bằng cách vi phân đồ thị.
Ađ=f().

Muốn thế ,từ điểm p của đồ thị M=f( ) ta kẻ tia song song
với đờng thẳng Ađ= f() tới cắt trục tung tai M . Tung độ sẽ biểu
thị mô men phát động Mđ với tỷ lệ xích M .
c)Xây dựng đồ thị đồ thị E = f():

E = A = Ađ + Ac .
Bằng cách cộng đại số đồ thị Ađ và Ac ta đợc đồ thị E với chú
ý chiều của E là chiều của Ad. Xây dựng đồ thị E = f() với tỷ
lệ xích

E = A =

0,6

jun
m.m

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 với tất cả các
vị trí của nó
Theo công thức :
Jtt

1
= 2 ( m5.vs52

1

+ m4.vs42 +m3.vs32+ m2.vs22+m1.vs12 +

Js112+Js222
+Js332 +Js442+Js552)
Biến đổi

Vij
=
lij

=

ij
lij

v

ta đợc :

Jtt= (m1.ps12+m2ps22+m3ps32+m4ps42+m5ps52
pb3
pa1
c 4 b4
L
L
2
BO
2
2
+Js1.( 0 A ) +Js3.(
) +Js4.( CB )2L2

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 ()
Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Bộ Môn Nguyên Lý Máy - Chi
Tiết Máy

25