Phân tích động học cơ cấu chính

Phần I PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CHÍNH Phân tích chuyển động: Lược đồ động cơ cấu máy bào loại 2 ở vị trí như hình vẽ Từ lược đồ cơ cấu chính của bào loại 2 ta thấy cơ cấu được tổ hợp từ cơ cấu culits: Gồm 5 khâu động được nối với nhau bằng các khớp trượt và khớp quay nhưng là khớp thấp. Công dụng của máy bào là biến chuyển động quay của bộ phận dẫn động (thường là động cơ) thành chuyển động tịnh tiến thẳng của bộ phận công tác ( đầu bào) trên đầu bào ta lắp dao bào để bào các dạng chi tiết khác nhau. Đặc điểm chuyển động của các khâu: Khâu dẫn 1 ta giả thiết là quay đều với vận tốc góc w1 truyền chuyển động cho con trượt 2 ( Khâu 2 chuyển động song phẳng) .Con trượt 2 truyền động cho culits 3 có chuyển động quay không toàn vòng lắc qua lắc lại truyền động cho thanh truyền 4 là chuyển động song phẳng và truyền chuyển động cho đầu bào 5 là chuyển động tịnh tiến thẳng theo phương ngang. 2. Tính bậc tự do: Cơ cấu máy bào gồm 5 khâu động vậy n = 5 (số khâu động) nối với nhau bằng 7 khớp thấp: p5 = 7 (số khớp thấp) không có khớp cao: p4 = 0 (số khớp cao) không có ràng buộc thừa và bậc tự do thừa. Do đó để tính bậc tự do của cơ cấu ta áp dụng công thức sau: W = 3n - ( 2P5 + P4 ) - S + Rt = 3.5 - ( 2.7 + 0 ) - 0 + 0 = 1 Vậy số bậc tự do của cơ cấu là 1: Xếp loại cơ cấu: Ta chọn khâu 1 làm khâu dẫn ta tách được 2 nhóm axua loại 2 ( nhóm có 2 khâu 3 khớp là nhóm 2-3 và nhóm 4-5). Do cơ cấu có 2 nhóm đều là nhóm loại hai vậy cơ cấu là cơ cấu loại 2.(hình vẽ) Phần II TỔNG HỢP CƠ CẤU CHÍNH – HOẠ ĐỒ VỊ TRÍ Từ các số liệu đầu bài đã cho ta xác định được các thông số cần thiết để xây dựng cơ cấu : Góc lắc Y: Ta có . Y = 1800 = 1800 = 38,30. Biết được góc lắc Y và khoảng cách Lo1o2 . Từ O2 ta kẻ 2 tia x và x’ hợp với đường nối giá O1O2 một góc 19,150 . Từ O1 ta vẽ vòng tròn tiếp xúc với hai tia O2X và O2X’ ta sẽ xác định được 2 vị trí chết của cơ cấu. Xét cơ cấu tại hai vị trí này ta dễ dàng tính được: R = LO1A = Lo1o2 Sin = 141 (mm) Vì qũy tích điểm B thuộc culits 3 và bằng hành trình H cho nên ta có Sin = H / L02B => L02B = H/2 Sin => LO2B = 624.96 (mm)Độ dài thanh truyền CB  LBC / L02B = 0,32 => LBC = 0,32 . 