Đồ án nguyên lý chi tiết máy

Chia sẻ: NGOVAN CHI | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:32

Thêm vào BST

Báo xấu

1.609
lượt xem 475
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cơ cấu bốn khâu có một tay quay và một con trượt kề giá. Nếu đường tâm AB của thanh truyền chuyển động là phẳng, thì có CCTQCT phẳng, nếu không thì có CCTQCT không gian

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án nguyên lý chi tiết máy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM ĐỒ ÁN NGUYÊN LÝ CHI TIẾT MÁY HỌ VÀ TÊN : NGUYỄN HOÀNG LONG MSSV: 08158092 LỚP : DH08SK GVHD : NGUYỄN VĂN HÙNG TP.HCM , NGÀY 23 THÁNG 11 NĂM 2009 .
NỘI DUNG CHƯƠNG 1 : KẾT QUẢ KIẾN TẬP 1. CƠ CẤU TAY QUAY CON TRƯỢT 2. CƠ CẤU CAM 3. CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ 4. ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2 KÌ VÀ 4 KÌ 5. BỘ TRUYỀN ĐAI 6. CƠ CẤU BÁNH RĂNG HÀNH TINH 7. CƠ CẤU LÁI CHƯƠNG 2 : MỘT SỐ ỨNG DỤNG TỪ LÝ THUYẾT VÀO THỰC TẾ 1. MÁY GẶT LÚA 2. MÁY GẶT ĐẬP 3. MÁY SUỐT , ĐẬU , LẨY BẮP 4. MÁY HÁI CÀ PHÊ CHƯƠNG 3 : BÀI TOÁN
CHƯƠNG 1: KẾT QUẢ KIẾN TẬP 1. Cơ cấu tay quay con trượt : Cơ cấu bốn khâu có một tay quay và một con trượt kề giá. Nếu đường tâm AB của thanh truyền chuyển động là phẳng, thì có CCTQCT phẳng (hình a), nếu không thì có CCTQCT không gian (hình b). Thông thường, khi nói CCTQCT ta hiểu đó là cơ cấu phẳng (hình a) vì loại cơ cấu này rất phổ biến trong thực tế kĩ thuật. Khoảng cách từ tâm quay của tay quay tới quỹ đạo của tâm khớp quay trên con trượt được gọi là tâm sai của cơ cấu. Khi tâm sai e ≠ 0, ta có CCTQCT lệch tâm; khi e = 0 là CCTQCT chính tâm. CCTQCT thường được dùng để biến đổi chuyển động tịnh tiến thành chuyển động quay hay ngược lại. 2. Cơ cấu cam Cơ cấu đối tiếp có khâu bị dẫn chuyển động qua lại. Khâu dẫn được gọi là cam, thường có chuyển động quay một chiều (trường hợp cam quay; hình a, b), đôi khi có chuyển động tịnh tiến qua lại (trường hợp cam tịnh tiến; hình c). Khâu bị dẫn thường được gọi là cần, có chuyển động quay qua lại (cần lắc; hình a, d) hoặc tịnh tiến qua lại (cần tịnh tiến; hình b, c, e). Trong CCC phẳng, biên dạng đối tiếp của cam được gọi là biên dạng cam, là những đường cong rất đa dạng, kín (với cam quay; hình a, b) hoặc hở (với cam tịnh tiến; hình c) do luật
chuyển động muốn có của cần quyết định. Biên dạng đối tiếp của cần thường là một điểm (trường hợp cần nhọn; hình a), đường thẳng (trường hợp cần đáy bằng; hình b) hoặc đường tròn [trường hợp cần con lăn (hình c, d, e) hoặc cần đáy cong]. Trong CCC không gian, cam và cần có thể có chuyển động đơn giản không cùng song song với một mặt phẳng, hoặc chuyển động không gian tuỳ ý. Trong thực tế, thường gặp các loại cam trụ (hình d), cam nón (hình e)... quay quanh trục cố định, có mặt đối tiếp là mặt kẻ hoặc mặt cong phức tạp; các loại cần lắc hoặc tịnh tiến, nhọn hoặc có con lăn, vv. CCC được dùng nhiều trong các hệ điều khiển tự động để biến đổi chuyển động. 3 . Cơ cấu phân phối khí 3.1. Nhiệm vụ : Đóng , mở các cửa nạp , đúng lúc để thực hiện quá trình nạp và thải khí trong xilanh . 3.2. Phân loại : 2 loại - Dùng xupap : xupap đặt và xupap treo . - Dùng van trượt .
