TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ Bộ môn Cơ sở Thiết kế máy và Robot ---------------o0o---------------- TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM Nguyên lý máy (Chỉ lưu hành nội bộ, cấm sao chép) Họ và tên SV: ………………………………. MSSV………………………………………… Lớp tín chỉ: …………………………………. Lớp thí nghiệm (Nhóm):…………………… Chữ ký của SV:…………………………….. Hà Nội, 2021
BÀI 1 ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG 1. Mục đích -Nắm được cấu trúc một số cơ cấu phẳng; -Nắm được quy luật chuyển động của các khâu, các điểm trên khâu; -Tăng cường khả năng tư duy, suy luận về cấu trúc, quy luật chuyển động của cơ cấu. 2. Yêu cầu -Sinh viên cần có tài liệu thí nghiệm, tìm hiểu trước tài liệu thí nghiệm và phần lí thuyết liên quan; -Tham gia làm thí nghiệm đầy đủ; -Nộp bài sau khi hoàn thành thí nghiệm. 3. Thiết bị, dụng cụ, vật tư -Giấy A4 -Com pa -Đo độ -Thước kẻ 4. Cơ sở lý thuyết •Trong cơ cấu phẳng toàn khớp thấp thì các khớp có thể là khớp quay hoặc khớp tịnh tiến; y y C3(F, l3) G G C4(H, l4) 3 4 x2 3 4 F F H x1 2 2 H D=O 1 x D=O 1 x Hình 1.4.4.0.0 C2(D, l2) C1(D, l1) Hình 1.4.4.0.1 2
•Xét cơ cấu bốn khâu bản lề là chuỗi động gồm các khâu 1, 2, 3, 4 đều là dạng thanh thẳng nối với nhau bởi các khớp quay tại D, F, G, Hnhư hình vẽ (Hình 1.4.4.0.0 và Hình 1.4.4.0.1)với khâu 1 là giá (khâu cố định), ta thấy: -Nếu kí hiệu i+j=Q(X) được hiểu là khâu i nối với khâu j bằng khớp quay tại X còn kí hiệu i+j=T(X) hiểu là khâu i nối với khâu j bằng khớp tịnh tiến tại X thì cơ cấu trên sẽ có 1+2=Q(D), 2+3=Q(F), 3+4=Q(G), 4+1=Q(H); -Gọi chiều dài của khâu i là li thì chiều dài tương ứng của các khâu là l1, l2, l3, l4; -Khâu 1 nằm trên tia Dx1làm với trục hoành góc ψ cho trước; khâu 2 nằm trên tia Dx2 làm với trục hoành góc φ2 cho trước; -Khâu 2 chỉ có thể quay quanh khớp quay D nối giá; khâu 4 chỉ có thể quay quanh khớp quay H nối giá; -Quỹ đạo chuyển động của điểm Fnằm trên đường tròn C2 có tâm là điểm D, bán kính là l2, kí hiệu là C2(D, l2); -Quỹ đạo chuyểnđộng của điểm Gnằm trên đường tròn C4 có tâm là điểm H, bán kính là l4, kí hiệu là C4(H, l4); -Từ điểm D cho trước (chọn trùng gốc tọa độ), thông qua góc định vị ψ và chiều dài l1 ta xác định được điểm H; -Khi biết vị trí khâu 2 (thông qua góc φ2) có thể xác định vị trí của điểm F vì điểm F sẽ nằm trên đường tròn C2; -Điểm G vừa thuộc khâu 3 (quay tương đối quanh khớp F) vừa thuộc khâu 4 (quay quanh khớp H nối giá). Do đó G là điểm cắt nhau của hai đường tròn là C3(F, l3) và đường tròn C4(H, l4)các khâu còn lại trong cơ cấu; •Bậc tự do của cơ cấu phẳng: - Gọi số khâu động trong cơ cấu là n; số khớp thấp (quay, tịnh tiến) là p5; số khớp cao (nếu có) là p4; -Công thức tính bậc tự do (dạng cơ bản) của cơ cấu phẳng là: 5. Tiến hành thí nghiệm 5.1. Vẽ vị trí chính thức của cơ cấu • Xác định điểm D: -Điểm D được chọn trùng với gốc tọa độ O; • Xác định điểm H: -Qua D, vẽ vòng tròn C1 có tâm D, bán kính l1, kí hiệu là C1(D, l1). Điểm H sẽ nằm trên đường tròn này; 3
