báo cáo thực tập cơ kỹ thuật 1

Bài 1
BÁO CÁO KHẢO SÁT MOMNET QUÁN TÍNH
I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
- Xác định moment quán tính khối lượng bằng hai phương pháp khác nhau.
II.THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
o Con lăn làm bằng nhôm có lỗi đồng ở giửa.
o Một mặt nghiên có thể thay đổi đọ dốc.
o Thước dây, thước lá, thước kẹp và đồng hồ bấm dây.
o 1 cờ lê 17 & 1 khóa lục giác 8.
III. NỘI DUNG BÁO CÁO
Câu 1: Các kích thước khối lượng của cơ hệ:

Hình 1.1 Con lăn
Khối lượng

Vành Nhôm

Trụ đồng lớn

Trụ đồng nhỏ
Đường kính

con lăn

Độ cao cố

Quảng đường

định

con lăn

Đường

Chiều

Đườn

Chiề

kính

dày

g kính

u dài

m

d1

e1

d2

e2

d3

h0

l0

(g)
1870

(mm)
179.7

(mm)
13.1

(mm)
19.75

(mm)
24.7

(mm)
18.05

(mm)
194

(mm)
1180.25

Câu 2: Moment quán tính của con lăn:
a) Tính moment quán tính của con lăn bằng kích thước và khối lượng thu thập
được:

-Moment quán tính của vành nhôm:
J1 = mv(+)
(Với R1 là bán kính ngoài , R2 là bán kính trong, mv là
khối lượng của vành nhôm)
-Moment quán tính của trụ đồng lớn:
J2= mtđ
(Với Rtđ là bán kính , mtđ là khối lượng của trụ đồng
lớn)

1


-Moment quán tính của trụ đồng nhỏ:
J3= mtđn
(Với Rtđn là bán kính, mtđn là khối lượng của trụ đồng
nhỏ)
Do con lăn có cấu tạo từ 2 vành nhôm , 2 trụ đồng nhỏ và 1 trụ đồng lớn.
Do đó moment quán tính của con lăn là:
J= 2J1 +J2 +2J3 (*)
b) Tính moment quán tính của con lăn bằng động năng chuyển động của vật:

,

,


Hình 1.2
-Ta có khi con lăn chuyển động tịnh tiến trên mặt phẳng nghiêng:
l0 = v0t + att2 (v0=0)  at =
-Vì l0 là quảng đường mà khối tâm đi được nên :

Gia tốc khối tâm là: a = at =  vận tốc khối tâm: v = at=
-Động năng của con lăn:
T=mv2 +J2 ( v là vận tốc khối tâm của con lăn )
-Tổng công nội, ngoại lực tác dụng lên hệ gồm có trọng lực P và phản lực N
khi con lăn di chuyển từ hi đến h0:
= A(P)+A(N) = = mgsin()l0 = mgh
Theo định lý biến thiên động năng:
T=Ti-T0=
T=mgsin()l0 - Fms.l0  mv2 +J2 - 0 = mgh
J=
Câu 3: Bảng số liệu thí nghiệm

Độ cao
h2
(mm)
475

Thời gian con lăn lăn trên mặt nghiêng
ti
(s)
6.3
6.31
6.31

Thời gian trung bình
(s)
6.31

2

445
413
394
383
371
345

7.04
7.69
8.2
8.68
8.99
9.91

6.97
7.82
8.15
8.82
8.86
9.77

7.03
7.76
8.4
8.42
8.99
9.85

7.01

7.76
8.25
8.64
8.95
9.84

Công thức
h2(mm)

 (độ)
v (m/s)


475

445

413

394

383

371

345

6.31

7.01

7.76

8.25

8.64

8.95

9.84

13.77

12.28

10.69

9.76

9.21

8.63

7.35

0.374

0.337

0.304

0.286

0.273

0.264

0.240

37.88

34.10

30.08

28.97

27.67

26.71

24.29

5.15

4.61

4.02

3.67

3.47

3.25

2.77

0.007

0.0077

0.0083

0.0086

0.0089

0.0089

0.0092

=arcsin(
v=
=

(rad/s)
T (J)

T=mgh

I(kg.m2)
(kg.m2)

