Đáp án bài tập đề thi môn học Chi tiết máy

đề 8 * Vẽ sơ đồ và phân tích lực đúng * Tính giá trị các lực, mômen khi rời lực về trọng tâm mối ghép, tính các bán kính r i 1điểm  3 điểm * Tính giá trị các tổng hợp lực tác dụng lên

Trang 1

F

Đáp án bài tập đề thi môn học Chi tiết máy

đề 7

* Vẽ sơ đồ và phân tích lực đúng

* Tính giá trị các lực, mômen khi rời lực về trọng

tâm mối ghép, tính các bán kính r i 1điểm

 3 điểm

* Tính giá trị các tổng hợp lực tác dụng lên bu lông 1điểm

* Viết điều kiện bền, tính toán kết quả đúng 1điểm

Tính đường kính của bulông trong mối ghép bulông có khe hở sau:

Biết:

L = 300 mm

a = 250 mm

b = 150 mm

F = 10000 N

Hệ số ma sát f = 0,15

Hệ số an toàn k =1,6

[] k = 110MPa

Bài giải

- Di chuyển lực F về trọng tâm của mối ghép được 1 Mômen M và 1 lực F’ =

F

M

F

F'

z F

z F M1 F

M4 F

M3 F M2

F

2 F

3 F

4 F 1

F

M= (L+

1

2 a) F = (300 +

1

2 250)10000 = 42,5.105 Nmm F’ = F = 4500N

- Dưới tác dụng của lực F’, mỗi bu lông chịu 1 lực Fz

Trang 2

Fz =

1

4 F=

1

4 10000 = 2500 N

- Dưới tác dụng của mômen M các bu lông chịu các lực tương ứng FM1, FM2,, FM3,

FM4

FMi =

i 2 i

M.r r



- Xác định các bán kính r i :

r1 =r3=0,5a = 125mm; r2=r4= b = 150mm

ri2 r12 r22 r32r42 = 2.1252 + 2.1502 = 76250mm2

5

42,5.10 125

76250

;

5

42,5.10 150

76250

- Tính hợp lực tác dụng lên các bu lông:

Nhận xét: Từ hình vẽ  Fmax chỉ có thể là F2 hoặc F3

F2=

F F  8360,7 2500 8726,5N

F3= FM3 + Fz = 6967,2 + 2500 = 9467,2N

Fmax= max{ F2, F3}= F3 = 9467,2 N

- Từ điều kiện bền kéo 

1

k

1,3.4.V d

.[ ]



  ; Với V =

k.F i.f ; có 1 bề mặt tiếp xúc

 i = 1 

max 1

k

1,3.4.k.F 1,3.4.1,6.9467,2

.f.[ ] 3,14.0,15.110

Lấy d1= 40 mm

đề 8

 3 điểm

Hãy xác định tải trọng cho phép [F] của mối ghép đinh tán sau, biết:

Trang 3

F

d

a = 320 mm

L = 1,5a=480

b = 0,5a

S 1 = S 2 = 10 mm

[ d ] = 105 MPa

[ C ] = 85 MPa

Bài giải

F

M

F

F'

z

F

z

F

z

F

z

F

M1

F

M4

F

M3

F

M2

F

2

F

3

F

4

F

1

F

M= (L+

1

2 a) F = (480 +

1

2 320)F = 640F F’ = F

Fz =

1

4 F

FM4

FMi =

i 2 i

M.r r



r1 =r3=0,5a = 160mm; r2=r4= b = 160mm

ri2 r12 r22 r32r42 = 4.1602 = 102400mm2

Trang 4

F

d0

640F.160

102400

Nhận xét: Từ hình vẽ  Fmax = F3 = F

F3= FM3 + Fz = F +

1

4 F =

5F

4 =1,25F

Fmax= 1,25F

- Từ điều kiện bền cắt:

max

c

4F 4.1, 25F

[ ] d i d



0 c

.d [ ] 3,14.12 85

4.1, 25 4.1,25

(1)

-Kiểm nghiệm điều kiện bền dập:

max

F 1, 25F 1,25.7690,6

80MPa [ ] 105MPa

; (2)

(Smin= 10mm)

Từ (1) và (2)  [F] = 7690 N

đề 9

 3 điểm

Hãy kiểm nghiệm bền cho mối ghép bu lông sau, biết:

F = 10000 N

d 0 = 14 mm

a = 300 mm

b = 0,7a

L = 1,5a

h = 34 mm

S 1 = 20 mm, S 2 = 18 mm

[ d ] = 115 MPa

[ C ] = 95 MPa

Bài giải

Trang 5

F

M

F

F' z

F

z

F

z

F

z

F

M1

F

M4

F

M3

F

M2

F

2

F

3

F

4

F

1

F

M= (L+

1

2 a) F = (450 +

1

2 300)F = 600F F’ = F

Fz =

1

4 F

FM4

FMi =

i 2 i

M.r r



r1 =r3=0,5a = 150mm; r2=r4= b = 210mm

ri2 r12r22 r32r42 = 2.1502 + 2.2102 = 133200mm2

600F.150

133200

;

600F.210

133200

Nhận xét: Từ hình vẽ  Fmax chỉ có thể là F2 hoặc F3

F2=

F F F 0,946 0, 25 0,978F

F3= FM3 + Fz = 0,676F + 0,25F = 0,926F

Fmax= max{ F2, F3}= F2 = 0,978F

Fmax= 0,978F

Trang 6

L a

F

d0

max

c

[ ] d i d



0 c

.d [ ] 3,14.14 95

4.1,25 4.0,978

(1)

max d

min 0

F

S d

 

;

Smin= min{S1, h – S1}; Smin= min{20, 34-20}= 14mm

0,978.14953 74,6MPa [ ] 115MPa

14.14

(2)

Từ (1) và (2)  [F] = 14953 N

- Lực F = 10000N < [F] = 14953 N  bulông vẫn chịu được tải trọng mà không

bị hỏng

đề 10

* Vẽ sơ đồ và phân tích lực đúng 1điểm

 4 điểm

* Tính giá trị các lực, mômen khi rời lực về trọng tâm mối ghép, tính

các bán kính r i

1điểm

Tính đường kính bu lông trong mối ghép sau, biết:

F = 7,5 kN

a = 400 mm

b = 300 mm

L = 800 mm

h = 42 mm

S 1 = 25 mm

S 2 = 22 mm

[ d ] = 115 MPa

[ C ] = 95 MPa

Bài giải

Trang 7

1

z

F

M

z

F

z

F

M1

F

1

F

M2

F

2

F

M3

F

3

F

2

F

M= (L+

1

3 a) F = (800 +

1

3 400)7500 =7.106 Nmm F’ = F = 7500N

Fz =

1

3 F=

1

3 7500 = 2500 N

- Dưới tác dụng của mômen M các bu lông chịu các lực tương ứng FM1, FM2,, FM3

FMi =

i 2 i

M.r r



r3 =

2

3a =

2

3.400 = 266,7mm

ri2 r12 r22r32 = 2.328,32 + 266,72 = 286690,7mm2

6

7.10 328,3

286690,7

;

6 M3

7.10 266,7

286690,7



z M1

F F F 2F F cos(F , F )  ;



1

cos (F , F ) cos cos

3r 3.328,3

 

0,406

1

F 2500 8016 2.2500.8016.0,406

 F1 = 9315,5N

Trang 8

L a

F



z M2

F F F 2F F cos(F ,F )  ;

2

3r 3.328,3

 

2

F 2500 8016 2.2500.8016.0,406

 F2 = 9315,5N

F3 = 6511,9 – 1875 =4636,9N

Fmax= max{F2, F3}= F2= 9315,5N

4F

[ ] d i



0

c

4.F 4.9315,5

.[ ] 3,14.95

F

[ ]

S d

Smin= min{S1, h – S1}; Smin= min{20, 42-25}= 17mm

9315,5

46,7MPa [ ] 115MPa 17.12

 bu lông có do =12mm đủ điều kiện bền dập

đề 11

 4 điểm

các bán kính r i

1điểm

Hãy xác định tải trọng cho phép của mối ghép bulông sau, biết;

d 1 = 25 mm ( d 1 là đường kính chân ren)

a = 300 mm

b = 0,4 a

L = 1,5a

Hệ số an toàn k = 2

[ K ] = 110 MPa

Trang 9

F

M

z F

z F M1 F

1 F

M2 F

2 F

M3 F

3 F

F F'

z F

M= (L+

1

3 a) F = (450 +

1

3 300)F =550F F’ = F

Fz =

1

3 F

FMi =

i 2 i

M.r r



r3 =

2

3a =

2

3.300 = 200mm

ri2 r12 r22r32 = 2.156,22 + 2002 = 88796,9 mm2

550F.156, 2

88796,9

;

M3

550F.200

88796,9



z M1

F F F 2F F cos(F , F )  ;



1

cos (F ,F ) cos cos

3r 3.156,2

 

0,64

Trang 10

L a

F

d

 2  2

2

1

F F

3

 F1 = 1,466F



z M2

F F F 2F F cos(F ,F )  ;

2

cos (F , F ) cos(90 ) sin

3r 3.156,2

 

= 0,64

 2  2

2

F F

3

 F2 = 1,466F

F3 = 1,24F –

F

3 = 0,907F

Fmax= max{F2, F3}= F2 = 1,466F

- Từ điều kiện bền kéo  k 12 k

1,3.4.V

[ ] d

k.F i.f ; có 1 bề mặt

tiếp xúc

 i = 1 

max

.f.[ ].d 3,14.0,12.110.25 F

2492 N

 [F] = 2492 N

đề 12

 4 điểm

các bán kính r i

1điểm

Kiểm nghiệm sức bền cho mối ghép đinh tán, biết:

F = 8 KN

d = 10 mm

S 1 = S 2 = 8mm

a = 500 mm

b = 250 mm

L = a

[ d ] = 100 MPa

[ C ] = 75 MPa

Trang 11

Xác định lực tác dung cho phép:

F

M

z

F

z

F

M1

F

1

F

M2

F

2

F

M3

F

3

F

2

F F'

1

z

F

s1

s2

d0

M= (L+

1

3 a) F = (500 +

1

3 500)F =666,67F F’ = F

Fz =

1

3 F

FMi =

i 2 i

M.r r



r3 =

2

3a =

2

3.500 = 333,3mm

ri2 r12 r22r32 = 2.5272 + 333,32 = 666546,9 mm2

666,67F.527

666546,9

;

M3

666,67F.333,3

666546,9



z M1

F F F 2F F cos(F , F )  ;

Trang 12

1

cos (F , F ) cos cos

3r 3.527

 

0,316

 2  2

2

1

F F

3

 F1 = 0,707F



z M2

F F F 2F F cos(F ,F )  ;

2

cos (F , F ) cos(90 ) sin

3r 3.527

 

= 0,316

 2  2

2

F F

3

 F2 = 0,707F

F3 = 0,333 -

F

3 = 0

Fmax= F2 = 0,707F

max

c

[ ] d i d



0 c

.d [ ] 3,14.10 75

4.0,707 4.0,707

(1)

max d

min 0

F

S d

 

;

Smin= 8 mm

0,707.8331,7

73,6MPa [ ] 100MPa 10.8

(2)

Từ (1) và (2)  [F] = 8331,7 N

- Lực F = 8000N < [F] = 8331,7 N  bulông vẫn chịu được tải trọng mà không

bị hỏng

đề 13

 3 điểm

Trang 13

L a

F

Hãy xác định đường kính bu lông trong mối ghép sau, biết:

a = 320 mm

b = 150 mm

L = 500 mm

F = 5000N

Hệ số an toàn k = 2

[ K ] =120 MPa

Bài giải

F

z

F

M4

F

4

F

M

2

r

1

r

F'

z

F

z

F

z

F F M2

2

F

M3

F

3

F

M1

F

1

F

3

F

4

r

3

r

M= (L+

1

2 a) F = (500 +

1

2 320)5000 = 33.105 Nmm F’ = F

Fz =

1

4 F =1250N

FM4

FMi =

i 2 i

M.r r



Trang 14

d

r1 = r2 =r3 = r4 =1 a2 2b2 1 3202 3002

ri2 r12r22 r32r42 = 192400 mm2

5

33.10 219,3

192400

;

Nhận xét: Từ hình vẽ  Fmax chỉ có thể là F2 = F3



z M3

F F F 2F F cos(F ,F )  ;



3

cos (F ,F ) cos

2r 2.219,3

 

0,73

3

F 1250 3761, 4 2.1250.3761, 4.0,73

F3 = 4751,3 N

Fmax= 4751,3 N

1,3.4.V

.d

1

k

1,3.4.V d

.[ ]



  ;

Với V =

k.F

i.f ; có 1 bề mặt tiếp xúc  i = 1



max 1

k

1,3.4.k.F 1,3.4.2.4751,3

d

.f.[ ] 3,14.0,2.120

Lấy d1= 26 mm

đề 14

 3 điểm

Hãy xác định tải trọng cho phép của mối ghép đinh tán sau, biết:

a = 300 mm

b = 200 mm

L = 600 mm

S 1 = 12 mm

Trang 15

L a

S 2 = 10 mm

d = 15 mm

[ d ] = 120 MPa

[ C ] = 95 MPa

Bài giải

F

z

F

M4

F

4

F

s1

s2

d0

M

2

r

1

r

F'

z

F

z

F

z

F F M2

2

F

M3

F

3

F

M1

F

1

F

3

F

4

r

3

r

M= (L+

1

2 a) F = (600 +

1

2 300)F = 750F F’ = F

Fz =

1

4 F

FM4

FMi =

i 2 i

M.r r



r1 = r2 =r3 = r4 = r =1 a2 2b2 1 3002 4002

ri2 r12r22 r32r42 = 4r2 = 250000 mm2

750F.250

250000

0,75F

Trang 16

c b

F



z M3

F F F 2F F cos(F ,F )  ;



3

cos (F ,F ) cos

2r 2.250

 

0,6

 2  2

2

3

F F

4

F3 = 0,92F

Fmax= F3 = 0,92 F

max

c

[ ] d i d



0 c

.d [ ] 3,14.15 95

F

4.0,92 4.0,92

18247,7 N (1)

max d

min 0

F

S d

 

;

Smin= min{S1, S2}; Smin= min{20, 10}= 10mm

0,92.18247,7

111,9MPa [ ] 115MPa 10.15

(2)

Từ (1) và (2)  [F] = 18247,7 N

đề 16

đề 17

 3 điểm

Tính đường kính đinh tán cho

mối ghép sau:

Biết: F = 6500 N

a = 250 mm

b = 2,5 a = 625 mm

c = 4a = 1000 mm

[ d ] = 115 MPa

[ C ] = 95 MPa

Trang 17

S 1 = 12 mm

S 2 = 15 mm

Bài giải

F

M

3

r

4

r

F'

z

F

z

F

z

F F M3 3

F

M2

F

2

F

M4

F

4

F

2

F

1

r

2

r

z

F

M1

F

1

F

d0

3

M= (b+

1

2 c) F = (625 +

1

2 1000)6500 = 7312500 N F’ = F

Fz =

1

4 F = 1625 N

FM4

FMi =

i 2 i

M.r r



r1 = r2 =r3 = r4 = r =1 c2 2a2 1 10002 5002

ri2 r12r22 r32r42 = 4r2 = 125.104 mm2

7312500.559

1250000

3270,2 N

Trang 18



z M3

F F F 2F F cos(F ,F )  ;



3

cos (F ,F ) cos

2r 2.559

 

0,894

3

F 1625 3270,2 2.1625.3270, 2.0,894

F3 = 4778,7 N

Fmax= F3 = 4778,7 N

4F

[ ] d i



0

c

4.F 4.4778,7

.[ ] 3,14.95

F

[ ]

S d

Smin= min{S1, S2}; Smin= min{12, 15}= 12mm

4778,7

39,8MPa [ ] 115MPa 12.10

 bu lông có do =10 mm đủ điều kiện bền dập

đề 18

 3 điểm

Xác định đường kính bu lông trong

mối ghép có khe hở sau:

Biết:

F = 4800 N

a = 350 mm

h = 2,5a = 875mm

L = 2h = 1750 mm

Trang 19

ứng suất kéo cho phép:

[ K ] = 100 MPa

Bài giải

- Di chuyển lực F về trọng tâm của mối ghép được 1 Mômen M và 1 lực F’ = F

M= (L+

2

3 h) F = (1750 +

2

3 875) 4800 = 112.105 Nmm F’ = F = 4800N

Fz =

1

3 F=

1

3 4800 = 1600 N

M z

F

F F'

z F

F 1

F M1

F M2

F 2

F M3

F 3 1

r

3 r

2 r

FMi =

i 2 i

M.r r



r1 =

2

3h =

2

3875 = 583,3 mm;

r2 = r3 =

ri2 r12 r22r32 = 583,332 + 2 455,62 = 755381,6 mm2

5 M1

112.10 583,3 F

755381,6

8648,6 N

Trang 20

F1= FZ + FM1 = 1600 + 8648,6 = 10248,6 N

Fmax= 10248,6 N

1,3.4.V

.d

1

k

1,3.4.V d

.[ ]



  ;

Với V =

k.F

i.f ; có 1 bề mặt tiếp xúc  i = 1



max 1

k

1,3.4.k.F 1,3.4.1,5.10248,6

d

.f.[ ] 3,14.0,13.100

Lấy d1= 45 mm

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	556,92 KB