-Từ gốc D, vẽ tia Dx1 làm với trục hoành góc ψ cho trước; -Tia Dx1 cắt vòng tròn C1(D, l1) tại H. Ta có DH = l1; • Xác định điểm F: -Qua D, vẽ vòng tròn C2 có tâm D, bán kính l2, kí hiệu là C2(D, l2). Quỹ đạo chuyển động của điểm F sẽ nằm trên đường tròn này; -Từ D, vẽ tia Dx2 làm với trục hoành góc φ2; tia này cắt vòng tròn C2 tại điểm F; Ta có DF = l2; • Xác định điểm G: -Qua H, vẽ vòng tròn C4 có tâm E, bán kính l4, kí hiệu là C4(H, l4). Quỹ đạo chuyển động của điểm G sẽ nằm trên vòng tròn này; -Qua F, vẽ vòng tròn C3 có tâm F, bán kính l3, kí hiệu là C3(F, l3). Quỹ đạo chuyển động của điểm G cũng nằm trên vòng tròn này; -Vòng tròn C3 sẽ cắt vòng tròn C4 tại điểm G; Ta có FG = l3, HG = l4; • Vẽ các khớp quay: -Các điểm D, F, G, H chính là tâm của các khớp quay; -Tại các điểm D, F, G, H tiến hành vẽ các vòng tròn nhỏ để thể hiện các khớp quay; • Vẽ hoàn chỉnh vị trí chính thức của cơ cấu: -Nối các điểm D, F, G, H bằng đường đậm để thể hiện vị trí chính thức của cơ cấu đã cho (chú ý chỉ nối các bằng các đoạn thẳng chạm đến các vòng tròn nhỏ thể hiện các khớp quay) 5.2. Vẽ các vị trí khác nhau của cơ cấu • Tiến hành vẽ các vị trí khác khi cơ cấu chuyển động: thực tế là cơ cấu sẽ chuyển động một cách liên tục tuy nhiên để đơn giản ta tiến hành vẽ một số vị trí khác của cơ cấu theo các vị trí của khâu dẫn. Theo yêu cầu là vẽ thêm 2 vị trí với các góc φ lần lượt là 150, 300 tính từ 2 vị trí chính thức của cơ cấu đã vẽ ở trên. • Nhận xét: Khi cơ cấu chuyển động thì điểm F sẽ di chuyển trên vòng tròn C2(D, l2); điểm G sẽ di chuyển trên vòng tròn C4(H, l4) theo vị trí của khâu 2 và luôn đảm bảo FG = l3; • Giả thiết cơ cấu quay ngược chiều kim đồng hồ. • Vẽ vị trí khác của cơ cấu ứng với góc φ’ là vị trí chính thức ban đầu cộng thêm 150: 2 -Với giả thiết cơ cấu quay ngược chiều kim đồng hồ. -Qua D, vẽ tia Dx’ làm với trục hoành góc φ’ = φ + 150; tia này cắt vòng tròn C (D, l ) tại F’; 2 2 2 2 2 -Qua F’, vẽ vòng tròn C’3(F’, l3), vòng tròn này cắt vòng tròn C4(H, l4) tại G’; -Giá vẫn là khâu 1 tức là DH. -Nối DF’, F’G’, G’H bằng đường mảnh thể hiện vị trí mới của cơ cấu ứng với góc φ’2 = φ2 + 150; 4
• Vẽ vị trí khác của cơ cấu ứng với góc φ’’ là vị trí chính thức ban đầu cộng thêm 300: 2 -Với giả thiết cơ cấu quay ngược chiều kim đồng hồ. -Qua D, vẽ tia Dx’’ làm với trục hoành góc φ’’ = φ + 300; tia này cắt vòng tròn C (D, l ) tại 2 2 2 2 2 F’’; -Qua F’’, vẽ vòng tròn C’’3(F’’, l3), vòng tròn này cắt vòng tròn C4(H, l4) tại G’’; -Giá vẫn là khâu 1 tức là DH. -Nối DF’’, F’’G’’, G’’H bằng đường mảnh thể hiện vị trí mới của cơ cấu ứng với góc φ’2 = φ2 + 300; 5.3. Tính bậc tự do của cơ cấu -Xác định tổng số khâu, khâu giá; -Xác định số khâu động, kí hiệu là n; -Xác định số khớp động loại thấp (khớp quay, khớp tịnh tiến), kí hiệu là p5; số khớp động loại cao (nếu có), kí hiệu là p4; -Áp dụng công thức tính số bậc tự do của cấu phẳng dạng cơ bản: 6. Báo cáo thí nghiệm Đánh giá của giáo viên hướng dẫn Thời gian thực hành : Ngày …….tháng ……năm 2019 Đạt Không đạt Chữ ký của giáo viên hướng dẫn 6.1. Mục đích ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 6.2. Kết quả thí nghiệm • Dữ liệu: cơ cấu là chuỗi động như trên hình 1.4.4.0.0với khâu 1 cố định; -Kích thước các khâu: l1 = 31 (mm); l2 = 21 (mm); l3 = 28 (mm); l4 = 36 (mm); -Khâu1 làm với phương nằm ngang, góc ψ = 0 (độ) -Khâu2làm với phương nằm ngang, góc φ2 = 85 (độ) • Yêu cầu: -Vẽ vị trí chính thức của cơ cấu ứng với các kích thước các khâu đã cho và góc φ2 = 85 (độ); 5
