Đáp án đề kiểm tra học kỳ II năm học 2017-2018 môn Nguyên lý - Chi tiết máy - ĐH Sư phạm Kỹ thuật

Đáp án đề kiểm tra học kỳ II năm học 2017-2018 môn Nguyên lý - Chi tiết máy nhằm giúp người học ôn tập và củng cố kiến thức, giúp cho các bạn sinh viên nắm bắt được cấu trúc đề thi, dạng đề thi chính để có kế hoạch ôn thi một cách tốt hơn. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

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 -HK2,NĂM HỌC 2017-2018 Môn: Nguyên lý – Chi tiết máy Mã môn học: TMMP230220 Đề số/Mã đề:HKII2017-2018 Đề thi có02 trang Thời gian: 90 phút Được phép sử dụng 04 tờ A4 viết tay (không photocopy) Câu 1: (2điểm) Bộ truyền đai dẹt có đường kính bánh đai d1= 150mm, d2= 600mm Đai có bề rộng b= 50mm, chiều dày =6mm Hệ số ma sát đai bánh đai f= 0,32; ứng suất căng ban đầu đai 0= 2MPa Góc ơm bánh dẫn 1= 1600 tốc độ quay bánh dẫn n1= 1000v/ph Bỏ qua lực căng phụ lực ly tâm sinh a Tính khoảng cách trục a truyền? (0,5đ) b.Tính lực căng ban đầu F0của dây đai? (0,5 đ) c.Tính cơng suất P1 lớn truyền được? (1 đ) Câu 2: (2 điểm) Cho hệ bánh hình với số răng: Za= 20, Zb= 40, 𝑍1 = 20, 𝑍2 = 60, 𝑍′2 = 30 , 𝑍3 = 60 Bánh Za cần C quay chiều Tốc độ quay na= 400vg/ph, nc=100vg/ph Xác định chiều quay tốc độ quay n3 bánh Z3? Hình Hình Câu 3: (3 điểm) Cho hệ thống truyền động chiều quay hình Bộ truyền bánh trụ nghiêng có tỷ số truyền u1= Bộ truyền trục vít có: số mối ren trục vít Z3= 2, số bánh vít Z4 = 60, mơdun m =8mm, hệ số đường kính q= 10 Tốc độ động n1= 1450v/ph mơmen xoắn bánh vít trục IIIlà TIII= 2x105Nmm Xem hiệu suất ổ lăn bánh Hiệu suất truyền trục vít  = 0,72 a.Xác định phương, chiều lực tác dụng lên bánh răng, trục vít, bánh vít ? (1đ) b Xác định chiều quay tốc độ quay nIII bánh vít? (1 đ) c Tính trị số lực vịng Ft3 Ft4 truyền trục vít ? (1đ) Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang 1/7 Câu 4: (3 điểm) Cho trục trung gian hệ truyền động khí hình có Z1là bánh trụ thẳng, bánh răngbị dẫn cấp nhanh Z2 làbánh nón thẳng, bánh dẫncủa cấp chậm Bánh 𝑍1 có: 𝐹𝑡1 = 2000𝑁, 𝐹𝑟1 = 728𝑁, 𝑑1 = 300𝑚𝑚 bánh 𝑍2 có: 𝐹𝑡2 = 2500𝑁, 𝐹𝑟2 = 788𝑁, 𝐹𝑎2 = 455𝑁,𝑑𝑚 = 240𝑚𝑚 Các kích thước 𝐿1 = 150𝑚𝑚, 𝐿2 = 150𝑚𝑚, 𝐿3 = 200𝑚𝑚 Vật liệu trục có ứng suất uốn cho phép 𝜎𝐹 = 50𝑀𝑃𝑎 a.Tính phản lực gối đỡ A C?