Đề thi cuối học kỳ II năm học 2016-2017 môn Nguyên lý - Chi tiết máy - ĐH Sư phạm Kỹ thuật

Đề thi cuối học kỳ II năm học 2016-2017 môn Nguyên lý - Chi tiết máy giúp các bạn học sinh có thêm tài liệu ôn tập, luyện tập nhằm nắm vững được những kiến thức, kĩ năng cơ bản, đồng thời vận dụng kiến thức để giải các bài tập một cách thuận lợi.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MƠN: CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY - ĐỀ THI CUỐI KỲ HỌC KỲ I NĂM HỌC 2016-2017 Môn: Nguyên lý – Chi tiết máy Mã môn học: TMMP230220 Đề số/Mã đề: HK2-2016-2017 Thời gian: 90 phút Được phép sử dụng tài liệu Câu (2,5 điểm) Bộ truyền xích lăn có tốc độ quay đĩa xích dẫn n1= 380v/ph, số đĩa dẫn 𝑍1 = 23 răng, tỷ số truyền u=2 Công suất truyền 𝑃1 = 5,2 kW Hệ số sử dụng K=2,5 a/ Xác định bước xích pc theo điều kiện bền mịn, trường hợp: dãy xích ba dãy xích? (1,5đ) b/ Trong trường hợp chọn dãy xích, lấy khoảng cách trục a= 40pc, g=9,81 m/s2 xích đặt nằm ngang Hãy tính lực căng nhánh xích truyền làm việc? (1đ) Câu 2: (2,5 điểm) Cho cấu nâng hình 1, gồm truyền bánh trụ nghiêng có Z1 = 25, Z2= 50 truyền trục vít có Z3= 2, Z4= 60 Bán kính tay quay R= 300mm, đường kính tang Dt= 250mm Trọng lượng vật nâng Q= 30000N vận tốc vật nâng 𝑉𝑛 = 0,05m/s Xem hiệu suất ổ lăn bánh Hiệu suất truyền trục vít  = 0,82 a/ Xác định phương chiều lực tác dụng lên truyền bánh trục vít nâng vật với vận tốc khơng đổi? (0,75đ) b/ Tính tốc độ quay tay quay? (0,75đ) c/ Xác định trị số lực vòng Ft cần thiết tác dụng lên tay quay để nâng vật Q? (1đ) Hình Hình Câu 3: (2 điểm) Cho hệ bánh hình Các số Za = 3Zb , Z1= 40, Z2 = 80, 𝑍2′ =20, Z3 = 40 Các bánh Za Z3 quay ngược chiều với tốc độ na= 100v/ph n3 = 200v/ph Xác định chiều quay tốc độ quay cần C ? Câu 4: (3 điểm) Cho trục