Đang tải... (xem toàn văn)
Mục lục ........................................................................................................... 3 Lời nói đầu ...................................................................................................... 5 Bài thực hành số 1 Nghiên cứu cơ cấu trên mô hình ....................................... 7 Bài thực hành số 2 Tính số bậc tự do và xếp hạng cơ cấu phẳng ..................... 9 Bài thực hành số 3 Xác định các tâm vận tốc tức thời của cơ cấu phẳng ....... 47 Bài thực hành số 4 Xác định vận tốc, gia tốc của các điểm và các khâu bằng phương pháp họa đồ .............................................................................. 65 Bài thực hành số 5 Phân tích lực cơ cấu thanh phẳng .................................. 113 Bài thực hành số 6 Phân tích động học hệ bánh răng .................................. 153 Mục lục ....................
Học viện Kỹ thuật Quân Bộ môn Cơ học máy - Khoa Cơ khí Vũ Công Hàm Bài tập Thực hành nguyên lý máy (Dùng cho sinh viên chuyên ngành khí) Hà nội - 2009 Mục lục Mục lục Lời nói đầu Bài thực hành số - Nghiên cứu cấu mô hình Bài thực hành số - Tính số bậc tự xếp hạng cấu phẳng Bài thực hành số - Xác định tâm vận tốc tức thời cấu phẳng 47 Bài thực hành số - Xác định vận tốc, gia tốc điểm khâu phương pháp họa đồ 65 Bài thực hành số - Phân tích lực cấu phẳng 113 Bài thực hành số - Phân tích động học hệ bánh 153 Mục lục 191 Lời nói đầu Cuốn sách Bài tập thực hành nguyên lý máy biên soạn nhằm phục vụ cho trình đào tạo kỹ sư chuyên ngành khí Công nghệ chế tạo máy, Ô tô, Xe tăng, Máy xây dựng, Cơ điện tử, Vũ khí, Đạn, Công nghệ vật liệu, Công nghệ chế tạo vũ khí, Công nghệ chế tạo đạn, Thiết kế chế tạo tên lửa, v.v Việc biên soạn sách nhằm vào mục đích chủ yếu nâng cao lực thực hành cho sinh viên việc giải toán lý thuyết cấu nói riêng lĩnh vực học máy nói chung Trên sở đó, sinh viên hình thành rèn luyện thói quen tư lôgíc khoa học giải toán kỹ thuật Cấu trúc nội dung sách biên soạn gắn kết chặt chẽ với giáo trình Nguyên lý máy, Bài tập Nguyên lý máy, Bài tập lớn Nguyên lý máy Thiết kế môn học Nguyên lý máy Sinh viên sử dụng sách để nhận đề thực hành giáo viên phụ trách môn học giao cho trình học tập môn học, đồng thời nâng cao kiến thức môn học thông qua việc đầu tư thời gian để giải toán thuộc dạng trình bày sách Giáo viên giảng dạy môn Nguyên lý máy không sử dụng sách để giao đề thực hành cho sinh viên mà sử dụng cho nhiều mục đích khác đề thi kết thúc môn, tuyển chọn thí dụ giải mẫu cho chương tương ứng lên lớp, xây dựng toán luyện thi Olympic môn Nguyên lý máy, v.v Cuốn sách đề cập đến nội dung thực hành sau: Nghiên cứu cấu trúc cấu mô hình Tính số bậc tự xếp hạng cấu phẳng Xác định tâm vận tốc tức thời cấu phẳng Xác định vận tốc gia tốc (dài, góc) điểm khâu Phân tích lực cấu phẳng Tính toán động học hệ bánh Bên cạnh mảng kiến thức quan trọng môn Nguyên lý máy liên quan đến thực hành kể trên, nội dung môn học Nguyên lý máy có nhiều mảng nội dung quan trọng khác Tuy nhiên, tính chất đặc thù nội dung phương pháp, việc triển khai thực hành mảng nội dung không thuận lợi hay cần thiết, tiến hành hình thức khác đồ án môn học tập lớn Tác giả xin chân thành cảm ơn tiến sĩ Trần Ngọc Châu, người dành nhiều thời gian công sức để hiệu đính cho sách Xin cảm ơn đồng nghiệp độc giả đóng góp ý kiến bổ ích để sách ngày hoàn thiện Trong điều kiện thời gian hiểu biết tác giả hạn chế, việc tồn sai sót sách điều khó tránh khỏi Tác giả mong tiếp tục nhận ý kiến đóng góp chân thành từ phía đồng nghiệp bạn đọc Mọi ý kiến đóng góp xin gửi địa chỉ: Bộ môn Cơ học máy, Khoa Cơ khí, Học viện Kỹ thuật Quân Tác giả Bài thực hành số Nghiên cứu cấu mô hình 1.1 Mục đích - Yêu cầu Bài thực hành nghiên cứu cấu mô hình tiến hành sau