XUPAP TREO XUPAP ĐẶT
3.3. Nguyên lý làm việc : Khi động cơ làm việc, trục cam và các cam trên đó được trục khuỷu dẫn động thông qua cặp bánh răng sẽ quay để dẫn động đóng, mở các xupap nạp và thải. 4. Động cơ đốt trong 2 kì và 4 kì : 4.1. Định nghĩa : Động cơ đốt trong là loại máy có nhiêm vụ chuyển nhiệt năng do nhiên liệu bốc cháy bên trong xi lanh tạo ra thành cơ nang làm quay máy công tác: bánh ôtô bánh cảư đầu máy xe lửa, chân vịt tàu thuỷ máy phát điện 4.2 . Những khái niệm cơ bản 1/ Chu trình công tác : 1 chu trình công tác của động cơ có 4 giai đoạn là HÚT – NÉN – NỔ - XẢ (còn gọi là chu trình làm việc của động cơ). Khi động cơ hoạt động có nhiều chu trình diễn ra liên tục . 2/ Điểm chết của pít tông : + Điểm chết trên (ĐCT) : Là vị trí cao nhất của pít tông trong xi lanh . + Điểm chết dưới (ĐCD) : Là vị trí thấp nhất của pít tông trong xi lanh . 3/ Hành trình của pít tông : còn gọi là khoảng chạy của pít tông , là khoảng cách giữa 2 điểm chết . C = 2R (R: bán kính tay quay) 4/ Dung tích xi lanh : Là dung tích được giới hạn giữa 2 điểm chết Thể tích của xi lanh là 1 tính năng kỹ thuật của động cơ . Thí dụ : Dream 100 (thể tích của xi lanh là 100 cm3) còn gọi là phân khối của xe . 5/ Dung tích buồng cháy : là khoảng không gian nhỏ nhất khi pít tông ở điểm chết trên π D2 D:đk xylanh V=----- C 4 C:khoảng chạy 6/ Dung tích toàn phần : Dung tích xi lanh + Dung tích buồng cháy VTP = VBC +VCT 7/ Thì (kỳ) : là 1 phần của chu trình công tác với điều kiện pít tông phải di chuyển trọn 1 hành trình . 8/ Số thì : là số hành trình của pít tông trong 1 chu trình công tác Thí dụ : động cơ 4 thì , động cơ 2 thì
9/ Tỉ số nén (ε ): (ép xi lon) là tỉ số giữa thể tích toàn phần và thể tích buồng cháy . Vtp V + v ξ = = v v 4.3. Nguyên lý hoạt động động cơ đốt trong 2 kì và 4 kì : 4.3.1 Động cơ 4 kì : - Nạp: Piston chuyển động theo chiều xuống dưới xy lanh trong khi xupáp hút mở cho phép hỗn hợp nhiên liệu và gió vào buồng đốt. - Nén: Xu páp hút đóng lại và piston chuyển động ngược lại chiều xi lanh do vậy nén hỗn hợp nhiên liệu.
- Đốt: Buzi đánh lửa hỗn hợp nhiên liệu gây ra sự đốt cháy, do đó đẩy piston xuống. - Xả: Piston chuyển động lên chiều xi lanh trong khí xupáp xả mở, cho phép piston dọn sạch buồng đốt để thực hiện lại quy trình.
