Giáo trình môn Thực Tập Kỹ Thuật Đại học Bách Khoa TP.HCM

Tài liệu học môn Thực tập kỹ thuật Khoa Khoa Học Ứng Dụng ĐH Bách Khoa TP.HCM Tài liệu bản full version, sắc nét, bản đẹp Tài liệu này là bắt buộc có đối với các sinh viên học môn này tại ĐH Bách Khoa TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN CƠ KỸ THUẬT



(LƯU HÀNH NỘI BỘ - 2021)

NỘI QUY THỰC TẬP CƠ KỸ THUẬT 1

SINH VIÊN ĐỌC KỸ VÀ GHI NHỚ “NỘI QUY THỰC TẬP” &

“HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐO” TRƯỚC KHI VÀO THỰC HÀNH

1 Sinh viên phải xem trước bài thí nghiệm và viết tay một bản báo cáo chuẩn bị với nội dung là phần

Trình Tự Thí Nghiệm & Nội Dung Báo Cáo nộp lại cho GVHD kiểm tra trước khi vào thực hành

2 Khoảng 15 – 30 phút đầu giờ, GVHD sẽ điểm danh & kiểm tra báo cáo của bài TN trước cùng với báo cáo chuẩn bị của bài TN hiện tại

3 Cuối buổi thí nghiệm, sinh viên phải nộp lại cho GVHD một bộ số liệu thí nghiệm đầy đủ để làm bản lưu (các số liệu phải được viết tay, khơng tẩy xĩa)

4 Nếu trong quá trình làm báo cáo, nghi ngờ số liệu khơng được chính xác cũng như thắc mắc về bài

thí nghiệm, sinh viên được quyền hỏi trực tiếp GVHD hoặc đăng ký với GVHD để thực hành lại, tối

đa 02 lần Lịch thực hành lại sẽ do GVHD sắp xếp

5 Nếu phát hiện báo cáo đã nộp cĩ tính tốn sai hoặc thiếu, SV cĩ thể nộp lại hoặc nộp bổ sung Báo

cáo nộp cuối cùng sẽ được cơng nhận là báo cáo chính thức

6 Trong trường hợp phải vắng mặt, sinh viên cần thơng báo cho GVHD trước ít nhất 2 giờ đồng hồ trước khi đến giờ làm thí nghiệm Khơng chấp nhận xin phép giùm Sinh viên vắng mặt sẽ phải làm thí nghiệm lại ở những tuần kế tiếp, theo lịch sắp xếp của GVHD Sinh viên vắng mặt quá 03 buổi sẽ được nhận điểm 0

7 Trong trường hợp GVHD vắng mặt, SV sẽ làm bù TN vào một ngày khác theo sự thỏa thuận giữa SV

& GVHD

8 SV được lựa chọn 2 hình thức nộp báo cáo: theo nhĩm hoặc cá nhân Trang bìa của quyển báo cáo

thí nghiệm phải cĩ đầy đủ các thơng tin: tên GVHD, tên người làm báo cáo, lớp, nhĩm, bài thí

nghiệm, ngày thí nghiệm, ngày nộp báo cáo (mục này dành cho người nhận ghi vào) Và phải yêu

cầu được ký tên khi nộp báo cáo

9 Báo cáo để nộp cĩ thể viết tay hoặc đánh máy Nếu nộp báo cáo đánh máy, SV cần phải nộp kèm

theo file đã in

10 Trong quá trình thí nghiệm, nếu cảm thấy cĩ điều bất thường về thiết bị/dụng cụ hay về bất cứ

điều gì bất thường cĩ liên quan đến việc thí nghiệm, SV cần báo ngay cho GVHD để cĩ những xử lý phù hợp & kịp thời

11 Trong quá trình thực tập, nếu làm hư hỏng hoặc làm mất dụng cụ/thiết bị thí nghiệm, SV cĩ trách nhiệm phải khắc phục hậu quả và tùy theo mức độ sẽ bị trừ điểm tổng kết hoặc bị chấm điểm

rớt mơn học

12 SV cần tuân thủ các nguyên tắc về an tồn lao động, giữ gìn vệ sinh mơi trường học tập cũng như giữ gìn sạch sẽ các thiết bị/dụng cụ thí nghiệm