sinh viên học xong phần lý thuyết chương "Cấu trúc phân loại cấu" môn Nguyên lý máy Mục đích thực hành nhằm giúp sinh viên hiểu rõ định nghĩa khái niệm lý thuyết cấu khâu loại khâu, khớp phân loại khớp, làm quen với phương pháp truyền biến đổi chuyển động thông qua việc sử dụng cấu Cũng thông qua thực hành này, sinh viên có cảm nhận ban đầu bậc tự cấu làm quen dần với loại cấu thường gặp kỹ thuật cấu thanh, cấu cam, cấu bánh răng, hệ bánh răng, cấu các-đăng Có thể nói, thực hành mang ý nghĩa cầu nối lý thuyết thực tiễn nhận thức sinh viên môn học Nguyên lý máy Sau thực hành, sinh viên cần hiểu kết cấu thực đọc tên loại khớp, hiểu chức phạm vi sử dụng số loại khâu, phân biệt giới hạn phạm vi khâu số loại máy móc hay phương tiện gần gũi với sống môi trường học tập, làm việc Sinh viên phải biết cách lập lược đồ động không khâu, khớp mà cấu, đồng thời cần nắm khả biến đổi chuyển động cấu có phòng thí nghiệm học máy 1.2 Nhiệm vụ thực hành Nhiệm vụ sinh viên thực hành nghiên cứu yếu tố hình thành cấu trúc cấu khâu, khớp, khả chuyển động tương đối khâu, bậc tự khả chuyển động cấu, đồng thời làm quen với loại cấu thông qua việc nghiên cứu mô hình chúng 1.3 Kiến thức cần nắm vững thực hành Để thu kết tốt thực hành này, sinh viên cần nắm vững kiến thức sau đây: - Định nghĩa khâu, định nghĩa khớp động, định nghĩa tổng quát cấu - Các tiêu chí phân loại khớp động - Định nghĩa, cách nhận biết ký hiệu khớp thường gặp - Cách ký hiệu (vẽ lược đồ) khâu - Khái niệm chuỗi động định nghĩa cấu theo chuỗi động - Phân loại chung cấu 1.4 Kiểm tra đánh giá thực hành Các nội dung cần kiểm tra cách cho điểm đánh giá thực hành trình bày bảng sau Nội dung kiểm tra TT Điểm Gọi tên cấu 1.0 Số khâu động, khớp động cách nối động khâu 2.0 Số bậc tự dạng chuyển động (phẳng, không gian) cấu 1.0 Khả sử dụng cấu để truyền biến đổi chuyển động 1.0 Vẽ lược đồ động cấu 2.0 Nhận xét sơ ưu điểm nhược điểm loại cấu 1.0 So sánh cấu với cấu khác nhóm 1.0 Các khả điều chỉnh loại cấu cụ thể 1.0 Tổng cộng 10.0 1.5 Một số lưu ý thực hành Để buổi thực hành thu kết tốt để đánh giá kết thực hành sinh viên, giáo viên phụ trách môn học cần lưu ý số điểm sau: Phân chia quân số lớp thành nhóm, nhóm từ 12 đến 15 sinh viên Gắn cho mô hình cấu số gọi số hiệu cấu Đánh số lại cấu sau nhóm thực hành kết thúc Làm hệ thống phiếu câu hỏi, thể thông tin số hiệu cấu nội dung cần kiểm tra cấu cụ thể Bài thực hành số Tính số bậc tự xếp hạng cấu phẳng 2.1 Mục đích - Yêu cầu Bài thực hành tính số bậc tự xếp hạng cấu phẳng tiến hành sau sinh viên học xong nội dung lý thuyết tập chương I môn Nguyên lý máy Mục đích để giúp sinh viên hoàn thiện kỹ giải lớp toán lý thuyết cấu xác định số bậc tự xếp hạng cấu phẳng Thông qua đó, sinh viên củng cố kiến thức lý thuyết học lớp liên quan đến vấn đề cấu trúc cấu Sau thực hành, sinh viên cần nắm cách tính số bậc tự cấu nói chung cấu phẳng nói riêng, đồng thời phải thành thạo thao tác thay khớp cao khâu với hai khớp thấp, tách nhóm Axua khỏi cấu kết luận hạng cấu dựa theo nhóm Axua tách từ cấu 2.2 Nhiệm vụ thực hành Trong thực hành này, sinh viên nhận lược đồ động cấu phẳng có khớp cao phải hoàn thành nhiệm vụ sau: Tính số bậc tự W cấu Xếp hạng cấu cho khâu khâu dẫn Trả lời câu hỏi phụ liên quan đến việc tách nhóm Axua xếp hạng cấu 2.3 Kiến thức cần nắm vững thực hành Để thu kết tốt thực hành này, sinh viên cần nắm vững kiến thức sau đây: - Định nghĩa ký hiệu khớp tịnh tiến, khớp quay khớp cam - - Cách ký hiệu khâu hình thành chuỗi động cấu - Công thức tính số bậc tự cấu phẳng ký hiệu có mặt công thức - Bản chất cách xác định ràng buộc thừa bậc tự thừa - Các sơ đồ thay khớp cao khâu với hai khớp thấp - Các nhóm Axua tiêu biểu hạng hai, hạng ba, hạng bốn (định nghĩa, công thức liên hệ số khâu số khớp, dạng thường thấy cách tạo biến thể) - Các nguyên tắc tách nhóm Axua cần phải tuân thủ - Quy tắc xếp hạng nhóm Axua 2.4 Cách đánh giá cho điểm Điểm thực hành cho theo thang điểm 10 Có thể cho điểm nội dung thực hành bảng đây: TT Nội dung đánh giá Điểm Tính số bậc tự cấu 3.0 Thay khớp cao vẽ lược đồ cấu thay Tách (các) nhóm Axua kết luận hạng cấu khâu khâu dẫn Trả lời câu hỏi phụ 3.0 Tổng số điểm 2.0 2.0 10.0 2.5 Một số thí dụ giải mẫu Thí dụ 2.1: Cho cấu phẳng hình 2-1a Hình 2-1 a) Tính số bậc tự xếp hạng cấu trường hợp khâu khâu dẫn b) Chứng tỏ với cấu cho, hạng cấu phụ thuộc vào cách lựa chọn khâu dẫn Giải a) Cơ cấu cho cấu phẳng nên số bậc tự tính theo công thức: W = 3n - (p4 + 2p5) + R + R' - S 10 Đề số 49 Cho trước: + Số bánh + nC = vòng/phút + nC chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z3 Đề số 50 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 ngược chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 Đề số 51 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z4 176 Đề số 52 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 ngược chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 Đề số 53 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay cần C Đề số 54 Cho trước: + Số bánh + nC = vòng/phút + nC ngược chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 177 Đề số 55 Cho trước: + Số bánh + nC = vòng/phút + nC ngược chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 Đề số 56 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 ngược chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay cần C Đề số 57 Cho trước: + Số bánh + nC = vòng/phút + nC chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z3 178 Đề số 58 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 ngược chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 Đề số 59 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 ngược chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 Đề số 60 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 179 Đề số 61 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 Đề số 62 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 Đề số 63 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 ngược chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z8 180 Đề số 64 Cho trước: + Số bánh + nC = vòng/phút + nC chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 Đề số 65 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 ngược chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 Đề số 66 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 ngược chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 181 Đề số 67 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 Đề số 68 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 ngược chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 Đề số 69 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 ngược chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay cần C 182 Đề số 70 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 Đề số 71 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 Đề số 72 Cho trước: + Số bánh + nC = vòng/phút + nC chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 183 Đề số 73 Cho trước: + Số bánh + nC = vòng/phút + nC chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 Đề số 74 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 Đề số 75 Cho trước: + Số bánh + nC = vòng/phút + nC ngược chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 184 Đề số 76 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 Đề số 77 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 ngược chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z4 Đề số 78 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 185 Đề số 79 