Báo cáo bài tập lớn nguyên lý máy

BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI
BỘ MÔN NGUYÊN LÝ - CHI TIẾT MÁY

BÀI TẬP LỚN

NGUYÊN LÝ MÁY

Giáo viên hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:

Lớp:DTA49-DH1
Hải Phòng năm:2009-2010

Trang : 2


Trang : 3

BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY
* Đề bài: Tính tốn cơ cấu chính của động cơ đốt trong
1. Các thơng số cho trước.
STT
44

n

S

(vg/ph)

(mm)

2800

175

= r/ l

D



(mm)

1/ 4

152

1/85

Trong do n:vịng quay trục khuỷu
D: đường kính xilanh.
S: hành trình pittong.
max: gia tốc lớn nhất của biên
: hệ số không đề cho phép vận tốc khâu dẫn.
R: bán kính tay quay.
L: chiều dài tay quay.
2. Lược đồ chung của cơ cấu tay quay con trượt.
p

B

3

p ma x
2
A

O

s

1
§ CT

§ CD

3. Các gia trị của khâu.
- Trọng lượng khâu 2: G2 = 90 (KG/m) x l (m)
- Trọng lượng khâu 3: G3 = 0,35G2
- Trọng tâm khâu 2 (S2): lAS = 0,35lAB
- Bán kính quán tính khâu 2: 22 = 0,17. lAB2
- Áp suất lớn nhất: pmax = 50 KG/cm2


Trang : 4

BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY
PHẦN I : PHÂN TÍCH CẤU TRÚC
1.Tính bậc tự do, xếp loại cơ cấu:

Cơng thức tính bậc tự do của cơ cấu phẳng
W = 3n- 2p 5 - p 4 + r +r th - w th
Trong đó:

 n _ số khâu động. Trong động cơ đốt trong hai kì thì thực chất áp lực của
khí đốt cháy sinh cơng đẩy pít tơng (khâu 3) trượt thông qua tay biên
(khâu 2). Khiến trục khuỷu (tay quay- khâu 1) quay, cơ cấu có ba khâu
động nên n = 3.
 P5 _ Số khớp loại 5
Khâu 1 nối với giá bằmg khớp quay
Khâu 2 nối với khâu 1 bằng khớp quay
Khâu 2 nối với khâu 3 bằng khớp quay
Khâu 3 nối với giá bằng khớp trượt
 Cả bốn khớp đều là khớp thấp loại 5 nên có p 5 = 4.
 p 4 _ Số khớp loại 4. Cơ cấu khơng có khớp loại 4 nên p 4 = 0.
 r_ Số ràng buộc trùng, r = 0.
 rth_ Số ràng buộc thừa, rth = 0.
 Wth _ Số bậc tự do thừa, trong tất cả các khâu khi tham gia chuyển động
đều làm thay đổi cấu hình của cơ cấu nên khơng có chuyển động thừa.
 Vậy số bậc tự do:

W = 3 3 - 2 4 - 0 + 0 + 0 - 0 = 1.

* Tách nhóm :
- Tách nhóm gồm khâu ( 2 và 3 ): nhóm tách ra có hai khớp chờ là A và khớp
trượt ở B . Cả hai khớp A, B có vị trí xác định khi cơ cấu chuyển động. Khớp trong
là khớp quay tại B, bậc tự do của nhóm tách là W = 3n -2p 5 = 3. 2- 2 .3 = 0
B

3

2
A

 Nhóm tách ra là nhóm Axua loại 2
- Cơ cấu cịn lại là khâu dẫn 1 nối với giá bằng khớp quay:

O

1


BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY

Trang : 5

KL: Cơ cấu động cơ đốt trong gồm một nhóm Axua loại 2 và một khâu dẫn
hợp thành nên cơ cấu thuộc loại 2.
2. Tính kích thước thực của cơ cấu:
Ta có OA = r
S: hành trình của pittơng, do S = 2r nên r 

S 175

 87,5(mm)
2
2

Có  = r/l = 1/4  l = 4r = 4.87,5 = 350 (mm)
* Tính vận tốc góc khâu 1:

