Môn cơ học máy bai tap co loi giai chuong 8

Bài tập có lời giải chương Bài 1: 450 Hình Cho mối ghép nhóm bu lông chịu lực ngang có khe hở gồm bu lông chịu lực F = 12000N hình Vật liệu chế tạo bu lông có ứng suất cho phép [σ] = 80MPa Hệ số ma sát bề mặt ghép f = 0,25; Hệ số an toàn k = 1.5 a/ Xác định lực lớn tác động lên bu lông b/ Xác định lực xiết V cần thiết để tránh trượt c/ Xác định đường kính danh nghĩa d bu lông theo tiêu sức bền Giải: Chia F thành thành phần đứng ngang FH = FV = F.cos450 = 12000.cos450 = 8485.281 N Mômen phát sinh dời FV trọng tâm bề mặt ghép M = FV × 1000 = 8485.281 × 1000 = 8485281 Nmm Lực lực FH FV tác dụng lên bu lông (xem hình) FH Z 8485.281 FQH = FQH = FQH = FQH = FQH = FQH = = 1414.21 N F FQV = FQV = FQV = FQV = FQV = FQV = V Z 8485.281 FQV = FQV = FQV = FQV = FQV = FQV = = 1414.21 N FQH = FQH = FQH = FQH = FQH = FQH = Khỏang cách từ tâm bu lông đến trọng tâm mối ghép r1 = r3 = r4 = r6 = 150 + 100 = 180.28 mm r2 = r5 = 100 mm Lực mô men M tác động lên bu lông 1, 3, 4, (xem ảnh) FM = FM = FM = FM = T r1 8485281 × 180.28 = = 10198 N ∑ r1 × 180.282 + × 100 Lực lớn tác động lên bu lông F6 = (F + F sin 33.69 ) + (F + F cos 33.69 ) (1414.21 + 10198 sin 33.69 ) + (1414.21 + 10198 cos 33.69 ) QH M6 F6 = F6 = 12165.48 N QV M6 2 Lực xiết V để tránh trượt V= k F6 1.5 × 12165 = = 72992.88 N if × 0.25 Đường kính bu lông để đủ bền d1 ≥ × 1.3 × V × 1.3 × 72992.88 = = 38.86 mm π × [σ ] π × 80 Tra bảng chọn M48 có d1 = 42.587mm d1 ≥ 38.86mm Bài 2: Một trụ đèn tín hiệu giao thông gồm đứng ngang ghép mối ghép bu lông lắp có khe hở phân bố đường kính Φ=320mm hình 2: Biết: − Bề mặt bích ghép hình tròn đường kính Φ = 400mm − Ứng suất cho phép vật liệu chế tạo bu lông [σ] = 85 MPa − Hệ số ma sát bề mặt ghép f = 0.2; hệ số an toàn k = 1.5; hệ số ngoại lực χ=0.2; − Chiều dài từ vị trí hộp đèn đến bề mặt ghép L = 2000mm; − Trọng lượng ngang hộp đèn qui đổi thành lực F = 600 N; a) Tính lực xiết V bu lông để tránh di trượt tránh tách hở Hình b) Tính đường kính chân ren d1 (mm) để bu lông đủ bền (xét trường hợp có ma sát bề mặt ren xiết chặt chịu lực) c) Chọn bu lông theo tiêu chuẩn Bảng tiêu chuẩn bu lông Bu lông M8 M10 M12 M16 M20 M24 M30 d1 (mm) 6,647 8,376 10,106 13,835 17,294 20,752 26,211 Giải: a/ Mômen phát sinh dời F trọng tâm bề mặt ghép M = F × L = 600 × 2000 = 1200000 Nmm k (1 − χ ) ⎛ M × A⎞ ⎜⎜ FV + ⎟ Lực xiết V để tránh tách hở V= Z ⎝ WX ⎟⎠ với Fv : lực vuông góc bề mặt ghép Fv = Diện tích bề mặt ghép A= π D = π × 400 Mômen chống uốn bề mặt ghép WX = π D 32 = π × 400 32 = 125663.7 mm2 = 6283185.3 mm3 ⇒V = V = 4800 N 1.5 × (1 − 0.2) ⎛ 1200000 × 125663.7 ⎞ ⎜0 + ⎟ 6283185.3 ⎝ ⎠ Lực xiết V để tránh trượt V= kFH + (1 − χ )FV f Zf với FH : lực nằm mặt phẳng ghép FH = F = 600N ⇒V = 1.5 × 600 + (1 − 0.2 ) × × 0.2 = 750 N × 0.2 Chọn lực xiết V=4800N để tránh tách hở tránh trượt ⎛ χF χ M y MAX 4⎜⎜1.3V + V + Z yi2 ∑ ⎝ b/ Đường kính bu lông để đủ bền d1 ≥ π [σ ] ⎞ ⎟⎟ ⎠ với khoảng cách từ tâm bu lông đến đường trung hòa 320 = 160 mm 320 y1 = y3 = y = y = sin 30 = 80 mm 0.2 × 0.2 × 1200000 × 160 ⎞ ⎛ + 4⎜1.3 × 4800 + ⎟ × 80 + × 160 ⎠ ⎝ ⇒ d1 ≥ π × 80 d1 ≥ 10.36mm y MAX = y = y5 = c/ Tra bảng chọn bu lông tiêu chuẩn M16 có d1 = 13.835mm ... = F.cos450 = 12000.cos450 = 84 85. 281 N Mômen phát sinh dời FV trọng tâm bề mặt ghép M = FV × 1000 = 84 85. 281 × 1000 = 84 85 281 Nmm Lực lực FH FV tác dụng lên bu lông (xem hình) FH Z 84 85. 281 FQH... FM = T r1 84 85 281 × 180 . 28 = = 101 98 N ∑ r1 × 180 . 282 + × 100 Lực lớn tác động lên bu lông F6 = (F + F sin 33.69 ) + (F + F cos 33.69 ) (1414.21 + 101 98 sin 33.69 ) + (1414.21 + 101 98 cos 33.69... 12165. 48 N QV M6 2 Lực xiết V để tránh trượt V= k F6 1.5 × 12165 = = 72992 .88 N if × 0.25 Đường kính bu lông để đủ bền d1 ≥ × 1.3 × V × 1.3 × 72992 .88 = = 38. 86 mm π × [σ ] π × 80 Tra bảng chọn M48