-Vẽ vị trí của cơ cấu ứng với góc φ’ = φ + 150; 2 2 -Vẽ vị trí của cơ cấu ứng với góc φ’’ = φ + 300; 2 2 • Tiến hành làm thí nghiệm theo các bước hướng dẫn trong tài liệu (hình 1.4.4.0.1): • Kết luận: Cơ cấu đã vẽ gồm có: -Tổng số khâu là: ……, gồm các khâu: ………………………….; giá là khâu: …………... -Số khâu động là n = ……, gồm các khâu: ………………………………………………… -Số khớp thấp là p5 = ……, trong đó có …… khớp quay và …… khớp tịnh tiến; - Số khớp cao là p4= ……... - Bậc tự do của cơ cấu là (viết lại công thức tính bậ tự do dạng cơ bản và thay số vào công thức đó): 6
………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 6.3. Nhận xét và đánh giá kết quả (Trình bày ý nghĩa của bài thí nghiệm, nhận xét và đánh giá kết quả đo được, kiến ghị) ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 7
BÀI 2 KHẢ NĂNG QUAY TOÀN VÒNG CỦA KHÂU NỐI GIÁ 1. Mục đích -Nắm được cấu trúc một số cơ cấu phẳng; -Nắm được quy luật chuyển động của các khâu, các điểm trên khâu; -Tăng cường khả năng tư duy, suy luận về cấu trúc, quy luật chuyển động của cơ cấu; -Biết cách xác định khả năng quay toàn vòng của khâu nối giá trong cơ cấu. 2. Yêu cầu -Sinh viên cần có tài liệu thí nghiệm, tìm hiểu trước tài liệu thí nghiệm và phần lí thuyết liên quan; -Tham gia làm thí nghiệm đầy đủ; -Nộp bài sau khi hoàn thành thí nghiệm. 3. Thiết bị, dụng cụ, vật tư -Giấy A4 -Com pa -Đo độ -Thước kẻ 4. Cơ sở lý thuyết •Trong cơ cấu phẳng toàn khớp thấp thì các khớp có thể là khớp quay hoặc khớp tịnh tiến; •Như đã biết thì chuỗi động gồm các khâu được nối động với nhau; cơ cấu là chuỗi động có khâu cố định, khâu cố định được gọi là giá; y y C3(F, l3) G G C4(H, l4) 3 4 x2 3 4 F F H x1 2 2 H D=O 1 x D=O 1 x Hình 1.4.4.0.0.0 C2(D, l2) C1(D, l1) 8 Hình 1.4.4.0.0.1
• Xét cơ cấu bốn khâu bản lề là chuỗi động gồm các khâu 1, 2, 3, 4 đều là dạng thanh thẳng nối với nhau bởi các khớp quay tại D, F, G, Hnhư hình vẽ (Hình 1.4.4.0.0.0 và Hình 1.4.4.0.0.1)với một khâu nào đó là giá (khâu cố định; giả thiết ở đây giá là khâu 1), ta thấy: -Nếu kí hiệu i+j=Q(X) được hiểu là khâu i nối với khâu j bằng khớp quay tại X còn kí hiệu i+j=T(X) hiểu là khâu i nối với khâu j bằng khớp tịnh tiến tại X thì cơ cấu trên sẽ có 1+2=Q(D), 2+3=Q(F), 3+4=Q(G), 4+1=Q(H); -Gọi chiều dài của khâu i là li thì chiều dài tương ứng của các khâu là l1, l2, l3, l4; -Khâu 1 nằm trên tia Dx1làm với trục hoành góc ψ cho trước; khâu 2 nằm trên tia Dx2 làm với trục hoành góc φ2 cho trước; -Khâu 2 chỉ có thể quay quanh khớp quay D nối giá; khâu 4 chỉ có thể quay quanh khớp quay H nối giá; -Quỹ đạo chuyển động của điểm Fnằm trên đường tròn C2 có tâm là điểm D, bán kính là l2, kí hiệu là C2(D, l2); -Quỹ đạo chuyểnđộng của điểm Gnằm trên đường tròn C4 có tâm là điểm H, bán kính là l4, kí hiệu là C4(H, l4); -Từ điểm D cho trước (chọn trùng gốc tọa độ), thông qua góc định vị ψ và chiều dài l1 ta xác định được điểm H; -Khi biết vị trí khâu 2 (thông qua góc φ2) có thể xác định vị trí của điểm F vì điểm F sẽ nằm trên đường tròn C2; -Điểm G vừa thuộc khâu 3 (quay tương đối quanh khớp F) vừa thuộc khâu 4 (quay quanh khớp H nối giá). Do đó G là điểm cắt nhau của hai đường tròn là C3(F, l3) và đường tròn C4(H, l4)các khâu còn lại trong cơ cấu; -Khi giá là khâu 1 thì các khâu nối giá sẽ là 2 và 4 còn khâu 3 gọi là thanh truyền; khi 2 là giá thì các khâu nối giá sẽ là 3 và 1 còn khâu 4 sẽ là thanh truyền; khi khâu 