0.0084

Câu 4:
BIỂU ĐỒ QUAN HỆ GIỬA THỜI GIAN CON LĂN
LĂN HẾT MẶT NGHIÊNG VỚI GÓC NGHIÊNG

3


(độ)

16.00
14.00
12.00
10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
6.00

6.50

7.00

7.50

8.00

8.50

9.00

9.50

10.00

Câu 5: Monmet quán tính của con lăn bằng phương pháp khối lượng và

10.50

t (s)

kích thước
-Khối lượng của 1 vành nhôm:
= .
(kg)
-Tương tự khối lượng của trụ đồng lớn:
== 0.0658 (kg)
-Trụ đồng nhỏ:
== 0.0292 (kg)
-Moment quán tính của vành nhôm: J1 =
-Moment quán tính của Trụ đông lớn: J2 =
-Moment quán trính của 1 trụ đồng nhỏ: J3=

4

-Áp dụng công thức (*) ta có moment của con lăn là:
J = 2J1+J2+2J3= = 0.0072 kg.m2
Câu 6: Nhận xét
- Sai số giữa 2 phương pháp là 14.29%
- Vì trong quá trình đo đạc, do sai số dụng cụ đo, ma sát của vật nặng với mặt
nghiêng và sai số tính toán nên kết quả thu được là gần đúng.

Bài 2
BÁO CÁO KHẢO SÁT MOMNET QUÁN TÍNH
I.

MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
- Khảo sát dao động bằng gia tốc kế và chuyển vị kế..
II. NỘI DUNG BÁO CÁO
Câu 1: Tần số cộng hưởng:

f= 12.39 Hz

Câu 2: Biên độ dao động cực đại: A= 1.16 mm
Câu 3: Biên độ gia tốc cực đại:

a= 1.5 m/s2

Câu 4: Số vòng quay của quạt tại tần số cộng hưởng: n=2πfo/(2π)= 12.39 vòng/s
Câu 5: Nhận xét:
- Bài nghiệm sử dụng phần mềm SensView có thể dễ dàng tìm được tần số
cộng hưởng.
- Kết quả: tần số cộng hưởng nhận được khi vận tốc quay của quạt không

phải cực đại mà là lúc có sự thay đổi lớn, lúc đang tăng hoặc giảm vận tốc.

5


Bài 3
THÍ NGHIỆM KÉO - NÉN
III.

MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
- Khảo sát mối liên hệ giửa lực & biến dạng của vật liệu.Từ đó xác định các đặc
trưng của tính vật liệu:
o Giới hạn bền ( )
o Giới hạn chảy ( )
o Độ dãn dài tương đối ( % )
o Độ thắt tỷ đối ( % )
NỘI DUNG BÁO CÁO

IV.

Câu 1: Các bảng số liệu đo đạc được:
STT
1

Mẫu thử
Đồng thiết

L0(mm)
25.8

a0(mm)
1.2

b0(mm)
7.2

S0= a0 b0(mm2)
8.64

6


STT

Mẫu Thử

Lực kéo đứt sơ bộ
Loadcell+P3
(N)

1

Đồng thiết

3013

Mẫu thử

Đồng

Thước

hồ

kẹp
(mm)

STT

F
(N)

L(mm
1
2
3
4

Đồng Thiết

5
6
7
8
9
10

301.3
602.6
903.9

1205.7

)
0.52
0.76
0.93
1.14

2
1506.5
1807.8
2109.1
2410.4
2711.7
3013

1.37
1.46
1.6
1.72
1.86
3.28

Biến thiên độ dài sau

Ghi chú

khi đứt
L(mm)
3.28

28.9

a
(mm)

b
(mm)

0.5

6.6

Ghi chú

Câu 2: Các đồ thị L – F ,  - 
ĐỒ THỊ BIỀU DIỂN F - L
F(N)

7


3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

0
0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4
L(mm)

8


 (N/mm2)

400

350

300

250

200



150

100

50

0

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

ĐỒ THỊ BIỀU DIỂN  - 

Câu 3: Xác định giới hạn bền kéo của mẫu thử.

9


  348.73

(N/mm2)

Câu 4: Xác định giới hạn bền kéo của mẫu thử.