CÁCH TÍNH ĐIỂM HÌNH THỨC: (1.5đ)

_ Trình bày sơ đồ, lược đồ & số liệu: đầy đủ thông tin, rõ ràng, chính xác, dễ kiểm tra

_ Các đồ thị, biểu đồ & bảng số liệu: đầy đủ thông tin, rõ ràng, chính xác, dễ tra cứu

_ Các công thức thiết lập: đầy đủ, rõ ràng, chính xác, dễ kiểm tra

_ Nêu cảm nghĩ, nhận xét, đánh giá về ý nghĩa bài TN, cách TN, số liệu TN

QUY ĐỊNH CỘNG/TRỪ ĐIỂM

1/0 Nhóm có tài liệu giấy HD TT-CKT-1 +/-

P Vắng mặt có báo trước, có lý do chính đáng

N Nghỉ không báo trước, lý do không chính đáng ––

S Nộp bài sớm (1 dấu (+) / 2 ngày) +

Số dấu trừ (–) nhiều hơn số bài TN : –1 điểm của tổng điểm báo cáo

Có góp ý môn học: +1 điểm cho tổng điểm báo cáo Không góp ý môn học: –1 điểm của tổng điểm báo cáo

PHIẾU ĐÁNH GIÁ & GÓP Ý MÔN HỌC

1 Giới thiệu môn học, tài liệu học tập (1 = quá kém ; 5 = quá tốt) 

2 Khối lượng kiến thức dùng trong môn học (1 = quá nhẹ ; 5 = quá nặng) 

3 Khối lượng thực hành trên lớp (1 = quá nhẹ ; 5 = quá nặng) 

4 Khối lượng tính toán kết quả (1 = quá nhẹ ; 5 = quá nặng) 

5 Tốc độ hướng dẫn (1 = quá chậm ; 5 = quá nhanh) 

6 Phương pháp hướng dẫn (1 = không hài lòng ; 5 = rất hài lòng) 

7 Sự thu hút, tạo hưng phấn cho SV trong thực hành (1 = quá ít ; 5 = quá nhiều) 

8 Nội dung kiến thức được truyền đạt (1 = quá khó hiểu ; 5 = quá dễ hiểu) 

9 Giáo viên đảm bảo thời gian & khối lượng (1 = không đồng ý ; 5 = rất đồng ý) 

10 Mức độ & số câu hỏi cho SV suy luận (1 = quá ít ; 5 = quá nhiều) 

Một số bài thí nghiệm hứng thú & lý do:

Một số bài thí nghiệm nhàm chán & lý do:

Ý kiến khác:

I ĐỒNG HỒ BẤM GIÂY:

1 Chức năng bấm giờ:

_ Bấm MODE để chuyển đến chế độ bấm giờ “LAP”, “SPLIT”, “CHRONO” sẽ hiện ra giữa màn hình

_ Bấm START/STOP để bắt đầu đếm

_ Bấm LAP/RESET để lưu lại thời điểm Khoảng thời gian giữa 2 lần bấm LAP/RESET hoặc START/STOP-LAP/RESET) sẽ hiện lên ở hàng trên cùng Thời điểm

(LAP/RESET-bấm lần cuối sẽ hiện lên ở hàng giữa và thời gian vẫn được đếm ở hàng dưới cùng Số lượng các thời điểm hiển thị tại góc trên bên trái của màn hình

Lưu ý: Nếu số lượng thời điểm > 30 hoặc khoảng thời gian

giữa 2 thời điểm  10 giờ, đồng hồ sẽ bị sai

_ Bấm START/STOP để dừng đếm

_ Bấm RECALL để xem khoảng thời gian ngắn nhất (FS), khoảng thời gian dài nhất (SL) hoặc khoảng thời gian trung bình (AV) giữa 2 lần bấm LAP/RESET

