Đề kiểm tra cuối học kì môn Nguyên lý máy (Có đáp án)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
KIỂM TRA CUỐI KỲ
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY MÔN HỌC: NGUYÊN LÝ- CHI TIẾT MÁY
_______oOo_______
Lớp: MO10KMT thời lượng: 105 phút
Ngày thi: 07/6/13 phòng thi:
Sinh viên được phép sử dụng tài liệu
1/ Một bộ truyền đai thang dẫn truyền công suất trên bánh dẫn P1 = 5Kw, tải trọng tác động lên bộ
truyền là tải trọng tĩnh. Bộ truyền có các thông số động học và động lực học khác như sau:
- Số vòng quay trục dẫn: n1 = 1250 v/ph,
- Đường kính bánh đai dẫn d1 = 180mm,
- Tỉ số truyền u = 2,5
- Khỏang cách trục a = 1150mm. Xác định:
a/ Ký hiệu mặt cắt dây đai.
b/ Chọn số dây đai cần thiết theo khả năng kéo.
(2đ)
2/ Bộ truyền xích ống con lăn 3 dãy truyền công suất ở bánh dẫn động P1 = 8Kw. Bộ truyền được
dẫn động bằng động cơ điện, bố trí đường tâm hai bánh xích nằm ngang, tải trọng tác động là tĩnh,
khỏang cách trục có thể điều chỉnh được, hình thức bôi trơn sử dụng là bôi trơn gián đọan và làm
việc 2 ca. Các thông số hình học và động học khác của bộ truyền là như sau:
- Số răng đĩa dẫn Z1 = 23,
- Số vòng quay trục dẫn n1 = 450v/ph,
- Khỏang cách trục a = 40pc,
Hãy xác định:
a/ Công suất tính tóan.
b/ Chọn bước xích theo điều kiện bền mòn.
(2đ)
3/ Ổ lăn chịu lực hướng tâm Fr = 5.000N họat động với tuổi thọ thiết kế tính theo giờ là 4.500h.
Trục làm việc ở số vòng quay là 1100vg/ph có đường kính ngõng trục tại vị trí ổ lăn là 50mm. Hãy
xác định:
a/ Tuổi thọ theo triệu vòng quay và tải quy ước Q.
b/ Chọn ổ bi đỡ theo khả năng tải động C, sau đó dựa trên cỡ ổ đã chọn xác định lại tuổi thọ thực
tế tương ứng.
Cỡ đặc biệt nhẹ
(110) 16,5
(2đ)
Cỡ nặng
(410) 68,5
Cỡ nhẹ
Cỡ trung
(210) 27,5
(310) 48,5
4/ Xác định phương chiều của hệ lực tác dụng lên hệ thống. Lực nào sẽ đổi chiều khi thay đổi
chiều quay trục I?
Z6
(1đ)
I
IV
Z3
Z1
II
Z5
Z2
III
Z4
5/ Trục truyền được chế tạo bằng vật liệu với sức bền cho phép [σ] = 65MPa, với các lực tác dụng
lên hệ thống bao gồm: Ft1 = 4.000N, Ft2 = 6.000N, Fr1 = 1.000N, Fr2 = 1.500N. Đường kính vòng
chia tại tiết diện trung bình của bánh trụ 1 là 100mm. Hãy tính các phản lực gối đỡ và vẽ các biểu
đồ moment nội lực.
(3đ)
A
B
Ft1
Fr1
Fr2
Ft2
100
100
100
Giáo viên ra đề: Trần Thiên Phúc
Chủ nhiệm bộ môn: Bùi Trọng Hiếu
ĐÁP ÁN
BÀI
1a
NỘI DUNG
ĐIỂM
0,25đ
Chọn số hiệu đai thang:
Với thông số đã cho, theo (hình 4.22 - trang 152) chọn số hiệu đai là B
Tính số đai cần thiết theo khả năng kéo:
P
1
Theo (4.51 - trang 150) z
P
với P1=5kw và P P C C C C C C
0
u
L
z
r
v
0,5đ
Trong đó:
- Từ đồ thị 4.21a - trang 151 chọn
P
0
= 4 kw
Với d1=180 mm, n1=1250v/p
n1d1 .1250.180
v
11,78(m / s)
1
60000
60000
1
110
166,617
110
C 1,24 1 e
1,24 1 e
0,967
(4.53 - trang 151)
-
0,5đ
d1(u 1)
180(2,51)
180 57
180 57
166,6170
với
.
1
a
1150
L
3350
6
-
C
6
1,07
L
1b
L0
2240
Với:
Chiều dài đai thực nghiệm L0=2240mm
Chiều dài đai L:
0,25đ
(d1 d2 ) (d2 d1)2
L 2a
2
4a
(180 2,5.180) (2,5.180 180)2
2.1150
3305,5mm
2
4.1150
Chọn chiều dài đai tiêu chuẩn L=3550mm
-
-
-
Cu 1,14với u ≥ 2,5
CZ 0,95 với bộ truyền có từ 2÷3 đai
0,25đ
0,25đ
Cr 0,9với tải trọng tĩnh.