624,96 = 200 (mm) Khoảng cách ăn dao = 0,05H = 20,5 (mm)Tóm lại ta có độ dài thực của các khâu là : LO1A = 141 (mm) LO2B = 624.96 (mm) LBC = 200 (mm) Để dựng được hoạ đồ vị trí ta chọn tỷ lệ xích chiều dài mL : mL = LBC / BC ta chọn BC = 80 (mm) vậy mL = 0,2 / 80 = 0,0025 (m/mm). Vậy các đoạn biểu của cơ cấu là O1O2 = LO1O2/mL = 0,43/ 0,0025 = 172 (mm) O1A = L01A / mL = 56,42 (mm).O2B = L02B / mL = 249,96 Vẽ họa đồ vị trí : Từ vị trí chết bên trái ta chia vòng tròn tâm O1 bán kính O1A thành 8 phần bằng nhau. Vậy ta đã có 8 vị trí chia đều cộng với 5 vị trí đặc biệt ( đó là vị trí biên phải, hai vị trí 0,05H và hai vị trí ứng với 2 điểm chết trên và chết dưới của tay quay O1A ) tổng cộng ta có được 13 vị trí .Họa đồ vị trí được vẽ như trên hình vẽ. Phần III HOẠ ĐỒ VẬN TỐC TA LẦN LƯỢC VẼ HOẠ ĐỒ VẬN TỐC CHO 13 VỊ TRÍ VỚI TỶ LỆ XÍCH: mV = mL w1 = pn1 mL/30 = 0,023 (m/mms).Giả sử vẽ hoạ đồ vận tốc và gia tốc tại vị trí bất kỳ. Phương trình véctơ vận tốc : Chọn khâu 1 là khâu dẫn quay đều quanh trục cố định qua O1 với vận tốc góc w1 = const nên VA1 có phương vuông góc với O1A chiều thuận theo chiều w1 có độ lớn : VA1 = LO1A. w1 . vì khâu 1 nối với khâu 2 bằng khớp bản lề nên ta có : VA1 = VA2 , khâu 2 trượt tương đối so với khâu 3 nên ta có : VA3 = VA2 + VA3/A2 . Trong đó VA3 có phương vuông góc với O2B trị số chưa xác định : VA3 = Pa3 . mV , VA2 đã xác định hoàn toàn , VA3/A2 có phương song song với O2B trị số chưa xác định . Như vậy phương trình trên còn hai ẩn nên giải được bằng phương pháp hoạ đồ véctơ . Vận tốc của điểm VB3 được xác định theo định lý đồng dạng thuận ,trị số VB3 = pb3.mV vì khâu 4 nối với khâu 3 nhờ khớp bản lề nên ta có VB3 = VB4 . Ta lại có : VC4 = VB4 + VC4B4 .Trong đó VB4 đã xác định hoàn toàn và VC4B4 có phương vuông góc với BC giá trị chưa xác định : VC4B4 = c4b4.mV mà khâu 4 lại nối với khâu 5 nhờ khớp bản lề nên ta có VC4 = VC5 có phương song song với phương trượt giá trị chưa xác định : VC5 = pc5.mV = pc4.mV =VB4 + VC4B4 phương trình này còn hai ẩn nên giải được bằng cách vẽ hoạ đồ véctơ. Cách vẽ: Ta chọn một điểm P bất kỳ làm gốc hoạ đồ, từ P vẽ đoạn Pa1 biểu diễn vận tốc : VA1 = VA2 .Từ mút véctơ pa1 vẽ đường chỉ phương D của VA3/A2 ( D//O2B) từ P vẽ đường chỉ phương D’ của VA3 (D’ ^ O2B) khi đó ta thấy D cắt D’ tại a3 biểu thị vận tốc VA3 , dùng tỷ số đồng dạng ta xác định được pb3 biểu thị vận tốc của VB3 = VB4 từ b3 = b4 kẻ đường chỉ phương D’1 của VC4B4 vuông góc với BC. Từ P vẽ D’2 theo phương ngang cắt D’1 tại c4 = c5 vậy pc5 biểu diễn vận tốc của VC5. Vận tốc các điểm thuộc cơ cấu, vận tốc trọng tâm, vận tốc góc: VA12 = Pa1,2.mV ; VA3 = Pa3.mV ; VA3/A2 = a2a3.mV ; VB3,4 = Pb3,4.mV ; VC5 = Pc5 . mV; VC4B4 = c4b4. mV ; Trọng tâm các khâu đặt tại trung điểm các khâu nên ta xác định được vận tốc trọng tâm theo định lý đồng dạng. VS3 = Ps3. mV ; VS4 = Ps4. mV ; VS5 = Ps5 . mV; +Vận tốc góc các khâu. VA3 = Pa3. mV = O2A.mL. w3 => w3 = Pa3. mV / O2A.mL VC4B4 = c4b4. mV = BC.mL. w4 => w4 = c4b4.mV/ BC.mL w5 = 0 vì khâu 5 chuyển động tịnh tiến. Vận tốc các điểm, các trọng tâm, vận tốc góc được biểu diễn trong bảng 1. Bảng 1: Biểu diễn vận tốc các điểm, vận tốc trọng tâm, vận tốc góc các khâu. VT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Pa1,2 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 56,42 Pa3 0 25,22 36,72 54,64 56,42 53,17 32,19 24,01 0 6,64 49.81 56,42 44,87 a2a3 0 49,25 43,01 14,08 0 18,88 46,93 51,06 0 53,16 26,5 0 34,21 Pb3 0 33,29 45,17 60,41 61,7 59,2 40,55 31,93 0 10,07 103,6 122,14 90,63 Pc5 0 31,33 43,59 60,58 61,7 58,22 39,37 31,01 0 9,79 104,85 122.14 92,48 b4c4 0 9,78 11,3 4,96 0 6,49 10,93 9,49 0 3,3 16,15 0 18,39 O2A 162,48 189,65 203,05 226,06 228,42 224,13 197,83 188,26 162,48 155.9 120,13 115,58 123,69 PS3 0 45,32 22,58 30,21 30,85 29,51 20,27 15,97 0 4,68 51,8 61,07 45,32 PS4 0 31,95 44,02 60,45 61,17 58,6 39,58 31,11 0 9,79 103,91 122.14 91,1 Bảng 2: Biểu diễn giá trị thật vận tốc các điểm, vận tốc trọng tâm, vận tốc góc các khâu. VT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 VA12 VA3 VA3/A2 VB3 VC5 VC4B4 VS3 VS4 VS5 w3 w4 PHẦN IV HOẠ ĐỒ GIA TỐC TA VẼ HOẠ ĐỒ GIA TỐC CHO HAI VỊ TRÍ SỐ 2 VÀ SỐ 7. a, Phương trình véctơ gia tốc Ta có : aA1 = w12. LO1A. ( vì khâu 1 quay đều quanh trục cố định ) vì khâu 1 nối với khâu 2 bằng khớp bản lề ta có aA1 = aA2 mặt khác khâu 2 trượt tương đối so với khâu 3 nên: aA3 = aA2 + akA3/A2 + arA3/A2 (3) trong đó aA2 đã xác định hoàn toàn. arA3/A2 có phương // O2A, giá trị chưa biết, akA3/A2 có chiều thuận theo chiều VA3/A2 quay đi 900 theo chiều w3 giá trị: akA3/A2 = 2.w3 .VA3/A2 . Tuy nhiên nó cũng được xác định theo phương pháp hình học. Vì khâu 3 quay quanh trục cố định nên : aA3 = anA3 + atA3 , trong đó anA3 chiều từ A về O2 phương // O2A, giá trị : anA3 = w32. LO2A ; atA3 có phương vuông góc với O2A giá trị chưa xác định. Vậy ta có : anA3 + atA3 = aA2 + akA3/A2 + arA3/A2 (4). Phương trình 4 còn 2 ẩn nên giải được bằng phương pháp hoạ đồ véctơ gia tốc. Giá trị aB3 được xác định theo định lý đồng dạng thuận . Vì khâu 3 nối với khâu 4 bằng khớp bản lề nên : aB3 = aB4 . Ta có : aC4 = aB4 + anC4B4 + atC4B4 (5) . Trong đó aB4 đã xác định