Mõi lần piston chuyển động tịnh tiến, nó tạo ra lực truyền lên trục cơ do đó làm quay bánh xe. Đó là nguyên lý của nhiên liệu được chuyển hoá thành lực đẩy. Các nguyên lý trên chỉ ra rằng buzi chỉ đánh lửa một lần mỗi chu kỳ. Cũng như vậy, một cơ cấu kỹ thuật phức tạp hoạt động đồng bộ đã tạo ra động cơ 4 kỳ. Một trục cam phải luân phiên đẩy trục cò mổ được nối liền nhau để đóng mở xupáp hút và xả. Trục cò mổ sẽ trở lại vị trí đóng của nó do 1 lò xo. Xu páp phải được lắp đúng và kín khít trên mặt máy để tránh áp xuất hơi bị rò rỉ . 4.3.2 . Động cơ 2 kì : Trong động cơ 2 kỳ, bốn chuyển động đó hợp lại tại một kỳ xuống và một kỳ lên ( Hai kỳ ). Hút và xả đều kết hợp với nhau để nén và đẩy piston, bỏ qua sự cần thiết của xupáp. Nó được hoàn thành bởi chính các cửa hút xả trên thành buồng đốt. Khi piston chuyển động xuống sau khi hỗn hợp khí được đốt cháy, khe xả sẽ mở và cho một lượng nhiên liệu đốt vừa đủ thoát vào buồng đốt. Khi piston chuyển động lên, nó chặn van và cửa hút, nén nhiên liệu tại đỉnh buồng đốt, buzi đánh lửa đốt là lặp lại quy trình. Thật là có giá trị khi động cơ đốt cháy tại mọi chu kỳ, tạo cho động cơ 2 kỳ ưu điểm của riêng nó.
Tuy nhiên, tại điểm chết dưới của hành trình piston, khi buồng đốt được nạp đầy hỗn hợp khí-nhiên liệu, cửa xả mở sẽ có một số nhiên liệu/khí lọt ra ngoài buồng đốt, Điều này thật dễ nhận ra ở xuồng máy, khi các vết nhiên liệu loang ra xung quanh động cơ, nhưng chỉ thấy tại động cơ 2 kỳ. Đó – cùng với sự đốt cháy dầu… – tạo ra sự ô nhiễm đặc biệt do nhiên liệu. Vì những lý do đó, động cơ 2 kỳ đi ngược lại với mục đích sử dụng thông thường mà ở đó tỷ lệ trọng lượng đối với công suất hoặc xu hướng sử dụng thì quan trọng hơn là khoảng cách chặng đường. . Trong khi đó, các nhà sản xuất đang hướng đến sự gia tăng sự tiện lợi cho động cơ 4 kỳ, làm cho nó nhỏ hơn, nhẹ hơn và mạnh hơn . 4.4. Ưu điểm và nhược điểm của động cơ 2 kì : - Ưu điểm : • Mạnh mẽ hơn bởi vì động cơ đốt cháy nhiên liệu tại mỗi chu kỳ, tạo ra gấp đôi công năng so với 4 kỳ, khi mà 4 kỳ chỉ tạo ra công năng sau chu kỳ kế tiếp. • Chịu đựng được tỷ lệ trọng lượng đối với công suất cao hơn, bởi vì nó nhẹ hơn. • Rẻ tiền hơn vì thiết kế đơn giản hơn vì không có xu páp và các bộ phận khác của cơ cấu phối khí như trục cam, cò mổ… • Nhẹ hơn nếu cùng một công xuất do không có cơ cấu đóng mở xu páp và các cơ cấu phụ thuộc. • Có thể hoạt động trong bất cứ hướng nào, bởi vì nó không có bình dầu như ở 4 kỳ. Đơn giản hơn trong sửa chữa và hiệu chỉnh. Đặc điểm trên đã tạo cho động cơ 2 kỳ sự thông dụng trong xe gắn máy, xe trượt tuyết, xuồng máy, máy cắt cỏ trong vườn, máy cắt tỉa hoa, cưa máy và máy cắt tỉa… - Nhược điểm : • Tuổi thọ ngắn hơn 4 kỳ, do thiếu hệ thống bôi trơn. • Yêu cầu phải có ngăn tiền trộn nhiên liệu trong mọi bình nhiên liệu, thêm phụ gia hoặc giảm tối đa cặn bẩn. • Ô nhiễm nặng nề, vì thiết kế đơn giản hơn, ống xả thải ra khói bụi từ hỗn hợp nhiên liệu, và cũng tạo ra mùi khó chịu. • Không kinh tế khi dùng nhiên liệu do thiết kế đơn giản, do vậy không chạy xa hơn xe 4 kỳ. • Tiếng ồn to hơn sự cho phép tại một số nơi, tuỳ thuộc vào từng sản phẩm và luật pháp tại nơi đó.
