Chi tiết máy và ứng dụng tin học trong chi tiết máy

PGS TS NGUYỄN HỮU LỘC (Chủ biên) PGS.TS LÊ VĂN UYỂN CHI TIẾT MÁY VÀ ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG CHI TIẾT MÁY ĐỀ THI, ĐÁP ÁN, ĐỀ MẪU 2002 - 2013 NHÀ XUẤT BẢN DẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHĨ Hỏ CHÍ MINH PGS TS Nguyễn Hữu Lộc (Chủ biên) PGS.TS Lê Văn Uyển 25 NĂM OLYMPIC C HỌC TỒN QƯĨC CHI TIẾT MÁY ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG CHI TIẾT MÁY ĐÈ THI, ĐÁP ÁN, ĐÈ MẪU 2002-2013 NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỊ CHÍ MINH - 2014 c Ml 1II I M W VÙ Í N(； l)ỊJN(, U N M()C TRONG c m TIE I M AY m rm DAP AN 01 M A I 2002 - 2013 Nhà xuất bán ĐHQG-HCM tác giả/đối tác liên kết giừ bán quyền^ Copyright © by VNƯ-HCM Publishing House and author/co-partnership All rights reserved NHÀ XUẤT BÁN 擎 ĐẠI HỌ C Q U Ố C GIA TP.H Ồ C H Í MINH Xuat ban nàm 2011 LỜI NĨI ĐẦU Mơn Chi tiết máy đưa vào thi Olympic từ năm 2002, đến đà 12 năm Môn ứng dụng Tin học Cơ học (Chi tiết máy) đưa vào từ năm 2011 Các kỳ thi thúc đẩy phong trào dạy học môn Cơ học ứng dụng tin học Cơ học trường đại học cao đẳng nước Các em sinh viên đạt giải kỳ thi có nhiều thành cơng công tác, tiếp tục học tập nghiên cứu, nhiều em làm công tác giảng dạy nghiên cứu trường đại học viện nghiên cứu Nhiều em tiếp tục học cao nhận Tiến sĩ trường danh tiếng nước ngồi Đối với q Thấy kỳ thi Olympic hội để nâng cao trình độ chuyên môn phương pháp giảng dạy môn học, dịp để trao đổi kinh nghiệm giảng dạy, thống số nội dung giảng dạy Cuốn sách hoàn thành, trước hết, nhờ công sức trưởng tiều ban qua năm đề, soạn đáp án; tiếp đến công sức cùa thầy có nhiều nhiệt tình với phong trào thi Olympic tham gia đẻ, châm thi trao đổi, góp ý, rút kinh nghiệm Các trường tiểu ban đă tống hợp, suy xét, hoàn chinh, thống nội dung đề, nghiên cứu phương pháp phương pháp giải, hồn chỉnh đáp án, Đối với mơn Chi tiết máy, PGS.TS Lê Văn Uyển Trường Tiểu Ban đề Trường tìan Giám khảo từ năm 2002-2008 PGS.TS Nguyền Hữu Lộc trường tiểu ban đề Trường ban giám khảo từ năm 2009 đến Môn ứng dụng tin học học (Chi tiết máy), PGS.TS Nguyền Hừu Lộc Trưởng tiếu ban đề Trưởng ban giám khảo từ năm 2011 đến Các tác giả mong tuyển tập lần đầu góp phần vào việc dạy, học, thi mơn học - đặc biệt hữu ích với bạn đọc quan tâm thích đáng tới mơn học Chi tiết máy ứng dụng tin học học (Chi tiết máy) iii Xin trân trọng cảm ơn thầy cô Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh tạo hỗ trợ điều kiện để sách đến tay bạn đọc em sinh viên quan tâm đến môn học Mọi thông tin góp ý, xin gửi về: PGS TS Nguyễn Hữu Lộc Khoa Cơ khí Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Email: nhlcad@vahoo.com: nhloc@hcmut.edu.vn Những người biên soạn IV MỤC LỤC Lời nói đ ầ u iii Chương Các đề thi Chi tiết máy thức 2002-2013 Đê thi năm 2002 Đe thi năm 2003 Đề thi năm 2004 Đề thi năm 2005 10 Đề thi nãm 2006 13 Đề thi năm 2007 15 Đề thi năm 2008 18 Đề thi năm 2009 20 Đề thi năm 2010 25 Đề thi năm 1 28 Đề thi năm 2012 31 Đề thi