Tài liệu mang giá trị cao và đầy đủ cho mọi người làm lĩnh vực đề tài nghiên cứu ... SKKN: Tài liệu cho anh em tham khảo định dạng bằng file word, cad,… đem lại cho anh em kỹ thuật 1 nguồn tài liệu bổ ích.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Cơ Khí Bộ mơn THIẾT KẾ MÁY - ĐỀ THI CUỐI HK161 MÔN HỌC: CHI TIẾT MÁY Thời lượng: 90 phút Ngày thi: 27-12-2016 Sinh viên phép sử dụng tài liệu (Đề thi bao gồm 02 trang) CÂU (2,0 điểm) Bộ truyền xích ống lăn dãy truyền cơng suất P1=6 kW Số vịng quay bánh dẫn 200 v/ph, số vòng quay bánh bị dẫn 100 vp/ph Tải trọng va đập nhẹ, khoảng cách trục a=65pc, truyền đặt thẳng đứng, bôi trơn liên tục (ngâm dầu), làm việc ca khoảng cách trục không điều chỉnh Hãy xác định: a Số mắt xích X (làm trịn theo số ngun chẵn) (1,0đ) b Bước xích pc Khi thay đổi điều kiện bơi trơn sang bơi trơn định kỳ bước xích vừa chọn cịn phù hợp khơng, sao? (1,0đ) Z1=20 CÂU (2,0 điểm) Cho hệ thống bánh hình Trục I (truyền từ trục I sang trục IV) Số vòng quay Z3=22 trục I n1=2880 vg/ph Moment xoắn trục I T1=250.000Nmm Xác định: Trục III Z4=44 Trục II a Số vòng quay trục IV (0,5đ) b Phương chiều lực tác dụng lên Z2=60 bánh Lực đổi chiều Z6=40 Z5=20 thay đổi chiều quay trục I ? (1,0đ) c Moment xoắn trục IV (giả sử hiệu suất hệ thống 1) (0,5đ) Trục IV T CÂU (1,0 điểm) Hình T 0,75T Chu kỳ tải trọng tác động lên bánh chủ động số cho câu (hình 2) Bánh chế tạo từ thép hợp kim thấm carbon, độ rắn bề mặt 0,5T 65HRC Số vịng quay bánh số (tính từ câu 2) Bộ truyền làm việc 6000h Hãy xác định: a Số chu kỳ làm việc tương đương NHE hệ số tuổi thọ KHL bánh (0,5đ) b Ứng suất tiếp xúc cho phép [σH] bánh số (0,5đ) 10s 20s 10s Hình Trang 1/2 t CÂU (3,0 điểm) Trục trung gian hệ thống truyền động (hình 3) chế tạo vật liệu giới hạn mỏi uốn cho phép [σF] = 80MPa, truyền moment xoắn T=500.000 Nmm Góc ăn khớp bánh tiêu chuẩn α=20o Bánh trụ có d2=200mm; bánh có dm3=100mm, nửa góc chia δ3=25o a Phân tích lực tác dụng lên bánh (0,5đ) b Hãy tính phản lực liên kết gối đỡ (1,0đ) c Vẽ biểu đồ moment nội lực Tính đường kính trục tiết diện nguy hiểm (1,5đ) 100 100 F t2 100 F r2 Fr3 B A D C z x y F a3 F t3 Hình CÂU (2,0 điểm) Ổ bi đỡ dãy chịu lực hướng tâm Fr = 7000N lực dọc trục Fa=1350N, làm việc với tuổi thọ thiết kế LH=5000giờ Số vòng quay trục n=980vg/ph, đường kính ngõng trục vị trí ổ lăn d=50mm Cho hệ số Kσ=1,2; Kt=1 Hãy xác định: a Tuổi thọ LH (triệu vòng quay) tải quy ước Q (kN) (1,0đ) b Chọn ổ tiêu chuẩn bảng để đủ bền, xác định lại tuổi thọ thực tế tương ứng (1,0đ) Cỡ đặc biệt nhẹ Cỡ nhẹ Cỡ trung Cỡ nặng Ký hiệu ổ 110 210 310 410 C(kN) 16,5 27,5 48,5 68,5 Giảng viên đề thi Duyệt môn ThS Thân Trọng Khánh Đạt Hết - Trang 2/2 ĐÁP ÁN BÀI ĐIỂM NỘI DUNG Số