_ Bấm START/STOP để xem các thời gian tại các thời điểm theo thứ tự tăng dần

_ Bấm LAP/RESET để xem các thời gian tại các thời điểm theo thứ tự giảm dần

_ Bấm MODE để quay lại chế độ bấm giờ Lúc này màn hình hiển thị thời điểm cuối cùng Bấm START/STOP để tiếp tục hoặc LAP/RESET để trả trạng thái đồng hồ về 0:00’:00”

2 Chức năng đếm ngược: (SV tự nghiên cứu)

Xem lại các thời điểm đã lưu

Chuyển chức năng đồng hồ

Lưu thời gian

Reset đồng hồ về 0

Khởi động/Dừng đồng hồ

II ĐẾ TỪ:

_ Đế từ là loại đồ gá có từ tính, thường dùng để

gá đặt cố định thiết bị/dụng cụ trong nhiều lĩnh

vực, ví dụ như trong cơ khí là đồng hồ so, trong

thí nghiệm quang học là các thấu kính

_ Cấu tạo đế từ bao gồm 2 miếng sắt ghép lại

& kẹp 1 nam châm vĩnh cửu bên trong Nam

châm có thể xoay và tạo ra một dạng công-tắc

để bật/tắt từ trường của đế từ

_ Một số dạng đế từ & ứng dụng phổ biến:

III.ĐỒNG HỒ SO:

1 Đồng hồ so đo chuyển vị, độ võng (chuyển vị kế, võng kế):

_ Độ phân giải của đồng hồ: 1 vạch = 0.01mm

_ Tầm đo (phạm vi đo): 10mm, 20mm, 30mm hoặc 50mm tùy

theo loại sử dụng

_ Khi kim dài quay được 1 vòng (tương đương 100 vạch = 1mm)

thì kim ngắn sẽ tăng hoặc giảm 1 giá trị chỉ thị

==> kim ngắn sẽ cho biết kim dài đã quay được bao nhiêu vòng

_ Quy ước chiều dương là chiều trục trượt của đồng hồ so đi lên,

tương ứng khi kim dài quay theo chiều kim đồng hồ

Để chuyển đồng hồ so về vị trí zero (kim dài chỉ vạch số 0):

Quay vòng nhựa đen để đưa vạch số 0 về trùng với mũi nhọn của

kim dài

KHÓA

mặt làm việc của đế từ mặt làm việc của đế từ

_ Một số tư thế gá đặt đồng hồ so trên đế từ:

2 Đồng hồ so đo độ cong:

_ Độ phân giải của đồng hồ : 1 vạch = 0.01mm

_ Tầm đo (phạm vi đo) : 10mm

_ Khi kim dài quay được 1 vòng (tương đương 100 vạch = 1mm) thì kim ngắn sẽ tăng hoặc giảm 1 giá trị chỉ thị

==> kim ngắn sẽ cho biết kim dài đã quay được bao nhiêu vòng

_ Quy ước chiều dương là chiều trục trượt của đồng hồ so đi lên, tương ứng khi kim dài quay theo chiều kim đồng hồ

_ Số lượng vạch mà kim dài chỉ lệch đi so với vạch 0 chính là khoảng dịch chuyển (tính bằng mm) của điểm giữa so với 2 điểm 2 bên

 Để chuyển đồng hồ đo độ cong về vị trí zero (kim dài chỉ vạch số 0):

* Chọn 1 mặt phẳng (mặt bàn kiếng, mặt bàn mica, mặt bàn đá hoa cương …) để đặt đồng hồ

IV THƯỚC CẶP (caliper):

_ Công dụng: Thường dùng để đo các kích thước ngoài (kích thước bao) như đường kính trụ, trục, bề dày chi tiết…; kích thước trong (kích thước bị bao) như đường kính lỗ, các rãnh…; và

đo sâu

_ Độ chính xác của thước : 0.02mm hoặc 0.05mm (xem trên thước chính)