năm 2013 35 Chương Đáp áp Chi tiết máy 39 Đáp án đề thi năm 2002 .39 Đáp án đề thi năm 2003 .46 Đáp án đề thi năm 0 .53 Đáp án đề thi năm 2005 .63 Đáp án đề thi năm 0 .74 Đáp án đề thi năm 0 .82 Đáp án đề thi năm 2008 .90 Đáp án đề thi năm 0 .99 Đáp án đề thi năm 110 Đáp án đề thi năm 1 122 Đáp án đề thi năm 2012 133 Đáp án đề thi năm 2013 145 V C hương Các đề thi ứ n g dụng tin học Chi tiết máy 160 Đề thi năm 1 .160 Đề thi năm 2012 .163 Đề thi năm 2013 .168 Chương Đap án n g dụng tin học Chi tiết m y 171 Đề thi năm 1 .171 Đề thi năm 2012 .198 Đề thi năm 2013 227 Chương M ột số đề thi dự trừ năm 259 Đề thi dự trữ năm 2002 259 Đề thi dự trừ năm 2003 264 Đề thi dự trừ năm 2004 275 Đề thi dự trữ năm 2005 Đề Đề Đề Đề Đề Đề Đề thi thi thi thi thi thi thi dự trừ dự trừ dự trữ dự trừ dự trừ dự trữ dự trữ năm năm năm năm năm năm nàm 291 2006 301 2006 312 2008 322 2009 326 2010 335 1 349 2012 352 Đề thi dự trữ năm 2013 357 Phụ lục Danh sách đạt giai Chi tiết máy năm .363 Phụ lục Đe cương môn Chi tiết m y 372 Phụ lục Nọi dung thi môn ứng dụng tin học thi Olympic Chi tiết máy 381 Tài liệu tham khảo 393 vi CÁ c ĐÊ THI CHI TIÉT MÁ Y CHÍNH THỨC 2002-2013 CHƯƠNGI CÁC ĐÈ THI CHI TIẾT MÁY CHÍNH THỨC 2002-2013 ĐÊ THI NĂM 2002 C âu Cho hộp giảm tốc hình vẽ (hình 1.1) Hình 1.1 a) Phân tích lực ăn khớp (điểm đặt lực A B) truyền ữong HGT nêu với chiều quay trục dẫn I hướng cho hình vẽ b) Viết biểu thức tính giá trị lực ăn khớp theo Tị, n；, dị, a Pi với i = 1, c) Nêu nhận xét viết biểu thức xác định tổng lực dọc trục tác dụng ưên trục II 1.2 Khi ửiay đổi chiều quay ưục dẫn I hướng chiều lực ăn khớp có ửiay đổi khơng? Vì sao? 25 NĂM OLYMPIC CO HỌC TOẦN QUÓC Hãy chọn hướng ưên bánh cho họp lý nhất? Viết biểu thức xác định lực dọc trục tác dụng trục II 13 Khi chiều lực thay đổi sức bền trục ổ lăn có bị ảnh hưởng khơng? Vì sao? Khi tính sức bền trục nên tính cho ưường hợp chiều quay thay đồi? 1.4 Vì lại xuất lực phụ ưong khớp nối Cách xác định lực giải ứúch lại chọn chiều lực thay đổi tính trục chọn ổ lăn Câu 2.1 Nêu nguyên tắc chung chọn vật liệu độ rắn mặt thiết kế bánh cặp bánh khác ưong HGT 2.2 Phân tích chi tiêu tính tốn ứiiết kế truyền đai dẹt Để đảm bảo tuổi ửiọ truyền đai tính đai ứìeo khả kéo cần lưu ý vấn đề gì? 2.3 Cho UT.1Cchịu tải hình vẽ (trục trung gian đồ hình 1.1) a) Vẽ dạng biểu đồ inômen uốn mômen xoắn cùa trục b) Tại ửiiết kế trục cần phải Ưnh trục theo hệ số an toàn? c) Nêu giải pháp trục khơng đảm bảo hệ số an tồn (s < [s]) Câu Cho kết cấu có kích ứiước hình vẽ (hình 1.2), biết: a i = 300mm; 2L2 - 240mm; b i = 450mm; b2 = 390mm; s = 20mm: L = 350mm; R = 8000N CÁC ĐỀ THI CHI TIÉTMÁY CHÍNH THỨC 2002-2013 Dùng bốn bulông đánh số 1,2, Bulông thép C30 có [ j = 240MPa; hệ số ma sát giừa giá đờ bêtông f = 0,15; ứng suất dập cho phép bêtông [ơd] = l,80MPa hệ sổ an toàn xiết chặt vód tải trọng tĩnh k =1,5 a) Xác định đường kính cần thiết bulông cho hai phương án: bulông lắp không khe hở bulơng lắp có khe hở b) Trong ren kẹp chặt nên dùng loại ren gì? Vì sao? 