Báo cáo Ứng dụng phần mềm geogebra trong dạy học môn nguyên lý - Chi tiết máy (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Ứng dụng phần mềm geogebra trong dạy học môn nguyên lý - Chi tiết máy (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM GEOGEBRA TRONG DẠY HỌC MƠN NGUYÊN LÝ - CHI TIẾT MÁY SKC0 0 3 6 5 4 Mã số: T2011-73 S K C 0 0 3 6 6 7 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2011
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM GEOGEBRA TRONG DẠY HỌC MƠN NGUYÊN LÝ - CHI TIẾT MÁY Mã số: T2011-73 Chủ nhiệm đề tài: Thạc sĩ Dương Đăng Danh TP. HCM, Tháng 12 Năm 2011
3. MỤC LỤC Tóm tắt đề tài Trang 1 Đặt vấn đề Trang 1 Phương pháp nghiên cứu Trang 2 Nội dung Các lý thuyết cơ sở về cơ cấu phẳng toàn khớp Trang 3 thấp Sử dụng Geogebra Trang 22 Các kết quả Trang 33 Kết luận Trang 35 Tài liệu tham khảo Trang 36
4. TÓM TẮT ĐỀ TÀI Đề tài nghiên cứu vấn đề ứng dụng phần mềm Geogebra vào việc mô phỏng hoạt động , lập họa đồ vận tốc, họa đồ gia tốc của các cơ cấu toàn khớp phẳng điển hình, nhằm phục vụ việc giảng dạy môn học ‘Nguyên lý – Chi tiết máy’ theo hướng ứng dụng Công nghệ thông tin. Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ I. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: - Các vấn đề về động học cơ cấu phẳng toàn khớp thấp. - Các khả năng ứng dụng của Geogebra. - Giải bài toán động học của các cơ cấu điển hình dựa trên việc ứng dụng Geogebra. II. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC: - Vấn đề nghiên cứu về động học cơ cấu là một nội dung quan trọng trong giảng dạy môn học Nguyên lý – chi tiết máy. - Trên thế giới vấn đề động học cơ cấu đã được nghiên cứu nhiều, gần đây ứng dụng công nghệ thông tin được quan tâm. - Trong khối các trường đại học Sư phạm kỹ thuật, một trong những vấn đề được quan tâm là ứng dụng các phần mềm để nâng cao chất lượng giảng dạy. III. NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI: - Vấn đề nghiên cứu trong đề tài là một hướng mới, phần mềm Geogebra chủ yếu dùng để phục vụ giảng dạy toán ở phổ thông. - Việc xây dựng mô hình động học dựa trên Geogebra sẽ hỗ trợ tốt việc giảng dạy môn học Nguyên lý – chi tiết máy. Phần 2: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI:
5. - Nghiên cứu lý thuyết cơ sở và giải bài toán cụ thể. II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: - Kết hợp lý luận và thực tiễn. - Kế thừa các kết quả nghiên cứu đã có.
6. III. NỘI DUNG: 1. CÁC LÝ THUYẾT CƠ SỞ VỀ CƠ CẤU PHẲNG TOÀN KHỚP THẤP 1.1.Đại cương. Trong cơ cấu nhiều thanh, các khớp động đều là khớp loại thấp, thành phần khớp động là các mặt: mặt phẳng, mặt cầu, mặt nón, mặt trụ 1. Các đặc điểm. Lâu mòn, tuổi thọ cao, khả năng truyền lực lớn. Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, lắp ráp. Khi cần thiết có thể thay đổi kích thước động các khâu để nhận được một quy luật chuyển động khác. Khó thiết kế cơ cấu theo một quy luật chuyển động cho trước. 2. Định nghĩa và công dụng. Cơ cấu 4 khâu bản lề là cơ cấu thường gặp và điển hình nhất. - Khâu cố định: giá. - Khâu đối diện khâu cố định: thanh truyền, có chuyển động song phẳng. - Hai khâu nối giá: nếu quay toàn vòng – tay quay, ngược lại – cần lắc.
7. 3. Các dạng biến thể. a. Thay đổi kích thước động các khâu. Cơ cấu tay quay con trượt lệch tâm. Cơ cấu tay quay con trượt chính tâm. b. Thay đổi khâu cố định. a. Cơ cấu tay quay con trượt. b - Cơ cấu culít quay. c - Cơ cấu piston lắc.
8. a, c - Cơ cấu sin. b - Cơ cấu tang. d- Cơ cấu elíp. đ - Cơ cấu ô-đam. 1.2. Đặc điểm chuyển động. 1. Đặc điểm về quỹ đạo. Cơ cấu 4 khâu bản lề. Quỹ đạo của điểm B1 là vòng tròn A, l 1 . Miền chuyển động B2 là hình vành khăn D, l 3 l 2 , l 3 l 2
9. Điều kiện quay toàn vòng của khâu 1. Quỹ đạo của B1 phải nằm lọt trong miền chuyển động của B2 . l 0 l 1 l 3 l 2 l 0 l 1 l 3 l 2 Điều kiện quay toàn vòng của khâu 3. Quỹ đạo của C3 phải nằm lọt trong miền chuyển động của C 2 . l 0 l 3 l 1 l 2 l 0 l 3 l 1 l 2 Nguyên tắc Grashôp. Trong cơ cấu 4 khâu bản lề: a. Tổng chiều dài khâu ngắn nhất và khâu dài nhất nhỏ hơn tổng chiều dài của hai khâu còn lại. - Nếu cố định khâu ngắn nhất được hai tay quay. - Nếu cố định khâu kề khâu ngắn nhất, khâu ngắn nhất là tay quay, khâu còn lại là cần lắc. - Nếu cố định khâu đối diện khâu ngắn nhất, sẽ được hai cần lắc, khâu ngắn nhất quay toàn vòng. b. Tổng chiều dài khâu ngắn nhất và khâu dài nhất lớn hơn tổng chiều dài của hai khâu còn lại. - Trong mọi trường hợp chỉ được cần lắc. Một số trường hợp biến thể. a. Cơ cấu culít quay. BC CD.sin CD , l 2 l 3 - Nếu: AD AB - Khâu 1 và 3 quay toàn vòng, cơ cấu có hai tay quay. - Nếu: AD AB - Khâu 1 quay toàn vòng, khâu 3 là cấn lắc. b. Cơ cấu piston lắc. - Nếu: BC AB - Khâu 1 và 3 quay toàn vòng, cơ cấu có hai tay quay. - Nếu: BC AB - Khâu 1 quay toàn vòng, khâu 3 là cấn lắc. - Do khâu 2 là khâu ngắn nhất và cố định, nên các khâu 1 và 3 quay toàn vòng, cơ cấu có hai tay quay.