-Dựa vào đồ thị ta xác định được:

  266.97

(N/mm2)

Câu 5: Xác định mô – đun đàn hổi E.
- Ta có

E

- Từ đồ thị  -  :
(N/mm2)



E (N/mm2)

34.87269

0.020155

1730.222

69.74537

0.029457

2367.672

104.6181

0.036047

2902.307

139.5509

0.036047

3158.258

174.3634

0.053101

3283.632

-Vậy modun E trung bình là:
 = 2688.418 (N/mm2)
Câu 6:Xác định độ giản dài tương đối %
 
Câu 7: Xác định độ thắt tỉ đối %
 =   61.81
 Nhận xét: -Việc chia khoảng để xác định lực và độ biến dạng chưa đều.

10


-Hình dạng của các đồ thị không giống hình dạng mong đợi.

Bài 4
CON LẮC VẬT LÝ
I.

MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
- Khảo sát các thông số của hệ giao động một bật tự do.
II. NỘI DUNG BÁO CÁO
Số liệu đo đạc bằng thực nghiệm:
-

Kích thước cần lắc: Dài L0 = 106.2 (cm) Rộng b = 4 (cm) Dày h = 1.2 (cm)
Khối lượng cần lắc: = 1332 (g)
Khối lượng vật nặng: = 587 (g)
Khoảng cách từ tâm con lắc đến đầu trên của cần lắc: 39.8 (cm)

Lần đo

Biên độ gốc

Chu kỳ

Thời gian

Chu kỳ

J0

ban đầu

thực hiện

dao

Thực nghiệm

(độ)

10T (s)

động

(Nms2)

(s)
Không
vật nặng

1
2
3
4
5

5
6
7
8
10

1020
1020
1020
1020
1020

18.44
18.49
18.42
18.45

18.47

1.85

0.15

11


Vị trí vật nặng

Lầ

Biên độ gốc

cách tâm con

n

lắc (cm)

đo
1
2
3
4
5
6
7
8

9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25

bán đầu
(độ)

54.5

48.5

42

34

28.5

5
6
7
8
10
5
6
7
8
10
5
6
7
8
10
5
6
7
8
10
3
4
5
6
7

Chu kỳ
(s)
1020

1020
1020
1020
1020
1020
1020
1020
1020
1020
1020
1020
1020
1020
1020
1020
1020
1020
1020
1020
1020
1020
1020
1020
1020

Thời gian

Chu kỳ

J0

thực hiện

dao động
(s)

Thực nghiệm

1.63

0.32

1.5

0.29

1.56

0.25

1.52

0.22

1.52

0.20

10T (s)
16.20

16.22
16.31
16.21
16.37
15.91
16.03
15.87
16.10
15.97
15.44
15.65
15.64
15.69
15.66
15.22
15.24
15.28
15.14
15.31
15.17
15.15
15.29
15.17
15.19

(Nms2)

Vị trí tâm vật nặng cách tâm lắc: dm = 61 mm
Biên độ gốc ban đầu:
 =  = 100

12


Chu kỳ thứ

Chu kỳ thứ
10
20
30
40
50

Biên độ gốc
(độ)
9.5
9.2
8.7
8.4
8.2

60
70
80
90
100

Thời điểm
(s)
16.63

33.38
50.07
66.87
83.54

Biên độ gốc
(độ)
7.9
7.6
7.3
6.9
6.5

Thời điểm
(s)
100.13
116.93
133.63
150.34
167.22

Tổng thời gian để con lắc ngừng hẳn: 590.33 (s)
Tổng số chu kỳ con lắc thực hiện được: 354
Câu 1: Vẽ lược đồ cơ cấu của thiết bị

A
0.398 m

L

O

dm

B
Câu 2: Xây dựng công thức tính moment quán tính
-

Moment của cần lắc và vật nặng với trục quay tâm O
Moment vật nặng: J1 = =0.587 (Nms2)
Moment cần lắc:
J2 = (Nms2)

 Moment của hệ:

J = J1 +J2 = 0.587+0.15 (Nms2)

Câu 3: Xây dựng công thức khối tâm G của con lắc theo vị trí dm của vật
nặng.
`

a
O

-

G

x

Ta có vị trí tọa độ khối tâm G được xác định:

13


-

Vì

  0.092 +0.31  f(
a = nên :
a  f( hay a  0.092 + 0.31

Câu 4: Xây dựng công thức xác định chu kỳ T theo : T = f()
-

Phương trình dao động của con lắc:


(1) ( M =  )

-

Vì    thì phương trình (1) trở thành :

-

Khi đó nghiệm của phương trình là:

-

(2)
Do đó (2) là phương trình dao động điều hòa có vận tóc gốc là:
(rad/s)

-

Chu kỳ dao động:

(s)



(s)

(3)

Câu 5: Hãy cho biết chu kỳ dao động có phụ thuộc biên độ gốc ban đầu
không ? giải thích tại sao?