3.2 Kiểm tra độ bền dập cùa xi măng Nếu ơd < [ơd] giải sao? 3.3 Xác định tải trọng lớn tác dụng lên mối ghép sử dụng bulơng lắp có khe hở 3.4 a) Khi tải trọng ứiay đổi từ Rmin đến Rmax < R ứiì có cần tính lại kích thước bulơng không? Tại sao? b) Trong trường hợp cần kiểm ưa bulông ữieo độ bền mỏi? 25 NĂM OLYMPIC C HỌC TO入N ỌUÔC 380 PHỤ LỤC NỘI DƯNG THI MÔN ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG THI OLYMPIC CHI TIÉT MÁY PL3.1 MỤC ĐÍCH CUỘC THI - Kiến thức: • Khả áp dụng kien thức để tính toán thiết kế chi tiết máy phần mềm sàn có Phân tích giai tích kết tính tốn • Khả thể kết cấu chi tiết máy hệ thống truyền động qua vẽ 2D mơ hình 3D • Nâng cao kỳ giao tiếp bàng văn ban, đồ họa cho sinh viên • Nâng cao kien thức cán bơ giang dạy cơng cụ tính tốn hiẹn đại - Kỹ nang: • Khả áp dụng cơng cụ hiẹn đại ữong tính tốn chi tiêt máy • Khả áp dụng cơng cụ băng máy tính để the hiẹn kết cấu cm tiet máy máy • Rèn luyện ky làm viẹc nhóm, nâng cao lực hợp tác sinh viên • Nâng cao khả tự học học tập lien tục sinh vien PL3.2 NỘI DƯNG Đề thi tinh toán thiết kế hệ ửiống truyền động cho số loạ m áy thông dụng NỘI DUNG THI MÔN ỨNG DỤNG TIN HỌC 381 Thuyết minh (sử dụng phần mền soạn thảo văn Unicode font): - Lưa chọn động phân bố tỷ số truyền Lập bảng thông số kỳ thuật - ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor 201x để tmh toán chi tiết máy hệ thống truyền động, cụ thề: • Tính tốn bơ truyền bánh răng: trụ, cơn, trục vít” • Tính tốn truyền đai, xích • Tính tốn trục, then, then hoa • Chọn ổ lăn • Tính tốn chọn ren • Tính tốn chọn lị xo • Chọn dung sai lắp ghép Bằng phần mềm Autodesk Inventor mơ hình hóa chi tiết máy từ kết q tính tốn ưên, tạo chi tiet không tiêu chuẩn thân hộp, vỏ hộp Sau tạo bàn vẽ lắp 3D hộp giảm tốc cấp VỚI chi tiet có ưong tiêu chuân Tạo bàn vẽ lẩp 2D cho hộp giảm tốc cấp (chuyển tò Autodesk Inventor 2010 sang AutoCAD) với đầy đủ yêu cầu kỳ thuật ửng dụng phần mềm giải phân tích vấn đề tính tốn thiết kế Chi tiết máy 1.Tính tốn bơ tìnyền bánh răng: trụ, cơn, - Chọn dạng tính tốn: Kiểm bền (Check calculation), Chọn vật liệu (Material design - tính ứng suất để chọn vật liêu), Geometry design (Thiết ké), 382 25 NẨM OLYMPIC C HỌC TỒN QC - Chọn vật liệu theo tiêu chuân mục: Material Values - Nhập công suất p (hoặc mơmen xoắn T)， số vịng quay … NỘI DUNG THI MƠNỨNG DỤNG TIN HỌC 383 Tính tốn truyền đai (đai thang, đai răng), xích - Chọn số dây đai (Design number of belts) Tính tốn kiểm bền (Strength Check) 384 25 NẢM OLYMPIC c HỌC TỒN ỌC Bao gồm đai thang đai răng, cần ý Ký hiệu đai ửiang theo TCVN tương ứng tiêu chuẩn DIN - Chọn xích k p bi Pt % m 11.680 mm 19.460 mm 57800.000 N 2500 11.680 mm 19.460 mm 86700.000 N 3.800 ： _ j| •S912B-2 ZOOOul 19.050 mm dl d2 12.070 mm 5.7201TTn 16B-3 3.000 li 25.400 mm 15.880 mm 8.280 mm 17.020 mm 31.880 mm 160000.000 N 8.000 一 , ，,- ： 5.720 mm IEESIB3EEỈI3S3IESSSSIS331 BES1 NỘI DUNG THI MÔN ỨNG DỤNG TIN HỌC 385 Tính tốn trục, then Để thiết kế ưục phải ứiiết kế sơ kết cấu trục ứìeo ứng suất