dẫn động cấu tời quay tay có sơ đồ hình Lực tác dụng lên tay quay có độ lớn 𝐹𝑡𝑞 = 150𝑁, chiều hình vẽ Bánh dẫn 1, trụ nghiêng có số 𝑍1 = 20răng, mô đun pháp 𝑚𝑛 = 4𝑚𝑚 góc nghiêng =120 Các kích thước 𝐿1 = 100𝑚𝑚, 𝐿2 = 200𝑚𝑚, 𝐿3 = 200𝑚𝑚 Vật liệu chế tạo trục có ứng suất uốn cho phép [𝜎] = 50𝑀𝑃𝑎 Hãy: Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang 1/2 a/ Tính trị số lực ăn khớp tác dụng lên bánh răng? (0,5đ) b/ Xác định phản lực gối đỡ B D (1đ) c/ Vẽ biểu đồ mômen uốn 𝑀𝑥 , 𝑀𝑦 ,mômen xoắn T ghi giá trị mômen tiết diện nguy hiểm (1đ) d/ Xác định đường kính trục tiết diện C? (0,5đ) Hình Ghi chú: Cán coi thi khơng giải thích đề thi Chuẩn đầu học phần (về kiến thức) [G1.2]: Có kiến thức tính tốn thiết kế chi tiết máy máy [G2.3]: Thành thạo giải tốn phân tích lực tác dụng lên chi tiết máy, cấu máy [G 2.2]: Nắm vững sở tính tốn thiết kế chi tiết máy: thông số bản, đặc điểm truyền động, tỉ số truyền, vận tốc, hiệu suất [G4.1]: Hiểu tiêu tính tốn chi tiết máy chung, từ nắm vững trình tự tính tốn thiết kế hệ truyền động khí liên kết máy Nội dung kiểm tra Câu Câu Câu Câu Câu Câu TP.HCM, ngày 10 tháng năm 2017 Thông qua môn GVC.TS Văn Hữu Thịnh Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang 2/2 ĐÁP ÁN ĐỀ THI MÔN NGUYÊN LÝ CHI TIẾT MÁY(TMMP230220) Ngày thi: 14-6-2017 1.a Xác định bước xích pc theo điều kiện bền mịn, trường hợp: dãy xích ba dãy xích: + TH1: Một dãy xích: => 𝐾𝑥 = 𝑛1 = 380𝑣/𝑝ℎ => 𝑛01 = 400𝑣/𝑝ℎ Kn  n01 400   1, 053 n1 380 Kz  z01 25   1, 087 z1 23 Pt  P1 K z Kn K 1, 053*1, 087 * 2,5  5,  14,87 KW  [P]  19 KW Kx 0,5 0,5 Vậy, bước xích 𝑝𝑐 chọn là: 𝒑𝒄 = 𝟐𝟓, 𝟒𝒎𝒎 + TH2: Ba dãy xích: => 𝐾𝑥 = 2,5 Pt  P1 K z Kn K 1, 053*1, 087 * 2,5  5,  5,95 KW  [P ]  8,38 KW Kx 2,5 0,25 Vậy, bước xích 𝑝𝑐 chọn là: 𝒑𝒄 = 𝟏𝟗, 𝟎𝟓𝒎𝒎 1.b 0,25 Trong trường