Đề thi học kì 2 môn Nguyên lý chi tiết máy năm 2022-2023 có đáp án

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời các bạn cùng tham khảo tài liệu "Đề thi học kì 2 môn Nguyên lý chi tiết máy năm 2022-2023 có đáp án - Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM" dưới đây để hệ thống lại kiến thức, rèn luyện kỹ năng giải bài tập và làm quen với cấu trúc đề thi. Việc ôn tập hiệu quả sẽ giúp bạn tự tin hơn khi bước vào kỳ thi sắp tới!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề thi học kì 2 môn Nguyên lý chi tiết máy năm 2022-2023 có đáp án

TR¯ÜNG I HÌC S¯ PH M Kø THU¬T E THI CUOI HÌCKÝ II NM HÌC 2022-2023 THÀNH PHÔHÒCHÍ MINH Môn: Nguyên lý -Chi ti¿t máy KHOA C KHÍCHÉ T O MÁY Mãmôn hÍc: MMCD230323 BØ MÔN: C SÞTHI¾T K¾ MÁY Á sÑ/Mã Á: HKII2022-2023 Á thi có 02 trang ThÝigian: 90 phút. °ãc phép sídång 02 tÝ A4 vi¿t tay, không photocopy. Câu l: (3 iÃm) Cho hÇ thÑng truyÁn Ùng c¡ khí vÛi công su¥t trên tråc Ilà P,= 5,6kw, tÑc Ù quay cça tråc II là någ= S00vgph, chiÁu quay tråc Inh° hinh 1. BÙtruyÁn bánh rng côn rng th³ng có sÑrng Z, - 20, Z,= 60. BÙtruyÃn bánh rng trå rng nghiêng có: Z3 =25, Z4= 50, mnôun pháp m,= Smm và góc nghiêng ß= 15°, BÙ truyÁn tråc vít: tråc vít có sÑ mÑi ren Zs=2, bánh vit có sÑ rng Z4= 40, mô un m= &mm và hÇsÕ °Ýng kính q= 10. Xem hiÇu su¥t cça các ô tråc và các bÙ truyên bánh r¯ng b±ng mÙt, hiÇu su¥t cça bÙ truyÁn tråc vít Fv 0,8. Hãy: a. Xác Ënh ph°¡ng, chiÁu cça các lñc tác dång lên bÙ truyÁn bánh rng côn và bÙ truyÁn tråc vít - bánh vít? (1d) b. Xác Ënh tÑc Ù cça các tråc I, II, IV 2(1d) c. Tính giá trË các lñc tác dång (lñc n khÛp) cça bÙ truy¿n bánh rng trå rng nghiêng và lñc vòng cça bánh vít Z6 ?(1d) Tråcl Z2 Zs Tråc IV Tråc Il Z3 C Z6 Tråc lll Z4 Zs Hinh 1 Hình 2 Câu 2: (2 iÁm) Cho hÇ bánh rng nh° hình 2, Các bánh r±ng có Zi= 20, Z- 120, Z4=30, Z6= 130. Bánh rng ZË vàc§n Cquay cùng chiÁu nhau, có tÑc Ù quay n1= a. Tính b-c tñ do (W) cça hÇ bánh rng? 600(vòng/phút) và nç= 400(vòng/phút). Hãy tính: b. Tính tÙc Ù quay cça ng cça bánh rng Z3? (0,25d) c. Tính tÑc Ù quay cça nc và chiêuquay cça cân C' (1d) sovÛi chiÁu quay cça bánh rng ZË? (0,75d) Câu 3: (3 iÃm) Tråc trung gian cça hÙp gi£m tôc có s¡ ô nh° hình kính vòng chia dË = 160mm, các lñc n khÛp: Fu = 3. Bánh trå r¯ng trå rng th³ng Z có °Ýng 1875N; °Ýng kính vòng chia t¡i ti¿t diÇn trung bình dm= 20Omm, các Fi=n683N, Bánh trå rng côn Z2 có Fay= 273N. Các kích th°Ûc LË=L= 100mm, L= 1SOmm. V-t lñc khÛp: Fo= 1500N; Fn= 473N, phép [¡r] 55Mpa. Hãy xác Ënh: liÇu ch¿t¡o tråc có émg su¥t uÑn cho a. Tinh ph£n lñc t¡i các gÑi á t¡i Avà D? (1d) b. V[ biêu Õ mômen uÕn M, My, mômen xo£n T hiÃm? vàghi giá trË các mômen t¡i các ti¿t diÇn nguy (1,5d) c. Xác Ënh °Ýng kính tråc t¡i ti¿t diÇn nguy hiêm C. (0,5d) SÕhiÇu: BM1/QT-PT-RÐTV/02 L§n soát xét: 02 Ngày hiÇu lñc: 15/S/2020 Trang: 1/2
Fr2 Fa2 Fr2 Fr1 F1 Z2 La Hinh 3 Câu 4: (2 iÁm) MÙt cÙt treo b£ng qu£ng cáo có §m á chËu tác dång lñc F= 400N,°ãc k¹p ch·t vÛi cÙt thép bng nhóm 4 bulong ghép có khe hß nh° kình 4. Các kich th°Ûc trên hình v½ có: °Ýng tròn qua tâm các bulong có uÝng kính DÍ =300mm và chiÁu dài ·t lñc L= 1200mm. Biêt rng hÇ sô ma s£t f-0,15 vàhÇ sÑ an toàn s= 1,5. Úng su¥t kéo cça v-t liÇu ch¿ t¡o bulong là [ox= 11OMpa. Hay: å. V so ô phân tích t£i trÍng t°¡ng °¡ng tác dung lên nhóm bu lông (do t£i F gây ra) vàXác Ënh giá trË lñc tác dång lên bu lông chËu t£ilÛn nh¥t? (1d) b. Tinh lñc si¿t V, të ó tính °Ýng kính d1 và chÍn bulong theo b£ng sau? (1d) Bulong M6 M8 M10 M12 M16 M20 M24 M30 M36 13,835 17,294 20,752 26,211 31,670 