hoàn toàn , atC4B4 có phương vuông góc với BC giá trị chưa xác định , anC4B4 chiều từ C về B có phương // BC giá trị : anC4B4 = w42. LBC . vì khâu 4 nối với khâu 5 nhờ khớp bản lề nên : aC4 = aC5 , mặt khác vì khâu 5 chuyển động tịnh tiến nên aC5 có phương // phương trượt ( phương ngang). Vậy ta có : aC5 = aB4 + anC4B4 + atC4B4 (5’). Phương trình này giải được bằng hoạ đồ gia tốc. b, Cách vẽ hoạ đồ gia tốc: Ta chọn tỷ lệ xích gia tốc ma = w12..mL =(3p)2.. 0,0025 = 0.148 ( m/mms2) . Tính các đoạn biểu diễn: pa’1,2 là đoạn biểu diễn véctơ gia tốc aA1,2 nên : pa’1,2 = .O1A ; a’2K là đoạn biểu diễn akA3/A2 nên : a’2K = 2w3.a2a3 ; pa’3 là đoạn biểu diễn của anA3 nên : panA3 = w32 .Pb3 .mV /ma . Đoạn c’4b’4 là đoạn biểu diễn của anC4B4 nên : c’4b’4 = w42.C4B4 .mV /ma các đoạn này cũng được xác định theo phương pháp hình học. Chọn p làm gốc hoạ đồ, từ p vẽ pa’1,2 biểu thị véctơ gia tốc aA1,2 (pa’1,2// O1A) từ a’2 vẽ phương chiều akA3/A2 , từ mút k vẽ đường chỉ phương D của arA3/A2 ( D // O2A ), từ p vẽ pan’3 biểu thị anA3 (pan’3 // O2A ), từ mút pa’3 vẽ đường chỉ phương D’ của atA3 (D’ ^ O2A ) khi đó D’cắt D tại a’3 nối pa’3 biểu thị aA3. Gia tốc aB3 được xác định theo định lý đồng dạng thuận của hoạ đồ gia tốc. Ta có b’4 º b’3.Vẽ anC4B4 song song với BC . Từ mút anC4B4 vẽ đường chỉ phương D1 của atC4B4 , từ p vẽ đường thẳng theo phương ngang cắt D1 tại c’5 º c’4 khi đó pc’5 biểu thị gia tốc aC5. *, Xác định gia tốc trọng tâm các khâu: Gia tốc trọng tâm S3 : ta có S3 là trọng tâm của khâu 3 nên : ps’3 = pa’3 / 2 Gia tốc trọng tâm S4 : ta có BS4/ BC = b’4s’4/ c’4b’4 = 1/ 2 nên : b’4s’4 = c’4b’4/ 2 Gia tốc trọng tâm S5 : vì khâu 5 chuyển động tịnh tiến nên : ps’5 = pc’5 *, Xác định gia tốc góc các khâu: Ta có : w1 = const nên e1 = 0. Khâu 2 nối với 3 bằng khớp trượt nên e2 = e3 ta có e3 = atA3 / LO2A và e4 = atC4B4 /LBC . Khâu 5 chuyển động tịnh tiến nên : e5 = 0. c, Xác định theo phương pháp hình học: Phần VPHÂN TÍCH ĐỘNG TĨNH HỌC Phương pháp chung để vẽ hoạ đồ : Cơ sở để giải là nguyên lý Đalămbe :Khi ta thêm vào các lực quán tính ta sẽ lập được phương trình cân bằng lực của các khâu,các cơ cấu và máy.Dựa vào các phương trình cân bằng lực này,bằng phương pháp vẽ đa giác lực ta giải ra được các lực chưa biết,đó là áp lực tại các khớp động . Cuối cung còn lại khâu dẫn ta sẽ tính được mômen cân bằng. Ngoại lực tác dụg lên cơ cấu gồm : Lực cản kỹ thuật PC (có ích) đặt tại khâu 5. - Trọng lượng các khâu G1,G3 ,G4 ,G5 đặt tại trọng tâm các khâu ( riêng khâu 5 thì G5 đạt tại S5 với LCS5 = 150 (mm) Lực quán tính các khâu : +) Lực quán tính của Culits 3 có trị số : Pqt3= m3 . as’3 đặt tại tâm va đập K3 , K3 được xác định theo cách tính sau LO2K3 = LO2S3 + LS3K3 = LO2B / 2 + LO2B / 6 = LO2B LS3K3 = JS3/(m3.LO2S3) = (2.m3. L2O2B)/ (12.m3. L2O2B) = LO2B / 6 = 104,15 (mm) Những phản lực cần xác định là :phản lực R05 tạI khớp trượt o; phản lực R45 (hoặc R54) tạI chốt pistông (c) ,R234 tạI B ,R12 (R21) tạI khớp quay A,phản lực R51 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. PC = 1000 N ; G1 = q.L1 = 350.103 .0,09 = 31500 N G2 = q.L2 = 350.103 .0,144 = 50400 N; G3 = q.L3 = 350.103 .0,135 = 47250 N; G4 = q.L4 = 350.103.0,8775 = 307125 N; G5 = 4G4 = 4.307125 = 1228500 N; m2 = = 5040 (kg); m3 = = 4725 (kg); m4 = =30712,5 (kg); m5 = = 122850 (kg). a)Phân tích lực tại vị trí số 4: Đặt lực : Lực cản kỹ thuật đặt tạI khâu 5 . Trọng lượng các khâu G3 , G2 , G4 , G5 đặt tạI trọng tâm các khâu, Khối lượng các khâu : m2 ;m3 ;m4 ;m5 Lực quán tính : Lực quán tính của thanh truyền BC (do chuyển động song phẳng):Pq4 có trị số Pq4=m4 . as’4 =30712,5.1,4434=44330,9(N) Đặt tại T là giao đIểm giữa đường thẳng kẻ qua K và song song với véc tơ ps’2 trên hoạ đồ gia tốc và đường thẳng kẻ qua s2 song song với véc tơ pa’ ( ) Cách xác định tâm va đập K: Chọn đIểm B làm cực BK4 = BS4 + = = =390/6 = 65 mm X ác định áp lực khớp động : Tách nhóm Axua 4-5 , đặt các lực Pc ,G5, Pq5,G4, Pq4,kẻ phương R05 ,áp lực khớp động R234 tạI B được phân ra làm hai thành phần Rt234 và Rn234.để tính Rt234 ta tách riêng khâu 4 và lấy mô men với điểm C . Rt234== =160427,79mm Vậy phương trình lực của nhóm 4-5 là : =++++ ++ + Vẽ hoạ đồ lực và ta xác định được R05 ,Rn234 , R234 , Để xác định R54 ta dựa vào phương trình cân bằng lực riêng của khâu 4. = 0 Với tỷ lệ xích:mp=2000 N/mm Tiếp tục tách nhóm Axua 2-3 ;Tại B có =-, đặt các lực G3, Pq3 tại A có R12 và tại O2 có R03 phương trình cân bằng lực của nhóm axua là : =++++= 0 và chưa biết cả trị số và phương nên Phương trình lực còn 4 ẩn .ta khử ẩn số bằng cách tách con trượt 2 ra , con trượt 2 chịu tác dụng của lực R12 đI qua A ta phân ra làm 2 thành phần Rt12 và Rn12xác định Rt12 bằng cách lấy mô men với điểm B. Rt12== =23950,868mm Tương tự tách khâu BO2 ta xác định được Rt03 Rt03===22805,038mm Vẽ đa giác lực ta suy được Rn03 ,Rn12 R12 Cuối cùng còn lại khâu dẫn o1A chịu tác dụng của lực R21=-R12 đặt tại A và