hợp chọn dãy xích, lấy khoảng cách trục a= 40pc, g=9,81 m/s2 xích đặt nằm ngang Hãy tính lực căng nhánh xích truyền làm việc: + Lực căng ban đầu: 𝐹0 = 𝑘𝑓 𝑎𝑞𝑔 (𝑁) - 𝑘𝑓 : Hệ số phụ thuộc vào độ võng xích (xích đặt nằm ngang)=> 𝑘𝑓 = - q: Khối lượng mét xích, q= 2,57kg  𝐹0 = 𝑘𝑓 𝑎𝑞𝑔 = ∗ 40 ∗ 25,4 ∗ 2,57 ∗ 9,81 ∗ 10−3 = 𝟏𝟓𝟑, 𝟕𝑁 0,25 + Lực căng phụ: 𝐹𝑣 = 𝑞𝑣 (𝑁) 𝑣= 𝑝𝑍1 𝑛1 25,4 ∗ 23 ∗ 380 = = 𝟑, 𝟕𝑚/𝑠 60 10 60 103  𝐹𝑣 = 𝑞𝑣 = 2,57 ∗ 3,72 = 𝟑𝟓, 𝟐(𝑁) 0,25 + Lực căng nhánh bị dẫn: 𝐹2 = 𝐹0 + 𝐹𝑣 = 𝟏𝟖𝟖, 𝟗𝑁 0,25 𝐹1 = 𝐹2 + 𝐹𝑡 = 𝟏𝟓𝟗𝟒, 𝟑𝑁 0,25 + Lực căng nhánh dẫn: Với, 𝐹𝑡 = 1000𝑃1 𝑣 = 1405,4𝑁 Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang 3/2 2.a Phân tích lực tác dụng lên cặp bánh răng: 0,25 0,5 2.b Tính tốc độ quay tay quay: 𝑢𝑐 = 𝑍2 𝑍4 𝑍1 𝑍3 = 50 60 25 = 60 = 𝑛𝐼 𝑛𝐼𝐼𝐼 0,25 𝑣  𝑛𝐼 = 60𝑛𝐼𝐼𝐼 = 60 ∗ 3,82 = 𝟐𝟐𝟗, 𝟐( ) 𝑝ℎ Với, 𝑛𝐼𝐼𝐼 = 2.c 60∗103 𝑉𝑛 𝜋𝐷𝑡 0,5 𝑝ℎ Xác định trị số lực vòng Ft cần thiết tác dụng lên tay quay để nâng vật Q: 𝐷𝑡 250 𝑇𝐼𝐼𝐼 = 𝑄 = 30000 ∗ = 𝟑𝟕𝟓𝟎𝟎𝟎0𝑁𝑚𝑚 2 𝑇𝐼𝐼𝐼 3750000 𝑇𝐼𝐼 = = = 𝟏𝟓𝟐𝟒𝟑𝟗𝑁𝑚𝑚 𝑢 𝑇𝑉 ∗ ô ∗  𝑇𝑉 30 ∗ ∗ 0.82 𝑇𝐼 = 𝑣 = 𝟑, 𝟖𝟐( ) 𝑇𝐼𝐼 152439 = 𝟕𝟔𝟐𝟐𝟎𝑁𝑚𝑚 𝑢𝐵𝑅 ∗ ô ∗ 𝐵𝑅 20 ∗ ∗ 𝑇𝐼 76220 𝐹𝑡𝑞 = = = 𝟐𝟓𝟒, 𝟏𝑁 𝑅 300 = 𝑛𝑎 𝑢𝑎𝑏 0,25 0,5 𝑣𝑔 = 𝟑𝟎𝟎( ) 𝑝ℎ + Hệ vi sai: 1 − 𝑐 𝑛1 − 𝑛𝑐 𝑧2 𝑧4 𝑢13/𝑐 = = =− = −𝟒 3 − 𝑐 𝑛3 − 𝑛𝑐 𝑧1 𝑧2′ 𝑛1 − 𝑛𝑐 = −4(𝑛3 − 𝑛𝑐 ) => 𝑛𝑐 = 𝑛1 +4(𝑛3 ) = 𝑛𝑏 +4(−𝑛3 ) = 𝟑𝟎𝟎−𝟒∗𝟐𝟎𝟎 𝟓 0,5 𝑣𝑔 = −𝟏𝟎𝟎( ) 0,5 𝑝ℎ => Vậy, cần C quay ngược chiều với bánh Za Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV 0,25 0,25 HBR= HBR thường + HBR vi sai + HBR thường ăn khớp trong: 𝑍𝑏 𝑍𝑏 𝑛𝑎 1 𝑢𝑎𝑏 = (−1)𝑘 = (−1)0 = = = 𝑍𝑎 𝑍𝑎 𝑛𝑏 2 => 𝑛𝑏 = 0,25 0,5 Trang 4/2 Tóm tắt: 4.a Tính trị số lực ăn khớp tác dụng lên bánh răng: 𝑇 = 𝐹𝑡𝑞 ∗ 𝑅 = 𝟑𝟕𝟓𝟎𝟎𝑁𝑚𝑚 𝑚𝑛 𝑍1 𝑑𝑤1 = = 𝟖𝟏, 𝟕𝟗(𝑚𝑚) 𝑐𝑜𝑠𝛽 2𝑇 𝐹𝑡1 = = 𝟗𝟏𝟕𝑁 𝑑𝑤1 𝑡𝑔 𝐹𝑟1 = 𝐹𝑡1 = 𝟑𝟒𝟏, 𝟐𝑁 𝑐𝑜𝑠𝛽 𝐹𝑎1 = 𝐹𝑡1 𝑡𝑔𝛽 = 𝟏𝟗𝟒, 𝟗𝑁 4.b 𝐹𝑡𝑞 = 150𝑁 ; 𝑅 = 