BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CƠ HỌC MÁY BÁCH KHOA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CƠ HỌC MÁY GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : TRỊNH NGUYỄN CHÍ TRUNG NHÓM BUỔI : NHÓM : 10 SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYỄN VĂN TIẾP NGUYỄN MINH TIẾN ĐẶNG VĂN THƯƠNG MẠCH THANH THUẬN NHÓM BUỔI : NHÓM : 10 1915499 - lớp L02 1912198 - lớp L13 1915431 - lớp L02 1915380 - lớp L02 Bài Thí nghiệm Nguyên lý máy KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC CỦA CƠ CẤU KHÂU BẢN LỀ I Mục đích: Giúp sinh viên hiểu rõ nguyên lí chuyển động đặc tính động học cấu khâu lề Khơng có đường gấp khúc đường cong đồ thị II.Thí nghiệm: 2.1 Đọc ghi thơng số mơ hình thí nghiệm mm mm mm Chiều dài khâu 1: l1 80 mm Chiều dài khâu 2: l2 = 150 Chiều dài khâu 3: l3 = 250 Chiều dài giá: l0 = 250 Tốc độ quay khâu dẫn: n1 = rad/s 2.2 Kết đo động học khâu dẫn: Biểu đồ vị trí (Positions) Biểu đồ vận tốc góc (Velocities) Biểu đồ gia tốc góc (Accelerations) I Kết luận: 3.1 Xác định hành trình góc lắc khâu bị dẫn, từ suy khả làm việc, hệ số suất cấu Khi góc khâu 1-2 180o : �1−2 = 62,61� Khi góc khâu 1-2 0o : �1−2 = 81,95� � = 62,61� − 81,95� = −19,34� Hệ số suất: 180� + � 180� + ( − 19,34� ) �= = = 0,81 < 180� − � 180� − ( − 19,34� ) Vi chiều làm việc cấu chiều chay khơng 3.2 Các đường cong vị trí, vận tốc, gia tốc có phải đường cong trơn hay khơng, có phù hợp với điều kiện làm việc thực cấu hay không? Theo đồ thị đường cong vị trí, tốc độ góc gia tốc đường cong trơn liên tục thay đổi thời gian Điều kiện làm việc thực cấu điều kiện quay tồn vịng khâu nối giá Ta có khâu ngắn khâu dài nhỏ tổng chiều dài khâu cịn lai Khi với giá liền kề khâu ngắn thi khâu đối diện ( khâu 3) cần lắc khâu quay tồn vịng Do khâu phụ thuộc vào khâu nên đường cong vị trí, vận tốc, gia tốc đường cong trơn Lúc khâu phù hợp với điều kiện làm việc thực cấu 3.3 Trong trình chuyển động cấu, đồ thị khâu bị dẫn có lặp lại hay khơng q trình lặp lại có giống hay khơng? Giải thích tượng Trong q trinh chuyển động cấu, đồ thị khâu bị dẫn (khâu 3) có lặp lai trinh lặp lai giống theo chu kỳ khơng đổi Lý vi tốc độ góc khâu dẫn (khâu 1) số nên khâu chuyển động lặp lai sau chu kỳ 3.4 Nhận xét vị trí đạt cực trị đồ thị Bảng giá trị cực đai: Đai lượng Giá trị Vị trí max (Độ) -16,7742 Vị trí (Độ) -54,7742 164,634 ���� (độ/�) ����(độ/�) ����(độ/�2 ) ����(độ/�2 ) -111,322 1328,68 - 848,918  Các vị trí đat cực trị đồ thị có chênh lệch rõ ràng  Giá trị cực đai (cực tiểu) khơng đổi nên vị trí cực đai (cực tiểu) giống chu kỳ Bài Thí nghiệm Nguyên lý máy CÂN BẰNG TĨNH I Mục đích: Nắm rõ cân tĩnh cân động học quan trọng việc thiết kế, ảnh hưởng cân máy móc, hay ảnh hưởng sống Đồng thời nắm lý thuyết để điều chỉnh từ cân trở lai trang thái cân II Thí nghiệm: 2.1 Đường kính đĩa trịn: d = 200mm 2.2 Khối lượng cân bằng: m' = 25g Vị trí đặt khối lượng cân bằng: r’ =30mm Vị trí cân r=47,5mm III Kết luận: 3.1 Xác định tích khối lượng lệch tâm điểm đặt (mr): Áp dụng nguyên lý cân tĩnh ta có: Nguyên lý cân tĩnh phân phối lai khối lượng vật cho khối tâm vật trùng với tâm quay, Fqt = vật đat trang thái cân m' r' =− m r Suy ra: m' r' = 25.30 = 750 = mr (g mm) 3.2 Nếu đĩa trịn khơng cân bằng, lực quán tính sinh vật quay với vận tốc 1000 vòng/phút bao nhiêu? Lực ảnh hưởng đến kết cấu máy/thiết bị thực tế? Trả lời: f= 1000vong/ph=16,67 vong/s 100π f = 1000vong/ph = 16,67 vong/s → ω = (rad/s) Đầu tiên ta tim khối lượng bị cân m'r' 25.30 m= = = 15,79 g r 47,5 Nếu ta khơng cân lai đĩa trịn thi quay với vận tốc 1000vong/ph thi: 100� 2 −3 ��� = � � = � � � = 15,79 10 47,5 10−3 = 8,22� 3.3 Nếu r’ thay đổi tăng giảm 2,5mm, khối lượng m’ thay đổi nào? Ta có : m' r' m r = m' r' → m = r Trả lời: Với số liệu ta có - r’ tăng lên 2,5mm thi m tăng lên thành 17,105 g - Khi r’ giảm 2,5mm thi m giảm cịn 14,474g Bài Thí nghiệm Ngun lý máy PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM I Mục đích: Bài thí nghiệm giúp sinh viên hiểu rõ cấu tao cấu cam thực hành phân tích động học cho cấu cam thực tế II Thí nghiệm: 2.1 Kết đo đạc biên dạng góc cơng nghệ cam (đính kèm kết quả) + Các kích thước biên dang cam qua đo đac ta có sau + Các góc công nghệ cam: γđi =72.90, γxa =138.630 , γvề =72.90, γgần= 75.580 2.2 Kết phân tích động học cấu cam cần đẩy đáy theo phương pháp chuyển động thực đổi giá, đồ thị tương quan vị trí cam cần (đính kèm kết quả) +Phương pháp chuyển động thực Đồ thị phương pháp chuyển động thực + Phương pháp đổi giá Đồ thị phương pháp chuyển động thực Đồ thị tương quan vị trí cam cần : + Khi cần di chuyển vùng biên dang thuộc γđi + Khi cần di chuyển vùng biên dang thuộc γxa + Khi cần di chuyển vùng biên dang thuộc γvề + Khi cần di chuyển vùng biên dang thuộc γgần III Kết luận: 3.1 Ưu nhược điểm hai phương pháp phân tích động học: chuyển động thực đổi giá: Phương pháp chuyển động thực: + Ưu điểm : cần dựng tiếp điểm để suy vị trí Si cần + Nhược điểm : xác so với phương pháp đổi giá Phương pháp đổi giá: + Ưu điểm : có độ xác cao so vơi phương pháp chuyển động thực + Nhược điểm :phải dựng nhiều tiếp điểm so với phương pháp chuyển động thực để suy vị trí Si cần 3.2 Dựa lý thuyết thực tế thí nghiệm, điểm cần lưu ý thiết kế cấu cam cần đẩy đáy bằng: - Phối hợp chuyển động máy - Lập đồ thị biểu diễn qui luật chuyển động cần - Tim miền tâm cam, xác định vị trí tâm cam kích thước: góc lắc nhỏ + khỏang cách tâm cam tâm cần (cần lắc) vị trí thấp cần + khỏang lệch tâm cam cần (cần đẩy) - Tim bán kính cam nhỏ để biên dang cam không lõm (đáy bằng) - Xác định biên dang cam 3.3 Những biện pháp thực tế sử dụng để hạn chế tượng ma sát mài mòn cấu cam: - Các bề mặt làm việc cam gia công với yêu cầu kỹ thuật, độ xác cao nhiệt luyện để giảm ma sát mài mòn - Các loai vấu cam rời thường làm đúc luyện thép đặc biệt để chịu cường độ tỳ cọ cao liên tục Khi chế tao vấu cam trục liền khối, trục cam dập thép đúc gang chuyên dung, nguyên khối trục đo chế tao thành trục cam công nghệ CNC Bài Thí nghiệm Nguyên lý máy CHẾ TẠO BÁNH RĂNG THÂN KHAI THEO PHƯƠNG PHÁP BAO HÌNH I Mục đích thí nghiệm Hiểu lý thuyết phương pháp gia công chế tao bánh theo phương pháp bao hinh, biết cách chuyển động cưa phôi răng, xem cách chế tao, đồng thời phác họa đường thân khai bánh chế tao II Thí nghiệm 2.1 Đo tính tốn thơng số mơ hình thí nghiệm: Đường kính vịng chia : d =180 Modun : m =10 Góc áp lực vịng chia : αo = 5o 2.2 Kết thí nghiệm: (tờ giấy vẽ biên dạng thân khai bánh răng) P/s: Có file Cad đính kèm III Kết luận: 3.1 Với biên dạng thu được, nhận xét kết thí nghiệm có phù hợp với lý thuyết không? Biên dang thu có kết phù hợp hay tương đồng so với lý thuyết Ta nhin thấy hinh dang thân khai bánh qua khảo sát AUTO CAD 3.2 Trong q trình cắt có xảy tượng cắt lẹm chân hay không cách khắc phục? Khi cắt thân khai dao răng, đường đỉnh dao cắt đường ăn khớp khoảng ăn khớp thi phần biên dang thân khai, phía chân răng, bị cắt lẹm tượng cắt chân trinh có xảy Để tránh cắt chân thi: - Số là: ���� = 17(1 − �) - Hệ số dịch dao nhỏ là: 17 − � ���� = 17 3.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến sai số chế tạo bánh thực tế? -Sai số thiết bị xoay phôi với số đo góc khơng xác khơng đồng - Sai số đồ gá - Sai số dụng cụ cắt - Dao cắt bị mòn hay không đồng - Do rung động trinh cắt - Do biến dang nhiệt - Do chất lượng công nghệ - Do vật liệu phôi chế tao Bài thí nghiệm Ngun lý máy PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC HỆ THỐNG BÁNH RĂNG I.Mục đích Tim hiểu cấu tao hệ thống bánh (thường vi sai) ứng dụng chúng, biết vẽ lược đồ động phân tích động học cho hệ thống bánh thực tế Hiểu rõ chuyển động hệ thống bánh phẳng, biết cách tính tỉ số truyền phân tích chuyển động quay thực tế hệ thống bánh phức tap II.Thí nghiệm 2.1 Lược đồ động mơ hình hệ thống bánh răng: Hình 2.1 Mơ hình thí nghiệm thực tế Hình 2.2 Lược đồ động thể mơ hình hệ thống bánh Đặc tính: - Tao tốc độ - Bánh trung tâm Z1 = 21 - Bánh hành tinh Z2 = 21 - Bánh Z3 = 63 2.2 Lược đồ động chế độ vận hành mơ hình hệ thống bánh răng: • Chế độ 1: Ly hợp C1 nhả, ly hợp C2 đóng - Ở trường hợp này, cần c cố định, chuyển động quay trục đầu vào truyền vào cặp bánh trung tâm Z1 Z1ʹ, từ tác động lên bánh hành tinh Z2 - Các bánh Z2 chuyển động quay quanh trục riêng minh đồng thời truyền chuyển động vòng Z3 với tỉ số truyền định phụ thuộc vào số loai bánh Vòng Z3 (được nối cứng với cần cʹ) chuyển động làm cho bánh hành tinh Z2ʹ quay xung quanh bánh trung tâm Z1ʹ kéo theo bánh Z3ʹ (được nối với trục đầu ra) quay Hình 2.3 Lược đồ động thể mơ hình chế độ • Chế độ 2: Ly hợp C1 C2 đóng - Ở chế độ này, chuyển động quay trục đầu vào truyền đồng thời vào cần c cặp bánh Z1-Z1ʹ Khi đó, cần c cặp bánh Z1-Z1ʹ khơng có chuyển động tương tác động vào bánh hành tinh, làm cho bánh hành tinh Z2 chuyển động quay xung quanh bánh Z1 bánh hành tinh Z2 khơng có chuyển động quay quanh trục minh Các bánh hành tinh Z2 kéo theo vịng ngồi Z3 quay Từ đó, chuyển động quay bánh trung tâm Z1 truyền trực tiếp vòng Z3 với tỉ số truyền 1:1 - Vòng Z3 nối cứng với cần cʹ nên vận tốc cần cʹ bánh Z1ʹ Khi đó, cụm bánh Z1ʹ-Z2ʹ-Z3ʹ với cần cʹ chuyển động tương tự cụm bánh Z1-Z2-Z3 với cần c Hai cụm coi nối cúng với trục đầu vào, từ đó, vận tốc trục đầu vào truyền thẳng đến trục đầu Hình 2.4 Lược đồ động thể mơ hình chế độ • Chế độ 3: Ly hợp C1 đóng, ly hợp C2 nhả - Ở chế độ này, cặp bánh Z1-Z1ʹ cố định, chuyển động quay trục đầu vào truyền vào cần c, cần c truyền chuyển động vào bánh hành tinh Z2 Từng bánh hành tinh Z2 vừa quay xung quanh bánh trung tâm Z1, vừa có chuyển động quay quanh tâm nó; chúng truyền chuyển động lên vịng ngồi Z3 - Vịng ngồi Z3 nối với cần cʹ quay tác động lên bánh hành tinh Z2ʹ Các bánh hành tinh Z2ʹ truyền chuyển động cho vòng Z3ʹ nối với trục đầu với tỉ số truyền định Hình 2.5 Lược đồ động thể mơ hình chế độ III.Kết luận: 3.1.Số bậc tự hệ thống bánh thường vi sai tổng qt, liên hệ với mơ hình hệ thống bánh thí nghiệm ứng dụng hệ thống bánh thực tế hộp tốc độ, vi sai hộp số ô tô Trả lời - Công thức tổng quát tính số bậc tự cho hệ thống bánh thường vi sai: Xuất phát từ cơng thức tính bậc tự cho cấu phẳng: W = 3n – 2p5 – p4 Trong đó: W: số bậc tự n: số khâu động p5: số khớp loai p4: số khớp loai - Trong hệ bánh hành tinh, p5 số khâu động: p5 = n Nên ta có: W = 3n – 2n – p4 = n – p4 Lai có: n = n0 + k n0 số khâu bản, k số cụm bánh vệ tinh Còn p4 = 2k Từ đó, ta có cơng thức tổng qt xác định bậc tự cho hệ thống bánh hành tinh: W = n0 – k - Đối với mơ hinh hệ thống bánh thí nghiệm: • Số khâu bản: n0 = (cặp bánh trung tâm Z1-Z1ʹ; cần c; bánh Z3 nối với cần cʹ; bánh Z3ʹ nối với trục ra) • Số cụm bánh vệ tinh: k = (cụm vệ tinh chứa bánh vệ tinh Z2 cụm vệ tinh chứa bánh vệ tinh Z2ʹ) Vậy bậc tự mô hinh: W = n0 – k = – = - Các ứng dụng hệ thống bánh thực tế: Hệ thống bánh hành tinh hộp số có tác dụng tao tỷ số truyền, điều khiển việc giảm tốc, đảo chiều, nối trực tiếp hay tăng tốc Trong vi sai, hệ thống bánh hành tinh có tác dụng kết nối điều khiển tốc độ bánh bán trục 3.2 Mơ hình hệ thống bánh thí nghiệm có hệ vi sai bên trong? Có thể tạo tối đa tỉ số truyền với hệ thống này? Tính cụ thể tỉ số truyền theo lược đồ động tương ứng dựng câu 2.2 Trả lời - Mô hinh hệ thống bánh thí nghiệm có hệ vi sai (các bánh hành tinh Z2 bánh hành tinh Z2ʹ có trục quay cần c di động) - Có thể tao tối đa tỉ số truyền với hệ thống này: • Trường hợp 1: Ly hợp C1 nhả, ly hợp C2 đóng Xét hệ bánh vi sai thứ nhất: �1 − �� ��13 = �3 − �� Vi cần c cố định nên nc = 0; trục đầu vào truyền chuyển động cho cặp bánh Z1-Z1ʹ nên n1 = nin, suy ra: �1 − �� ��� �3 63 ��13 = = =− =− =− �3 − �� �3 �1 21 → �3 =− ��� (1) Xét hệ bánh vi sai thứ hai: �1ʹ − ��ʹ �ʹ �1ʹ3ʹ = �3ʹ − ��ʹ Vi cần cʹ nối với bánh Z3, nên ncʹ = n3, suy ra: �ʹ �1ʹ3ʹ = �1ʹ − ��ʹ �3ʹ − ��ʹ Từ (1) (2), suy ra: = �3ʹ ��� − �3 63 =− =− =− ���� − �3 �1ʹ 21 (2) ���� =− ��� Nhận xét: Ở trường hợp này, hệ thống bánh thực chức giảm tốc • Trường hợp 2: Ly hợp C1 C2 đóng Xét hệ bánh vi sai thứ nhất: Trục đầu vào truyền chuyển động cho cần c lẫn cặp bánh Z1-Z1ʹ nên vận tốc bánh Z1 cần c Bánh Z1 cần c khơng có chuyển động tương Lúc bánh hành tinh khơng thể có chuyển động quanh tâm minh, cịn chuyển động theo cần c quay quanh bánh Z1 Khi bánh hành tinh khơng cịn tự quay quanh tâm chúng thi bánh Z3 bị kéo theo chuyển động xung quanh bánh trung tâm Z1 với vận tốc (có thể nói tỉ số truyền hệ bánh 1) Kết cụm bánh coi khóa cứng có vai trò khâu động Xét hệ bánh vi sai thứ hai: Vịng ngồi Z3 nối với cần cʹ nên cần cʹ có vận tốc với vòng Z3 vận tốc bánh Z1ʹ Hệ bánh thứ hai giải thích hệ bánh thứ nhất, vận tốc vòng Z3ʹ nối với trục có vận tốc cần cʹ bánh Z1ʹ , tỉ số truyền hệ bánh Khi đó, tỉ số truyền của hệ bánh 1, tức là: ���� = ��� Nhận xét: Ở trường hợp này, phần tử hệ thống bánh khơng có chuyển động tương Hệ thống bánh trở thành khối dẫn đến tốc độ trục đầu vào trục đầu • Trường hợp 3: Ly hợp C1 đóng, ly hợp C2 nhả Xét hệ bánh hành tinh thứ nhất: �1 − �� ��13 = �3 − �� Vi cặp bánh Z1-Z1ʹ cố định nên n1 = 0; trục đầu vào truyền chuyển động cho cần c nên nc = nin, suy ra: �1 − �� − �� �3 63 ��13 = = =− =− =− �3 − �� �3 − �� �1 21 → �3 = ��� (1) Xét hệ bánh hành tinh thứ hai: Vi cần cʹ nối với bánh Z3, nên ncʹ = n3, suy ra: �1ʹ − ��ʹ �3ʹ − �3 63 �ʹ �1ʹ3ʹ = = =− =− =− (2) �3ʹ − ��ʹ ���� − �3 �1ʹ 21 Từ (1) (2), suy ra: 16 ���� = � �� Nhận xét: Ở trường hợp này, hệ thống bánh thực chức tăng tốc 3.3 Đối với hệ thống bánh gồm hệ vi sai bên trong, tạo tối đa tỉ số truyền khác nhau? Giải thích Trả lời Đối với hệ thống bánh gồm hệ vi sai bên (trong trường hợp có ly hợp), ta tao tỉ số truyền khác nhau: Trường hợp 1, ta đóng ly hợp thứ nhả ly hợp lai, cố định vịng ngồi vi sai thứ nhất, tỉ số truyền hệ phụ thuộc vào vi sai thứ hai thứ ba Trường hợp 2, ta đóng ly hợp thứ hai nhả ly hợp cịn lai, cố định vịng ngồi vi sai thứ hai, tỉ số truyền hệ phụ thuộc vào vi sai thứ thứ ba Trường hợp 3, ta đóng ly hợp thứ ba nhả ly hợp lai, cố định vịng ngồi vi sai thứ ba, tỉ số truyền hệ phụ thuộc vào vi sai thứ thứ hai Trường hợp 4, ta đóng tất ly hợp, hệ vi sai thành khối tỉ số truyền  ... 14,474g Bài Thí nghiệm Nguyên lý máy PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CAM I Mục đích: Bài thí nghiệm giúp sinh viên hiểu rõ cấu tao cấu cam thực hành phân tích động học cho cấu cam thực tế II Thí nghiệm: ...Bài Thí nghiệm Nguyên lý máy KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC CỦA CƠ CẤU KHÂU BẢN LỀ I Mục đích: Giúp sinh viên hiểu rõ nguyên lí chuyển động đặc tính động học cấu khâu lề Khơng có đường... nguyên khối trục đo chế tao thành trục cam cơng nghệ CNC Bài Thí nghiệm Ngun lý máy CHẾ TẠO BÁNH RĂNG THÂN KHAI THEO PHƯƠNG PHÁP BAO HÌNH I Mục đích thí nghiệm Hiểu lý thuyết phương pháp gia công