Ta lại có: 1 

 .n
30



3,14.2800
 293,07( s 1 )
30

PHẦN II : PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC
1. Bài tốn vị trí:
* Trình tự giải:
- Chọn tỉ lệ xích hoạ đồ vị trí  l 

r 87,5

 1,75 (mm/mm).
OA 50

- Vẽ vịng trịn tâm O bán kính OA = 50 mm, chia vòng tròn thành tám phần
bằng nhau, được xác định bởi mỗi điểm chia nên dược các điểm tương ứng la: A0,
A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7.
- Từ các điểm Ai làm tâm quay các cung trịn có bán kính là AB
AB 

l AB

l



350
 200(mm)
1,75

- Các cung này cắt theo phương trượt của piston yy tại các điểm tương ứng là
Bi. Tương ứng mỗi điểm Ai ta xác định các điểm Bi tương ứng. Nối các điểm Ai với
Bi ta được vị trí của cơ cấu tại các góc quay OAiBi.
- Vị trí trọng tâm của khâu 2 là S2i được xác định:
AiS2i = 0,35.AB = 0,35.200 = 70 (mm)
- Nối các S2i bằng đường cong trơn ta được quỹ đạo của S2 trong chu kì chuyển
động của cơ cấu.
Bài tốn vị trí cơ cấu của động cơ hai kì được xác định bởi tám vị trí của khâu
dẫn sau những khoảng góc quay /4 trong một chu kì chuyển vị (một vịng quay của
khâu dẫn  = 2). Xác định quỹ đạo của các điểm S2 trong chu kì chuyển động của
cơ cấu. Ta được hoạ đồ vị trí cơ cấu của động cơ hai kì như hình vẽ.
2. Bài tốn vận tốc.


BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY

Trang : 6

Ta giải bài toán vận tốc theo phương pháp vẽ hoạ đồ và vẽ tám hoạ đồ ứng tám
vị trí của cơ cấu:
Nhận xét: Cơ cấu có một bậc tự do loại 2 dạng 2.
* Giải bài toán vận tốc :
Tại các điểm Ai trên chu kì chuyển động của khâu dẫn ta có vận tốc của chúng

được xác định như nhau, nhưng khi vẽ trên hoạ đồ chúng được xác định bởi các
điểm Ai tương ứng.
Giải phương trình véc tơ.

VA1 có:
- VA1= 1.lOA = 293,07.87,5= 25644(mm/s)=25,644(m/s)
- Phương vng góc với OA.
- Chiều theo 1, quay cùng chiều kim đồng hồ.


Xét tại A: VA 2  VA1 .



Xét khâu 2: ta có VB 2  VA2  VB 2 A2 (1)
-

=

-


VB 2 A 2 : Biết phương của nó vng góc với AB



Tại khâu 3: Do khâu 3 chuyển động tịnh tiến nên VB 2  VB 3

Giải phương trình (1) bằng phương pháp vẽ hoạ đồ:
- Chọn cực pi.

- Chọn tỉ lệ xích  v 

- Vẽ pa1 biểu thị V A1 .

V A1 25,644

 0,513(ms 1 / mm)
pb1
50


- Từ các điểm a1i vẽ đường thẳng 1  AB biểu diễn phương của VB 2 A 2

- Từ các điểm pi vẽ đường thẳng 2 // yy biểu diễn phương VB 3

 Giao điểm của 1 và 2 là b = b2 = b3.
Kết quả là : VB3 = v. pib
VB2A2 = v. aib
 Vận tốc góc của khâu 2 là:  2 

VA2 B 2
l AB

(s-1)

Như ở bài tốn vị trí ta xác định S theo công thức AiS = 0,35.AiBi nhưng do kích
thước thực và kích thước trên hoạ đồ vận tốc tỉ lệ với nhau (người ta đã chứng minh


Trang : 7

BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY

được kích thước thực và kích thước trên hoạ đồ đồng dạng với nhau). Nên ta cũng
có: as = 0,35. ab (mm)
Ta tìm được điểm s trên hoạ đồ vận tốc, nối pi với s ta có véc tơ pis. Ta xác định vS theo công
thức sau:
VS = v. pis.
Dựa vào hoạ đồ vận tốc và các cơng thức tính ở trên ta tìm được các đại lượng,
tổng hợp thành bảng kết quả như sau:
Vị trí
8=0

50

Các
đại
lượng
VA

25,644
VB

0
0
32,5

VS

16,673

50

VBA

25,644
73,268

2 (s1
)

8

0

1

2

3

4

5

6

7

pa(mm)

50

50

50

50

50

50

50

50

VA(m/s)

25,644

25,644

25,644

25,644

25,644

25,644

25,644

pb(mm)