d1(mm) 4,917 6,647 8,376 10,106 D F Hình 4 Ghi chú: Cán bÙcoi thÉ không °ãc gi£i thích Ã thi. Chu©n §u ra cça hÍc ph§n(vÁki¿n théc) NÙi dung kiÃm tra [CLO 1.2]: Có kiÃn théc trong tính toán thi¿t kÃchi ti¿t máy và máy Câu 1 [CLO 4:1]: HiÃu °ãc các chÉ tiêu tính toán Ñi vÛitëng chi ti¿t máy chung, të ó n¯m vïng Câu 4 °ãc trình tñ tính toán thi¿t k¿ các hÇ truyÁn Ùng c¡ khí vàcác liên k¿t trong máy CLO 2.2]: N¯m vïng c¡ sß tính toán thi¿t k¿các chi ti¿t máy:các thông sÑ c¡ b£n, các ·c Câu 2 diÃm trong tuyÁn Ùng, tÉ sÑ truyÁn, v-n tÑc, hiÇu su¥t [CLO 2.31: Thành th¡o trong gi£i quy¿t các bài toán vÁphân tích lñc tác dång lên chi ti¿t Câu 4 máy, c¡ câu máy [CLO 2.2]: Nm vïng c¡ sß tính toán thi¿t kÃ các chiti¿t máy: các thông sÑc¡ b£n, các ·c Câu 3 i¿m trong truyÁn Ùng, ti sÑ truyÁn, v-n tÑc, hiÇu su¥t [CLO 2.31: Thành th¡o trong gi£i quy¿t các bài toán vÁ phân tích lñc tác dång lên chi ti¿t Câu 4 máy, c¡ c§u máy Ngày2| tháng 5 nm 2023 Tr°ßng bÙmôn (ký và ghË ro hÍ tên) hi SÕhiÇu: BMI/QT-PÐT-RÐTV/02 L§n soát xét: 02 Ngày hiÇu lñc: Tràn a2
ĐÁP ÁN MÔN NGUYÊN LÝ – CHI TIẾT MÁY TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Mã môn học: MMCD230323 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Học kỳ 2, năm học 2022-2023 Ngày thi: 02/06/2023 Câu Đáp án Điểm Xác định phương chiều của các lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng côn và bộ truyền trục vít: 0,5 0,5 Mỗi bộ truyền có 6 lực, nếu phân tích đúng 3 lực đến dưới 6 lực thì được 0,25 Xác định tốc độ của các trục I, II, IV: 1 𝑛 𝐼𝐼𝐼 = 500𝑣/𝑝ℎ 𝑍4 → 𝑛 𝐼𝐼 = 𝑛 = 1000𝑣/𝑝ℎ 𝑍3 𝐼𝐼𝐼 0,25 𝑍2 → 𝑛𝐼 = 𝑛 = 3000𝑣/𝑝ℎ 𝑍1 𝐼𝐼𝐼 0,25 𝑛 𝐼𝐼𝐼 𝑛 𝐼𝐼𝐼 → 𝑛 𝐼𝑉 = = = 25𝑣/𝑝ℎ 𝑢 𝑇𝑉 ( 𝑍6 ) 𝑍5 0,5 Tính giá trị các lực tác dụng (lực ăn khớp) của bộ truyền bánh răng nghiêng và lực vòng ( 𝐹 𝑡6 ) của bánh vít 𝑍6 : 𝑇𝐼 = 9,55 106 𝑃1 /𝑛 𝐼 = 17827𝑁. 