xoắn Thiết kế trục 25 NẨM OLYMPIC c HỌC TỒN OC 386 Tính trục Các chi tiết ghép: chốt, ữien, Chọn dung sai lắp ghép, PL3.2.2 Mơ hình hóa tiết mơ hình lắp 3D cụm chi tiết phần mềm Autodesk Inventor 201X Các mơ hình chi tiết (ví dụ chi tiet ữong giảm tốc bánh trụ, cơn, trục vít) NỘ1 DUNG THI MƠN ỬNG DỤNG TIN HỌC 387 Ví dụ mơ hình 3D cụm chi tiết: chi tiết quay, ổ, trục, PL3.2.3 Tính tốn, phân tích, giai thích lựa chọn phương án chi tiết máy - Tính tốn phâri tích chi tiết máy mục n - Tính tốn phân tích mối ghép ren, ữien, then hoa, hàn (Weldment), 25 NAM OLYMPIC c HỌC TOÀN QUỐC 388 FiNct W eM (Conncction Plane lo a d ) C skuiM of C aloiatnn F « ^ u e C4tai«lMn H ' H H H H « I of stattcrfy Loaded Metd c ^ a i a t n nn o1 Standard C alaiatn n Procedưe ĩ ' j Metfwd of ComporaDvc S n se s 2"]〇rÍYActM wdd Length ■ Conàdercd eW dH oght 5.000 mm Id Lengtfi 100 000 n đ Â |UKf mateớiai r i( M » e n g th Sy 195 HP UtoMte Tensle Strength su 3tMHPa L Safety Factor n , S 0 J AlowaMe Sfress S.HM - - Tính tốn phân tích ổ trượt - Tính tốn phân tích truyền vít me đai oc, trục vít, 389 NỘI DUNG THI MƠN ỨNG DỤNG TIN HỌC M C e n te r Ũ B tan ce L c _^ N um ber o f T h re a d s \ kmC yindrK al F a c e 国 ? í S ta r t p la n e W orm L en g th 32 mm P itch D iam eter C om ponent N um ber o f T e c lh iOlẩ ， 丘 ，マ Cylindrical F a c e / S ta r t p la n e F ace ^ n d th ► 100 mm D iam c te f F a c to r 10.000001 Unrt C o rre ctio n 0.0000 li Cđtaiate OK Tính tốn phân tích lị xo: kéo, nén, xoắn, đĩa, 25 NÁM OLYMPIC C HỌC TỒN QC 390 溱 S p m g sta rt C kw ed E nd Coás 〜1 0 ul Transrtion C o ís nti Zi 0 ul G round C o ỉs Ptacement 〇 ^」 Axk o s e d E nd Cods T ransitxxi Coểs 上 ¥s u l SpnngEnd /*J nz2 0 ul 1» ul ► «12 Start Wane 0 ul G round C o ỉs Instaled Length S p r n g L en g th ■ m L e n g th In p u ts Load M' ĩ SpnnQ Lenath C a k u ta te n 9l 0.( 0.( 0.( 0.( w办 m J- : r (>«* » "ol = = = ===， - :r í i o )f ,- £ =z z I - = i= !r 11 j -I z I = -lihEỉ - Tính tốn phân tích chi tiết máy khác: ghép bàng độ vòng kẹp, lao «o.< NỘI DUNG THI MƠN ỬNGDỤNG TIN HỌC 391 PL3.3 HÌNH THỨC THI Tổ chức theo nhóm ba người, ba máy tính cho nhóm Thời gian vào buôi chiều sau thi phần lý thuyết buổi sáng, rhi tập trung theo cụm, nội dung: Tính tốn ửiiết kế chi tiết máy phần mềm Autodesk Inventor Mơ hình hóa chi tiết máy cụm chi tiết máy bàng Autodesk Inventor Tính tốn, phân tích, giải thích kết lựa chọn phương án toán chi tiet máy Khơng mang thiết bị tìiu phát tín hiệu vào phịng thi phải thơng báo ưước thi hai tuầii (có thể đưa sẵn số mơ hình chi tiet dạng 3D không tiêu chuẩn vào máy) 392 25 NĂM OIYMPIC C HỌC TOẰN QUÔC Sinh viên tự chịu ừách nhiệm lưu trừ thông tin ứong ưình thi Trường đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phòng thi PL3.4 ĐÁNH GIÁ VÀ XÉT GIẢI Sau thi xong lun lại niêm phong chấm tập trung trước ngày chấm lý thuyết Quy định thang điểm chấm phần tính tốn phân tích chi tiết máy mơ hình chi tiet, mơ hình 3D quy định thống trước thi Đây giải độc lập với giải truyền