_ Tầm đo (phạm vi đo) : 10mm, 15mm, 20mm, 50mm hoặc 100mm, 200mm

_ Giá trị của vạch trên thang chia chính, nằm bên trái và gần vạch số 0 của du xích nhất,

biểu thị cho trị số nguyên của giá trị đo: trị số trước dấu chấm/phẩy thập phân

_ Giá trị của vạch trên du xích, trùng với vạch trên thang chia chính nhất, biểu thị cho trị số

thập phân của giá trị đo: trị số sau dấu chấm/phẩy thập phân

Quan sát hình bên dưới Giá trị đo được: 25,20mm

vạch trên thang chia chính, nằm bên trái và gần vạch số 0 của du xích nhất

vạch trên du xích, trùng với vạch trên thang chia chính nhất

Độ chính xác Tầm đo

Thước chính

(thang chia chính)

Du xích

0.02mm

V PAN-ME (micrometer):

- Panme là dụng cụ đo có độ chính xác cao, từ 0.01mm đến 0.001mm, nhưng tính vạn năng kém (phải chế tạo từng loại panme: đo trong, đo ngoài, đo sâu), phạm vi hẹp (trong khoảng 25mm)

- Panme có nhiều kích cỡ: 0-25; 25-50; 50-75; 75-100; 100-125; 125-150

_ Kiểm tra Panme trước khi đo: xoay nhẹ du xích cho đến khi ngàm động gần chạm ngàm tĩnh,

thì chuyển qua xoay núm chỉnh cho đến khi ngàm động tiếp xúc ngàm tĩnh và có tiếng lách tách phát

ra Khi đó, vạch 0 trên du xích  vạch chuẩn trên thước chính Nếu không trùng, phải điều chỉnh lại

_ Khi đo tay trái cầm Panme, tay phải xoay nhẹ du xích cho đến khi ngàm động gần chạm vật thì chuyển qua vặn núm chỉnh cho đến khi ngàm động tiếp xúc với vật đo đúng áp lực đo (có tiếng lách cách phát ra)

chốt khĩa du xích

núm chỉnh ngàm tĩnh ngàm động vạch chuẩn (thước chính)

tay cầm

_ Phải giữ cho đường tâm của ngàm động và ngàm tĩnh trùng với kích thước cần đo

_ Phải vặn chốt khóa (đai ốc hãm) để cố định ngàm động trước khi lấy Panme ra khỏi vật đo

Tư thế cầm & đo bằng panme Đường tâm của 2 ngàm trùng với kích thước cần đo

_ Khi đo dựa vào mép du xích ta đọc được số mm và ½ mm của kích thước trên thang đo chính _ Dựa vào vạch chuẩn trên thước chính ta đọc được %mm trên du xích (giá trị mỗi vạch trên du xích là 0.01mm)

_ Không được dùng Panme để đo vật đang quay

_ Không đo các mặt thô, bẩn Phải lau sạch vật đo trước khi đo

_ Không vặn trực tiếp lên du xích (thước phụ) để ép ngàm kẹp vào vật đo

_ Cần hạn chế việc lấy panme ra khỏi vị trí đo mới đọc kích thước

_ Các mặt đo của panme cần phải giữ gìn cẩn thận, trách để gỉ và bị bụi cát, bụi đá mài hoặc phoi kim loại mài mòn

_ Cần tránh va chạm làm trầy hoặc biến dạng ngàm đo

_ Khi sử dụng xong phải lau chùi thước bằng giẻ sạch và bôi dầu mỡ, nên siết vít hãm (khóa) để cố định ngàm động và đặt panme đúng vị trí ở trong hộp

I./ MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM:

Khảo sát các thông số của hệ dao động một bậc tự do

II./ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM:

 Con lắc: làm bằng nhôm, trên con lắc có một khối nặng có thể thay đổi vị trí Trên một

đầu của con lắc có gắn một kim chỉ để xác định biên độ dao dộng

 Giá: Một giá treo có bảng chia độ (tối đa 20 độ) và một trục quay để gắn con lắc

 Đồng hồ bấm giây, thước dây, cân bàn, thước kẹp

Hình 1.1: Mô hình thiết bị thí nghiệm

Vị trí cân bằng tĩnh

E K max

E P max

III./ LÝ THUYẾT HỖ TRỢ - CƠ SỞ LÝ LUẬN:

Con lắc vật lý khác với các con lắc đơn ở chỗ khối lượng phân bố trên tồn

thanh (con lắc đơn chỉ cĩ khối nặng gắn ở một đầu, bỏ qua khối lượng của

thanh) nên phải kể đến moment quán tính khối lượng của thanh khi tính tốn

Nếu xem như tồn bộ khối lượng của con lắc vật lý tập trung tại khối tâm G

của nĩ thì ta cĩ cơ hệ tương đương con lắc tốn học

 Biểu thức động năng và thế năng của con lắc:

) cos 1 (

a g M h g M E

J 2

1 w J 2

1 v M 2

1 E

P

2 2

2 K

J : moment quán tính khối lượng của cơ hệ (bao gồm thanh &

vật nặng) đối với tâm quay, (kg.m 2 )

2 vật

2 vật

2 L

2 thanh

r m dm r J

L m 3

1 dm r J

M : khối lượng của hệ lắc (cần lắc + vật nặng), (kg)

a : khoảng cách từ khối tâm đến tâm quay, (m)

P=M.g

 Phương trình dao động của con lắc: [1]

0 sin a P

J

a g M dt

J

2 w

2

J 2

Nếu kể đến các lực cản (ma sát, sức cản không khí …), khi đó phương trình dao động điều hòa

với k.t : là hệ số suy giảm lôga ; trong đó : k  hệ số giảm chấn của hệ

 = t : là góc ban đầu hay góc lệch pha

 Từ (**) ta cũng có thể xác định moment quán tính của con lắc bằng pp thực nghiệm :

2

2

O 4

T a P J



 , (N.m.s 2 )

với P : trọng lượng của toàn con lắc, (N)

T : chu kỳ dao động đo được từ thực nghiệm, (s)

IV./ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM:

1 Đo kích thước và xác định khối lượng của thanh nhôm

_ Kích thước cần lắc : Dài (L0): Rộng (b): Dày (h):

_ Khối lượng cần lắc : mcần =

_ Khối lượng vật nặng : mvật =

_ Khoảng cách từ tâm lắc đến đầu trên của cần lắc:

2 Đo chu kỳ dao động của con lắc khi không gắn vật nặng với 5 biên độ dao động khác nhau Ở mỗi biên độ dao động khác nhau, đo tổng thời gian con lắc thực hiện được 10 chu kỳ (Lưu ý : chỉ bắt đầu bấm đồng hồ khi đến chu kỳ thứ 10) Bảng 2 Lần đo Biên độ góc ban đầu Chu kỳ thực hiện 10 chu kỳ Thời gian dao động Chu kỳ thực nghiệm J o Không vật nặng 1 10  20 2 10  20 3 10  20 4 10  20 5 10  20 3 Gắn vật nặng vào cần lắc tại 5 vị trí khác nhau Ứng với mỗi vị trí của vật nặng, lấy 5 biên độ dao động khác nhau và đo tổng thời gian con lắc thực hiện được 10 chu kỳ (trong đó có 1 biên độ là cố định đối với cả 5 vị trí của vật nặng) (Lưu ý : chỉ bắt đầu bấm đồng hồ khi đến chu kỳ thứ 10) Bảng 3 Vị trí vật nặng Lần đo Biên độ góc ban đầu Chu kỳ thực hiện 10 chu kỳ Thời gian dao động Chu kỳ thực nghiệm J o Vị trí tâm vật nặng cách tâm lắc :

6 10  20 7 10  20 8 10  20 9 10  20 10 10  20 Vị trí tâm vật nặng cách tâm lắc :

11 10  20 12 10  20 13 10  20 14 10  20 15 10  20 Vị trí tâm vật nặng cách tâm lắc :

16 10  20 17 10  20 18 10  20 19 10  20 20 10  20 Vị trí tâm vật nặng cách tâm lắc :

21 10  20 22 10  20 23 10  20 24 10  20 25 10  20 Vị trí tâm vật nặng cách tâm lắc :

4 Bố trí vật nặng sao cho con lắc dao động chậm Xác định biên độ dao động và thời gian tại

khi đến chu kỳ thứ 100 thì ghi lại tổng thời gian & tổng số chu kỳ mà con lắc thực hiện được Ngược lại, nếu con lắc dao động nhiều hơn 100 chu kỳ thì tiếp tục đếm thời gian & đếm tổng số chu kỳ mà

con lắc thực hiện được cho đến khi dừng hẳn

Vị trí tâm vật nặng cách tâm lắc dm =

Biên độ góc ban đầu  = o =

V./ NỘI DUNG BÁO CÁO:

2 Xây dựng công thức & tính khối tâm G của con lắc theo vị trí dm của vật nặng: a=f(dm) (0.5đ)

3 Xây dựng công thức & tính moment quán tính khối lượng Jhệ của cả hệ con lắc (0.5đ)

4 Xây dựng công thức & tính chu kỳ dao động T theo vị trí dm của quả nặng: T=g(dm) (1đ)

5 Hãy cho biết chu kỳ dao động của con lắc vật lý có phụ thuộc biên độ góc ban đầu

6 Tính các chu kỳ dao động khi không gắn vật nặng và khi có gắn vật nặng dựa vào (**) (1đ)

(Vẽ cả đường lý thuyết và thực nghiệm trên cùng 1 đồ thị)

10 Xây dựng công thức & tính hệ số giảm chấn của con lắc ̅ ∑ (1đ)

12 Nhận xét các kết quả thí nghiệm, liệt kê các yếu tố có thể tác động, ảnh hưởng đến

sự chính xác của kết quả thí nghiệm & đề xuất giải pháp khắc phục hoặc giảm thiểu (1đ)

TÀI LIỆU THAM KHẢO THÊM

[1] X.M Targ, Giáo trình giản yếu Cơ Học Lý Thuyết

[2] Singiresu S Rao, Mechanical Vibration

[3] Nguyễn Văn Khang, Dao động Kỹ thuật

(Lưu ý: Phải bấm đồng hồ khi bắt đầu cho con lắc dao động) Bảng 4

I./ MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM:

Xác định lực quán tính khối lượng của vật bằng hai phương pháp khác nhau

II./ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM:

 Con lăn làm bằng nhôm có lõi là trụ đồng ở giữa

 Một mặt nghiêng có thể thay đổi độ dốc

 Thước dây, thước lá, thước kẹp và đồng hồ bấm giây

 1 cờ-lê 17 & 1 khóa lục giác 8

III./ LÝ THUYẾT HỖ TRỢ – CƠ SỞ LÝ LUẬN:

_ Lực quán tính khối lượng của một vật có dạng đĩa tròn, đồng chất, đẳng hướng được xác định dựa vào kích thước và khối lượng của vật theo công thức:

2

2 M R

2

1 dm r

k k k

_ Theo định lý biến thiên động năng:      Int

n Ext

n

T T

W : tổng công của các nội lực trong hệ

_ Theo định lý bảo toàn cơ năng : Động năng + Thế năng = Hằng số

_ Khi thay đổi độ cao mặt nghiêng sẽ dẫn đến động năng của hệ thay đổi, do đó ta cần tính động năng tại các độ cao tương ứng

_ Đối với vật chuyển động tịnh tiến:

2 o

o t

t o

.a.t 2

1 t v S

a.t v v

2

v v v

; t v S

1 Xác định các kích thước và khối lượng của cơ hệ:

_ Quãng đường con lăn lăn trên mặt nghiêng : S = (mm)

2 Đo thời gian:

Đo thời gian khi con lăn lăn hết chiều dài thanh dẫn ở 7 độ dốc khác nhau Ở mỗi độ dốc,

đo 3 lần để lấy giá trị trung bình

Độ cao, h 2 (mm)

Thời gian lăn trên mặt nghiêng, t i (s)

̅ (s) Lưu ý: độ cao h 1 & h 2 phải được đo tại tâm của con lăn

V./ NỘI DUNG BÁO CÁO:

2 Xây dựng công thức tính lực quán tính khối lượng của con lăn theo 2 phương pháp: (1,5đ)

Phương pháp 1: Kích thước hình học

Phương pháp 2: Bảo toàn cơ năng

Động năng con lăn, T (J)

