ĐỀ THI VÀ ĐÁP ÁN CUỐI KÌ CÁC NĂM MÔN CHI TIẾT MÁY DHBKTPHCM

Lực tác dụng lên các bánh răng như Hình bài 2.. Thời gian làm việc tính bằng triệu vòng quay L.. Trọng lượng của trụ ngang và bảng chỉ dẫn được qui đổi thành lực F 1200N.. Tính lực xiết

Đại học Quốc gia Tp.HCM

Trường Đại học Bách khoa

Thời gian làm bài: 105 phút

Sinh viên được phép sử dụng tài liệu

Bài 1: (2 điểm)

Bộ truyền đai dẹt truyền công suất P14kW, số vòng quay bánh dẫn n1 1250 vòng/phút,

đường kính bánh dẫn d1 180mm , khoảng cách trục a700mm Hệ số ma sát giữa dây đai và bánh đai f 0,2 Lực căng đai ban đầu F0 800N Bỏ qua lực căng phụ do lực ly tâm gây ra Hãy xác định:

a Vận tốc vòng v và lực vòng có ích 1 F t trên bánh dẫn (0,5đ)

b Lực trên nhánh căng F và lực trên nhánh chùng 1 F (0,5đ) 2

c Tỉ số truyền lớn nhất để không xảy ra hiện tượng trượt trơn (1đ)

Bài 2: (3 điểm)

Trục trung gian của hệ thống truyền động truyền moment xoắn T 420000Nmm Lực tác

dụng lên các bánh răng như Hình bài 2 Bánh răng trụ răng nghiêng 1 (góc nghiêng răng

0

1 16

 ) là bánh bị dẫn của cặp cấp nhanh Bánh răng trụ răng thẳng 2 là bánh dẫn của cặp cấp

chậm Góc ăn khớp của bánh răng tiêu chuẩn 0

t F F F F

b Phản lực tại các gối đỡ R Ax, R Ay, R Cx, R Cy (1,25đ)

c Vẽ các biểu đồ moment uốn và moment xoắn M x,M y,T (ghi giá trị lên biểu đồ) (0,75đ)

d Đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm (0,5đ)

a Thời gian làm việc tính bằng triệu vòng quay L (0,5đ)

b Tải trọng tương đương của ổ Q (kN) (0,75đ)

c Hệ số khả năng tải động của ổ C (kN) Chọn ổ tiêu chuẩn trong bảng trên để đủ bền.(0,75đ) đ

d Tuổi thọ Lh của ổ vừa chọn ở câu c (0,5đ)

Bài 4: (2,5 điểm)

Bảng chỉ dẫn đường đi gồm một trụ đứng và một trụ ngang được ghép với nhau bằng mối ghép 4 bulông như Hình bài 4 Trọng lượng của trụ ngang và bảng chỉ dẫn được qui đổi thành lực F 1200N Ứng suất kéo cho phép của vật liệu chế tạo bulông [k]80MPa Hệ số ma sát giữa các tấm ghép f 0,18 Hệ số an toàn k 1,5 và hệ số ngoại lực  0,25

a Tính lực xiết bulông V cần thiết để tránh trượt và tránh tách hở (1,75đ)

b Tính đường kính chân ren d của bulông (xét trường hợp xiết chặt rồi mới chịu lực) (0,5đ) 1

c Chọn bulông theo tiêu chuẩn (0,25đ)

2 1

3 4

PGS TS Phạm Huy Hoàng TS Bùi Trọng Hiếu

ĐÁP ÁN MÔN CHI TIẾT MÁY

1 1

4.1000

10001

2

)1(

1 1

2 1

0

0

0 0

2

22

2

1

F

F F

F

F F F

F

F F e

t t t

85,969ln.2,0

1ln

.1



  2 1  2,156

a

d d



  1( 1)  2,156

a

u d

20.3500cos

2.2

Trong mặt phẳng ngang (xoz):

- Phương trình cân bằng moment tại gối A:

1 , 698172 420000

* 75 , 0 560000

1 , 698172 ]

[

* 1 , 0

60

16

365 24

10

F

r

a   0 , 135 

7500 1

1015 nên chọn X  1; Y  0 (bảng 11.3) V=1: vòng trong quay

Tải trọng tương đương:

) ( 5 , 7 ) ( 7500 1

1 ).

1015 0 7500 1 1 ( ).

.

Cđ  QmL  7 , 5 3 192  43 , 267 ( kN ) (m=3)

Tra bảng chọn ổ bi đỡ 1 dãy, ký hiệu 310 có [ C ]  48 , 5 kN  Cđ  43 , 267 kN

 Thỏa giả thiết

0,25đ 0,25đ 0,25đ 3d Tuổi thọ của ổ 310 vừa chọn:

270 , 33

5 , 7

5 , 48 ]

33 , 270 10

A M N z

10 16 10 3 0 4

) 25 , 0 1 ( 5 , 1

6

4 6

18 , 0 0 ).

