Đề cương môn học nguyên lý máy CDIO

Môn học “Nguyên lý máy” trình bày về các vấn đề động học và động lực học của cơ cấu và máy. Các vấn đề được học là nền tảng của việc thiết kế hay tìm hiểu nguyên lý của máy. Môn học cho phép sinh viên có khả năng độc lập hoặc làm việc theo nhóm để thiết kế nguyên lý của máy

Trang 1

Khoa: CƠ KHÍ

NGUYÊN LÝ MÁY

(Kinematics and Dynamics of Machines)

Mã số MH : 209017

- Số tiết - Tổng: 56 LT: 36 BT: 15 TH: 01 ĐA: 0 BC BTL: 04

(01 tiết thực hành ở đây là tiết tham quan nhập môn (xem như là 01 tiết

lý thuyết),tham quan ảo qua các video clip của cơ cấu – Mechanism tour)

- Đánh giá : Quá trình: 60% Kiểm tra từng chương: 40%; Bài tập lớn: 20%

Thang điểm 10/10 Thi cuối kỳ: 40% Hình thức, thời gian thi: thi Viết - 90'

- CTĐT ngành : Các ngành của Khoa Cơ khí

- Trình độ : - Học kỳ 2 năm thứ 2 (thuộc khối kiến thức Cơ sở kỹ thuật của ngành)

- Ghi chú khác :

Mục tiêu của môn học

Môn học “Nguyên lý máy” trình bày về các vấn đề động học và động lực học của cơ cấu và máy Các vấn

đề được học là nền tảng của việc thiết kế hay tìm hiểu nguyên lý của máy Môn học cho phép sinh viên có

khả năng độc lập hoặc làm việc theo nhóm để thiết kế nguyên lý của máy

Aims:

Course "Kinematics and dynamics of machinery" focuses on the kinematics and dynamics of mechanisms and machines The presented topics is the foundation of the design or understand the principle of a machine The course allows students to work independently or in group to design the principle of a machine

Nội dung tóm tắt của môn học

Môn học “Nguyên lý máy” bao gồm các phần: (1) Nguyên lý cấu tạo cơ cấu; (2) Động học; (3) Động lực học; (4) Ma sát; (5) Cân bằng; (6) Chuyển động thực của máy; (7) Cơ cấu cam; (8) Cơ cấu bánh răng; (9) Hệ thống bánh răng

Course outline:

Course “Kinematics and dynamics of machines” includes: (1) Structural priciple of mechanism; (2) Kinematics; (3) Dynamic force; (4) Friction; (5) Balancing; (6) Kinetics of machine; (7) Cam

mechanism; (8) Gear; (9) Gear trains

Trang 2

PĐT, Mẫu 2008-ĐC

Tài liệu học tập:

[1] Sách, Giáo trình chính

[2] Sách tham khảo

Chuẩn đầu ra của môn học

STT Chuẩn đầu ra môn học

L.O

CDIO ABET Hoạt động Đánh giá

1 Nhận biết loại cơ cấu và xác

định bậc tự do các cơ cấu

phẳng được sử dụng trong

thực tế

1.2, 1.3 2.1, 2.2, 2.3, 4.1

e, g Bài giảng, Ví

dụ, Tham quan

ảo và Thảo

luận

Bài tập, Bài tập trên mạng, Bài tập lớn và Thi học kỳ

2 Phân tích động học cơ cấu

phẳng một bậc tự do (nhận

định hướng giải quyết, thiết

lập phương trình, giải

quyết): tìm vị trí, vận tốc và

gia tốc của khâu bị dẫn của

cơ cấu phẳng một bậc tự do

khi cho trước vị trí, vận tốc

và gia tốc của khâu dẫn

1.2, 1.3 2.1 a, e, g,

k

Bài giảng, Ví

dụ, bài tập lớn

và Thảo luận

3 Phân tích lực cơ cấu phẳng

chỉ có nhóm tĩnh định 2

khâu 3 khớp (tách nhóm

tĩnh định, thiết lập phương

trình, giải quyết): tìm áp lực

tại các khớp động và

moment/lực cân bằng đặt

1.2, 1.3 2.1 a, e, g,

k

Bài giảng, Ví

và Thảo luận

1 Lại Khắc Liễm Giáo trình Cơ học máy NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM,

2001

2005

3 Shigley J E và Uicker

Jr J

Theory of machines and mechanisms

Mc Grawhill, 1999

4 Wilson C E và Sadler

J.S

Kinematics and Dynamics of Machinery

Harper Collins, 2002

môn học Nguyên lý máy

Trường Đào tạo Tại chức

Tp.HCM, 1984

Trang 3

trên khâu dẫn

4 Phân tích lực, viết phương

trình và giải cho các khớp

trượt tịnh tiến và xoay liên

quan đến ma sát trượt

Coulomb và ma sát giữa dây

mềm và bánh đai

1.2, 1.3 2.1 a, e, g,

k

Bài giảng, Ví

và Thảo luận

Bài tập, Bài tập trên mạng và Thi học kỳ

5 Hiểu biết một cách cơ bản

về sự mất cân bằng trên máy

bao gồm các khái niệm: cân

bằng tĩnh, cân bằng động,

cân bằng cơ cấu/móng máy,

cân bằng từng phần và sự tự

cân bằng

1.2, 1.3 2.1 a, e Bài giảng, Ví

dụ và Thảo luận

Bài tập trên mạng và Thi học kỳ

6 Phân tích động lực học bằng

phương pháp năng lượng:

xác định vận tốc thực của

máy theo tải và xác định chế

độ tải rồi tính moment quán

tính bánh đà đảm bảo chất

lượng vận tốc (thay đổi tuần

hoàn, giá trị trung bình và

độ không đều) của máy

1.2, 1.3 2.1 a, e, g,

k

Bài giảng, Ví

dụ và Thảo luận

Bài tập, Bài tập trên mạng và Thi học kỳ

7 Hiểu biết một cách cơ bản

về hai loại cơ cấu: cam và

bánh răng

1.2, 1.3 2.1 a, e Bài giảng, Ví

và Thảo luận

Bài tập lớn và Thi học kỳ

8 Phân tích động học hệ thống

bánh răng thường dùng nhất

(nhận diện, lập sơ đồ hệ

thống và giải quyết): hệ

thường và hệ vi sai đơn và

kép

1.2, 1.3 2.1 a, e, g,

k

Bài giảng, Ví

và Thảo luận

9 Tự học, tự tìm hiểu và sử

dụng các phần mềm Matlab

hay SAM để thiết kế nguyên

lý hoạt động, phân tích và

mô phỏng hoạt động của cơ

cấu và máy

1.4, 2.1, 2.2, 2.4, 2.5, 3.3, 4.1, 4.4

k Tự học sử dụng phần mềm qua các tutorial và bài tập lớn

Thuyết trình, viết báo cáo và phần mô phỏng của bài tập lớn

10 Làm việc hiệu quả với nhóm

để hoàn thành một nhiệm vụ

kỹ thuật (Hình thánh nhóm,

phân công, thảo luận nhóm)

3.1, 4.3, 4.4, 4.5

nhóm, bài tập lớn, thực hiện

mô phỏng

11 Giao tiếp hiệu quả với hai

hình thức thuyết trình và

viết báo cáo kỹ thuật (biết

giới thiệu, trình bày hiệu

quả, viết báo cáo, sử dụng

các mẫu đánh giá)

nhóm, chuẩn bị báo cáo và bài thuyết trình của bài tập lớn

Phân tích: Vận dụng các kiến thức cơ học để thiết lập mô hình tính và vận dụng các phương pháp toán để giải quyết mô hình tính

Trang 4

PĐT, Mẫu 2008-ĐC

Môn học giúp sinh viên đạt các chuẩn ABET sau đây: a) Khả năng áp dụng kiến thức khoa học và kỹ thuật; b) Khả năng thiết kế và thực hiện các thử nghiệm cũng như phân tích dữ liệu; c) Khả năng thiết kế các bộ phận, hệ thống hay quá trình đáp ứng nhu cầu; e) Khả năng nhận diện, lập mô hình tính và giải quyết các bài toán kỹ thuật; g) Khả năng giao tiếp hiệu quả; k) Khả năng sử dụng các kỹ thuật, kỹ năng và công cụ kỹ thuật