14


-

Nếu    là bé nên T không phụ thuộc vào biên độ vì

-

Nếu   > là lớn do đó nó phụ thuộc vào biên độ và được tính bằng công thức

:
(s)

Câu 6: Tính các chu kỳ dao động khi không gắn vật nặng và khi có gắn vật
nặng vào.
Vì ta khảo sát thực nghiệm    nên chu kỳ T được tính bằng công thức (3)
Khi con lắc không có vật nặng :

-

(s)
-

Khi vật nặng tại vị trí:


(s)



(s)



(s)



(s)



(s)

15


Câu 7: Vẽ các đồ thị
BIỀU ĐỒ QUAN HỆ GIỬA CHU KỲ
VÀ VỊ TRÍ CON LẮC

1.64

T (s)
1.62
1.6
1.58
1.56
Thực
nghiệm
Lý Thuyết

1.54
1.52
1.5
1.48
1.46
25

30

35

40

45

50

55

60

x (cm)

16


10

BIỀU ĐỒ QUAN HỆ GIỬA CHU KỲ
VÀ BIÊN ĐỘ GỐC BAN ĐẦU

9
8

T (s)
7
6
5

4
3
2
1
0

0

20

40

60

80

100

12 0

140

160

180

1.65


1.6

BIỀU ĐỒ QUAN HỆ GIỬA BIÊN ĐỘ
VÀ THỜI GIAN
1.55


1.5

1.45

4

5

6

7

8

9

10

11

t(s)

17

Câu 8: Xây dựng Công thức và xác định hệ số giảm chấn của các lắc
(i = 1,2,..,n)
-

Ta có phương trình dao động tắt dần của con lắc:

-

Nghiệm của phương trình vi phân là:

-

Ta khảo sát các biên độ ở những thời điểm 10T,20T,… do đó: cos(t) =1

18


-

Do đó hệ số giảm chấn được xác định bằng công thức:

-

Công thức tổng quát của hệ số giảm chấn:

-

Từ số liệu thực nghiệm ta sẽ có các giá trị của k

Biên độ
(dộ)
9.5
9.2
8.7
8.4
8.2
7.9
7.6
7.3
6.9
6.5

Thời gian
(s)
16.63
33.38
50.07
66.87
83.54
100.13
116.93
133.63
150.34
167.22

k
0.003084
0.001916
0.003348

0.002089
0.001446
0.002247
0.002304
0.002412
0.003372
0.003538

=

0.0025756

Câu 9: Tính % sai số giửa đo đạc thực nghiệm và tính toán theo công thức:
-

Sai số được tính theo công thức:

-

Khi không có vật nặng:

-

Vật nặng cách vị trí tâm lắc 54.5 cm

-

Vật nặng cách vị trí tâm lắc 48.5 cm

19

-

Vật nặng cách vị trí tâm lắc 42 cm

-

Vật nặng cách vị trí tâm lắc 34 cm

-

Vật nặng cách vị trí tâm lắc 28.5 cm

Câu 10:Nhận xét kết quả thí nghiệm:
-

Chu kỳ con lắc phụ thuộc vào vị trí vật nặng: vật càng xa tâm quay thì chu kỳ
càng tăng.
Chu kỳ con lắc phụ thuộc rất ít vào biên đô góc ban đầu.
Dao động của con lắc là dao động tắt dần do lực cản không khí và ma sát với
trục quay, biên độ của con lắc theo thời gian có dạng đường tuyến tính.

-

20


BÀI 5
KHẢO SÁT CƠ CẤU CAM

I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM:


Cung cấp và củng cố kiến thức về nguyên lý hoạt động của cơ cấu cam.