0

28,39

50

41,12

0

41,12

50

28,39

VB(m/s)

0

14,564

25,644

21,094

0

21,094

25,644

14,564

ps(mm)

32,5

40,29

50

44,12

32,5

44,12

50

40,29

VS(m/s)

16,673

20,669

25,644

22,634

16,673

22,634

25,644

20,669

ab(mm)

50

35,98

0

36

50

36

0

35,98

VAB(m/s)

25,644

18,458

0

18,468

25,644

18,468

0

18,458

73,268

73,268

52,737

0

52,765

73,268

52,737

0

25,644

52,737

3. Bài tốn gia tốc
Lập phương trình gia tốc:

 n
Ta có: a A1  a A1 . Có độ lớn 12. lOA = 293,072. 0,0875 = 7515,38 (m/s2)
Phương song song với OA. Chiều hướng từ A về O


Tại A: a A2  aA1




Xét khâu 2: aB 2  aA2  a n B 2 A2  a t B 2 A2 .

a n B 2 A 2 có độ lớn: 22. lAB, phương song song với AB. Chiều hướng từ B về A

a t B 2 A 2 biết phương vng góc với AB.



Tại B: aB 2  aB 3 . Do khâu 3 chuyển động tịnh tiến nên gia tốc mọi điểm bằng
nhau và có phương song song yy.
Vậy phương trình trên giải được bằng phương pháp hoạ đồ:


Trang : 8

BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY
- Chọn cực p' .
- Chọn tỉ xích  a 

a A2 7515,38
2

 150,308 (m/s /mm)
50
50


- Ta vẽ p'ai biểu diễn a A 2 có p'ai = 50 (mm),

- Từ ai vẽ ain biểu diễn a n B 2 A 2 ;

ai n 

a n B 2 A2

a

, có phương song song AB, có chiều hướng từ B về A.


- Từ n vẽ 1 AB biểu diễn phương của a t B 2 A 2

- Từ p' vẽ 2 // yy biểu diễn phương của a B 3
 12 = b = b2 = b3

t
a t B 2 A2
 a B 2 A 2 =2.lAB   2 
l AB
- Khâu 3 chuyển động tịnh tiến nên 3 = 0.
Như bài toán vận tốc ta cũng có : as = 0,35.ab, dựa vào hoạ đồ ta có :
Vị trí
Các

0

1

2

3

4

5

6

7

8=0

p'a (mm)

50

50

50

50

50

50

50

50

50

aA1 (m/s2)

7515,
38

7515,3

8

an (mm)

12,5

6,24

0

6,24

anBA
(m/s2)

1878,
85

937,92

0

937,92

nb (mm)

0

34,36

52,7

34,36

0

0

5164,5
8

7921,2 5164,5
3
8

37,47

35,4

12,91

5321

1904,4
7

đai lượng

aA

anBA

atBA

atBA
2

(m/s )
p'b
aB

(mm)

aB(m/s2
5632
)

7515,3 7515,3 7515,3 7515,
8
8
8
38
12,5

7515,3 7515,
8
38

7515,3
8

6,24

0

6,24

12,5

1878,8 937,9
5
2

0

937,9
2

1878,8
5

34,36

52,7

34,36

0

0

5164,
58

7921,2
3

5164,
58

0

35,4

62,5

35,4

12,91

35,4

37,47

5321

9394,2
5

5321

1904,4
7

5321

5632


Trang : 9

BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY

aS

p's(mm)

45,66

42,19

32,81

42,19

32,81

42,19

45,66

aS(m/s2)

6863,
06

6341,4
9

4931,6 6341,4 8173,7 6341,
1
9
5
49

4931,6
1

6341,
49

6863,0
6

0

14755,
94

22632, 14755,

1
94

22632, 14755
1
,94

2 (s-2)

42,19

54,38

0

14755
,94

PHẦN III : PHÂN TÍCH LỰC CƠ CẤU
* Nhiệm vụ: Ta xác định các áp lực tại các khớp động (khớp A, B, O) và mô
men cân bằng đặt trên khâu dẫn.
I. Xác định các ngoại lực tác dụng.
1. Trọng lượng các khâu:
G1 = 0.
G2 = m2 .g = 90lAB = 90.0,35 = 31,5 (N)  m2 = 3,15 (kg)
G3 = m3. g = 0,35G2 = 0,35.31,5 = 11,025 ( N )  m3 = 1,1025 (kg)
2. Xác định áp lực khí cháy:

Pi

pi

D

Lực khí cháy là ngoại lực chủ yếu được coi là lực phát động chính của động
cơ. Loại lực này thường xác định từ đồ thị công là đồ thị phụ thuộc giữa áp suất
trong buồng đốt theo hành trình piston , để giải bài tốn lực theo góc quay khâu dẫn
ta phải xác định được áp suất tác dụng lên piston ứng với các góc quay ta đã chọn.
Cơ sở chuyển từ áp suất hành trình sang áp suất góc quay có liên hệ từ hoạ đồ vị trí
cơ cấu tức là ta có quan hệ góc quay-hành trình.
* Các bước thực hiện tiến hành như sau :
- Vẽ đồ thị áp suất hành trình lấy điểm chết dưới làm mốc đặt hành trình của
piston theo góc quay đã chọn (ở bài tốn vị trí ) nghiêng một góc bất kì so với hành
trình đồ thị . Nối B4 với điểm chết trên , từ các Bi vẽ các tia song song với đường nối

0


Trang :10

BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY

vừa vẽ được các điểm 1 , 2, 3, 4 .Từ các điểm i vẽ các tia song song với trục tung cắt
đường cong tại các điểm i’.
p
Từ 1 đến 4 lấy hành trình nén cịn từ 4 đến
8 lấy là hành tình nổ giãn nở.
4'
5'

Từ các Bi vẽ các tia song song với
trục hoành ta được những mức áp suất
khác nhau. Ứng với các hành trình piston, y
max
áp suất tác dụng ứng với các góc quay i .

6'
3'

7'

p(i) = ii’.P với ii’ (mm)

2'
1'
4

p
500
 P  max 
 4 ( N/cm2/mm )
ymax 125

3

Bo

1

2

§ CT

§ CD

s

B1=B7
B2=B6

pmax = 500 (N/cm2 ) : Là áp suất lớn nhất.
ymax = 125 (mm) : Đo được trên đồ thị.
Công thức tính áp lực: Pi  pi .

 .D 2
4

B4

B3=B5

với D = 152 (mm) , Pi (N)

Ta có bảng kết quả sau :
0

1

2

3

4

5

6

7

8

ii’ (mm)

7

15,6

19,27

38,19

125

81,03

30,89

18,52

7

pi (N/cm2)

28

62,4

77,08

152,76

500

324,12

155,56

74

28

58815

28228

13428

5081

 .D 2
4

181,366

(cm2)
Pi (N)

5081

11323

13987

27720

90730

3. Lực quán tính của các khâu:
- Khâu 1: Có S1  O nên Fqt1 = 0 , Mqt1 = 0.
- Khâu 3: Có S3  B , do khâu 3 chuyển động tịnh tiến nên 3 = 0 suy ra Mqt3 =



0 , Fqt3  m3.aB .

- Khâu 2: Là khâu chuyển động song phẳng, lực quán tính khâu 2 bao gồm





một lực Fqt2  m2 .aS 2 đặt tại trọng tâm S2 và một mô men M qt2   2 .J S 2


Trang :11

BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY

với JS2 = m2 . 22 = m2. 0,17. lAB2 = 3,15.0,17.0,352 = 0,066
(kgm2-)
Tuy nhiên các bài tốn được chọn giải theo hướng tìm vị trí đặt lực quán tính

gọi là tâm quán tính T để lực qn tính đặt tại đó tương đương với hệ lực Fqt 2 đặt tại

S2 và M qt 2 .
* Tìm tâm qn tính khâu 2 :
a. Tâm quán tính của một khâu chuyển động quay
quanh một điểm không qua trọng tâm.
l AKi  l ASi

J Si
.

mi .l ASi

M qt
Fqt

h

Mq t

Fq t


Nên nếu dời Fqt đến K thì ta không phải quên tâm đến

M qt (K là tâm va đập)

Khoảng cách từ Si đến K là h : h 

O

a S2
h

F'q t

K

.

b. Tâm quán tính của khâu chuyển động song phẳng .
Chuyển động song phẳng được coi như là chuyển động tịnh tiến theo cực và
chuyển động quay quanh trục đi qua điểm cực. Hợp lực quán tính là hợp của lực
qn tính và mơmen qn tính.