một mô men cân bằng . Lấy tổng mô men đối với điểm o1 ta có: MCB=(R21.h1-G1.h2)mL= (108,3.19-31500 .4,88) .0,00225 =-441,24 Nm Tính mô men cân bằng trên khâu dẫn bằng phương pháp đòn jucopki: Cách làm xoay hoạ đồ vận tốc đi 1 góc 900 đặt các lực vào các điểm tương 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 dương . sau đó nhân với -mv/w1 ta được mô men cân bằng . MCB=- =-mL .(G1.h6 –G2.h3 –(G3 + G4). h5 + (Pq5–Pc ). p4c4- Pq2 .h4 - Pq3 .h2 +Pq4 .h1 ) =-0,00225.(31500.4,8-50400.8-(47250+307125). 12,88+ (58746,6-1000).6,34-15624.10,8-4016,25.3,5+44330,9.2,3) =-448,03 Nm Phân tích lực tạI vị trí số 8: Ta cũng tiến hành như ở vị trí số 4. Rt234 = = =-63821,565mm Rt12 == =3279mm Rt03 = = = 3239,707mm MCB=(R21.h1-G1.h2)mL = (327,0094.36,1182+31500 .4,88) .0,00225 =372,5 Nm Tính mô men cân bằng trên khâu dẫn bằng phương pháp đòn jucopki: MCB= -mL .(G1.h6 –G2.h3 –(G3 + G4). h5 + (Pq5–Pc ). p4c4- Pq2 .h4 - Pq3 .h2 +Pq4 .h1 ) =379,813 Nm Nhận xét : tính mô men cân bằng theo hai phương pháp thì không chênh lệch nhau nhiều lắm Vị trí 4 sai lệch là 1,5690/0 Vị trí 8 sai lệch là 6,290/0 Lập bảng: Vị trí R05 R234 Rn234 Rn03 Rn12 R12 Rt12 R03t R234t 4 23950,86 22805.38 160427.8 609,8 129,4 103,2 184,8 107,7 108,3 11.975 11.40269 80.2139 8 3297 3,240 63821.56 694 176 173,3 251,4 326,4 327 1.6485 1.619854 31.91078 Phần VII TÍNH TOÁN BÁNH ĐÀ Ta dùng phương pháp đồ thị đường cong Vittenbao. 1)Vẽ biểu đồ mô men cản thay thế : a)vẽ biểu đồ mô men thay thế : MCtt = (Pk.Vk + Mk .wk). = (PCi.hPC + G4.h4 + G3.h3 + G1.h1).mL Tính mô men cản thay thế theo phương pháp đòn Jucopky . Cách làm như sau xoay 13 vị trí hoạ đồ vận tốc của cơ cấu theo chiều w1 1 góc 90o , sau đó đặt trọng lực của các khâu G1, G3, G4,G5 vào trọng tâm các đoạn trên hoạ đồ vận tốc ,đặt lực cản kỹ thuật Pc tại C sau đó lấy mô men vơi gốc hoạ đồ P . Những lực nào gây ra mô men chống lại chiều xoay hoạ đồ vận tốc ta lấy dấu (+) ,lực nào gây ra mômen cùng chiều xoay vận tốc ta lấy dấu (-) Chú ý : Tại hai vị trí chết ta tính mômen cản cho hai trường hợp là có lực cản PC và không có PC . Ta có bảng trị số mô men cản thay thế: VT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 hPC 0 31.33 43.59 60.58 0 58.22 39.36 0 0 0 0 0 0 h1 26.65 27.83 25.39 9.17 0 12.39 26.74 28.03 26.65 24.15 9.17 0 12.39 h3 0 4.8 5.56 2.39 0 3.33 5.55 4.83 0 1.47 8.07 0 8.933 h4 0 4.88 5.65 2.47 0 3..24 6.46 4.74 0 1.65 8.07 0 9.01 Mctt 2.818 187..24 245.88 335.65 0 304.188 