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 Đề số 80 Cho trước: + Số bánh + nC = vòng/phút + nC chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 Đề số 81 Cho trước: + Số bánh + nC = vòng/phút + nC ngược chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 186 Đề số 82 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 ngược chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 Đề số 83 Cho trước: + Số bánh + nC = vòng/phút + nC ngược chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 Đề số 84 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 ngược chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay cần C 187 Đề số 85 Cho trước: + Số bánh + nC = vòng/phút + nC ngược chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z3 Đề số 86 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay cần C Đề số 87 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 188 Đề số 88 Cho trước: + Số bánh + nC = vòng/phút + nC ngược chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z8 Đề số 89 Cho trước: + Số bánh + nC = vòng/phút + nC chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z8 Đề số 90 Cho trước: + Số bánh + n1 = vòng/phút + n1 chiều kim đồng hồ (khi nhìn theo hướng V) Yêu cầu: Xác định tốc độ chiều quay bánh Z7 189 Tài liệu tham khảo Thiết kế môn học nguyên lý máy Nguyễn Xuân Lạc (dịch) Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp Hà nội - 1967 Nguyên lý máy Đinh Gia Tường, Nguyễn Xuân Lạc, Trần Doãn Tiến Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp Hà nội - 1970 Bài tập nguyên lý máy Tạ Ngọc Hải Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà nội - 2006 Bài tập lớn nguyên lý máy Vũ Công Hàm Học viện Kỹ thuật Quân Hà nội - 2008 191 [...]... và khâu dẫn 6 như trên hình 27b Theo đó, cơ cấu đã cho vẫn là cơ cấu hạng 2 với khâu 6 là khâu dẫn Vậy hạng của cơ cấu đã cho không thay đổi khi đổi khâu 6 làm khâu dẫn thay cho khâu 1 2.6 Các đề bài thực hành Đề số 1 Nhiệm vụ 1) Tính số bậc tự do W và xếp hạng cơ cấu phẳng có lược đồ động ở hình vẽ bên trong trường hợp khâu 1 là khâu dẫn 2) Hãy chọn lại khâu dẫn để thay đổi hạng của cơ cấu Đề số 2... hạng 3 với khâu dẫn là khâu 1 b) Với khâu 4 làm khâu dẫn, nếu tách cơ cấu chúng ta sẽ nhận được hai nhóm Axua hạng 2 và khâu dẫn 4 như trên hình 2-4b Theo đó, với khâu 4 là khâu dẫn, cơ cấu đã cho trở thành cơ cấu hạng 2 Vậy hạng của cơ cấu đã cho đã thay đổi khi thay đổi cách lựa chọn khâu dẫn 12 Hình 2-4 Thí dụ 2.3: Cho cơ cấu phẳng như trên hình 2-4a a) Tính số bậc tự do và xếp hạng cơ cấu trong trường... (gồm các khâu 1, m và 3 khớp O, C1, C2), một nhóm Axua hạng 3 (gồm các khâu 2, 3, 4, 5 và các khớp B, C, D, E, F, G) và khâu dẫn 6 như trên hình 2-5b Theo đó, với khâu 6 là khâu dẫn, cơ cấu đã cho trở thành cơ cấu hạng 3 Vậy hạng của cơ cấu đã cho đã thay đổi (từ hạng 4 về hạng 3) khi thay đổi khâu dẫn Hình 2-5 Thí dụ 2.4: Cho cơ cấu phẳng như trên hình 2-6a 14 Hình 2-6 a) Tính số bậc tự do và xếp hạng... trên đó có khớp quay C1 (tâm của đường tròn biên dạng cam 1) và khớp tịnh tiến A Cơ cấu thay thế chỉ gồm tất cả các khớp thấp loại 5 có dạng như trên hình 2-6b Với khâu 1 là khâu dẫn, cơ cấu được tách thành ba nhóm Axua hạng 2 và khâu dẫn 1 như trên hình 2-7a Theo đó, với khâu 1 là khâu dẫn, cơ cấu đã cho là cơ cấu hạng 2 b) Trong trường hợp khâu 6 được chọn làm khâu dẫn thay cho khâu 1, việc tách cơ... ta chọn khâu 6 làm khâu dẫn Khi đó, nếu tách cơ cấu chúng ta sẽ nhận được một nhóm Axua hạng 2, một nhóm Axua hạng 3 và khâu dẫn 6 như trên hình 2-2b Theo đó, với khâu 6 là khâu dẫn, cơ cấu đã cho trở thành cơ cấu hạng 3 Vậy hạng của cơ cấu đã cho phụ thuộc vào cách lựa chọn khâu dẫn Thí dụ 2.2: Cho cơ cấu phẳng như trên hình 2-3a 11 Hình 2-3 a) Tính số bậc tự do và xếp hạng cơ cấu trong trường hợp khâu