3 là giá thì các khâu nối giá sẽ là 4 và 2 còn khâu 1 là thanh truyền; khi khâu 4 là giá thì các khâu nối giá sẽ là 1 và 3 còn khâu 2 là thanh truyền; • Định lí về điều kiện quay toàn vòng của khâu nối giá: Một khâu nối giá sẽ quay được toàn vòng khi và chỉ khi quỹ tích của nó nằm trong miền với của thanh truyền kề nó. • Ví dụ xét khi khâu 1 cố định, khi đó khâu nối giá sẽ là khâu 2 và khâu 4 là các khâu nối giá (nối với giá là khâu 1), thanh truyền kề với các khâu này chính là khâu 3. -Để xét khả năng quay toàn vòng của khâu 2 nối giá, ta giả sử tháo khớp F (tức là tách rời khâu 2 và khâu 3): điểm F2 trên khâu 2 sẽ có quỹ đạo là đường tròn C2 với tâm là D, bán kính là l2; 9
điểm F3 trên khâu 3 sẽ hoạt động trong vùng giới hạn giữa hai đường tròn đều có tâm là D và bán kính lần lượt là (l4 + l3) và |(l4 - l3)| gọi là miền với được của điểm F3 trên khâu 3. Tuy nhiên thực tế thì khâu 2 nối với khâu 3 bằng khớp quay tại F tức là F2 gắn với F3, do đó nếu vòng tròn quỹ đạo của F2 mà nằm trọn trong miền với được của F3 thì khi F2 di chuyển đến đâu thì F3 cũng với được tới đó để tạo khớp tức là lúc này khâu 2 sẽ quay được toàn vòng (3600); còn nếu vòng tròn quỹ đạo của F không nằm trọn trong miền với được của điểmF thì 2 3 khi F2 di chuyển đến những vị trí nằm ngoài miền với đó thì điểm F3 không thể với đến được những vị trí đó để tạo khớp tức là lúc này khâu 2 sẽ không quay được toàn vòng (không quay được 3600). Khi khâu quay được toàn vòng thì gọi là tay quay, còn khi không quay được toàn vòng thì gọi là thanh lắc. -Tương tự ta có thể xét khả năng quay toàn vòng của khâu 4 nối giá bằng cách giả sử tháo khớp G (tức là tách rời khâu 3 và khâu 4): điểm G4 trên khâu 4 sẽ có quỹ đạo là đường tròn C4 với tâm là H, bán kính là l4; điểm G3 trên khâu 3 sẽ hoạt động trong vùng giới hạn giữa hai đường tròn đều có tâm là D và bán kính lần lượt là (l2 + l3) và |(l2 - l3)| gọi là miền với được của điểm G3 trên khâu 3. Tuy nhiên thực tế thì khâu 4 nối với khâu 3 bằng khớp quay tại G tức là G4 gắn với G3, do đó nếu vòng tròn quỹ đạo của điểm G4 mà nằm trọn trong miền với được của điểm G3 thì khi điểm G4 di chuyển đến đâu thì G3 cũng với được tới đó để tạo khớp tức là lúc này khâu 4 sẽ quay được toàn vòng (3600); còn nếu vòng tròn quỹ đạo của G không nằm trọn 4 trong miền với được của G3 thì khi G4 di chuyển đến những vị trí nằm ngoài miền với đó thì điểm G3 không thể với đến được để tạo khớp tức là lúc này khâu 4 sẽ không quay được toàn vòng (không quay được 3600). 5 Tiến hành thí nghiệm 5.1. Vẽ vị trí chính thức của cơ cấu (xem hình 1.4.4.0.0.1) • Xác định điểm D: -Điểm D được chọn trùng với gốc tọa độ O; • Xác định điểm H: -Qua D, vẽ vòng tròn C1 có tâm D, bán kính l1, kí hiệu là C1(D, l1). Điểm H sẽ nằm trên đường tròn này; -Từ gốc D, vẽ tia Dx1 làm với trục hoành góc ψ cho trước; -Tia Dx1 cắt vòng tròn C1(D, l1) tại H. Ta có DH = l1; • Xác định điểm F: -Qua D, vẽ vòng tròn C2 có tâm D, bán kính l2, kí hiệu là C2(D, l2). Quỹ đạo chuyển động của điểm F sẽ nằm trên đường tròn này; 10