(1đ) b.Vẽ biểu đồ nội lực mômen uốn 𝑀𝑥 , 𝑀𝑦 , mômen xoắn T ghi giá trị mômen tiết diện nguy hiểm? (1,5đ) c.Xác định đường kính trục tiết diện C theo tiêu độ bền?(0,5đ) Hình Ghi chú: Cán coi thi khơng giải thích đề thi Chuẩn đầu học phần (về kiến thức) Nội dung kiểm tra Câu [G1.2]: Có kiến thức tính tốn thiết kế chi tiết máy máy [G2.2]: Nắm vững sở tính tốn thiết kế chi tiết máy:các thơng số bản, đặc điểm truyền động, tỉ số truyền, vận tốc, hiệu suất [G2.3]: Thành thạo giải tốn phân tích lực tác dụng lên chi tiết máy, cấu máy [G4.1]: Hiểu tiêu tính tốn chi tiết máy chung, từ nắm vững trình tự tính tốn thiết kế hệ truyền động khí Câu Câu Câu Câu1 Câu TP.HCM, Ngày15 tháng năm 2018 Thông qua môn PGS.TS Văn Hữu Thịnh Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang 2/7 ĐÁP ÁN ĐỀ THI MÔN NGUYÊN LÝ CHI TIẾT MÁY(TMMP230220) Ngày thi: 19-6-2018 1.a Tính khoảng cách trục (a) truyền: 𝑑2 − 𝑑1 𝑎 𝑑2 − 𝑑1 600 − 150 𝑎 = 570 = 570 = 𝟏𝟐𝟖𝟐, 𝟓𝑚𝑚 0 180 − 160 200 𝛼1 = 1800 − 570 0, Vậy, khoảng cách trục a= 1282,5mm 1.b Tính lực căng ban đầu (F0) dây đai: + Diện tích dây đai: 𝐴 = 𝑏 ∗  = 50 ∗ = 𝟑𝟎𝟎𝑚𝑚2 + Lực căng ban đầu: 𝐹0 = 0 ∗ 𝐴 = ∗ 300 = 𝟔𝟎𝟎𝑁 1.c 0,5 Tính cơng suất P1 lớn truyền được: Ta có: 2𝐹𝑜 𝑒 𝑓𝛼 − ≥ 𝐹𝑡 𝑒 𝑓𝛼 + 2𝐹𝑜 𝑒 𝑓𝛼 − ∗ 600 ∗ 𝑒 0,32∗2,79 − ≤ ≤ 𝟓𝟎𝟑, 𝟏𝑁 𝑒 𝑓𝛼 + 𝑒 0,32∗2,79 + Để tính cơng suất lớn nhất, ta lấy: 𝐹𝑡 = 𝟓𝟎𝟑, 𝟏𝑁 Vận tốc bánh đai dẫn: 𝑑1 𝑛1 3.14 ∗ 150 ∗ 1000 𝑚 𝑣1 = = = 𝟕, 𝟖𝟓( ) 60 103 60 103 𝑠 Công suất bánh dẫn: 𝐹𝑡 𝑣1 503,1 ∗ 7,85 𝑃1 = = = 𝟑, 𝟗𝟓𝑘𝑊 1000 1000 HBR= HBR thường + HBR vi sai 𝐹𝑡 ≤ 0,5 0,25 0,5 + HBR thường ăn khớp ngoài: 𝑢𝑎𝑏 = 𝑛𝑎 𝑍𝑏 40 = (−1)𝑘 = (−1)1 = −𝟐 𝑛𝑏 𝑍𝑎 20 =>𝑛𝑏 = 𝑛𝑎 𝑢 𝑎𝑏 = 400 −2 0,5 𝑣𝑔 = −𝟐𝟎𝟎( ) 𝑝𝑕 + Hệ vi sai: 𝑢13/𝑐 = 1 − 𝑐 𝑛1 − 𝑛𝑐 𝑧2 𝑧4 = =− = −𝟔 3 − 𝑐 𝑛3 − 𝑛𝑐 𝑧1 𝑧2′ 𝑛1 − 𝑛𝑐 = −6(𝑛3 − 𝑛𝑐 ) =>𝑛3 = 𝑛 𝑐 −𝑛 = 7(𝑛 𝑐 )−(−𝑛 𝑏 ) = 𝟕∗𝟏𝟎𝟎−(−𝟐𝟎𝟎) 𝟔 𝑣𝑔 = 𝟏𝟓𝟎( ) 𝑝𝑕 0,5 =>Vậy, bánh Z3 quay chiều với bánh Za Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang 3/7 3.a Phân tích lực tác dụng lên bánh răng, trục vít - bánh vít: 0,5 0,5 3.b Xác định chiều quay tốc độ quay nIII bánh vít: 𝑢𝑐 = 𝑢𝐵𝑅 ∗ 𝑢 𝑇𝑉 = 𝑢1 ∗  𝑛𝐼𝐼𝐼 = 3.c 𝑛𝐼 𝑍4 60 𝑛𝐼 =3∗ = 𝟗𝟎 = 𝑍3 𝑛𝐼𝐼𝐼 = 