-
Cv 10,05(0,01.11,782 1) 0,98
Thay số vào:
P P C C C C C C 4.0,97.1,14.1,07.0,95.0,9.0,98 3,97(kW)
0
u
L
z
r
v
P
5
1
Vậy:
, do vậy chọn z=2
1,26
z
P
3,97
TỔNG ĐIỂM BÀI 1
2đ
Công suất tính tóan của bộ truyền xích:
KKz Kn
1,68.1,09.0,89
Theo (5.25 - trang 181) P
P
8 5,21 (Kw)
0,25đ
t
1
Kx
2,5
Trong đó:
K KrKaK0KdcKbKlv 1.1.1.1.1,5.1,12 1,68
-
-
-
-
-
-
Kr=1, ứng với tải trọng tĩnh.
Ka=1, ứng với a=40pc.
2a
0,75đ
0,5đ
K0=1, ứng với bố trí đường tâm hai bánh xích nằm ngang.
Kdc=1, ứng với khoảng cách trục điều chỉnh được.
Kb=1,5, ứng với bôi trơn gián đoạn.
Klv=1,12, ứng với làm việc 2 ca.
Kz 25/ z1 25/ 23 1,09
Kn n01 / n1 400 / 450 0,89 với n01=400v/p
Kx 2,5 với xích ống con lăn 3 dãy
Bước xích được chọn theo điều kiện bền mòn:
0,5đ
2đ
2b
Theo bảng 5.4 – tr.182 tương ứng Pt=5,21 kW và số vòng quay n01=400
v/p, ta chọn pc=19,05 mm với [P]=8,38 kW > Pt=5,21 kW.
TỔNG ĐIỂM BÀI 2
Tuổi thọ theo triệu vòng quay:
0,25đ
60nLh 60.1100.4500
L
297
(triệu vòng)
- Theo (11.19b – trang 393)
106
106
Tải quy ước Q, theo (11.22 - trang 394)
0,25đ
Q (XVF YF )K Kt 1.1.5000.1,3.1 6500N
r
a
3a
Trong đó:
Fr = 5000 N; Fa = 0N,
-
-
-
-
0,25đ
0,25đ
V = 1 với vòng trong quay (dòng thứ 2 dưới lên trang 394),
X =1, Y = 0 (theo bảng 11.3 – trang 395),
K = 1,3 (bảng 11.2 – trang 394), Kt = 1 (Trang 394)
Chọn ổ bi đỡ theo khả năng tải động
1/m
C QL 6500.2971/3 43,37(kN)
0,25đ
0,25đ
Theo (11.20 – trang 393)
tt
3b
Với m = 3 ứng với ổ bi (dòng 10 trên xuống trang 392)
Theo giá trị cho trong bảng ta chọn ổ thoả mãn: Ctt C
.
Vậy ta chọn ổ cỡ trung: C=48,5 KN
Tuổi thọ thực tế theo triệu vòng quay:
C m
Q
48500
6500
3
0,25đ
*
(triệu vòng)
415,4
L
Tuổi thọ Lh tương ứng:
*
106 L 106.415,4
0,25đ
Lh
6294 (giờ)
60n
60.1100
TỔNG ĐIỂM BÀI 3
2đ
Xác định chiều quay trên các trục:
I
Z6
IV
Z1
Z3
0,25đ
II
Z2
Z5
III
Z4
Xác định phương chiều của hệ lực tác dụng lên hệ thống:
4
0,5đ
Khi đổi chiều quay trục I thì các lực dọc trục của bánh răng số 3,4; lực vòng
trên các bánh răng 1,2,3,4,5,6 sẽ thay đổi chiều. (Lực dọc trục bánh răng côn
không ảnh hưởng)
0,25đ
TỔNG ĐIỂM BÀI 4
1đ
Chuyển trục thành dầm sức bền:
100
100
100
A
0,25đ
B
z
x
y
d1
T F . 200000(Nmm)
Moment xoắn trên trục:
t1
2
Phương trình cân bằng moment theo phương X đối với điểm A:
0,5đ
M
x/A F .200 F .100 RBY .100 0
r1
r2
5
200.100 1500.100
RBY
3500(N)
100
Phương trình cân bằng lực theo phương Y:
F F R R F 0
Y
r2
AY
BY
r1
0,25đ
0,5đ
RAY 1500 3500 1000 4000(N)
Phương trình cân bằng moment theo phương Y đối với điểm A:
M
Y /A F .200 F .100 RBX .100 0
t1
t2
4000.200 6000.100
RBX
2000(N)
100
Phương trình cân bằng lực theo phương X:
0,25đ
F F R R F 0
X
t2
AX
BX
t1
RAX 6000 2000 4000 8000(N)
Biểu đồ moment uốn Mx (Nmm) trong mặt phẳng thẳng đứng (YoZ):
100.000
0,5đ
150.000
Biểu đồ moment uốn MY (Nmm) trong mặt phẳng thẳng đứng (XoZ):
600.000
400.000
0,5đ
Biểu đồ moment xoắn T (Nmm):
200.000
0,25đ
TỔNG ĐIỂM BÀI 5
3đ
Ghi chú: Các công thức tham khảo từ sách “ Cơ sở thiết kế máy” – Nguyễn Hữu Lộc, NXB
ĐHQG TpHCM 2009
7 trang
28060
Free
Bạn đang xem tài liệu "Đề kiểm tra cuối học kì môn Nguyên lý máy (Có đáp án)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- de_kiem_tra_cuoi_hoc_ki_mon_nguyen_ly_may_co_dap_an.pdf