-Từ D, vẽ tia Dx2 làm với trục hoành góc φ2; tia này cắt vòng tròn C2 tại điểm F; Ta có DF = l2; • Xác định điểm G: -Qua H, vẽ vòng tròn C4 có tâm E, bán kính l4, kí hiệu là C4(H, l4). Quỹ đạo chuyển động của điểm G sẽ nằm trên vòng tròn này; -Qua F, vẽ vòng tròn C3 có tâm F, bán kính l3, kí hiệu là C3(F, l3). Quỹ đạo chuyển động của điểm G cũng nằm trên vòng tròn này; -Vòng tròn C3 sẽ cắt vòng tròn C4 tại điểm G; Ta có FG = l3, HG = l4; • Vẽ các khớp quay: -Các điểm D, F, G, H chính là tâm của các khớp quay; -Tại các điểm D, F, G, H tiến hành vẽ các vòng tròn nhỏ để thể hiện các khớp quay; • Vẽ hoàn chỉnh vị trí chính thức của cơ cấu: -Nối các điểm D, F, G, H bằng đường đậm để thể hiện vị trí chính thức của cơ cấu đã cho (chú ý chỉ nối các bằng các đoạn thẳng chạm đến các vòng tròn nhỏ thể hiện các khớp quay) 5.2. Vẽ xác định khả năng quay toàn vòng của khâu 2 nối giá (xem hình 2.4.4.0.0.1.2) • Giả sử tháo khớp F, ta tiến hành xác định khả năng quay toàn vòng của khâu 2: -Vẽ vòng tròn quỹ đạo điểm F2 là đường tròn tâm D, bán kính l2, kí hiệu là C2(D, l2); -Vẽ miền với của điểm F3 là miền giới hạn bởi hai đường tròn có tâm là H còn bán kính lần lượt là (l4+l3) và (|l4-l3|) • Kết luận: -Nếu vòng tròn quỹ đạo của điểm F2 nằm trọn trong miền với được của điểm F3thì khâu 2 quay được toàn vòng, tức là tay quay; như ví dụ trên hình 2.4.4.0.0.1.2 thì khâu 2 là tay quay; -Nếu vòng tròn quỹ đạo của điểm F2 không nằm trọn trong miền với được của điểm F3 thì khâu 2 không quay được toàn vòng, tức là thanh lắc; 5.3. Vẽ xác định khả năng quay toàn vòng của khâu 4 nối giá (xem hình 2.4.4.0.0.1.4) • Giả sử tháo khớp G, ta tiến hành xác định khả năng quay toàn vòng của khâu 4: -Vẽ vòng tròn quỹ đạo điểm G4 là đường tròn tâm H, bán kính l4, kí hiệu là C4(H, l4); -Vẽ miền với của điểm G3 là miền giới hạn bởi hai đường tròn có tâm là D còn bán kính lần lượt là (l2+l3) và (|l2-l3|) • Kết luận: -Nếu vòng tròn quỹ đạo của điểm G4 nằm trọn trong miền với được của điểm G3 thì khâu 4 quay được toàn vòng, tức là tay quay; 11
-Nếu vòng tròn quỹ đạo của điểm G4 không nằm trọn trong miền với được của điểm G3 thì khâu 4 không quay được toàn vòng, tức là thanh lắc; như ví dụ trên hình 2.4.4.0.0.1.4 thì khâu 4 là thanh lắc; y y G C43+(H, (l4+l3)) 3 x2 4 G C4(H, l4) F x2 3 4 x1 F C43-(H, |l4-l3|) 2 H D=O 1 x x1 2 H D=O 1 x C23-(D, |l2-l3|) C23+(D,(l2+l3)) C2(D, l2) Hình 2.4.4.0.0.1.4 Hình 2.4.4.0.0.1.2 6. Báo cáo thí nghiệm Đánh giá của giáo viên hướng dẫn Thời gian thực hành : Ngày …….tháng ……năm 2019 Đạt Không đạt Chữ ký của giáo viên hướng dẫn 6.1. Mục đích ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 6.2. Kết quả thí nghiệm • Dữ liệu: cơ cấu là chuỗi động như trên hình 1.4.4.0.0với khâu 1 cố định; -Kích thước các khâu: l1 = 31 (mm); l2 = 21 (mm); l3 = 28 (mm); l4 = 36 (mm); -Khâu1 làm với phương nằm ngang, góc ψ = 0 (độ) -Khâu2làm với phương nằm ngang, góc φ2 = 85 (độ) 12
• Yêu cầu: -Vẽ vị trí chính thức của cơ cấu ứng với các kích thước các khâu đã cho và góc φ2 = 85 (độ); -Vẽ, xác định khả năng quay toàn vòng của khâu 2; -Vẽ, xác định khả năng quay toàn vòng của khâu 4; • Tiến hành làm thí nghiệm theo các bước hướng dẫn trong tài liệu (hình 1.4.4.0.0.1, 2.4.4.0.0.1.2, 2.4.4.0.0.1.4): 13