90 1450 90 𝑣 = 𝟏𝟔, 𝟏𝟏( ) 𝑝𝑕 0,25 0,75 Tính trị số lực vịng Ft3 Ft4 truyền trục vít:  Cách 1: 𝑇𝐼𝐼𝐼 = 𝟐𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝑁𝑚𝑚 𝑇𝐼𝐼 = 𝑇𝐼𝐼𝐼 𝑢 𝑇𝑉 ∗ ô ∗  𝑇𝑉 𝐹𝑡4 = = 200000 = 𝟗𝟐𝟓𝟗, 𝟑𝑁𝑚𝑚 30 ∗ ∗ 0,72 0,25 2𝑇𝐼𝐼𝐼 2𝑇𝐼𝐼𝐼 = = 𝟖𝟑𝟑, 𝟑𝟑𝑁 𝑑4 𝑚𝑧4 0,5 2𝑇𝐼𝐼 2𝑇𝐼𝐼 = = 𝟐𝟑𝟏, 𝟓𝑁 𝑑3 𝑚𝑞 0,25 𝐹𝑡3 =  Cách 2:  = 0,95 + 𝑡𝑔 = 𝑍3 𝑞 𝑡𝑔 = 0,72 𝑡𝑔( + 𝜑) = 0,2 + 𝑡𝑔  + 𝜑 = 0,95∗0,2 0,72 = 0,264 𝐹𝑡3 = 𝐹𝑡4 𝑡𝑔  + 𝜑 = 833.33 ∗ 0,264 = 𝟐𝟏𝟗, 𝟗𝑁 Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang 4/7 Tóm tắt: 𝑑1 = 300𝑚𝑚; 𝐹𝑡1 = 2000𝑁; 𝐹𝑟1 = 728𝑁; 𝑑𝑚 = 240𝑚𝑚; 𝐹𝑡2 = 2500𝑁; 𝐹𝑟2 = 788𝑁; 𝐹𝑎2 = 455𝑁 𝐿1 = 150𝑚𝑚; 𝐿2 = 150𝑚𝑚; 𝐿3 = 200𝑚𝑚 𝜎 = 50𝑀𝑃𝑎; T= 𝐹𝑡1 𝑑1 𝑀𝑎2 = 𝐹𝑎2 4.a = 𝐹𝑡2 𝑑𝑚 = 𝟑𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 𝑁𝑚𝑚 𝑑𝑚 = 455 ∗ 120 = 𝟓𝟒𝟔𝟎𝟎𝑁𝑚𝑚 Phản lực gối A C: +PT cân mômen A theo phương Y 𝑚𝐴 𝐹𝑦 = 𝐹𝑟1 ∗ 𝐿1 + 𝑅𝐶𝑌 𝐿1 + 𝐿2 − 𝐹𝑟2 ∗ 𝐿1 + 𝐿2 + 𝐿3 + 𝑀𝑎2 = 𝑅𝐶𝑌 =  = −𝐹𝑟1 ∗𝐿1 +𝐹𝑟2 ∗ 𝐿1 +𝐿2 +𝐿3 −𝑀𝑎 𝐿1 +𝐿2 = −728 ∗ 150 + 788 ∗ 150 + 150 + 200 − 54600 = 𝟕𝟔𝟕, 𝟑𝑁 300 0,25 +PT cân hình chiếu lực (trên trục oy): 𝐹 = −𝑅𝐴𝑌 + 𝐹𝑟1 + 𝑅𝐶𝑌 − 𝐹𝑟2 = 0,25  𝑅𝐴𝑌 = 𝑅𝐶𝑌 + 𝐹𝑟1 − 𝐹𝑟2 = 767,3 + 728 − 788 = 𝟕𝟎𝟕, 𝟑𝑁 + PT cân mômen A theo phương X  𝑚𝐴 𝐹𝑥 = 𝐹𝑡1 ∗ 𝐿1 − 𝑅𝐶𝑋 ∗ (𝐿1 + 𝐿2 ) + 𝐹𝑡2 ∗ 𝐿1 + 𝐿2 + 𝐿3 =  𝑅𝐶𝑋 = 𝐹𝑡1 ∗𝐿1 +𝐹𝑡2 ∗ 𝐿1 +𝐿2 +𝐿3 𝐿1 +𝐿2 = = 1000 ∗ 150 + 2500 ∗ (150 + 150 + 200) = 𝟓𝟏𝟔𝟔, 𝟕𝑁 300 0,25 + PT cân hình chiếu lực (trên trục ox): 𝐹 = 𝑅𝐴𝑋 + 𝐹𝑡1 − 𝑅𝐶𝑋 + 𝐹𝑡2 =  𝑅𝐴𝑋 = 𝑅𝐶𝑋 − 𝐹𝑡1 − 𝐹𝑡2 = 5166,7 − 2000 − 2500 = 𝟔𝟔𝟔, 𝟕𝑁 Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV 0,25 Trang 5/7 4.b Vẽ biểu đồ mômen 0,25 0,5 0,5 0,25 Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang 6/7 4.c Đường kính tiết diện nguy hiểm C: Moment tương đương vị trí C: 𝑀𝑡đ𝐶 = 2 𝑀𝑢𝑥𝐶 + 𝑀𝑢𝑦𝐶 + 0,75𝑇 = 1030002 + 5000002 + 0,75 ∗ 3000002 = 𝟓𝟕𝟐𝟖𝟎𝟖 𝑁𝑚𝑚 0,25 Đường kính trục tiết diện C: 𝑑𝐶 ≥ 𝑀𝑡đ = 𝟒𝟖, 𝟓𝟕𝑚𝑚 0,1 ∗ 𝜎𝐹 0,25 Vì C lắp ổ lăn nên chọn dc= 50 mm Tổng cộng: 10 Thông qua mônTKM PGS.TS Văn Hữu Thịnh Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang 7/7 ... 2018 Thông qua môn PGS.TS Văn Hữu Thịnh Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang 2/7 ĐÁP ÁN ĐỀ THI MÔN NGUYÊN LÝ CHI TIẾT MÁY(TMMP230220) Ngày thi: 1 9-6 -2 018 1.a Tính khoảng cách trục (a) truyền: