TÀI LIỆU THỰC HÀNH CHI TIẾT MÁY CÓ THÔNG SỐ

TÀI LIỆU THỰC HÀNH CHI TIẾT MÁY CÓ THÔNG SỐ Để củng cố các kiến thức đã học trong môn học Chi tiết máy và tạo điều kiện cho sinh viên thấy rõ việc ứng dụng phần lý thuyết đã học vào thực tế, Bộ môn Cơ – Sức bền sẽ giới thiệu và hướng dẫn cho sinh viên tiến hành hai thí nghiệm điển hình nhằm mục đích cho sinh viên thấy được quá trình đàn hồi, trượt đai trong thực tế và kiểm tra khảo sát các hệ số đó. Trong thí nghiệm mỗi nhóm sinh viên (gồm từ 15 đến 30 sinh viên) phải tiến hành làm thí nghiệm: xác định hệ số trượt trong truyền động đai từ đó vẽ ra đường cong trượt đàn hồi.

1

Bài thí nghiệm số 1 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TRƯỢT TRONG TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

1 Mục đích và yêu cầu của thí nghiệm

1.1 Mục đích

Để củng cố các kiến thức đã học trong môn học Chi tiết máy và tạo điều kiện cho sinh viên thấy rõ việc ứng dụng phần lý thuyết đã học vào thực tế, Bộ môn Cơ – Sức bền sẽ giới thiệu và hướng dẫn cho sinh viên tiến hành hai thí nghiệm điển hình nhằm mục đích cho sinh viên thấy được quá trình đàn hồi, trượt đai trong thực tế và kiểm tra

khảo sát các hệ số đó Trong thí nghiệm mỗi nhóm sinh viên (gồm từ 15 đến 30 sinh viên) phải tiến hành làm thí nghiệm: xác định hệ số trượt trong truyền động đai từ đó vẽ

ra đường cong trượt đàn hồi

1.2 Các dụng cụ sinh viên cần có để làm thí nghiệm

Để tiến hành thí nghiệm có hiệu quả và nhanh chóng, sinh viên cần mang theo các dụng cụ sau: Thước kẻ ly, thước đo độ, compa, bút chì, máy tính tay

1.3 Yêu cầu chung cho thí nghiệm

- Đọc và chuẩn bị thật kỹ ở nhà các phần lý thuyết có liên quan đến thí nghiệm

- Điền những phần yêu cầu sinh viên làm trước ở nhà vào tài liệu thí nghiệm để tiết kiệm thời gian làm thí nghiệm

- Sau khi làm bài thí nghiệm xong sinh viên phải làm báo cáo thí nghiệm và nộp ngay cho bộ môn

- Trong khi làm thí nghiệm, giáo viên sẽ kiểm tra các kiến thức có liên quan đến nội dung của thí nghiệm, nếu không đạt yêu cầu sinh viên sẽ không được làm thí nghiệm tiếp mà phải chuẩn bị kỹ để làm lại lần 2

2 Thí nghiệm: Khảo sát sự đàn hồi trong truyền động đai từ đó vẽ ra đường cong trượt

2.1 Yêu cầu:

Trong chuyển động bằng dây đai luôn xuất hiện hiện tượng trượt đàn hồi Đây là nhược điểm không thể loại bỏ được của truyền động đai Nguyên nhân là do tính đàn

hồi của dây đai khi làm việc gây ra

Khi bộ truyền làm việc thì bánh đai quay kéo dây đai trong vùng cung tính có tốc

độ bằng với tốc độ bánh dẫn,sự truyền chuyển động từ dây đai sang bánh bị dẫn xảy ra trong cung ôm của bánh bị dẫn nhưng nó không truyền ngay tốc độ đó cho bánh bị dẫn trong cung ôm này vì trong cung này có sự trượt do dây đai trong cung này có lực giảm dần nên tốc độ đai cũng giảm dần nên tốc độ đai cũng giảm suốt cũng trượt cho đến tận cung tính cho bánh bị dẫn mới được kéo bằng với tốc độ đai nhưng nhỏ hơn vận tốc trên bánh bi dẫn

Để đánh giá sự trượt hay mất vận tốc từ bánh dẫn sang bánh bị dẫn ta đưa ra hệ số trượt 𝜀, với 𝜀 = 𝑉1− 𝑉 2