đĩa xích dẫn: z1 29 2u 29 2 u n1 n2 200 100 Với tỷ số truyền: Số đĩa xích bị dẫn: z2 z1u 25 25 (răng) 0,25đ 0,25đ 50 (răng) Số mắt xích xác định theo công thức sau: 1.a 2a pc X z1 z2 z2 65pc pc z1 2 25 50 50 pc a 25 2 pc 65pc 0,25đ 167, 74 0,25đ Chọn X=118 mắt xích Cơng suất tính tóan truyền xích: KK z K n P1 Kx Theo (5.25 - trang 181) Pt 1, 344.1.1 8, 064 (Kw) 0,125đ Trong đó: K 1.b Kr KaKoKdcKbKlv 1, 2.0, 8.1, 25.1, 25.0, 8.1,12 1, 344 - Kr=1,2 – tải trọng va đập nhẹ - Ka=0,8 – hệ số xét đến ảnh hưởng khoảng cách trục a=65pc - Ko=1,25 – truyền đặt thẳng đứng - Kdc=1,25 – khoảng cách trục xích khơng điều chỉnh - Kb=0,8 - bôi trơn liên tục - Klv=1,12 – làm việc ca Kz 25 / z1 Kn n01 / n1 Kx với xích ống lăn dãy 25 / 25 0,25đ 200 / 200 với n01=200v/p - bảng 5.4 [1] 0,125đ Bước xích chọn theo điều kiện bền mịn: Theo bảng 5.4 – tr.182 tương ứng Pt=8,064 kW số vòng quay n01=200 v /p, ta chọn pc=25,4 mm với [P]=11 kW > Pt=8,064 kW 0,25đ Khi chuyển sang bôi trơn định kỳ Kb=1,5hệ số tải trọng K Kr KaKoKdcKbKlv 1, 2.0, 8.1, 25.1, 25.1, 5.1,12 2, 52 0,25đ Khi cơng suất tính tốn: Trang 1/6 KK z K nP Kx Pt 2, 52.1.1.6 15,12(kW ) [P ] 11(kW ) Do bước xích pc=25,4mm khơng cịn phù hợp TỔNG ĐIỂM BÀI 2,0đ Tỷ số truyền chúng hệ thống: z2 z z6 z1 z z u 2.a nI nIV 40 20 44 22 60 20 nI u Số vòng quay trục 4: nIV 12 0,5đ 2880 12 240 (vòng/phút) Xác định chiều quay trục: Z1=20 Trục I Z3=22 Trục III 0,25đ Z4=44 Trục II Z2=60 Trục IV Z6=40 Z5=20 Xác định phương chiều hệ lực tác dụng lên hệ thống: 2.b z x y 0,5đ Trang 2/6 Khi đổi chiều quay trục I lực dọc trục bánh số 1,2; lực vòng bánh 1,2,3,4,5,6 thay đổi chiều (Lực dọc trục bánh côn không ảnh hưởng) 0,25đ Moment xoắn trục IV: 2.c TIV T1 u 0,5đ 3.000.000Nmm 250.000 12 TỔNG ĐIỂM BÀI 2đ Chu kỳ làm việc tương đương hệ số tuổi thọ: Theo (6.36 - trang 224) N HE 60 Ti Tmax 60c m 10 480 tini 0.753 20 0.53 10 20 10 0,25đ 10 85, 05 10 (chu ky ) 6000 với: - c = (bánh dẫn ăn khớp với bánh bị dẫn) 3.a - m' = m/2 = 6/2=3 (ư/s tiếp xúc cho vết tiếp xúc đường) (dòng xuố ng - trang 48) 2880 60 / 20 44 / 22 -n 480 (vòng/phút) Theo (6.34 - trang 222) K HL 2,4 30H HB - NH mH 6502,4 30 NH N HE 169,1 106 85, 05 106 1,12 với: 0,25đ 169,1 106(chu ky ) - mH=6: bậc đường cong mỏi Ứng suất tiếp xúc cho phép: Theo (6.33 - trang 222) H 3.b - H lim H lim 0, K sH HL 1625 25HRC 25 65 0, 1, 1,12 1365 MPa với: 0,25đ 1625 MPa (chọn từ bảng 6.13 - trang 0,25đ 23) - sH = 1,2 (chọn từ bảng 6.13 - trang 223) TỔNG ĐIỂM BÀI Phân tích lực tác dụng lên bánh 3: 4.a Ft Fr 2T d2 Ft 500000 5000(N ) 200 tan w 5000 tan 20o 1,0đ 0,125đ 0,125đ 1819, 85(N ) Trang 3/6 Ft Fr Fa 0,125đ 2T d3 Ft 500000 10000(N ) 100 tan cos 10000 tan 20o cos 25o Ft o o tan sin 10000 