205.146 164.61 -2.818 -1.617 -4.0236 0 -16.39 TrÞ sè m«men c¶n thay thÕ cña 2 vÞ trÝ ®èi víi tr­êng hîp cã PC vµ kh«ng cã PC : Vị trí 2 8 Có PC 178..24 164.61 Không có PC 5.939 5.939 VÏ ®å thÞ Mctt ,tõ c¸c gi¸ trÞ ta t×m ®­îc Trôc tung biÓu thÞ Mctt víi tû lÖ xÝch mM = 3.3565 () Vị trí 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 đoạn vẽ(MCtt) 0.839 55.78 73..25 100 0 90.626 61.119 49.04 -0.839 -0.48 1.1987 0 -4.88 Vị trí 2 8 đoạn vẽ(MCtt) không có PC 1.765 1.765 Trôc hoµnh biÓu thÞ gãc quay víi tû lÖ xÝch mj = 0,0349 VÞ trÝ Gãc(j) ®o¹n vÏ(j) VÞ trÝ Gãc(j) ®o¹n vÏ(j) b)vÏ ®å thÞ c«ng Ac , A® vµ m« men ph¸t ®éng M® TÝch ph©n ®å thÞ Mctt ta ®­îc ®å thÞ c«ng c¶n , chän cùc tÝch ph©n H=35 (mm) mA = mM . mj . H = 3.3565. 0,0349.35 = 4.099 () Ph­¬ng ph¸p tÝch ph©n : Trªn trôc hoµnh cña ®å thÞ Mctt chia lµm 8 ®o¹n b»ng nhau . t¹i c¸c trung ®iÓm cña c¸c ®o¹n dãng song song víi trôc tung c¾t ®­êng cong t¹i c¸c ®iÓm a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8, trªn ®­êng cong Mctt . LÊy mét ®iÓm H trªn trôc oj c¸ch o mét kho¶ng 35 (mm) gäi lµ cùc tÝch ph©n ,tõ c¸c ®iÓm a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8 ta dãng song song trôc hoµnh c¾t trôc tung t¹i c¸c vÞ trÝ t­¬ng øng b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8 nèi c¸c vÞ trÝ t­¬ng øng nµy víi ®Çu mót P ta ®­îc c¸c ®­êng th¼ng cã ®é nghiªng kh¸c nhau . Trªn biÓu ®å vÏ Ac còng chia trôc hoµnh nh­ biÓu ®å Mctt. Tõ diÓm gèc 1 vµ trong ph¹m vi kho¶ng chia ®Çu tiªn ta vÏ mét ®o¹n 1C1 song song Hb1 c¾t ®­êng th¼ng song song víi trôc tung kÎ tõ 2 t¹i C1. sau ®ã tõ C1 l¹i lÆp l¹i cho hÕt 8 kho¶ng chia cuèi cïng ta vÏ ®­îc Ac . Nèi ®iÓm ®Çu vµ ®iÓm cuèi cña ®å thÞ c«ng c¶n Ac=f(j) ta ®­îc ®å thÞ c«ng ph¸t ®éng A® =f(j) v× r»ng m« men ®éng thay thÕ lµ h»ng sè :M® = const (ch­a biÕt trÞ sè m« men ®éng ). Nh­ng c«ng cña m« men kh«ng ®æi b»ng A® = M®.j NghÜa lµ c«ng cña lùc ph¸t ®éng A® tû lÖ víi gãc j vµ trªn trôc to¹ ®é A® - gãc j ph¶i ®­îc biÓu thÞ b»ng ®­êng th¼ng . ngoµi ra , sau toµn bé chu kú lµm viÖc cña m¸y , c«ng ®éng b»ng c«ng c¶n: A®=Ac V× vËy ®­êng th¼ng A® =f(j) sÏ nèi ®iÓm ®Çu vµ ®iÓm cuèi ®­êng cong Ac = f(j) (ë ®Çu vµ ë cuèi chu kú A®=Ac). TrÞ sè cña m« men ph¸t ®éng x¸c ®Þnh b»ng c¸ch vi ph©n ®å thÞ. A®=f(j). Muèn thÕ ,tõ ®iÓm P cña ®å thÞ M = f(j) ta kÎ tia song song víi ®­êng th¼ng A®= f(j) tíi c¾t trôc M . Tung ®é sÏ biÓu thÞ m« men ph¸t ®éng M® víi tû lÖ xÝch mM . c)X©y dùng ®å thÞ ®å thÞ DE = f(j): DE = DA = A® - Ac . B»ng c¸ch trõ c¸c ®å thÞ chó ý r»ng nÕu A® >Ac th× DE d­¬ng vµ nÕu A® <Ac th× DE ©m . X©y dùng ®å thÞ DE = f(j) víi tû lÖ xÝch mE = mA = 4.099 () 2) VÏ biÓu ®å m« men qu¸n tÝnh thay thÕ :Jtt a)VÏ ®å thÞ Jtt X¸c ®Þnh ®é lín cña m« men qu¸n tÝnh thay thÕ ®èi víi tÊt c¶ c¸c vÞ trÝ cña nã Theo c«ng thøc : Jtt = ( mk.