thống, năm đầu nên khuyến khích sinh viên ữìam gia PL3.5 CÁC U CÀU KHÁC • Đơn vị tổ chức phai đảm phòng máy sạch, đầy đủ phần mềm: Autodesk Inventor 2010, phần mềm soạn thảo văn (phiên 20xx) Adobe Acrobat 20xx Lý chọn Autodesk Inventor công ty Autodesk cho sừ dụng miễn phí phần mềm ứong đào tạo có mơdun tính tốn Chi tiết máy - Các máy phải nối mạng nội theo nhóm (từng cụm máy) - Các trường đăng ký sớm số đội để chuẩn bị phòng ináy (ừươc tháng trước ngày thi) - Người tham gia: sinh viên cao đẳng, đại học quy giód hạn độ tuổi (dưới 25 tuổi) 393 TÀI LIỆU THAM KHÀO TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguvễn Trọng H iệp, Chi tiết máy, Tập ,2 , Trinh Chất, Kỹ thuật Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, T ín h k h í, Tập 1,2, NXB Giáo dục Nguvễn Hữu Lộc, C s th iế t k ế m y , Phần 2, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, Tái lần 2014 Nguvễn Hừu Lộc, B i tậ p c h i t i ế t m y , NXB Đại học Quốc gia TP Hơ Chí Minh, Tái lân 2014 Lê \ ăn Uyển, C s t h iế t k ế m y \'à c h i t iế t m y , NXB Khoa học to n th iế t k ế h ệ d ầ n đ ộ n g c C s th iế t k ế m y , NXB Giáo dục Việt Nam 2012 N X B Giáo dục Các lài liệu giảng dạy trường CHITIET MAY ÍING DỤNG TIN HỌC T R O N C C H I T I É T MÁY DỀ THI, ĐÁP ÁN, ĐÈ MẢlỉ 2002 - 2013 PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc (Chủ biên) - PGS.TS Lẽ Văn Uyển NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ H ổ CHÍ MINH Khu phơ 6, Ptìilcmg Linh Trung, Quận Thủ Đức, TPHCM Số 3, Công trường Quốc tế, Quận 3, TP Hồ Chí Minh ĐT: 38239171- 38225227 - 38239172 Fax: 38239172 - E-mail: vnuhp@vnuhcm.edu.vn PHÒNG PH Á T HÀNH NHÀ XƯÂT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PH Ố H CHÍ MINH SỐ Cơng tníờng Quốc tế - Quận - TPHCM ĐT: 38239170 - 0982920509 - 0913943466 Fax: 38239172 - Website: www.nxbdhqghcm.edu.vn Chịutráchnhiệmxuất bản: NGUYỄN HOÀNG DŨNG Chịutráchnhiệmnội dung: NGUYỄN HOÀNG DŨNG Tổchứcbảnthảovàchịutráchnhiệmvềtácquyền NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC Q U ốC GIA TP.HCM Biêntập: HỒNG KHAC THI \ Sửabảnin: MINH NHẬT Trình bàybìa: Mă số ISBN: 978-604-73-2421-7 Sô lượng 1.000 cuôn; khố 16 X 24 cm Số đăng ký k ế hoạch xuất bản: 331-2014/CXB/152-19/ĐHQGTPHCM Quyết định xuât số: 75 ngày 1Ị/04/2014 NXB ĐHQGTPHCM In C ông ty TNHH In Bao bi Hưng Phu" Nộp lưu chiểu quí II năm 2014 ... Mơn Chi tiết máy đưa vào thi Olympic từ năm 2002, đến đà 12 năm Môn ứng dụng Tin học Cơ học (Chi tiết máy) đưa vào từ năm 2011 Các kỳ thi thúc đẩy phong trào dạy học môn Cơ học ứng dụng tin học. .. C HỌC TỒN QƯĨC CHI TIẾT MÁY ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG CHI TIẾT MÁY ĐÈ THI, ĐÁP ÁN, ĐÈ MẪU 2002-2013 NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỊ CHÍ MINH - 2014 c Ml 1II I M W VÙ Í N(； l)ỊJN(, U N M()C TRONG. .. hữu ích với bạn đọc quan tâm thích đáng tới môn học Chi tiết máy ứng dụng tin học học (Chi tiết máy) iii Xin trân trọng cảm ơn thầy cô Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh tạo hỗ trợ điều kiện