Nắm vững cách xác định vị trí chuyển vị của cần tương ứng với góc quay của
đĩa cam.



Xác định các giá trị động học của cơ cấu.



Tính toán độ cứng của lò xo trong cơ cấu.

II. NỘI DUNG BÁO CÁO:
Câu 1: Thiết bị thuộc loại cơ cấu cam nào?
-

Cơ cấu cam phẳng, quay, cần đáy bằng, cần tịnh tiến, cam ngoài.
Lược đồ cơ cấu

21


Câu 2, Câu 3: Bảng số liệu thí nghiệm và tính toán, đồ thị chuyển vị, vận tốc, gia

tốc cần đẩy tương ứng với góc quay.

Góc quay đĩa
cam, φ (o)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125

130
135
140
145
150
155
160
165

Vị trí cần đẩy, h
(mm)
0
0.046
0.112
0.146
0.151
0.161
0.17
0.182
0.183
0.19
0.202
0.21
0.218
0.221
0.228
0.232
0.238
0.24
0.229

0.17
0.147
0.269
0.701
1.08
1.58
2.175
2.872
3.58
4.39
5.05
5.70
6.28
6.80
7.20

Vận tốc, v
(mm/s)
0
0.0092
0.0132
0.0068
0.001
0.002
0.0018
0.0024
0.0002
0.0014
0.0024
0.0016

0.0016
0.0006
0.0014
0.0008
0.0012
0.0004
-0.0022
-0.0118
-0.0046
0.0244
0.0864
0.0758
0.1
0.119
0.1394
0.1416
0.162
0.132
0.13
0.116
0.104
0.08

Gia tốc, a
(mm/s2)
0
0.00184
0.0008
-0.00128
-0.00116

0.0002
-0.00004
0.00012
-0.00044
0.00024
0.0002
-0.00016
0
-0.0002
0.00016
-0.00012
0.00008
-0.00016
-0.00052
0
0.00144
0.0058
0.0124
-0.00212
0.00484
0.0038
0.00408
0.00044
0.00408
-0.006
-0.0004
-0.0028
-0.0024
-0.0048

22


170
175
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
240
245
250
255
260
265
270
275
280
285
290
295
300

305
310
315
320
325
330
335
340
345
350
355
360

7.68
7.92
8.17
8.21
8.19
8.18
8.179
8.172
8.17
8.164
8.162
8.155
8.15
8.142
8.14
8.132
8.13

8.122
8.115
8.11
8.142
8.175
8.155
8
7.67
7.20
6.66
6.02
5.34
4.65
3.94
3.21
2.48
1.845
1.29
0.815
0.42
0.099
0.02

0.096
0.048
0.05
0.008
-0.004
-0.002
-0.0002

-0.0014
-0.0004
-0.0012
-0.0004
-0.0014
-0.001
-0.0016
-0.0004
-0.0016
-0.0004
-0.0016
-0.0014
-0.001
0.0064
0.0066
-0.004
-0.031
-0.066
-0.094
-0.108
-0.128
-0.136
-0.138
-0.142
-0.146
-0.146
-0.127
-0.111
-0.095
-0.079

-0.0642
-0.0158

0.0032
-0.0096
0.0004
-0.0084
-0.0024
0.0004
0.00036
-0.00024
0.0002
-0.00016
0.00016
-0.0002
0.00008
-0.00012
0.00024
-0.00024
0.00024
-0.00024
0.00004
0.00008
0.00148
-0.00212
-0.0054
-0.007
0
-0.0028
-0.004

-0.0016
0
-0.0008
-0.0008
0
0.0038
0.0032
0.0032
0.0032
0.00296
0.00968

23


-

Đồ thị chuyển vị của cần đẩy tương ứng với góc quay của đĩa cam.

mm

Chuyển vị cần đẩy (mm)
9
8
7
6
5
4
3
2

1
0

0

50

100

150

200

250

300

350

400



24


-

Đồ thị vận tốc của cần đẩy tương ứng với góc quay của đĩa cam.

Vận tốc (mm/s)

mm/s
0.2
0.15
0.1
0.05
0

0

50

100

150

200

250

300

350

400

-0.05
-0.1
-0.15

-0.2



-

Đồ thị gia tốc của cần đẩy tương ứng với góc quay của đĩa cam.

mm/s2

25