𝑉2 =𝑑1.𝑛1−𝑑2𝑛2

𝑑 2 𝑛 2 Với n1 và n2 vận tốc vòng/phút của 2 bánh đai trong quá trình khảo sát được hiển thị trên bộ đếm , 𝑛1 là số vòng bánh dẫn quay trong một phút 𝑛1 = ⋯ (vòng/phút) theo yêu cầu của giảng viên hướng dẫn Ta tính được vận tốc bằng công thức V= πdn/60000 (m/s)

2

Trong bài thí nghiệm này sinh viên sẽ kiểm tra hệ số trượt của bộ truyền đai có trong phòng thí nghiệm bằng cách đo và khảo sát các số liệu thực tế từ đó đưa ra so sánh với

lý thuyết

2.2 Mô hình máy thí nghiệm

Hình 1.1 Mô hình thiết bị máy đo trượt bộ truyền đai

Theo lý thuyết khi hoạt động thì vận tốc trên 2 bánh đai là như nhau, nhưng trong thực tế do có hiện tượng trượt trên đai nên sẽ dẫn đến vận tốc trên 2 bánh đai có sự sai lệch Sinh viên cần đo được sai lệch đó để tính toán hệ số trượt trong bộ truyền đai trên

2.3 Cơ sở lý thuyết khảo sát hệ số trượt

1.Trong mô hình thí nghiệm (hình 1.1)

Cho động cơ hoạt động, nhờ gắn 2 bộ encoder và 2 bộ hiển thị nên hoàn toàn có thể đọc được thông số vận tốc (Có thể cài đặt là m/s hoặc vòng/phút để đo) Trong quá trình đo ta có thể ghi lại các giá trị tốc độ kể từ lúc bắt đầu bật động cơ cho đến lúc chạy

ổn định để khảo sát hệ số trượt trong khoảng thời gian này

2 Có thể khảo sát hệ số trượt khi động cơ chạy nhanh dần hoặc giảm dần hay chạy ổn định Từ các số liệu có được sinh viên cần thể hiện bằng biểu đồ kết quả đó

4/ Nhận xét và vẽ biểu đồ và so sánh kết quả tính tay với máy tính

Quá trình thí nghiệm ta xác định hệ số trượt phụ thộc vào tải ứng với mỗi tải ta có một hệ số trượt Ta có bảng số liệu,căn cứ vào bảng số liệu ta có đồ thị đường cong trượt như sau:

4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI Khoa Cơ Khí

Bộ môn cơ sức bền

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

Chi Tiết Máy

Họ tên sinh viên :

Lớp……… khóa ……… ……

Hà Nội , ngày … tháng… năm 20… Bài thí nghiệm số 1 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TRƯỢT TRONG TRUYỀN ĐỘNG ĐAI I) mục đích : ( sinh viên làm trước ở nhà)

II) thí nghiệm: ( sinh viên làm trong khi thí nghiệm)

a) Đọc và ghi thông số trên mô hình thí nghiệm

- Tốc độ động cơ : ndc =

- Đường kính bánh đai nhỏ : d1 =

- Đường kính bánh đai lớn : d2 =

- Tải trọng tác dụng : Ft = 0

b) Vẽ đồ thị đo được khi Ft = 0 theo bảng số liệu khảo sát được

STT n 1

(v/p)

n 2

(v/p)

d 1

(mm)

d 2

(mm)

V 1

(m/s)

V 2

(m/s)

Hệ số trượt ε

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

5

Nhận xét: ( sau khi đã vẽ đồ thị)

So sánh với đồ thị vẽ được với lý thuyết? Tại sao lại có sai khác đó? Nhận xét:

III)kết luận: ( sau khi kết thúc thí nghiệm sinh viên so sánh và rút ra kết luận)

6

7

Bài thí nghiệm số 2

LỰA CHỌN, THỰC HÀNH THÁO LẮP VÀ PHÂN TÍCH DẠNG TIẾP XÚC

TRONG TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG

1 Mục tiêu

Phân tích được kết cấu của cụm chi tiết truyền động, các kiểu lắp ghép cơ bản Nhận biết và phân tích dạng tiếp xúc để đánh giá chỉ tiêu ăn khớp của hai bánh răng hoặc trục vít – bánh vít

2 Cơ sở lý thuyết:

Khi làm việc, các răng lần lượt đi vào vùng tiếp xúc, đầu tiên chân răng bánh dẫn