Ta có quan hệ gia tốc sau: aS 2  a A2  aS 2 A2












  m2 .aS 2  m2 .aB 2  (m2 ).aS 2 B 2 Vậy Fqt2  F ' qt2  F '' qt2

F ' qt 2 : lực quán tính trong chuyển động theo cùng với điểm cực.

F '' qt 2 : lực quán tính trong chuyển động quay của khâu quanh điểm cực.

Tóm lại :
Hợp lực quán tính sẽ là tổng của hai lực quán tính thành phần này nên quy tắc
xác định hợp lực quán tính như sau :
- Vẽ vị trí khâu 2.
- Chọn B làm điểm cực và xác định vị trí tâm va đập K theo cực bằng khoảng
cách lBK
- Qua S2 vẽ phương của F’qt2 : 1 // p’b2 .
- Qua K ( KB ) vẽ 2 // b2s2 biểu thị phương của F’’qt2 .
l SKB

JS
 2 0,17.l 2 AB 0,17.(350) 2




 91,538 (mm)
m.l BS l BS
l BS
227,5


Trang :12

BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY
 T giao của 1 và 2.


Tại T vẽ Fqt 2 song song và ngược chiều vớivéc tơ p’s2 .
Ta có bảng trị số các lực quán tính : Với m2 = 3,15 (kg), m3 = 1,1025 (kg)
0

1

2

3

4

5

6

7

8

5632

5321

1904,47

5321

9394,25

5321

1904,47

5321

5632

2099,68 5866,4

10337,16

5866,4

aS2
6863,06 6341,49 4931,61 6341,49
(m/s2)

8187,75

6341,49 4931,61 6341,49 6863,06

Fqt2(N) 21618

25747,3

19975,7 15534,6 19975,7

aB3
(m/s2)

Fqt3(N) 6209,28

5866,4

19975,7 15534,6 19975,7

2099,47 5866,4

6209,28

21618

II. Xác định áp lực khớp động.
1. Lập phương trình xác định các áp lực khớp động.
+ Tách nhóm gồm khâu (2,3), áp lực khớp động tại các khớp chờ trở thành
ngoại lực tác dụng vào nhóm.
P
B
G3

3

2

Fq t3

Fq t2

S
T
G2

A

N12t
N12

N12n

Ứng với mỗi vị trí bất kì ta có lực tác dụng lên nhóm gồm: N03, N12, Fqt2, G2,

G3, Fqt3, P.
+ Viết phương trình cân bằng lực cho nhóm:


Trang :13

BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY





 
N12  G2  Fqt 2  G3  Fqt3  P  N 03  0
 


 N12  Fqt 2  Q  N 03  0
 

 
Có: Q  G3  Fqt3  P  G2


N 03 ta đã biết phương vng góc với phương trượt OB.

+ Giải phương trình:






Chia N12  N t 12  N n12 sau đó ta xác định Nt12.
Xét riêng cho khâu 2 ta có : mB(F) = Fqt2 . hqt2 – G2 . h2 - Nt12 . AB = 0 .
 N t 12 

Fqt 2 .hqt 2  G2 .h2
AB

(N) với G2 = 31,5 (N)

hqt2 _ đo trên hoạ đồ, là khoảng cách từ Fqt2 đến điểm B.
h2 _ đo trên hoạ đồ, là khoảng cách từ G2 đến B.
AB_ độ dài thanh truyền AB trên hình vẽ.
+ Chọn tỉ xích N = 300 (N/mm)
Vẽ  biểu diễn phương Nn

( // AB). Lấy a bất kì trên  , vẽ ab  AB biểu

1
12
1
1
t
diễn N 12 . Từ b vẽ bc biểu diễn Fqt2, từ c vẽ cd biểu diễn Q từ d vẽ 2 vng góc với

yy biểu thị phương của N03, 2 cắt 1 tại e.
Từ hoạ đồ đo các đoạn eb, de, ea.