Course outcomes

N o Learning outcomes

L.O

CDIO Outcomes

ABET Activity Assessment

1 Students learn how to

determine the degree of

freedom (mobility) of a

planar mechanism

1.2, 1.3

2.1, 2.2, 2.3, 4.1

e, g Lecture,

examples, mechanism

discussion

Homework, online quiz, team project and final exam

perform position,

acceleration analysis a

planar mechanism

1.2, 1.3

2.1

a, e, g,

k

Lecture, examples, team project and discussion

project’s report and presentation, and final exam

perform dynamic force

analysis a planar

mechanism

1.2, 1.3

2.1

a, e, g,

k

Lecture, examples, team project and discussion

project’s report and presentation, and final exam

analyze dry friction

(Coulomb friction) in a

planar mechanism and

friction between belt

and pulley

1.2, 1.3

2.1

a, e, g,

k

Lecture, examples and discussion

Homework, quiz and final exam

balance a rotating body

or a mechanism

1.2, 1.3

2.1

a, e Lecture,

examples and discussion

Online quiz and final exam

perform a real velocity

analysis of a planar

mechanism and to

determine the inertia of

flywheel

1.2, 1.3

2.1

a, e, g,

k

Homework, quiz and final exam

design cam profiles to

produce specified

motion

1.2, 1.3

2.1

a, e Lecture, team

project and discussion

Online quiz, project’s

presentation, and final exam

analyze a simple and

planetary gear trains

1.2, 1.3

2.1

a, e, g,

k

Homework, online quiz, quiz and final exam

use Matlab and SAM

for mechanism analysis

and design

1.4, 2.1, 2.2, 2.4, 2.5, 3.3, 4.1, 4.4

k Software tutorial and team project

Oral presentation of design-project, project report and project demo

10 Students learn how to 3.1, 4.3, c, g Team Oral presentation of

Trang 5

work in a team

accomplish a design

task

team project, project demo

design-project, project report and project demo

communicate

effectively in the forms

of oral presentations

and formal technical

reports

discussion, team project, project demo

Oral presentation of design-project, project report and project demo

Analyze: Apply the knowledge of mechanics to formulate the model and apply the mathematic methods to solve the obtained model

The course contributes to achievement of the following ABET outcomes: a) the ability to apply knowledge of mathematics, science, and engineering; b) the ability to design and conduct experiments as well as to analyze and interpret data; c) the ability to design a system, component, or process to meet desired needs; e) the ability to identify, formulate, and solve engineering problems; g) ability to communicate effectively; k) the ability to use the techniques, skills, and modern engineering tools necessary for engineering practice

Hướng dẫn cách học - chi tiết cách đánh giá môn học:

Điểm tổng kết môn học bao gồm ba cột điểm:

(1) Quá trình (60%):

Kiểm tra: 40% (5 chương có bài tập – 2, 3, 4, 6, 12, 8% cho mỗi chương)

Bài tập lớn: 20% (Đánh giá báo cáo bài tập lớn: 10% + Đánh giá phần trình bày chung cả nhóm 10%) (2) Điểm thi cuối kỳ: 40%

Cán bộ giảng dạy

Phạm Huy Hoàng

- Email: phhoang@hcmut.edu.vn; tel: (84 8) 38647256 (ext 5825)

- Văn phòng: 207B11

- Lịch tiếp sinh viên: Thứ Tư 13:00 – 15:00, Thứ Sáu 13:00 – 15:00

- Trực tuyến: hàng ngày trừ Thứ Bảy và Chúa nhật 19:30 – 21:15

- Website BKElearning: http://e-learning.hcmut.edu.vn/course/view.php?id=5050

Trợ giảng

Phạm Minh Tuấn

- Email: etuan1989@yahoo.com; pminhtuan@hcmut.edu.vn; tel: (84 8) 38647256 (ext 5873)

Trang 6

Nội dung chi tiết và lịch trình

CDIO

Chuẩn đầu ra chi

tiết

đánh giá

Ghi chú

1 Chương 0: Giới thiệu

0.1 Giới thiệu về thầy/cô, môn học,

cách học và cách đánh giá, thời

BK-Elearning (BKEL), đề xuất việc

phân nhóm và hoạt động nhóm,

những quy ước trong lớp

0.2 Tham quan ảo – Mechanism tour

3.2.6

L.O.10 Hình thành nhóm

L.O.11 Sử dụng biểu mẫu đánh giá

L.O.1 Nhận biết những cơ phận cơ bản nhất mà mình

sẽ học

* Người dạy_Trên lớp:

- Giới thiệu về mình, về đề cương và về cách học qua BKEL

- Giới thiệu cách đánh giá môn học

- Giới thiệu về nhu cầu hoạt động nhóm, cách đánh giá lẫn nhau

-Giới thiệu các biểu mẫu đánh giá lẫn nhau, đánh giá trình bày, đánh giá môn học

- Chiếu phim về cơ cấu và máy, giải thích thêm

* Người dạy_Ở nhà:

- Đưa đề cương, bài giảng, bài tập ở nhà và biểu mẫu đánh giá lên BKEL

- Trả lời thắc mắc trên BKEL

* Sinh viên_Trên lớp:

- Năm bắt cách học, cách đánh giá cá nhân, cá nhân, nhóm khác, môn học, cách liên lạc với giảng viên, quy ước

- Xem phim, nhận biết đối tượng học

* Sinh viên_Ở nhà:

- Điều đình thiết lập nhóm và thông báo lên BKEL

- Lấy đề cương và bài giảng về

-

2 tiết

Trang 7

STT Nội dung Chuẩn

CDIO

tiết

2 Chương I: Cấu tạo cơ cấu

1.1 Định nghĩa các khái niệm cơ bản

- Khâu và tiết máy

- Thành phần khớp động và

khớp động

- Phân loại khớp động

- Lược đồ động

1.2 Bậc tự do của cơ cấu

- Định nghĩa

- Tính bậc tự do

1.3 Nhóm Axua

- Định nghĩa

- Tách nhóm Axua

- Thay thế khớp cao bằng khớp

thấp 1.4 Cơ cấu phẳng toàn khớp thấp -

Cơ cấu bốn khâu bản lề và các biến

thể

1.5 Các cơ cấu đặc biệt (tự đọc)

1.2, 1.3

2.1, 2.2, 2.3, 4.1

L.O.1 Tính bậc tự

do L.O.1 Nhận biết loại cơ cấu

- Trình bày slides chướng I

- Đặt câu hỏi và thảo luận để dẫn giải đến khái niệm khâu, khớp, bậc tự do

- Dẫn giải cách tính bậc tự do cơ cấu

- Thảo luận sự khác biệt cơ cấu phẳng và cơ cấu không gian, sự tương đương cơ cấu có khớp cao và

cơ cấu toàn khớp thấp, khái niệm hệ số làm việc và

sự quay toàn vòng

- Giới thiệu về nhóm Axua

- Tạo Thi tài 1 trên BKEL: Đưa các đoạn phim hay hình ảnh thật và yêu cầu sinh viên vẽ lược đồ cơ cấu, đếm số khâu và khớp rồi tính bậc tự do

- Đưa câu hỏi thảo luận trên BKEL về cơ cấu chêm

Trả lời thắc mắc trên BKEL

- Trả lời câu hỏi

- Thảo luận

- Nắm bắt vấn đề cơ bản của bài

- Tham gia Thi tài 1 và thảo luận trên BKEL

- Thảo luận

3 Chương II: Phân tích động học cơ

cấu

2.1 Phân tích động học bằng phương

pháp họa đồ vector

pháp họa đồ vector (tt)

pháp tâm vận tốc tức thời - Đặc

điểm động học của cơ cấu bốn

khâu bản lề

1.2, 1.3

2.1 L.O.2 Viết phương trình động học

- Trình bày slides chướng II

- Nhắc lại về các trường hợp quan hệ vận tốc và gia tốc của 2 điểm trên cùng 1 khâu và 2 điểm trùng về hình học đang trượt tương đối với nhau Nói về cách giải quyết của các trường hợp còn lại thông qua 2 trường hợp trên

- Đưa ra 2 ví dụ và dẫn giải sinh viên viết phương trình động học

- Đặt câu hỏi và thảo luận để giải các phương trình

- Thảo luận

- Bài tập

- Kiểm tra

- Thi học kỳ

4 tiết

Trang 8

CDIO

tiết

pháp ma trận (tự đọc)

pháp đồ thị và số phức (tự đọc)

Giới thiệu phương pháp hoa5 đồ vector và số phức

- Gợi ý sinh viên nhận xét và rút ra kết luận về định

lý đồng dạng thuận

- Giới thiệu về định lý 3 tâm và giới thiệu phương pháp tâm vận tốc tức thời để tìm vận tốc cơ cấu phẳng

- Tạo Bài tập thêm 1 trên BKEL: bài toán động học cho cơ cấu nhiều khâu và phức tạp hơn

- Đưa câu hỏi thảo luận trên BKEL về động học cơ cấu có khớp cao, cơ cấu nhiều bậc tự do, so sánh phương pháp giải tích và họa đồ

- Thảo luận

- Nắm bắt cách giải bài toán động học

- Làm bài tập ở nhà chương II

- Tham gia giải Bài tập thêm và thảo luận trên BKEL

4 Chương III: Phân tích lực cơ cấu

3.1 Phân loại lực 3.2 Phương pháp phân tích lực

3.2.1 Điều kiện tĩnh định

3.2.2 Ví dụ về phương pháp phân

tích lực - Cơ cấu tay quay con

trượt 3.2.3 Ví dụ về phương pháp phân

tích lực - Cơ cấu coulisse 3.3 Phương pháp di chuyển khả

dĩ/công ảo

1.2, 1.3

2.1 L.O.3 Tách nhóm tĩnh định, viết phương trình lực bằng 2 phương pháp

- Trình bày slides chướng III

- Đưa ví dụ thực tế và phân loại lực Giới thiệu lực quán tính

- Trình bày đặc điểm các áp lực khớp động

- Đưa câu hỏi để sinh viên thảo luận Dẫn giải đến nhu cầu tách nhóm tĩnh định

- Đưa ra 2 ví dụ về bài toán lực cơ cấu, dẫn giải sinh viên giải theo 2 cách phân tích lực và công ảo Đặt câu hỏi cho sinh viên tự tổng kết phương pháp giải

và hoàn thiên nó

- Thảo luận

- Bài tập

- Kiểm tra

- Thi học kỳ

4 tiết

Trang 9

CDIO

tiết

- Tạo Bài tập thêm 2 trên BKEL: bài toán lực cho

cơ cấu có nhiều khâu và phức tạp hơn

- Đưa câu hỏi thảo luận trên BKEL về so sánh khái niệm nhóm Axua và nhóm tĩnh định, phương pháp giải dùng họa đồ và giải tích

- Thảo luận

- Nắm bắt cách giải bài toán lực

- Làm bài tập ở nhà chương III

- Tham gia giải Bài tập thêm và thảo luận trên BKEL

5 Giới thiệu nhiệm vụ bài tập lớn

- Ra đề bài tập lớn cho các nhóm và

hướng dẫn cách làm

- Giới thiệu phần mềm SAM,

Inventor và Solidwork

- L.O.10 Hình thành nhóm, phân công,

quyết tranh luận

L.O.9 Tự học phần mềm làm demo

L.O.11 Viết báo cáo, Trình bày hiệu quả, viết báo cáo,

sử dụng mẫu đánh giá

- Ra đề cho từng nhóm, nêu yêu cầu cụ thể, nhắc lại cách đánh giá bài tập lớn

- Hướng dẫn sinh viên làm lịch trình và nhật ký nhóm

- Giới thiệu phần mềm như công cụ làm demo cho bài tập lớn

- Lập diễn đàn về bài tập lớn và trả lời thắc mắc

- Phân công công việc, lập lịch làm việc

- Trình bày kết quả và thảo luận

- Viết nhật ký

- Đánh giá lẫn nhau

- Giải quyết vấn đề được giao

- Tự học phầm mềm

- Báo cáo

- Demo

- Trình báy

½ tiết

Trang 10

CDIO

tiết

- Thảo luận trên BKEL

- Viết báo cáo, làm demo và slides

- Tập trình bày

động học

L.O.11 Trình bày

- Hướng dẫn sinh viên giải bài tập ở nhà

- Hoàn thiện lời giải

- Trình bày bài tập đã giải

- Nắm bắt phương pháp giải

- Tự giải các dạng tương tự

7 Chương IV: Ma sát

4.1 Phân loại và nguyên nhân ma sát

4.2 Ma sát trên khớp thấp

4.2.1 Định luật Coulomb cho ma sát

trượt

4.2.2 Ma sát trên khớp tịnh tiến

4.2.3 Ma sát trên khớp quay: ổ đỡ và

ổ chặn

4.3 Ma sát trên khớp cao - Ma sát

lăn

4.4 Ma sát trên dây mềm/dây đai

4.4.1 Công thức Euler

4.4.2 Bộ truyền đai

4.2.3 Phanh đai (tự đọc)

4.5 Một số cơ cấu hoạt động theo

nguyên lý ma sát (tự đọc)

1.2, 1.3

ma sát, viết phương trình lực cho khớp tịnh tiến loại 5, khớp bản lề và dây mềm-bánh đai

- Trình bày slides chướng IV và chiếu đoạn phim ngắn “The world without friction”

- Đưa ví dụ thực tế để phân loại ma sát, phân tích tác hại và ứng dụng của ma sát

- Trình bày thí nghiệm và kết luận để nêu ra định luật ma sát trượt khô Coulomb

- Đưa câu hỏi để sinh viên thảo luận Dẫn giải đến việc phân tích lực trong mà sát trượt khô ở khớp tịnh tiến loại 5 (sống trượt), khớp bản lề (ma sát ổ

đỡ và ổ chặn)

- Thí nghiệm đơn giản ngay trên lớp, trình bày thí nghiệm và kết luận để nêu ra công thức Euler về ma sát dây mềm

- Trình bày nguyên lý bộ truyền đai và cách tính khả năng tải

- Trình bày các ứng dụng khác của ma sát như phanh hãm và ly hợp

- Thảo luận

- Bài tập

- Kiểm tra

- Thi học kỳ

4 tiết

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	335,58 KB
File đính kèm	DecuongNguyenLyMayCDIO.rar (279 KB)