Lực quán tính khối lượng, J (Kg.m 2 )

Giá trị trung bình của Lực quán tính

khối lượng, J tb (Kg.m 2 )

4 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa thời gian con lăn lăn hết mặt nghiêng với góc nghiêng  (0.5đ)

5 Tính lực quán tính khối lượng của con lăn từ các kích thước & khối lượng đo được Tức là

xác định lực quán tính dựa vào kích thước hình học (Cho biết khối lượng riêng của đồng là 8700kg/m 3 và của nhôm là 2700kg/m 3) (1.5đ)

7 Nhận xét các kết quả thí nghiệm, liệt kê các yếu tố có thể tác động, ảnh hưởng đến sự chính xác của kết quả thí nghiệm & đề xuất giải pháp khắc phục hoặc giảm thiểu (1đ)

TÀI LIỆU THAM KHẢO THÊM

[1] - X.M Targ, Giáo trình Giản yếu Cơ Học Lý Thuyết

[2] - Vũ Duy Cường, Giáo trình Cơ Lý Thuyết

I./ MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM:

_ Cung cấp & củng cố kiến thức về nguyên lý hoạt động của cơ cấu cam

_ Nắm vững cách xác định vị trí chuyển vị của cần tương ứng với góc quay của đĩa cam _ Xác định các giá trị động học của cơ cấu

_ Tính toán độ cứng của lò xo trong cơ cấu

_ Lập bản vẽ biên dạng cam

II./ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM:

 01 cơ cấu truyền động bằng đai, bánh đai lớn mang vạch chia độ

 01 cơ cấu cam bao gồm: đĩa cam, cần đẩy đáy bằng, lò xo

 01 bộ đế từ & đồng hồ so 10mm với độ chính xác 0.01mm

 01 bộ các vật nặng có khối lượng 50g - 500g

 01 cân bàn 10kg, có độ chính xác 10g

 01 chìa khóa 13 & 01 chìa khóa 08

 SINH VIÊN TỰ CHUẨN BỊ: 01 com-pa + 01 thước đo độ + 01 giấy kẻ ly khổ A4

Hình 1

III./ LÝ THUYẾT HỖ TRỢ - CƠ SỞ LÝ LUẬN:

1 Cơ cấu Cam:

_ Khảo sát cơ cấu có lược đồ như hình bên: khâu 1 là một đĩa trụ

(không tròn) chuyển động quay quanh tâm A, khâu 2 có thể chuyển động

trượt theo một phương cố định và có một đầu luôn tiếp xúc với mặt trụ

của khâu 1 Khi khâu 1 quay quanh A thì vị trí tiếp xúc giữa khâu 1 và khâu

2 luôn thay đổi nên khâu 2 tịnh tiến theo phương thẳng đứng Quy luật

chuyển động tịnh tiến của khâu 2 phụ thuộc vào hình dáng bề mặt tiếp xúc

(giữa khâu 1 và khâu 2) trên khâu 1

_ Khâu dẫn 1 được gọi là cam, khâu bị dẫn 2 được gọi là cần Bề mặt

trên cam tiếp xúc giữa cam và cần được gọi là biên dạng cam

_ Như vậy một cách tổng quát có thể định nghĩa: Cơ cấu cam là cơ cấu có khâu bị dẫn được nối với khâu dẫn bằng khớp cao và có chuyển động có tính chu kỳ (có thể liên tục hay gián đoạn) theo quy luật nhất định Quy luật này phụ thuộc vào biên dạng cam

+ Phân loại cơ cấu cam:

Cơ cấu cam thường được phân ra hai loại lớn: cơ cấu cam phẳng & cơ cấu cam không gian

a) Cơ cấu cam phẳng : Cơ cấu cam phẳng có thể phân ra nhiều loại nhỏ theo nhiều quan

điểm khác nhau:

* Theo chuyển động của cam (khâu dẫn 1):

_ Cam quay (hình 3a,b,c,d,e,f,i,j,k,l)

_ Cam trượt (hình 3g,h)