=>N12 = n. eb, N43 = n . de, Nn12 = n . ea
Tách riêng khâu 3 :






Lập phương trình cân bằng : Q  N 03  N 23  0
Từ hoạ đồ đo đoạn ec  N23 = n . ec
Kết quả các nội lực:
0

1

2

Q (N)

3613

4937,9

11204

eb

53

96

98

3

4

5

6

20862 45286,8 37133 17782
73

76

141

59

7

8

8053

3613

89

53


Trang :14

BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY
N12(N)

15900

28800

29400

21900

22800

ec

38,3

40

111

93

120

12000

33300

27900

36000

N23(N) 11490

42300 17700 26700 15900
103

80

82

38,3

30900 24000 24600 11490

de

0

22

19

9

0

17

11

12

0

N03(N)

0

6600

5700

2700

0

5100

3300

3600

0

III. Xác định mô men cân bằng :
* Mô men cân bằng là mômen ngoại lực đặt lên khâu dẫn để cân bằng với các
ngoại lực khác tác dụng vào cơ cấu để động cơ làm việc ở chế độ cân bằng. Ta phải
tìm tám vị trí ứng với tám vị trí khác nhau của khâu dẫn.
Xác định mơmen cân bằng bằng phương pháp phân tích áp lực khớp động:
- Vẽ vị trí khâu dẫn (có tám vị trí) chung một gốc O, có tỉ lệ xích l = 1,5
(mm/mm). Ta dời lực N21 về các điểm Ai tương ứng .
- Từ O vẽ các đường vuông góc với các N21, xác định h21, h21 được đo trên
hình vẽ sau đó nhân với tỉ lệ xích.
 Micb = Ni21 . hi21. l
- Khi đó ứng với 8 vị trí ta sẽ có 8 giá trị của Mcb.
Bảng kết quả :
0

1

2

3

N21 (N)

15900

28800

29400

hi21

(mm)

0

14

46

Micb(Nm)

0

604,8

4

5

6

7

21900 22800 42300 17700 26700
42

2028,6 1379,7

42

49

28

0

0

2664,9

1301

1121,4

0

1. Xây dựng đường cong J().
Ta thay thế khối lượng, mômen quán tính các khâu về khâu 1:
vS 2

1

) 2  J 2 .(

15900

0

PHẦN IV: TÍNH MƠMEN QN TÍNH BÁNH ĐÀ

J tt  m2 .(

8

2 2
v
)  m3 .( B 2 ) 2
1
1

Để xác định cho cả chu kỳ động lực học ta lập bảng tính : 157


Trang :15

BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY
Vtrí
m2
vS 2

1

Tích 1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

3,15

3,15

3,15

3,15

3,15

3,15

3,15

3,15

3,15

0,0645

0,075

0,0487 0,0612

0,075

0,0645 0,0487

0,0057 0,0091 0,0137

0,01

0,0057

0,01

0,0612 0,0487

0,0137 0,0091 0,0057

J2

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

2
1

0,2777

0,2

0

0,2

0,2777

0,2

0

0,2

0,2777

0,0012 0,0023

0,0012

0

1,1025 1,1025 1,1025 1,1025 1,1025

1,1025

1,1025 1,1025 1,1025

Tích 2
m3

0,0023 0,0012

vB

0

0,0012 0,0023

1

0

0,0595

0,075

0,0615

0

0,0615

0,075

0,0595

0

Tich 3

0

0,003

0,0048 0,0032

0

0,0032

0,0048

0,003

0

Jtt

0,008

0,008

0,0144

0,0185 0,0133

0,0133 0,0185 0,0144

0,008

2. Xây dựng đường cong Mđ().
Cơ cấu ta xét là một động cơ có một mơmen cản đặt tại khâu dẫn coi như không
đổi, tất cả các lực khác gọi là lực động bao gồm áp lực khí cháy , trọng lượng các
khâu được thay thế bằng một mômen động đặt tại khâu dẫn có trị số xác định theo
góc quay theo cách xác định mômen thay thế:
M tt  P.

vB

1

 
 

v
v
cos( P, vB )  G3 . B cos(G3 , vB )  G2 . S 2 cos(G2 , vS 2 )

1

1

Mđ thay đổi theo góc quay  , để tính Mđ cho cả chu kỳ ta lập bảng:
0

1

2

3

4

5

6

7

8

2423

3808

10731

19732

43273

36003

17309

6923

2423

0

0,0595

0,075

0,0615

0

0,0615

0,075

0,0595

0

 
cos(v B , P)

0

-1

-1

-1

0

1

1

1

0

Tích 1

0

-1213,5

0

2214

1298

412

0

P
vB

1

-226,5 -804,8


Trang :16

BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY
G3

11,025 11,025 11,025

11,025

11,025

11,025

11,025 11,025 11,025

 
cos(G3 , v B )

0

-1

-1

-1

0

1

1

1

0

Tích 2

0

-0,506

-0,64

-0,52

0

0,52

0,64

0,506

0

G2

31,5

31,5

31,5

31,5

31,5

31,5

31,5

31,5

31,5

0,075

0,0645

0,0487

0,0645

0,075

1

-0,83

0

0,83

1

0,82

0

vS 2

0,0487 0,0612

1

0,0612 0,0487

 
cos(G2 , v S 2 )

0

-0,82

Tích 3

0

-1,219 -1,822

-1,3

0

1,3

1,822

1,219

0

Mtt (Nm)

0

-228,2 -807,2

-1215,3

0

2215,8

1300,4

413,7

0

3. Vẽ đồ thị Mđ() theo số liệu trong bảng tính.
Ta lập hệ trục: Mđ thẳng đứng,  nằm ngang
Chọn tỉ xích  M 

M max 2215,8

 44,316 (Nm/mm)
150
150

 = 2/150 = 0,042 (rad/mm)

4. Tích phân đường cong Mđ()để được Ađ() bằng phương pháp đồ thị.
Cơ sở của tích phân đồ thị là đơn giản hoá đường cong M ,nếu M là hằng số
thì Ađ là đường bậc nhất nên người ta tiến hành tích phân gần đúng như sau:
Chia trục  làm nhiều đoạn bằng nhau: 16 khoảng, đánh dấu khoảng chia từ 0
,1 . . . 16
Trong mỗi đoạn này M là hằng số và là trị số trung bình của M trong khoảng,
kết quả là ta được M là dạng bậc thang . Từ các giá trị trung bình này vẽ các tia
song song trục hồnh cắt trục tung tại các điểm i’. Lấy về phía trái của góc O
điểm P cách O một khoảng H, gọi P là cực tích phân nối P với các điểm i’.
Lập hệ trục Ađ() có trục A  M , //  ở trên và giữ các khoảng chia góc 
như đã chia ở đồ thị M(). Bắt đầu từ O vẽ các tia O1’’// P1’,
. . . i’’(i+1)’’//
P(i+1)’.
A= H.M.= 30.44,316.0,042= 55,838 (radNm/mm)
5. Vẽ đường Ac ().
Vì MC là một hằng số nên AC là một đường bậc nhất cần hai điểm để vẽ , điểm
đầu O , điểm cuối như Ađ .
6. Vẽ đường E = Ađ – AC .


BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY

Trang :17

7. Vẽ đường cong J().
J 

J max 0,0185
2


 1,2333.10 4 (kgm /mm)
150
150

 = 0,042 (rad/mm)
8. Xây dựng đường cong E (J).
* Lập hệ trục E-J.
Có trục  trên đồ thị J-, trục J // J trên đồ thị J-.
Tại một góc quay nào đó ta có trị số của J tương ứng trên đồ thị J-  giống tia
song song trục tung và trị số E tương ứng góc  đã chọn trên đồ thị E () giống
tia nằm ngang (là giao E với J của hai đồ thị).
Đường cong E-J xây dựng được cũng là đường cong E-J, khác là trục toạ độ
là trục J dời xuống một khoảng E0.
Với hệ trục O1 ta tính được max ,min theo góc Kmax, Kmin.
Vận tốc góc này khơng thoả mãn điều kiện làm đều.


 max   min
  
tb

Để máy chuyển động đều theo yêu cầu người ta phải lắp bánh đà để :
min = min , max =  max .
Khi đó gốc toạ độ của hệ trục E’(J’) là O’ là hệ trục E-J sau khi đã lắp bánh đà.
Jđ có thể tính được khi ta biết  Kmin ,  Kmax .
Kmin tính theo tg  K min  

J
1,2333.10 4
. 2 tb (1   ) 

157 2 (1  0,01111)  0,0269
2 E
2.55,838

Kmax tính theo tg  K max  

J
1,2333.10 4
. 2 tb (1   )) 
157 2 (1  0,01111)  0,0275
2 E
2.55,838

 Các bước vẽ :
- Vẽ tiếp tuýên dưới của đường cong , của E (J) tạo với trục hoành min
- Vẽ tiếp tuýên dưới của đường cong , của E (J) tạo với trục hồnh max
Giao của hai tiếp tuyến này chính là O’
Jđ = O’H .J
ab = O’H .tgmax - O’H. tgmin
 O' H 

ab
56

 93333
tg  max   tg  min  0,0275  0,0269

 Jđ = 93333.1,2333.10-4 = 11,51 (kgm2)