• Kết luận về khả năng quay toàn vòng của các khâu nối giá: Cơ cấu đã cho với khâu ……. là giá, ta thấy: -Khâu … nối giá có/không quay được toàn vòng vì ……………………………………................. …………………………………………………………………………………………........................ …………………………………………………………………………………………........................ -Khâu … nối giá có/không quay được toàn vòng vì …………………………………….......... …………………………………………………………………………………………........................ …………………………………………………………………………………………........................ …………………………………………………………………………………………........................ …………………………………………………………………………………………........................ 6.3. Nhận xét và đánh giá kết quả (Trình bày ý nghĩa của bài thí nghiệm, nhận xét và đánh giá kết quả đo được, kiến ghị) ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 14
BÀI 3 Chế tạo bánh răng thân khai theo phương pháp bao hình 1. Mục đích - Thấy rõ mối quan hệ giữa bốn thông số chế tạo cơ bản của bánh răng thân khai: môđun m, số răng δ Z, góc áp lực trên vòng tròn chia α0 , hệ số dịch dao ξ ( ξ= m , trong đó δ là khoảng dịch dao). Từ 4 thông số chế tạo cơ bản trên ta có thể tính được các kích thước khác của bánh răng. - Hiểu được nguyên tắc chế tạo bánh răng thân khai tiêu chuẩn bằng phương pháp bao hình. 2. Mô hình máy thí nghiệm - Trong thực tế việc chế tạo bánh răng thân khai bằng phương pháp bao hình có thể dùng dao thanh răng. (Thanh răng sinh), dao phay lăn răng hoặc dao xọc răng. Các phương pháp trên về nguyên tắc đều dựa trên cơ sở lý thuyết chế tạo bánh răng thân khai bằng dao thanh răng. - Trong mô hình thí nghiệm phôi dùng để chế tạo bánh răng được dùng là phôi băng giấy ( đường kính phôi giấy sinh viên phải chọn bằng đường kính D ghi trên mỗi mô hình thí nghiệm chú ý đường kính này được ghi trên đĩa mika tròn trong suốt, sinh viên không được nhầm với đường kính vòng tròn chia d ghi trên thanh răng). 3. Cơ sở lý thuyết hình thành biên dạng răng thân khai 3.1. Trong thực tế chế tạo bánh răng bằng phương pháp bao hình, dùng dao thanh răng, dao phay lăn răng hoặc dao xọc răng, đều dựa trên cơ sở lý thuyết chế tạo bánh răng thân khai bằng dao thanh răng. 3.2. Trong mô hình thí nghiệm: Phôi mô tả vị trí bánh răng được thay thế bằng tờ giấy (chú ý rằng đường kính tờ giấy là đường kính của phôi, vì vậy người làm thí nghiệm phải tự tính các thông số theo các số liệu cho trên thanh răng của từng mô hình thí nghiệm bánh răng). Vết vẽ tựa theo thành răng trên thanh răng là vết cắt của dao trong thực tế chế tạo bánh răng (qua thí nghiệm, thấy rằng khi vẽ họ đường thẳng biên dạng dao thanh răng - sẽ dần dần hình thành biên dạng thân khai của bánh răng- biên dạng thân khai này chính là bao hình của họ đường thẳng trên). 3.3. Khi ấn tay gạt 2 (nhẹ nhàng, đều tay) làm thanh răng tịnh tiến – qua truyền động ma sát của dây thép ( đồng thời là đường chia, vì tiếp xúc với vòng chia đã định sẵn trên mô hình ) làm phôi quay sau mỗi hình vẽ tương tự như mỗi lần ăn dao trong thực tế chế tạo bánh răng bằng dao thanh răng. 3.4. Trên thanh răng có đường trung bình chia đôi chiều cao răng cho nên 15
Nếu chế tạo (vẽ) bánh răng tiêu chuẩn – bánh răng không dịch – thì đường trung bình trùng đường chia (khi đó khoảng dịch dao δ = ξm = 0), vạch dấu nhỏ trên thanh răng trùng với vạch 0 trên giá khắc dấu. Nếu chế tạo (vẽ) bánh răng dịch dao dương thì đường trung bình gắn liền trên thanh răng cũng ra theo và khoảng cách giữa đường trung bình và đường chia là khoảng dịch dao dương δ = ξm , ξ > 0. 