𝑚𝑚 𝑇𝐼𝐼 = 𝑇𝐼 𝑢 𝑏𝑟𝑐 ô  𝑏𝑟𝑐 = 53480𝑁. 𝑚𝑚 𝑇𝐼𝐼𝐼 = 𝑇𝐼𝐼 𝑢 𝑏𝑟𝑛 ô  𝑏𝑟𝑛 = 106960𝑁. 𝑚𝑚 0,25 𝑇𝐼𝑉 = 𝑇𝐼𝐼𝐼 𝑢 𝑡𝑣 ô  𝑡𝑣 = 1711360𝑁. 𝑚𝑚 2𝑇𝐼𝐼 2𝑇𝐼𝐼𝐼 0,25 𝐹 𝑡3 = 𝐹 𝑡4 = = = 826,5𝑁 (𝑚 𝑛 𝑍3 /𝑐𝑜𝑠) (𝑚 𝑛 𝑍4 /𝑐𝑜𝑠) 𝑡𝑎𝑛 𝐹 𝑟3 = 𝐹 𝑟4 = 𝐹 𝑡3 = 311,4𝑁 𝑐𝑜𝑠 0,25 𝐹 𝑎3 = 𝐹 𝑎4 = 𝐹 𝑡4 𝑡𝑎𝑛 = 221,5𝑁 Số hiệu: BM1/QT-PĐT-RĐTV/02 Lần soát xét: 02 Ngày hiệu lực: 15/5/2020 Trang: 1/4
2𝑇𝐼𝑉 0,25 𝐹 𝑡6 = = 10696𝑁 𝑚 𝑍6 Tính bậc tự do của hệ bánh răng: 𝑊 = 3𝑛 − (2𝑝5 + 𝑝4 ) = 3 × 6 − (2 × 6 + 4) = 2 0,25 Sinh viên phải ghi rõ số khâu, số khớp (𝑛 = 6, 𝑝5 = 6, 𝑝4 = 4). Hệ bánh răng đã cho gồm hai hệ: hệ vi sai (𝑍1 , 𝑍2 , 𝑍3 và cần C) và hệ hành tinh (𝑍4 , 𝑍5 , 𝑍6 và cần C’): - Hệ vi sai (𝑍1 , 𝑍2 , 𝑍3 và cần C): Tính tốc độ quay của 𝑛3 của bánh răng 𝑍3 : 2 ̅̅̅ − ̅̅̅ 𝑛1 𝑛𝐶 𝑍2 𝑍3 120 𝑢13/𝐶 = = (−1) 𝑘 = (−1)1 = −6 ̅̅̅ − ̅̅̅ 𝑛3 𝑛𝐶 𝑍1 𝑍2 20 0,5 ⇔ (𝑛1 − ̅̅̅) = −6(𝑛3 − ̅̅̅) ̅̅̅ 𝑛 𝐶 ̅̅̅ 𝑛 𝐶 −𝑛1 + 7𝑛 𝐶 ̅̅̅ ̅̅̅ 0,5 → ̅̅̅ = 𝑛3 = 366,7𝑣/𝑝ℎ 6 - Hệ hành tinh (𝑍4 , 𝑍5 , 𝑍6 và cần C’): Tính tốc độ quay của n′ và chiều quay của cần C’: C ′ ̅̅̅ − ̅𝑛 𝐶 𝑛4 𝑍5 𝑍6 13 𝑢46/𝑐 = = (−1) 𝑘 = (−1)1 ̅̅̅ − ̅𝑛′𝐶 𝑛6 𝑍4 𝑍5 3 0,25 ′ ̅̅̅ − ̅𝑛 𝐶 𝑛4 13 ⇔ =− 0 − ̅𝑛′𝐶 3 3 3 → ̅𝑛′𝑐 = ̅̅̅ = 𝑛4 ̅̅̅ = 68,75𝑣/𝑝ℎ 𝑛 16 16 3 0,25 Vậy, 𝑛′𝐶 cùng chiều 𝑛1 . 0,25 Tính toán giá trị mômen xoắn, uốn: 𝑑1 𝑑𝑚 0,25 𝑇 = 𝐹 𝑡1 = 𝐹 𝑡2 = 150000 𝑁. 𝑚𝑚 2 2 𝑑 𝑀 𝑎2 = 𝐹 𝑎2 𝑚 = 27300 𝑁. 𝑚𝑚 2 Xác định phản lực tại các gối đỡ A và D: a. Xét mặt phẳng Oyz: + Phương trình cân bằng mômen quanh A: ⃗ ∑ 𝑚 𝐴 (𝑅 𝑦 ) = −𝐹 𝑟1 𝐿1 + 𝐹 𝑟2 ( 𝐿1 + 𝐿2 ) + 𝑀 𝑎2 − 𝑅 𝐷𝑌 ( 𝐿1 + 𝐿2 + 𝐿3 ) = 0 −𝐹 𝑟1 𝐿1 + 𝐹 𝑟2 ( 𝐿1 + 𝐿2 ) + 𝑀 𝑎2 → 𝑅 𝐷𝑌 = = 221𝑁 0,25 ( 𝐿1 + 𝐿2 + 𝐿3 ) + Phương trình cân bằng lực theo phương trục 0y: ∑ 𝑌 = 𝑅 𝐴𝑌 − 𝐹 𝑟1 + 𝐹 𝑟2 − 𝑅 𝐷𝑌 = 0 → 𝑅 𝐴𝑌 = 𝐹 𝑟1 − 𝐹 𝑟2 + 𝑅 𝐷𝑌 = 431𝑁 0,25 b. Xét mặt phẳng Oxz: + Phương trình cân bằng mômen quanh A: ⃗ ∑ 𝑚 𝐴 (𝑅 𝑥 ) = −𝐹 𝑡1 𝐿1 − 𝐹 𝑡2 ( 𝐿1 + 𝐿2 ) + 𝑅 𝐷𝑋 ( 𝐿1 + 𝐿2 + 𝐿3 ) = 0 𝐹 𝑡1 𝐿1 + 𝐹 𝑡2 (𝐿2 + 𝐿1 ) → 𝑅 𝐷𝑋 = = 1607𝑁 0,25 ( 𝐿1 + 𝐿2 + 𝐿3 ) Số hiệu: BM1/QT-PĐT-RĐTV/02 Lần soát xét: 02 Ngày hiệu lực: 15/5/2020 Trang: 2/4