ăn khớp với đỉnh răng bánh bị dẫn (giao điểm vòng đỉnh bánh bị dẫn với đường ăn khớp) Sau đó điểm ăn khớp trên bánh dẫn di chuyển từ chân răng đến đỉnh răng, các điểm này nằm trên đường ăn khớp Cặp bánh răng ra khớp tại vị trí giao nhau giữa đường

ăn khớp và vòng đinh bánh dẫn

Hình 1 Quá trình ăn khớp của hai bánh răng

Trên hình 1a, khi cặp bánh răng A1A2 vào khớp (vị trí 1 như trên hình 2a,b) thì cặp bánh răng B1B2 đang trên vùng ăn khớp (vị trí 2 hình 2a,b) Trên hình 1b, khi cặp bánh răng B1B2 ra khớp (vị trí 2’ hình 2a,b) thì cặp bánh răng A1A2 đang ăn khớp (vị trí 2 hình 2a,b) Ở vị trí giữa hình 1b và hình 1c thì trên vùng ăn khớp chỉ có một đôi răng ăn khớp và tải trọng tác dụng lên răng là lớn nhất vì chỉ có một đôi răng chịu tải trọng (miền gạch hình 2a) và quá trình lặp lại như hình 1c, 1d

8

Hình 2 Vị trí ăn khớp và miền phân bố tải trọng trên răng

a Răng thẳng b Tải trọng phân bố c Răng nghiêng theo vị trí ăn khớp

Phân bố tải trọng trên răng tùy vào vị trí ăn khớp như hình 2b, có nghĩa là tải trọng tác dụng lên răng bắt đầu khi răng vào khớp tại vị trí 1, đến vị trí 1’ tăng gấp đôi và đến

vị trí 2 giảm một nửa và đến vị trí 2’ sẽ thôi tải và quá trình sẽ lặp lại khi bánh răng quay gần 1 vòng và bắt đầu lại từ vị trí 1( bắt đầu vào khớp)

2.3 Nội dung và quá trình thực hiện thí nghiệm

2.3.1.Nội dung thí nghiệm

+ Phân tích kết cấu cụm chi tiết truyền động

+ Phân tích các kiểu lắp ghép cơ bản trong cụm truyền động

+ Kiểm tra và xác định vết ăn khớp giữa hai bánh răng

+ So sánh sự ăn khớp của bánh răng trụ răng thẳng và trụ răng nghiêng, dựa vào quan sát thí nghiệm và kiến thức lý thuyết để giải thích

2.3.2 Yêu cầu đối với sinh viên

- Đọc và chuẩn bị trước ở nhà các phần lý thuyết có liên quan đến thí nghiệm

- Điền những phần yêu cầu sinh viên làm trước ở nhà vào tài liệu thí nghiệm để tiết kiệm thời gian làm thí nghiệm

- Sau khi làm bài thí nghiệm xong sinh viên phải làm báo cáo thí nghiệm và nộp cho thầy hướng dẫn

- Trong khi làm thí nghiệm, giáo viên sẽ kiểm tra các kiến thức có liên quan đến nội dung của thí nghiệm, nếu không đạt yêu cầu sinh viên sẽ không được làm thí nghiệm tiếp mà phải chuẩn bị kỹ để làm lại lần 2

b) Phân tích các kiểu lắp ghép cơ bản trong cụm truyền động

Phân tích kiểu lắp ghép giữa bánh răng và trục

Phân tích kiểu lắp ghép giữa trục và ổ

Phân tích kiểu lắp ghép giữa trục và các chi tiết khác

c) Kiểm tra vết tiếp giữa hai bánh răng

+ Bước 1: Lựa chọn được dạng bộ truyền và tỷ số truyền theo yêu cầu (hai trục song song, hai trục vuông góc trong mặt phẳng, hai trục vuông góc trong không gian, biến chuyển động quay thành tịnh tiến)

+ Bước 2: Dùng phấn phủ kín bề mặt của đôi răng cần kiểm tra, bao gồm một cặp bánh răng trụ răng thẳng và một cặp bánh răng trụ răng nghiêng

+ Bước 3: Lắp hai bánh răng đã phủ phấn lên trục chủ động và bị động của bộ thí nghiệm bánh răng, sau đó di chuyển cụm bánh răng bị động vào vị trí ăn khớp đúng với bánh răng chủ động

+ Bước 4: Bật Aptomat để động cơ làm việc, trục chủ động quay với vận tốc 100 vòng/phút

- Quan sát thí nghiệm: Sau khi ăn khớp thì phần tiếp xúc sẽ làm mất đi phần phấn được phủ Quan sát hình dạng của phần tiếp xúc và so sánh với chỉ tiêu tiếp xúc của các đôi răng khi ăn khớp đúng theo hình vẽ dưới đây:

Hình 3 Vết tiếp xúc của hai răng ăn khớp d) So sánh sự ăn khớp giữa bánh răng trụ răng thẳng và răng nghiêng

- Dựa vào quá trình thí nghiệm ở trên, đưa ra so sánh sự ăn khớp giữa bánh răng trụ răng thẳng và răng nghiêng

- Dựa vào sự quan sát quá trình ăn khớp và kiến thức đã học, giải thích kết quả so sánh trên

10

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI Khoa Cơ Khí

Bộ môn cơ sức bền

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

Chi tiết máy

Họ tên sinh viên :

Lớp……… Khóa ………

Hà Nội , ngày … tháng… năm 20… Bài thí nghiệm số 2 LỰA CHỌN, THỰC HÀNH THÁO LẮP VÀ PHÂN TÍCH DẠNG TIẾP XÚC TRONG TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG I)Mục đích : ( sinh viên làm trước ở nhà)

II) Thí nghiệm: ( sinh viên làm trong khi thí nghiệm) a) Phân tích kết cấu cụm chi tiết truyền động - Lựa chọn bộ truyền bánh răng trụ, bánh răng côn hay trục vít – bánh vít theo mô đun hoặc tỷ số truyền ( Theo yêu cầu Giảng viên hướng dẫn ) Lựa chọn bộ truyền bánh răng trụ với u = …… ; mô đun m = ……

Lựa chọn bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng với u = …… ; mô đun m = ……

Lựa chọn bộ truyền bánh răng côn với u = …… ; mô đun m = ……

Lựa chọn bộ truyền trục vít - bánh vít với u = Lựa chọn bộ truyền bánh răng thanh răng Thực hành tháo lắp cụm chi tiết truyền động bánh răng – trục - ổ trên và đưa ra nhận xét: ………

………

………

………

………

………

………

b) Phân tích các kiểu lắp ghép cơ bản trong cụm truyền động

Phân tích kiểu lắp ghép giữa bánh răng và trục

Phân tích kiểu lắp ghép giữa trục và ổ

Phân tích kiểu lắp ghép giữa trục và các chi tiết khác

11

………

………

………

………

………

………

………

c) Kiểm tra vết tiếp giữa hai bánh rang và So sánh sự ăn khớp giữa bánh răng trụ răng thẳng và răng nghiêng Quan sát hình dạng của phần tiếp xúc và so sánh với chỉ tiêu tiếp xúc của các đôi răng khi ăn khớp đúng và đưa ra nhận xét: ………

………

………

………

………

………

………

Bảng thông số bộ truyền – Bộ truyền ………

– Bộ truyền ………

– Bộ truyền ………

– Bộ truyền ………

– Bộ truyền ………

– Bộ truyền ………

– Bộ truyền ………

– Bộ truyền ………

STT Mo đun m Số răng z Góc nghiêng β Hệ số εα Khoảng cách trục aw - So sánh: + Về số răng ăn khớp: ………

12

………

………

………

+ Về đặc điểm ăn khớp:………

………

………

………

………

………

- Kết luận: ………

………

………

………

………

c So sánh sự ăn khớp giữa bánh răng trụ răng thẳng và răng nghiêng - So sánh: + Về số răng ăn khớp: ………

………

+ Về đặc điểm ăn khớp:………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

- Giải thích : ………

………

………

………

………

………

13

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Bài thí nghiệm số 3

ĐO TỐC ĐỘ RA TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG VÔ CẤP TỐC ĐỘ

1 mục đích và yêu cầu của thí nghiệm

1.1 Mục đích

Tốc độ là thông số rất quan trọng đặc trưng cho chế độ làm việc của máy, trong nhiều trường hợp cần phải thay đổi tốc độ để phù hợp với những điều kiện làm việc cụ thể Mục đích của bài thí nghiệm này là khảo sát tốc độ đầu ra khi làm việc với các chế

độ khác nhau trong hệ thống truyền động có thay đổi tốc độ

1.2 Các dụng cụ sinh viên cần có để làm thí nghiệm

Để tiến hành thí nghiệm có hiệu quả và nhanh chóng, sinh viên cần mang theo các dụng cụ sau: Thước kẻ ly, thước đo độ, bút chì, máy tính tay