()2 + JSK.()2 +J01) Jtt = J01+ ( m5.vs52 + m4.vs42 +m3.vs32+ JS4.w42 + JS3.w32 ) Jtt = J01 + ( m5.pc2 + m4.ps42 +m3.ps3 + Js4.bc2/L2BC + Js3.Pb3/L2O2B).m2L Jtt = J01 + ( m5.pc2 + m4.ps42 +m3.ps23 + m4.bc2/12 + m3.Pb3/12).m2L Với J01 = m1.L2O1A/ 3 =0.0285 (kg.m2) 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 (j) Lập hệ trục toạ độ với tỷ lệ xích mJ = 0.028 (kg.m2/mm) mj = 0,0349 (rad/mm) Bảng Kết Quả Tính Toán Mômen Quán Tính Thay Thế . VT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Pb3 0 33,29 45,17 60,41 61,7 59,2 40,55 31,93 0 10,07 103,6 122,14 90,63 Pc5 0 31,33 43,59 60,58 61,7 58,22 39,37 31,01 0 9,79 104,85 122.14 92,48 b4c4 0 9,78 11,3 4,96 0 6,49 10,93 9,49 0 3,3 16,15 0 18,39 PS3 0 45,32 22,58 30,21 30,85 29,51 20,27 15,97 0 4,68 51,8 61,07 45,32 PS4 0 31,95 44,02 60,45 61,7 58,6 39,58 31,11 0 9,79 103,91 122,14 91,1 Jtt (m2) 0.028 0.550 0.62 1.159 1.2029 1.079 0.511 0.327 0.028 0.057 3.403 4.632 2.645 Jtt (mm2) 1 19,643 22,21 41,4 42,96 38,567 18,254 11,701 1 2,051 121,56 165,43 94,48 b) Xây dựng đồ thị khối năng DE = f(JH) bằng cách khử j của các đồ thị DE = f(j) và Jtt = f(j) .Sau đó khi xác định các điểm ứng với các vị trí ,ta nối các điểm đó bằng đường cong trơn .tỷ lệ xích mE và mJ của đường cong khối năng DE = f(Jtt) cũng là tỷ lệ xích mE của đường cong DE = f(j) và mJ của đồ thị Jtt = f(j). Đường cong trơn đó ta gọi là đường cong Vítten bao c)Xác định mô men quán tính bánh đà. [] = Ta tính vận tốc góc cho phép lớn nhất và nhỏ nhất của khâu một w1max = w1[ 1+ ] = 3.p[1+]= 9.559 ( rad/s ) w1min = w1[ 1-]=3.p[1 - ] = 9.29 (rad/s) Tính các góc nghiêng ymax và ymin hợp với tiếp tuyến của đồ thị . DE = f(Jtt) với trục Jtt. tg( ymax) = wtb2.(1+[]) =(3.3,14)2.(1+) = 0.32105 ymax= tg( ymin) = wtb2.(1-[]) =(3.3,14)2.(1- ) = Dựa vào các góc đó , ta kẻ các tiếp tuyến tương ứng với đường cong DE = f(Jtt) tới cắt trục DEvà đo đoạn giới hạn bởi hai giao điểm của 2 tiếp tuyến với trục tung (DE):= mm Cuối cùng ta tính được mômen quán tính của vô lăng : Jv= = =90931(kg.m2) Chọn đường kính bánh đà là D = 0,7 (m) khối lượng của bánh đà là: M= = =742293,8(kg)