+ Phương trình cân bằng lực theo phương trục 0x: ∑ 𝑋 = 𝑅 𝐴𝑋 − 𝐹 𝑡1 − 𝐹 𝑡2 + 𝑅 𝐷𝑋 = 0 → 𝑅 𝐴𝑋 = 𝐹 𝑡1 + 𝐹 𝑡2 − 𝑅 𝐷𝑋 = 1768𝑁 0,25 Vẽ biểu đồ mômen uốn Mx, My, mômen xoắn T và ghi giá trị các mômen tại các tiết diện nguy hiểm: 3 0,5 0,5 0,25 Xác định đường kính trục tại tiết diện C theo chỉ tiêu độ bền: + Moment tương đương tại vị trí C: 𝑀 𝐶 = √𝑀2 + 𝑀2 + 0,75𝑇 2 𝑢𝑥𝐶 𝑢𝑦𝐶 = √221002 + 1607002 + 0,75 × 1500002 = 206704𝑁. 𝑚𝑚 0,25 + Đường kính trục tại tiết diện C: 3 𝑀𝐶 (𝑑 𝐶 ) 𝑡𝑡 ≥ √ = 33,5𝑚𝑚 0,25 0,1[ 𝐹 ] Chú ý: Để chọn được đường kính trục phù hợp tại vị trí lắp bánh răng (có rãnh then), ta lấy 𝑑 𝐶 = 1,07 × (𝑑 𝐶 ) 𝑡𝑡 = 33,5 × 1,07 = 35,85𝑚𝑚. Theo tiêu chuẩn đường kính thân trục, ta chọn ∅ 𝐶 = 36𝑚𝑚. Số hiệu: BM1/QT-PĐT-RĐTV/02 Lần soát xét: 02 Ngày hiệu lực: 15/5/2020 Trang: 3/4
Phân tích tải trọng tương đương cho nhóm bu lông - Dời lực F từ vị trí ban đầu về trọng tâm nhóm bu lông. - Sơ đồ phân tích lực để xác định tải cho các bu lông (do tải trọng F gây ra) - Sinh viên có thể phân tích theo một trong hai sơ đồ sau: 0,5 Hình a 4 Hình b Theo hình vẽ phân tích lực ở trên, ta có các bu lông tại vị trí số 2, 3 chịu tải lớn nhất (2 = 3 = 450 ): 𝐹 400 𝐹𝐹 = = = 100𝑁 𝑧 4 𝐷 𝑀 (𝐿 + 0 ) 𝐹 0,5 𝐹𝑀 = = 2 = 900𝑁 𝐷0 𝐷0 𝑧( ) 𝑧( ) 2 2 → 𝐹 𝑚𝑎𝑥 = 𝐹2 = 𝐹3 = √𝐹 2 + 𝐹 2 + 2𝐹 𝐹 𝐹 𝑀 𝑐𝑜𝑠 = 973,3𝑁 𝐹 𝑀 Xác định lực siết 𝑉: 𝑠 𝑉= 𝐹 𝑚𝑎𝑥 = 9733𝑁 𝑖× 𝑓 0,5 Với 𝑖 = 1 Đường kính bu lông (đường kính chân ren): 1,3 × 4 × 𝑉 0,25 𝑑1 ≥ √ = 12,1𝑚𝑚 𝜋[ 𝜎 𝑘 ] 0,25 Tra bảng tiêu chuẩn bu lông ta chọn M16 Số hiệu: BM1/QT-PĐT-RĐTV/02 Lần soát xét: 02 Ngày hiệu lực: 15/5/2020 Trang: 4/4