Trang 1/2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐỀ THI CUỐI HK161
MÔN HỌC: CHI TIẾT MÁY
Thời lượng: 90 phút
Ngày thi: 27-12-2016
Sinh viên được phép sử dụng tài liệu
(Đề thi bao gồm 02 trang)
Khoa Cơ Khí
Bộ môn THIẾT KẾ MÁY
-----------
CÂU 1 (2,0 điểm)
Bộ truyền xích ống con lăn 1 dãy truyền công suất P1=6 kW. Số vòng 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, bộ truyền đặt
thẳng đứng, bôi trơn liên tục (ngâm trong dầu), làm việc 2 ca và khoảng cách trục không điều chỉnh
được. Hãy xác định:
a. Số mắt xích X (làm tròn theo số nguyên chẵn). (1,0đ)
b. Bước xích pc. Khi thay đổi điều kiện bôi trơn sang bôi trơn định kỳ thì bước xích vừa chọn
còn phù hợp không, tại sao? (1,0đ)
CÂU 2 (2,0 điểm)
Cho hệ thống bánh răng như hình 1
(truyền từ trục I sang trục IV). Số vòng quay
trục I là n1=2880 vg/ph. Moment xoắn trên trục
I là T1=250.000Nmm. Xác định:
a. Số vòng quay trục IV. (0,5đ)
b. Phương và chiều các lực tác dụng lên
các bánh răng. Lực nào sẽ đổi chiều
khi thay đổi chiều quay trục I ? (1,0đ)
c. Moment xoắn trên trục IV (giả sử hiệu
suất của hệ thống bằng 1) (0,5đ)
CÂU 3 (1,0 điểm)
Chu kỳ tải trọng tác động lên bánh răng chủ động số 5 cho ở câu 2
(hình 2). Bánh răng chế tạo từ thép hợp kim thấm carbon, độ rắn bề mặt
65HRC. Số vòng quay bánh răng số 5 (tính từ câu 2). Bộ truyền làm việc
6000h. Hãy xác định:
a. Số chu kỳ làm việc tương đương NHE và hệ số tuổi thọ KHL của
bánh răng 5. (0,5đ)
b. Ứng suất tiếp xúc cho phép [σH] của bánh răng số 5. (0,5đ)
Hình 1
10s 10s20s
T
t
T
0,75T
0,5T
Hình 2
Z1=20
Z2=60
Z3=22
Z5=20Z6=40
Z4=44
Trục I
Trục III
Trục IV
Trục II
Trang 2/2
CÂU 4 (3,0 điểm)
Trục trung gian của hệ thống truyền động (hình 3) được chế tạo bằng vật liệu giới hạn mỏi uốn
cho phép [σF] = 80MPa, truyền moment xoắn T=500.000 Nmm. Góc ăn khớp của bánh răng tiêu
chuẩn α=20o. Bánh răng trụ 2 có d2=200mm; bánh răng côn 3 có dm3=100mm, nửa góc côn chia là
δ3=25o.
a. Phân tích lực tác dụng lên bánh răng 2 và 3. (0,5đ)
b. Hãy tính phản lực liên kết tại các gối đỡ (1,0đ)
c. Vẽ các biểu đồ moment nội lực. Tính đường kính trục tại các tiết diện nguy hiểm (1,5đ)
x
y
z
100 100 100
3t
F
3a
F
2t
F
2r
F
A
BC
D
CÂU 5 (2,0 điểm)
Ổ bi đỡ 1 dãy chịu lực hướng tâm Fr = 7000N và lực dọc trục Fa=1350N, làm việc với tuổi thọ
thiết kế LH=5000giờ. Số vòng quay của trục là n=980vg/ph, đường kính ngõng trục tại vị trí ổ lăn là
d=50mm. Cho các hệ số Kσ=1,2; Kt=1. Hãy xác định:
a. Tuổi thọ LH (triệu vòng quay) và tải quy ước Q (kN). (1,0đ)
b. Chọn ổ tiêu chuẩn trong bảng dưới 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
Duyệt của bộ môn
Giảng viên ra đề thi
ThS. Thân Trọng Khánh Đạt
------ Hết -----
Hình 3
Trang 1/6
ĐÁP ÁN
BÀI
NỘI DUNG
ĐIỂM
1.a
Số răng đĩa xích dẫn:
129 2 29 2 2 25zu
(răng)
Với tỷ số truyền:
1
2
200 2
100
n
un
Số răng đĩa xích bị dẫn:
2125 2 50z z u
(răng).