25 , 0 1 ( 1200 5 , 1

).

1 (

f z

f N T

3,14

1 2 max

1

k

n

i i

r

r M z

N V

150.4

150.10.3.25,04

0.25,06,12616

3,1

Trường Đại Học Bách Khoa ĐỀ THI HỌC KỲ

Khoa Cơ Khí Môn thi Chi Tiết máy

Bộ môn Thiết Kế Máy Ngày thi 30/06//2011 Thời gian 90’

Sinh viên được phép sử dụng tài liệu

Đề thi gồm 2 trang

Bài 1:

Bộ truyền xích ống con lăn có các thông số sau: bước xích

pc=19.05mm; số răng đĩa xích dẫn Z1=21 răng; tỉ số truyền u=2; số vòng quay bánh dẫn n1=390 v/ph Bộ truyền đặt nằm ngang; làm việc có va đập nhẹ; khoảng cách trục a=900mm; bôi trơn liên tục; khoảng cách trục bộ truyền xích điều chỉnh được; làm việc 3 ca; xích 1 dãy Xác định:

a/ Đường kính vòng chia đĩa xích dẫn và bị dẫn (mm) (0.5đ)

b/ Xác định hệ số hiệu chỉnh C và công suất tối đa P1(kW) mà

bộ truyền đai có thể truyền được (0.75đ)

c/ Với công suất truyền P1, xác định lực vòng Ft (N), lực trên nhánh căng F1 (N), lực trên nhánh chùng F2 Biết ứng suất căng ban đầu [σ0]=1,8MPa (0.75đ)

Bài 3:

Cho trục vào của hộp giảm tốc tách đôi cấp nhanh như hình 1

Hình 1

diện nguy hiểm (0.5đ)

Bài 4:

Một trụ đèn tín hiệu giao thông gồm một thanh đứng và một

thanh ngang được ghép bằng 6 bu lông giống nhau, lắp có khe

hở và phân bố đều trên đường kính Φ = 320mm như hình 2

Biết:

− Bề mặt bích ghép là hình tròn đường kính Φ=400mm

− Ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo bu lông [σ]=120 MPa

ghép L=2500mm

− Trọng lượng thanh ngang và hộp đèn được qui đổi thành lực

F=3000 N (xem hình 2)

Hình 2

a) Tính lực xiết V trên 1 bu lông để tránh di trượt và

tránh tách hở bề mặt ghép (1đ)

b) Tính đường kính chân ren d 1 (mm) để bu lông đủ bền (xét

trường hợp có ma sát trên bề mặt ren và xiết chặt rồi

mới chịu lực) (1.5đ)

c) Chọn kích thước bu lông theo tiêu chuẩn (0.5đ)

Bảng tiêu chuẩn bu lông

D 1 (mm) 6.47 8.376 10.106 13.835 17.294 20.752 26.211

Chủ nhiệm bộ môn Giáo viên ra đề thi

TS Phạm Huy Hòang TS Phan Tấn Tùng

Trường Đại Học Bách Khoa ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC KỲ

Khoa Cơ Khí Môn thi Chi Tiết máy

Bộ môn Thiết Kế Máy Ngày thi 30/06/2011

Sọan đáp án: TS Phan Tấn Tùng

Z

p

82.12721

180sin

05.19180

A Số răng đĩa xích bị dẫn Z2 = Z u. 1= 2 × 21 = 42răng

Đường kính vòng chia đĩa bị dẫn d 254.92mm

42

180sin

05.19

05.192

21422

214205.19

90022

++

++

=

π

p Z Z Z Z p

-K0=1 đặt nằm ngang -Kb=0.8 bôi trơn liên tục

-Kđc=1 điều chỉnh được -KLV=1.45 làm việc 3 ca

KK

P K P

n Z

390

40021

25392.1

38.810

157

=

a

u d

1 1

Công suất có thể truyền

[ ]

kW C

v b

1000

22.297.042.95501000

0 1

07.510001000

2.5384502

2

20075002

1 1

F L

A x

M

Phản lực tại B theo phương y:

N L

L L

F L L

100180100

4550180

10022

3 2 1

1 2

++

×+

×

=++

F

R Ay =2 r1− By =2×4550−4550=4550

Lưu ý: SV nhận xét về tính đối xứng lực nên phản lực tại 2

gối bằng nhau RAy=RBy=4550N thì vẫn được số điểm là 0.5đ

F L

A y

M

Phản lực tại B theo phương x:

N L

L L

F L L

100180100

10000180

10022

3 2 1

1 2

++

×+

×

=++

+

=

0.25

Phương trình cân bằng lực theo phương x:

F

R Ax =2 t1− Bx =2×10000−10000=10000

Lưu ý: SV nhận xét về tính đối xứng lực nên phản lực tại 2

gối bằng nhau RAx=RBx=10000N thì vẫn được số điểm là 0.5đ

10 05 2 1

Dời lực F về trọng tâm mối ghép – Đây là mối ghép nhóm bu

lông chịu lực bất kỳ với FV=0, M=F.L và FH=F Trong đó

mômen M gây tách hở và lực FH gây trượt

4 A

Thành phần mômen phát sinh M =F.L=3000×2500=7500000Nmm

2 2

1256644

4004

628318532

40032

Lực xiết V để tránh tách hở

N W

A M F Z

k

6283185

12566410

5.706

2.0135.1

A M F

5.706

35.1

F f

kF

375018

.06

02.0118.0300035.1

×

=

−+

Vậy để tránh tách hở và tránnh trượt chọn V=27000N (hoặc

Khoảng cách từ tâm bu lông đến đường trung hòa (đường

trung hòa của tiết diện ghép (mặt cắt A-A) là đường thẳng

nằm ngang đi qua tâm hình tròn)

ymax=y2=y5=160mm; y1=y3=y4=y6=160×sin300=80mm

0.5

Lực tác dụng lên bu lông (có ma sát trên bề mặt ren, xiết

chặt rồi mới chịu lực)

N y

y M Z

F V

F

i i

MAX V

8041602

160105.72.00270003

.1

=

×+

×

×

×

×++

×

=+

π Lưu ý:Nếu Fb=47000N→ d1≤22.33mm 0.5

C Chọn M24 có dLưu ý: Nếu d 1=20.752mm

1 ≤ 22.33mm chọn M30 có d1=26.211mm 0.5

Hết đáp án

Bài 1

a) 1đ

Lực vòng có ích: (0,25đ)

N6,63671

,4

3.1000v

P1000F

nd

1e2

F

f t

F

2     ;

t o t

o f

FF2)FF2(

e    ;

t o

t o f

FF2

FF2e

FF2ln

1f

t o

20 cos 2 )

1 (

8 cos 2



 m u

a z u

m

a

n

o w

n

o w

) 1 5 , 2 ( 2

20 cos 120 2 z ) 1 5 , 2 ( 2

8 cos 120

1 o

.2

)8233.(

2arccos  



 khi z2 = 82 hoặc 14,8o (khi z2 = 83 răng) (0,5đ)

T c

2 / max

2 3

1

3

tT

T1,0tT

T5,0tT

T960.1

t   ; t2 0,5Lh; t3 0,4Lh (0,5đ) với L h = L a 365K n 24K ng = 6.365.0,8.24.0,66 = 27751,68 giờ

Từ đây suy ra:

68,27751)4,0.1,05,0.5,01,0.1(960.1.60

Trọng tâm I nhóm bulông là tâm bulong 3

Dời lực F về trọng tâm I, ta có lực F đi qua tâm I và mômen M (theo 2 thành phần nằm ngang và thẳng đứng):

M = Fcos450 (b + a)= Fcos450 (100+400) = 2828427,1 Nmm

Do tác dụng lực F, các bulông chịu lực F bằng nhau:

2r2

MrF

2 2 1

1 5

M 1

F

2

29,5656.1600.29,56561600

45cosFF2FFF

1

2 2

1 M 1 F 2 1 M 2 1 F 1

F

2

29,2828.1600.29,28281600

45cosFF2FFF

2

2 2

2 M 2 F 2 2 M 2 2 F 2

F

2

29,2828.1600.29,28281600

45cosFF2FFF

4

2 2

4 M 4 F 2 4 M 2 4 F 4

F

2

29,5656.1600.29,56561600

45cosFF2FFF

5

2 2

5 M 5 F 2 5 M 2 5 F 5

F5 

35785,2 N

25,0

7,6881.3,1f

V.3,1.4d

2,35785.3,1.4



Tốt nhất nên chọn bulông M30 theo dãy ưu tiên 1 v ới d 1 = 26,211mm

Nếu chọn theo dãy ưu tiên 2 thì M27 với d 1 = 23,752 mm

100.2200.2

200.80000r

2r2

Mr

4 2 5

5 5

3200.3,1.3,1.4f

d

kF.3

M nhỏ nhất bằng 0 khi qua trọng tâm nhóm bulong có vị trí như hình vẽ sau Nghĩa là phương lực

F đi qua tâm bulong 3 hoặc cách vị trí cũ 500mm về phía phải