1.3 Yêu cầu chung cho hai thí nghiệm

- Đọc và chuẩn bị thật kỹ ở nhà các phần lý thuyết có liên quan đến thí nghiệm

- Điền những phần yêu cầu sinh viên làm trước ở nhà vào tài liệu thí nghiệm để tiết kiệm thời gian làm thí nghiệm

- Sau khi làm bài thí nghiệm xong sinh viên phải làm báo cáo thí nghiệm và nộp ngay cho bộ môn

- Trong khi làm hai thí nghiệm, giáo viên sẽ kiểm tra các kiến thức có liên quan đến nội dung của thí nghiệm, nếu không đạt yêu cầu sinh viên sẽ không được làm thí nghiệm tiếp mà phải chuẩn bị kỹ để làm lại lần 2

2 Thí nghiệm: Đo tốc độ ra trong hệ thống truyền động có thay đổi tốc độ

2.1 yêu cầu:

- Nắm được các kiến thức liên quan đến tốc độ quay và tốc độ dài

- Phân tích được mối quan hệ giữa tốc độ quay (vòng/phút) với công suất và mômen xoắn: T = 9550P/n (Nm)

- Tìm hiểu về thiết bị thí nghiệm, số cấp tốc độ, tỷ số truyền cho từng cặp bánh răng, trục vít – bánh vít và tỷ số truyền chung cho cả hệ

- Biết cách đo tốc độ bằng bộ đếm

- Vẽ đồ thị liên hệ giữa tốc độ quay và mômen xoắn trên trục

2.2 Mô hình thí nghiệm

- Trong thực tế có nhiều phương pháp để đo tốc độ, phương pháp đơn giản nhất là đếm

số xung trong một phút sử dụng bộ đếm

14

- Trong mô hình thí nghiệm (Hình 4.1): Động cơ truyền chuyển động quay cho bộ truyền

trục vít – bánh vít thông qua bộ ly hợp ma sát lệch tâm, bộ ly hợp ma sát lệch tâm có tác dụng điều chỉnh vô cấp để tạo ra tỷ số truyền khác nhau và tạo ra tốc độ đầu ra khác nhau

Hình 4.1 Sơ đồ thí nghiệm điều chỉnh tốc độ vô cấp

15

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI Khoa Cơ Khí

Bộ môn Cơ - sức bền

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

Chi tiết máy

Họ tên sinh viên :

Lớp……… khóa ………

Hà Nội , ngày … tháng… năm 20… Bài thí nghiệm số 3 ĐO TỐC ĐỘ RA TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG VÔ CẤP TỐC ĐỘ I) mục đích : ( sinh viên làm trước ở nhà)

II) thí nghiệm: ( sinh viên làm trong khi thí nghiệm) a) Đọc và ghi thông số mô hình thí nghiệm - Công suất động cơ, số vòng quay : Pđc = ; nđc = - Tỷ số truyền của bộ truyền trục vít – bánh vít: utv = - Phân tích mất mát hiệu suất : k = ; tv = ; ổ = ; lh = b)Vẽ sơ đồ hệ thống truyền động thay đổi tốc độ

Nhận xét: ( sau khi đã vẽ sơ đồ)

c) Đo tốc độ đầu ra tương ứng với các tỷ số truyền u 1 , u 2 , u 3 :

nra1 = (vòng/phút) , nra2 = (vòng/phút), nra3 = (vòng/phút)

d)Tính toán:

- Tính các tỷ số truyền u1, u2, u3 tương ứng với nra1, nra2, nra3

16

- Tính mômen xoắn trên trục ra tương ứng với tốc độ n1:

Tra1 = 9550.P.hệ/nra1 =……

Trong đó: hệ = kn tv ổ

- Tính mômen xoắn trên trục ra tương ứng với tốc độ n2: Tra2 = 9550.P.hệ/nra2 =……

Trong đó: hệ = kn tv ổ

- Tính mômen xoắn trên trục ra tương ứng với tốc độ n3: Tra2 = 9550.P.hệ/nra2 =……

Trong đó: hệ = kn tv ổ

e) Vẽ đồ thị liên hệ giữa mômen xoắn và số vòng quay đã đo và tính toán được:

f) Nhận xét:

III)kết luận: ( sau khi kết thúc thí nghiệm sinh viên so sánh và rút ra kết luận)