• Thực tế hiệu suất động cơ hai kỳ thấp hơn. Về lý thuyết, công suất của động cơ phải gấp hai lần động cơ bốn kỳ có cùng dung tích, nhưng trên thực tế thì chỉ gấp rưỡi vì các lý do sau: - Sự cần thiết phải mở cửa xả sớm làm cho quá trình giãn nở khí cháy không trọn vẹn. - Một phần hoà khí bị thoát ra ngoài cùng khí thải. - Dùng chính đáy piston để ép hoà khí dưới đáy hộp trục khuỷu làm giảm hiệu suất động của động cơ. Xét về sử dụng hiệu quả và kinh tế, động cơ 4 kỳ đều đáp ứng được các điều kiện yêu cầu. Chính vì vậy động cơ 4 kỳ đã được sử dụng rộng rãi ngay từ khi nó xuất hiện. Động cơ 4 kỳ có mặt trong hầu hết các lĩnh vực, đặc biệt là trong ngành ôtô. 4.5 . So sánh động cơ 2 kì và động cơ 4 kì : • Động cơ 2 thì có mật độ năng lượng lớn hơn vì tạo ra công trong mỗi một vòng quay của trục khuỷu. • Các động cơ 2 thì có thể được chế tạo đơn giản và rẻ tiền hơn vì ngược với động cơ 4 thì, loại động cơ này không cần có bộ phận điều khiển van. • Dùng động cơ 2 thì tốn nhiên liệu nhiều hơn và khí thải có trị xấu hơn vì bị mất đi một phần hỗn hợp không khí và nhiên liệu không được đốt trong lúc đẩy khí thải thoát ra ngoài. Điều này được có thể được khắc phục nhờ bộ phận phun nhiên liệu trực tiếp (thí dụ như ở động cơ diesel). • Các động cơ 2 thì không có được công suất như động cơ 4 thì ngày nay vì khác với động cơ 4 thì chúng đã không được tiếp tục cải tiến nữa và đã bị động cơ 4 thì đẩy lùi do tốn nhiên liệu hơn và vì có khí thải xấu hơn. 5. Bộ truyền đai trong xe tay ga : 5.1. . Cấu tạo và sơ đồ truyền lực:
Cấu tạo cơ bản của hệ thống truyền động trên xe tay ga: 1.Trục khuỷu 2. Má puli sơ cấp di động 3. Con lăn ly tâm 4. Má puli sơ cấp cố định 5. Má puli thứ cấp di động 6. Trục sơ cấp của hộp giảm tốc(hộp cầu) 7. Nồi li hợp 8. má li hợp (bố ba càng) 9. Dây đai V 10. Má puli thứ cấp cố định 5.2. . Hoat đông cua bộ truyên đông: ̣ ̣ ̉ ̀ ̣ 1. Động cơ đang ở chế độ garanty:
Động cơ đang ở chế độ garanty Lúc này tốc độ động cơ còn thấp, lực kéo và chuyển động của động cơ được truyền từ trục khuỷu qua puli sơ cấp, dây đai V, puli thứ cấp và tới cụm má ma sát (bố ba càng). Tuy nhiên do lực li tâm của cụm ma sát nhỏ chưa thắng được lực lòxò của các má ma sát nên má ma sát không tiếp xúc với vỏ nồi li hợp. Vì vậy , lực kéo và chuyển động không được truyền tới bánh xe sau, xe không chuyển động. 2. Bắt đầu khởi hành và chạy ở tốc độ thấp: Chạy ở tốc độ thấp Khi tăng tốc độ động cơ lên khoảng 2700 ~ 3000 v/ph; Lúc này lự li tâm của cụm ma sát đủ lớn và thắng được lực lò xo kéo nên các má ma sát văng ra và tiêp xúc với nồi li ́ hợp. Nhờ lực ma sát giữa các má ma sát và nồi ly hợp, nên lực kéo và chuyển động được truyền qua bộ bánh răng giảm tốc tới bánh xe sau và xe bắt đầu chuyển động. Tại thời điểm này, dây đai V có vị trí nằm trong cùng ở puli sơ cấp và vị trí ngoài cùng của Puli thứ cấp. Tỉ số truyền của bộ truyền lúc này là lớn nhất nên lực kéo ở bánh xe sau đủ lớn để xe khởi hành từ trạng thái dừng và tăng tốc lên.