Số mắt xích được xác định theo công thức sau:
2
1 2 2 1
2
2
22
2 65 25 50 50 25 167, 74
2 2 65
c
c
cc
cc
z z z z p
a
Xpa
pp
pp
Chọn X=118 mắt xích
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
1.b
Công suất tính tóan của bộ truyền xích:
Theo (5.25 - trang 181)
1
1, 344.1.1 6 8, 064
1
zn
t
x
KK K
PP
K
(Kw)
Trong đó:
0,125đ
1,2.0, 8.1,25.1,25.0, 8.1,12 1, 344
r a o dc b lv
K K K K K K K
- Kr=1,2 – tải trọng va đập nhẹ.
- Ka=0,8 – hệ số xét đến ảnh hưởng của khoảng cách trục a=65pc.
- Ko=1,25 – bộ truyền đặt thẳng đứng.
- Kdc=1,25 – khoảng cách trục xích không điều chỉnh được.
- Kb=0,8 - bôi trơn liên tục.
- Klv=1,12 – làm việc 2 ca.
0,25đ
1
25 / 25 / 25 1
z
Kz
01 1
/ 200 / 200 1
n
K n n
với n01=200v/p - bảng 5.4 [1]
1
x
K
với xích ống con lăn 1 dãy
0,125đ
Bước xích được chọn theo điều kiện bền mòn:
Theo bảng 5.4 – tr.182 tương ứng Pt=8,064 kW và 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 thì Kb=1,5hệ số tải trọng
1,2.0, 8.1,25.1, 25.1, 5.1,12 2,52
r a o dc b lv
K K K K K K K
Khi đó công suất tính toán:
0,25đ
Trang 2/6
2, 52.1.1.6 15,12( ) [ ] 11( )
1
zn
t
x
KK K P
P kW P kW
K
Do đó bước xích pc=25,4mm không còn phù hợp.
TỔNG ĐIỂM BÀI 1
2,0đ
2.a
Tỷ số truyền chúng của hệ thống:
2 4 6
1 3 5
40 44 60 12
20 22 20
I
IV
z z z n
uz z z n
Số vòng quay của trục 4:
2880 240
12
I
IV
n
nu
(vòng/phút)
0,5đ
2.b
Xác định chiều quay trên các trục:
Z1=20
Z2=60
Z3=22
Z5=20
Z6=40
Z4=44
Trục I
Trục III
Trục IV
Trục II
0,25đ
Xác định phương chiều của hệ lực tác dụng lên hệ thống:
1
2
3
4
5
6
x
y
z
0,5đ
Trang 3/6
Khi đổi chiều quay trục I thì các lực dọc trục của bánh răng số 1,2; 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
2.c
Moment xoắn trên trục IV:
1250.000 12 3.000.000
IV
T T u Nmm
0,5đ
TỔNG ĐIỂM BÀI 2
2đ
3.a
Chu kỳ làm việc tương đương và hệ số tuổi thọ:
Theo (6.36 - trang 224)
max
33
6
60
1 10 0.75 20 0.5 10
60 480 6000 85, 05 10 ( )
10 20 10
m
i
HE i i
T
N c t n
T
chu ky
với:
- c = 1 (bánh dẫn ăn khớp với 1 bánh bị dẫn).
- m' = m/2 = 6/2=3 (ư/s tiếp xúc cho vết tiếp xúc đường) (dòng 6 trên xuố
ng - trang 48).
-
2880 480
60 / 20 44 / 22
n
(vòng/phút).
Theo (6.34 - trang 222)
6
066
169,1 10 1,12
85, 05 10
HH
m
HL
HE
N
KN
với:
-
2,4 2,4 6
030 30 650 169,1 10 ( )
H HB
N H chu ky
- mH=6: bậc của đường cong mỏi.
0,25đ
0,25đ
3.b
Ứng suất tiếp xúc cho phép:
Theo (6.33 - trang 222)
0 lim
0, 9 0, 9
1625 1,12 1365
1, 2
H H HL
H
K MPa
s
với:
-
0 lim 25 25 65 1625
HHRC MPa
(chọn từ bảng 6.13 - trang 2
23).
- sH = 1,2 (chọn từ bảng 6.13 - trang 223).
0,25đ
0,25đ
TỔNG ĐIỂM BÀI 3
1,0đ
4.a
Phân tích lực tác dụng lên bánh răng 2 và 3:
2
2
2 2 w
2 2 500000 5000( )
200
tan 5000 tan 20 1819, 85( )
t
o
rt
T
FN
d
F F N
0,125đ
0,125đ