4. Trình tự thí nghiệm a/ Tìm hiểu thiết bị: 1/ Từ số liệu D ghi trên mô hình thí nghiệm ta chọn phôi giấy có đường kính thích hợp 2/ Đọc các thông số cho trước trên dao thanh răng: + Đường kính vòng chia : d = …………….. + Môđun : m = …………….. + Góc áp lực : α = ……………… 3/ Trên dao thanh răng có thể thấy Đường trung bình của thanh răng, vạch dấu nhỏ trên dao, các vạch dấu dịch dao trên giá. 4/Thử dịch dao ra (hoặc vào ) khoảng 3÷5 dấu (mm) quan sát khoảng cách giữa đường trung bình và đường chia, ấn tay gạt 6 một vài lần để quan sát hoạt động của mô hình. b/ Vẽ bánh răng tiêu chuẩn 1.Lắp phôi giấy đã cắt sẵn vào điều chỉnh đường trung bình trùng với đường sinh để đường trung bình trùng với đường chia của thanh răng. Trên hình vẽ biên dạng răng thân khai. Căn cứ vào thông d số đã cho trên thanh răng, tính số răng của bánh răng tiêu chuẩn (không dịch dao) cần chế tạo Z= m (hầu hết các mô hình thí nghiệm đều có: Z < 17), (yêu cầu vẽ 3 răng hoàn chỉnh) 2. Nới tay gạt 7 cho lỏng dây thép, gạt tay gạt 6 sang phía tay gạt 7, rồi đẩy dao sang phải và gạt trả các tay gạt 6, 7 về vị trí cũ. 3. Kiểm tra lại vị trí của dao thanh răng so với giá: Trước tiên cố định dao ở vị trí 0 để vẽ biên dạng răng thân khai của bánh răng tiêu chuẩn . Dùng bút chì và vẽ theo biên dạng răng của thanh răng với tất cả những biên dạng thanh răng có trên giấy vẽ. Sau mỗi lần vẽ nhấn đều tay gạt 3 để di chuyển thanh răng tới vị trí mới để vẽ tiếp. Vừa vẽ, vừa quan sát quá trình hình thành đường biên dạng thân khai. Sắp xếp họ các vết của sạnh thanh. Khi dao thanh răng di chuyển hết sang trái ta sẽ nhận được trên phôi giấy 3 răng hoàn chỉnh với sự cắt lẹm ở chân răng. Quan sát biên dạng răng đã vẽ, chỉ ra đoạn chân răng bị cắt lẹm. 16
5. Báo cáo thí nghiệm Đánh giá của giáo viên hướng dẫn Thời gian thực hành : Ngày …….tháng ……năm 2019 Đạt Không đạt Chữ ký của giáo viên hướng dẫn 5.1. Mục đích ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 5.2. Thí nghiệm 5.2.1. Đọc và ghi thông số của mô hình thí nghiệm - Đường kính vòng chia : d = ………. - Modul : m = ……… - Góc áp lực trên vòng chia : α0 = ……… - Số răng Z: : Z = d/m = ……….. 5.2.2. Vẽ bánh răng tiêu chuẩn ξ = 0 (Chú ý vẽ 3 răng) Nhận xét (sau khi đã vẽ xong bánh răng tiêu chuẩn) ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 5.3. Nhận xét và đánh giá kết quả (Trình bày ý nghĩa của bài thí nghiệm, nhận xét và đánh giá kết quả đo được, kiến ghị) ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 17
BÀI 4 Khắc phục hiện tượng cắt lẹm chân răng khi chế tạo bánh răng thân khai theo phương pháp bao hình. 1. Mục đích - Biết được cách khắc phục hiện tượng cắt lẹm chân răng khi số răng Z < 17 thông qua việc dịch dao dương, qua đó biết cách tính toán khoảng dich dao tối thiểu δmin và cách chọn khoảng dịch dao δ. - Thấy được sự khác nhau giữa bánh răng tiêu chuẩn và bánh răng dịch dao dương, giữa bánh răng có chân răng bị cắt lẹm và bánh răng có chân răng được dịch dao dương. - Hiểu được nguyên tắc chế tạo bánh răng tiêu chuẩn và hiện tượng cắt lẹm chân răng khi số răng Z < 17. 