* Theo chuyển động của cần (khâu bị dẫn 2):

_ Cần đẩy hay còn gọi là cần tịnh tiến (hình 3a,b,c,g,j,l)

_ Cần lắc hay còn gọi là cần quay (hình 3d,e,f,h,k)

_ Cần chuyển động song phẳng (hình 3i)

* Theo kiểu đáy cần (chổ tiếp xúc với cam):

_ Cần đáy nhọn (hình 3a,d,g)

_ Cần đáy bằng (hình 3c,f)

_ Cần đáy con lăn (hình 3b,e,h,i,j,k,l)

* Theo mặt tiếp xúc giữa cam và cần:

_ Cam ngoài: mặt làm việc của cam là mặt trụ ngoài (hình 3a,b,c,d,e,f,g,h,i,j)

_ Cam trong: mặt làm việc của cam là mặt trụ trong (hình 3k)

_ Cam rãnh: mặt làm việc của cam là mặt rãnh (hình 3l)

Cần Khối dẫn hướng

Lò xo

Hình 3 b) Cơ cấu cam không gian : Trên hình 4, các cam chuyển động quay làm cho cần chuyển động

tịnh tiến (hình a,b) và lắc (hình c) Trong mỗi cơ cấu ở hình 4-4, các khâu 1 và 2 chuyển động trong 2 mặt phẳng không song song nhau

 

 

A B

e)

B

 

A 1

2 C

A B

dsdt

dsvvới  là vận tốc góc của cam (khâu dẫn)

Từ đồ thị s = s(), ta có thể xác định đồ thị



d

ds() bằng phương pháp vi phân đồ thị

Khi đó giá trị của đồ thị vận tốc v = v(t) sẽ bằng giá trị đồ thị



d

ds() nhân với hằng số 

==> Giá trị thực của vận tốc được xác định từ đồ thị vận tốc:

) ( d

ds

i 1

* Đồ thị gia tốc:

Gia tốc là đạo hàm vận tốc theo thời gian nên cũng bằng phương pháp vi phân đồ thị, như đối

với vận tốc, ta nhận được đồ thị gia tốc a = a(t) sẽ là đồ thị 2

2

d

sd

 () nhân với hằng số 2

==> Giá trị thực của gia tốc được xác định từ đồ thị:

2 i 2 2

) d s

d ( )

d

sd.μa

2

2 i 1

Giả sử biết trước đường cong Y(x) biểu diễn cho hàm số thực S(), cần tìm đường cong y(x) biểu diễn cho hàm V()=S’()= ( )

d



Trước hết thay đường cong Y(x) bằng đường gãy khúc như hình 4.1a

Trên hệ trục tọa độ xO2y của hình 4.1b lấy đoạn O2P=H tùy ý Từ P kẻ các đường song song với các đoạn gãy khúc Ai-1Ai trong khoảng xi-1xi và cắt đường O2y tại các tung độ bi

Đường cong y(x) sẽ đi qua các điểm Bi có tung độ bi & hoành độ là

2

x

xi1 i

tương ứng trên hệ trục xO2y

Trong quá trình thực hiện vi phân đồ thị, có thể chia trục hoành thành những phần x bất kỳ (không nhất thiết phải bằng nhau), tất nhiên chia đều thì việc chia thực hiện dễ dàng hơn và khoảng cách chia x càng nhỏ thì đường cong tìm được càng chính xác hơn Vì vậy việc chia rất linh hoạt: những khoảng cần chính xác thì có thể chia nhỏ hơn, những đoạn mà đường cong cần tìm là đường đơn giản dễ nhận biết thì không cần chia (ví dụ như đường thẳng)

Giá trị H=O2P quyết định tung độ của đường cong cần tìm nên cần chọn H thích hợp để có được hình vẽ rõ ràng & đẹp

Hai đồ thị y(x) và Y(x) có quan hệ với nhau rõ ràng : y(x)=0 tại những điểm Y(x) cực trị, vì vậy cần chú ý kiểm tra trong quá trình thực hiện để đường cong tìm ra được chính xác và tránh những nhầm lẫn về phương pháp

x

dy dx