3. Khi chạy ở tốc độ trung bình: Khi chạy ở tốc độ trung bình Tiếp tục tăng tốc dộ động cơ lên, do lực li tâm lớn làm cac con lăn ở puli sơ cấp văng ra xa hơn ép má puli sơ cấp di động tiến về phía puli sơ cấp cố định và chèn dây đai V ra xa tâm hơn. Vì độ dài dây đai không đổi nên phía puli thứ cấp, dây đai sẽ di chuyển vào gần tâm cho đến khi nó cân bằng với lực ép của lò xo nén lớn ở puli thứ cấp. Như vậy, tỉ số truyền động của bộ truyền sẽ giảm dần và tốc độ của puli thứ cấp sẽ tăng dần lên làm tăng tốc độ của xe. 4. Khi chạy ở tốc độ cao: Khi chạy ở tốc độ cao Tiếp tục tăng tốc độ động cơ lên cao, dưới tác động của lực li tâm lớn, các con lăm sẽ văng ra xa tâm nhất và ép má puli sơ cấp di động lại gần nhất với má puli sơ cấp cố định.Đường kính tiếp xúc của dây đai V với puli sơ cấp lúc này là lớn nhất và ngược lại, phía puli thứ cấp dây đai V có đường kính nhỏ nhất. Tỉ số truyền động của bộ
truyền sẽ đạt giá trị nhỏ nhất và tốc độ puli thứ cấp sẽ cao nhất. Lúc này xe sẽ có tốc độ cao nhất. 5. Khi leo dốc hoặc tăng tải đột ngột: Khi leo dốc hoặc tăng tải đột ngột Khi xe leo dốc hoặc tăng tốc đột ngột, tải tác động lên bánh xe sau lớn, puli thứ cấp cố định sẽ theo tốc độ (chậm lại) của bánh xe sau. Lúc này nếu người lái xe tiếp tục tăng ga thì momen tác động lên má puli thứ cấp di động sẽ tăng lên và dưới tác động của lò xo nén, puli thứ cấp di động sẽ trượt theo rãnh dẫn hướng (hình trên) di chuyển lại gần phía má puli thứ cấp cố định chèn dây đai V ra xa tâm (đồng thời phía puli sơ cấp, dây đai V sẽ vào gần tâm) làm tăng tỷ số truyền động giúp xe leo dốc dễ dàng. 6. Hộp giảm tốc cuối (hộp cầu sau): Để tạo ra lực kéo và tốc độ xe thích ứng với công suất động cơ cũng như kích thước của bánh xe, còn có bộ truyền bánh răng giảm tốc. Bộ giảm tốc này thường được thiết kế với hai cấp giảm tốc. Do tốc độ của cao nhất của các bánh răng trong bộ giảm tốc lớn hơn rất nhiều so với tốc độ của trục khuỷu động cơ nên để đảm bảo độ bền sử dụng và giảm độ ồn lúc ăn khớp của các bánh răng, thường bộ giảm tốc dùng bánh răng có dạng răng nghiêng.