tan 20 sin 25 3298, 69(N ) 0,125đ 1538, 20(N ) Chuyển trục thành dầm sức bền: RCy A z C B x D y RCx Moment uốn vị trí bánh số 3: Ma Fa dm 76910, 23Nmm 1538, 100 / Phương trình cân moment theo phương X điểm A: M x /A Fr 100 RCY 200 3298, 69 300 Fr 300 Ma 1819, 85 100 200 Phương trình cân lực theo phương Y: RCY 4.b FY RAY Fr Fr RAY 1819, 85 RCY 3298, 69 0,25đ 76910, 23 3653, 56N 3653, 56 2174, 72(N ) Phương trình cân moment theo phương Y điểm A: MY /A Ft 100 Ft 300 RCX 200 0,25đ 0,25đ 5000.100 10000.300 17.500(N ) 200 Phương trình cân lực theo phương X: RBX FX RAX Ft RAX 17500 RBX 5000 Ft 10000 0,25đ 2500(N ) Biểu đồ moment uốn Mx (Nmm) mặt phẳng thẳng đứng (YoZ): 76.910,23Nmm Mx 0,25đ 217.472Nmm 252.958,77Nmm Trang 4/6 Biểu đồ moment uốn MY (Nmm) mặt phẳng thẳng đứng (XoZ): 0,25đ 1.000.000Nmm MY 250.000Nmm Biểu đồ moment xoắn T (Nmm): 500.000Nmm T 0,25đ Từ biểu đồ moment, suy tiết diện nguy hiểm vị trí B Vớ i moment tương đương M X2 M td /B MY2 252.958, 772 0, 75T 1.000.0002 500.0002 0, 75 1.118.699, 3Nmm 0,25đ Đường kính trục tiết diện nguy hiểm: td F M td d F 0,1d 3 M td 0,1 F 1.118.699, 0,1 80 51, mm Chọn đường kính trục theo tiêu chuẩn: d = 55 mm (vị trí lắp ổ lăn) TỔNG ĐIỂM BÀI 0,25đ 0,25đ 3đ Tuổi thọ theo triệu vòng quay: 60nLh - Theo (11.19b – trang 393) L 106 60.980.5000 106 294 (triệu vịng) 0,25đ Chọn trước ổ 410 có Co=53kN Fa Co 1350 53000 0, 0255 Tra bảng 11.3 [*], chọn e=0,21 0,25đ Tải quy ước Q, theo (11.22 - trang 394) 5.1 Q (XVFr YFa )K Kt 1.1.7000.1, 2.1 8400N Trong đó: 0,25đ - Fr = 70000 N; Fa = 1350N, - V = với vòng quay (dòng thứ lên trang 394), - Fa VFr - K = 1,2, Kt = 1350 7000 0,193 0,25đ e X =1, Y = Chọn ổ bi đỡ theo khả tải động 5.b Theo (11.20 – trang 393) C tt QL1/m 8400.2941/3 55, 854(kN ) 0,25đ Trang 5/6 Với m = ứng với ổ bi (dịng 10 xuống trang 392) Vì C tt C Vậy ổ cỡ nặng 410 có C=68,5 kN thỏa mãn điều kiện 0,25đ Tuổi thọ thực tế theo triệu vòng quay: * L C Q m 68500 8400 0,25đ 542, 29 (triệu vòng) Tuổi thọ Lh tương ứng: Lh 106 L* 60n 106.542, 29 60.980 0,25đ 9222, 67 (giờ) TỔNG ĐIỂM BÀI 2đ Ghi chú: Các công thức tham khảo từ sách “ Cơ sở thiết kế máy” – Nguyễn Hữu Lộc, NXB ĐHQG TpHCM 2009 Trang 6/6 ... nhẹ Cỡ nhẹ Cỡ trung Cỡ nặng Ký hiệu ổ 110 210 310 410 C(kN) 16,5 27,5 48,5 68,5 Giảng viên đề thi Duyệt môn ThS Thân Trọng Khánh Đạt Hết - Trang 2/2 ĐÁP ÁN BÀI ĐIỂM NỘI DUNG Số đĩa xích dẫn:...CÂU (3,0 điểm) Trục trung gian hệ thống truyền động (hình 3) chế tạo vật liệu giới hạn mỏi uốn cho phép [σF] = 80MPa, truyền moment xoắn T=500.000 Nmm Góc ăn khớp... 60.980 0,25đ 9222, 67 (giờ) TỔNG ĐIỂM BÀI 2đ Ghi chú: Các công thức tham khảo từ sách “ Cơ sở thi? ??t kế máy? ?? – Nguyễn Hữu Lộc, NXB ĐHQG TpHCM 2009 Trang 6/6