250(𝑚𝑚); 𝛽 = 120 , 𝑍1 = 20, 𝑚𝑛 = 4𝑚𝑚 𝐿1 = 100(𝑚𝑚); 𝐿2 = 200(𝑚𝑚); 𝐿3 = 200(𝑚𝑚) [𝜎𝐹 ] = 50𝑀𝑝𝑎; 0,5 Phản lực gối B D: 𝑚𝑎1 = 𝐹𝑎1 𝑑𝑤1 = 𝟕𝟗𝟕𝟏𝑁𝑚𝑚 + PT cân mômen B theo phương Y ∑ 𝑚𝐵 (𝑅⃗𝑦 ) = −𝑚𝑎1 − 𝐹𝑟1 ∗ 𝐿2 + 𝑅𝐷𝑌 (𝐿2 + 𝐿3 ) =  𝑅𝐷𝑌 = 𝑚𝑎1 + 𝐹𝑟1 ∗𝐿2 (𝐿2 +𝐿3 ) = 7971+341,2∗200 400 = 𝟏𝟗𝟎, 𝟓𝑁 0,25 +PT cân lực: ∑ 𝑅 = 𝑅𝐵𝑌 − 𝐹𝑟1 + 𝑅𝐷𝑌 =  𝑅𝐵𝑌 = −𝑅𝐷𝑌 + 𝐹𝑟1 = −190,5 + 341,2 = 𝟏𝟓𝟎, 𝟕𝑁 0,25 + PT cân mômen B theo phương X  ∑ 𝑚𝐵 (𝑅⃗𝑥 ) = 𝐹𝑡𝑞 ∗ 𝐿1 − 𝐹𝑡1 𝐿2 + 𝑅𝐷𝑋 (𝐿2 + 𝐿3 ) =  𝑅𝐷𝑋 = −𝐹𝑡𝑞 ∗𝐿1 +𝐹𝑡1 𝐿2 (𝐿2 +𝐿3 ) = −150∗100+917∗200 400 = 𝟒𝟐𝟏𝑁 0,25 +PT cân lực: ∑ 𝑅 = 𝑅𝐵𝑋 − 𝐹𝑡𝑞 + 𝑅𝐷𝑋 − 𝐹𝑡1 =  𝑅𝐵𝑋 = −𝑅𝐷𝑋 + 𝐹𝑡𝑞 + 𝐹𝑡1 = −421 + 150 + 917 = 𝟔𝟒𝟔𝑁 Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV 0,25 Trang 5/2 4.c Vẽ biểu đồ mômen 0,25 0,5 0,25 Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang 6/2 4.d Đường kính tiết diện nguy hiểm C: Moment tương đương vị trí C: 2 𝑀𝑡đ𝐶 = √𝑀𝑢𝑥𝐶 + 𝑀𝑢𝑦𝐶 + 0.75𝑇 = √381082 + 842022 + 0.75 ∗ 375002 = 𝟗𝟕𝟗𝟔𝟑 𝑁𝑚𝑚 Đường kính trục tiết diện C: 𝑑≥√ 𝑀𝑡đ = 𝟐𝟔, 𝟗𝟔𝑚𝑚 0.1[𝜎𝐹 ] 0,25 0,25 Vì C lắp bánh nên chọn dc=28 mm Tổng cộng: 10 Trưởng Bộ Môn TKM GVC.TS Văn Hữu Thịnh Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang 7/2 ... 2017 Thông qua môn GVC.TS Văn Hữu Thịnh Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang 2/2 ĐÁP ÁN ĐỀ THI MÔN NGUYÊN LÝ CHI TIẾT MÁY(TMMP230220) Ngày thi: 1 4-6 -2 017 1.a Xác định bước xích pc theo điều kiện bền... kiến thức tính tốn thi? ??t kế chi tiết máy máy [G2.3]: Thành thạo giải toán phân tích lực tác dụng lên chi tiết máy, cấu máy [G 2.2]: Nắm vững sở tính tốn thi? ??t kế chi tiết máy: thông số bản, đặc điểm... tính tốn chi tiết máy chung, từ nắm vững trình tự tính tốn thi? ??t kế hệ truyền động khí liên kết máy Nội dung kiểm tra Câu Câu Câu Câu Câu Câu TP.HCM, ngày 10 tháng năm 2017 Thông qua môn GVC.TS