Kết cấu hộp giảm tốc xe tay ga: 1. Trục bánh răng dẫn động sơ cấp 2. Trục trung gian 3. Trục dẫn động thứ cấp (trục bánh xe sau) 4. Bánh răng dẫn động trục thứ cấp 6. Cơ cấu bánh răng hành tinh : Nguyên lý làm việc của bộ truyền bánh răng hành tinh Khi nhìn vào bên trong một hộp số tự động, bạn thấy có sự sắp đặt thành từng phần riêng rẽ ở từng không gian hợp lý. Trong số những thứ đó, bạn thấy: - Một bộ truyền bánh răng hành tinh. - Một bộ phanh đai dùng để khoá các phần của bộ truyền bánh răng hành tinh. - Một bộ gồm ba mảnh ly hợp ướt làm việc trong dầu dùng để khoá các phần của bộ truyền. - Một hệ thống thuỷ lực để điều khiển các ly hợp và phanh đai - Một bộ bơm bánh răng lớn để luân chuyển dầu truyền động trong hộp số. Quan trọng nhất trong hệ thống là bộ truyền bánh răng hành tinh. Việc đầu tiên là chế tạo ra chúng có các tỷ số ăn khớp khác nhau và sau đó là giúp cho chúng hoạt động như thế nào. Một hộp số tự động bao gồm các bộ truyền bánh răng hành tinh cơ sở nhưng được kết hợp thành một khối trong hộp số.
Bất cứ bộ truyền bánh răng hành tinh cơ sở nào cũng có ba phần chính: - Bánh răng mặt trời (S) - Các bánh răng hành tinh và giá bánh răng hành tinh (C) - Vành răng ngoài (R) Khi khoá hai trong ba thành phần lại với nhau sẽ khoá toàn bộ cơ cấu thành một khối (tỷ số truyền là 1:1). Chú ý rằng danh sách tỷ số đầu tiên ở trên (A) là số truyền giảm – tốc độ trục thứ cấp (đầu ra) nhỏ hơn tốc độ trục sơ cấp (đầu vào). Thứ hai (B) là số truyền tăng – tốc độ trục thứ cấp lớn hơn tốc độ trục sơ cấp. Cuối cùng cũng là số truyền giảm, nhưng chiều chuyển động của trục sơ cấp ngược với trục thứ cấp, tức là số lùi. Bạn có thể kiểm tra chúng theo sơ đồ mô phỏng sau: Một bộ truyền bánh răng cơ sở này có thể thực hiện các tỷ số truyền khác nhau mà không cần gài ăn khớp hay nhả khớp với bất cứ bánh răng khác. Với hai bộ truyền bánh răng cơ sở ghép liền, chúng ta có thể nhận được 4 tốc độ tiến và một tốc độ lùi. Chúng ta sẽ bàn về hai bộ truyền bánh răng cơ sở ghép liền ở phần sau. Hộp số tự động ghép liền này cũng là một bộ truyền bánh răng hành tinh, gọi là bộ truyền hành tinh kép, cấu trúc giống như bộ bánh răng hành tinh đơn nhưng
cấu trúc là hai bộ bánh răng hành tinh kết hợp lại. Nó có một vành răng ngoài luôn gắn với trục thứ cấp của hộp số, nhưng nó có hai bánh răng mặt trời và hai bộ bánh răng hành tinh. Hãy xem hình sau: Một số cơ cấu bánh răng hành tinh :
7. Cơ cấu lái : Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái Khi bạn xoay vành tay lái đi, đương nhiên chiếc xe của bạn sẽ chuyển hướng theo phía mà bạn muốn. Thế nhưng quan hệ “nhân quả” của chúng như thế nào? Chắc chắn sẽ có nhiều điều thú vị khi bạn tìm hiểu về nguyên lý làm việc của hệ thống lái trên xe ô tô.
Hinh 1: Sơ đô bô tri hê thông lai trên xe hơi ̀ ̀ ́ ́ ̣ ́ ́ Đầu tiên, bạn sẽ rất ngạc nhiên vì khi chuyển hướng, các bánh xe trước không đi theo cùng một hướng. Tại sao vậy? Để chiếc xe chuyển hướng êm dịu, mỗi bánh xe cần phải đi theo một đường tròn khác nhau. Bởi vì bánh xe bên trong chuyển động theo một vòng tròn có bán kính nhỏ hơn, việc quay vòng khó khăn hơn so với bánh xe phía ngoài. Nếu bạn vẽ một đường thẳng vuông góc với từng bánh xe, các đường thẳng đó sẽ giao nhau tại tâm quay vòng. Sơ đồ hình học dưới đây cho biết bánh xe bên trong sẽ phải quay nhiều hơn bánh xe ngoài. Hinh 2: Sơ đô mô phong ban kinh quay vong ̀ ̀ ̉ ́ ́ ̀