2. Trình tự thí nghiệm 2.1. Bánh răng dịch chỉnh dương Để khắc phục hiện tượng cắt lẹm chân răng ở bánh răng tiêu chuẩn có số răng Z < 17, ta tiến hành dịch dao dương, khí đó đường đỉnh răng của dao thanh răng không trùng khớp vượt qua điểm N, đường trung bình gắn trên thanh răng cũng dịch ra trong khi vị trí của đườn chia của thanh răng không đổi. 2.2. Khoảng dịch dao được tính toán như sau: d + Số răng : Z = m (2.1) 17 - Z + Hệ số dịch dao tối thiểu : ξmin = 17 (2.2) + Khoảng dịch dao tối thiểu : δmin = ξmin . m (2.3) + Chú ý khoảng dịch dao đảm bảo tránh được hiện tượng cắt lẹm chân răng sao cho: δ > δmin (2.4) 2.3. Thao tác vẽ bánh răng dịch chỉnh dương: Vẽ 3 răng của bánh răng dịch dao dương và 3 răng của bánh răng của bánh răng tiêu chuẩn có hiện tượng cắt lẹm chân răng cùng trên 1 phôi để dễ quan sát và so sánh: Gạt tay gạt 5 để nới lỏng dây thép, xoay phôi về vị trí chưa cắt, gạt tay gạt 2 sang phía tay gạt 3, rồi đẩy thanh răng sang đầu cùng phía phải, gạt trả các tay gạt 5, 6, 7 về vị trí cũ. Dịch thanh răng ra xa tâm bánh răng với khoảng dịch dao δ đã tính được ở trên, lặp lại cách vẽ như ở bánh răng tiêu chuẩn. 18
3. Báo cáo thí nghiệm Đánh giá của giáo viên hướng dẫn Thời gian thực hành : Ngày …….tháng ……năm 2019 Đạt Không đạt Chữ ký của giáo viên hướng dẫn 3.1. Mục đích ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 3.2. Vẽ bánh răng dịch dao dương (Chú ý vẽ 3 răng) 3.2.1.Tính toán: - Tính số răng của bánh răng cần chế tạo từ các thông số d và m cho trên thanh răng: d Z = m =…………………………. (2.5) - Nếu số răng Z < 17 thì tiến hành tính hệ số dịch dao tối thiểu: 17-Z ξmin = 17 =……………………. (2.6) - Tính khoảng dịch dao tối thiểu: δmin = ξmin . m = …………………………. (2.7) - Chọn khoảng dịch dao dương: δ ≥ δmin (2.8) Suy ra δ = ……………… (2.9) 3.3.2. Vẽ bánh răng dịch dao dương (với khoảng cách δ đã chọn) ( Chú ý: Dịch dao dương là dịch dao thanh răng sinh ra xa tâm phôi của bánh răng cần chế tạo) Nhận xét (Sau khi đã vẽ xong bánh răng dịch dao dương) ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 3. Nhận xét và đánh giá kết quả (Trình bày ý nghĩa của bài thí nghiệm, nhận xét và đánh giá kết quả đo được, kiến ghị) ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. 19
BÀI 5 Cân bằng động vật quay dày bằng phương pháp ba lần thử 1. Mục đích - Thấy rõ hiện tượng và nguyên nhân mất cân bằng ở vật quay dày. - Nắm vững nguyên tắc cân bằng động vật quay dày là phải dùng ít nhất 2 đối trong để cân bằng vật quay dày trên hai mặt phẳng cân bằng khác nhau. - Làm quen với một thiết bị cân bằng động kiểu khung một bậc tự do và cách xác định lượng mất cân bằng bằng phương pháp 3 lần thử. 2. Yêu cầu - Tiến hành thao tác đúng theo sự hướng dẫn của giáo viên. - Sau khi xác định được mcb, rcb, góc , nếu giáo viên kiểm tra chưa đạt được độ chính xác tối thiểu thì phải làm lại thí nghiệm vào một buổi khác. 3. Lý do phải tiến hành cân bằng động vật quay dày - Các chi tiết quay mặc dù mới được chế tạo nhưng do nhiều nguyên nhân khác nhau như vật liệu không đồng nhất, chế tạo không chính xác v.v. hoặc trong quá trình sử dụng các chi tiết quay bị mòn không đều hay bị cong vênh.v.v…dẫn đến hiện tượng mất cân bằng, gây rung động và hậu quả làm giảm tuổi thọ các chi tiết máy, vì vậy việc cân bằng các chi tiết quay là điều cần thiết. 4. Mô hình máy thí nghiệm 4.1. Cấu tạo (hình 3.1) Hình 3.1. Máy cân bằng động kiểu khung 1- Roto I,II – Hai mặt phẳng cân bằng 2- Vít hãm 3- Khung giá đỡ roto 20
Hiển thị 20 trang đầu. Tải tài liệu để xem đầy đủ.
Chưa có bình luận nào. Hãy là người đầu tiên!
Bình luận (0)
Chưa có bình luận nào. Hãy là người đầu tiên!