bài tập môn chế tạo máy

1


PHẦN 1. NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN
1.1. Bài tập phần Vật liệu (10 bài)
Bài 1. Giải thích ký hiệu mác vật liệu: C40; xác định giới hạn bền, giới hạn chảy
của vật liệu này.
Bài 2. Xác định cơ tính của vật liệu thép 35XM.
Bài 3. Cho hai mác thép 40X và 50Mn. So sánh về cơ tính của chúng: giới hạn
bền, giới hạn chảy, độ cứng, độ dãn dài tương đối.
Bài 4. Hệ số Poát xông

là một trong những đặc tính cơ học của vật liệu. Giả sử
sử vật liệu đồng nhất, đẳng hướng ta có thể xác định hệ số

qua công thức:
2.(1 )
E
G




Trong đó: G – Mô đun đàn hồi trượt (MPa)
E – Mô đun đàn hồi kéo (nén) (MPa)
Dựa vào giá trị G, E (tự tìm tài liệu hoặc tìm trên internet) hãy xác định hệ số
Poát xông

cho các vật liệu sau: Thép các bon, nhôm, đồng thau, gang xám.
Bài 5. Dựa vào quan hệ giữa giới hạn bền, độ cứng bề mặt để xác định giới hạn
bền của thép có độ cứng HB = 250.

Bài 6. Xác định độ cứng bề mặt (HB) của thép C45.
Bài 7. Nhiệt luyện một mẫu thép thu được giới hạn bền xấp xỉ б
b
= 700 MPa. Xác
định độ cứng Brinen đạt được sau nhiệt luyện.
Bài 8. Nêu các phương pháp đo độ cứng của vật liệu. Phân biệt độ cứng HRC,
HB, HV.
Bài 9. Nêu nguyên lý của phương pháp đo độ cứng Rockwell. Phân biệt độ cứng
HRA, HRB và HRC.
Bài 10. Tự tìm website tra cứu vật liệu hiệu quả. Giải thích tại sao chọn website
này. Sử dụng website này để tra thành phần hóa học của các mác vật liệu: AISI
4340; 2024-T4;


2


P
P.K
b®

t
0,
5
Hình 2. Sơ đồ tải trọng
1.2. Bài tập phần ứng suất cho phép và hệ số an toàn (10 bài)
1.
= 5.10
6


b

-1F

2. Cho trục có đường kính D= 40mm, có lỗ
xuyên tâm đường kính d= 8mm .
Quay với tốc độ n= 380 vg/ph; chịu tải trọng
uốn và xoắn thay đổi với sơ đồ như hình 2. Vật
liệu trục là thép 45Cr có giới hạn bền 
b
=1000
Mpa. Bề mặt trục được mài tinh. Hệ số an toàn
cho phép [s]=1,75. Bậc của đường cong mỏi
m=6. Yêu cầu trục làm việc 10 năm, tỷ số số
ngày làm việc trong năm là 0,85; tỷ số số giờ làm
việc trong ngày là 1/3. Hãy xác định ứng suất
cho phép của trục.
3.
d
1 2

r
=


-1F

b
K
năm

0
= 5.10
6
L
.

d
1 2
,

r
=


-1F
D
d

d1
r
d2
Hình

3



b
M = 2.10
6

N.mm.
Tính số chu kz ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn tương đương trên răng bánh
răng (làm bằng thép C45) biết sơ đồ tải trọng khi làm việc của bộ truyền thay đổi
như Hình 4. Biết tốc độ quay trên trục dẫn n = 200 (v/p), tỷ số truyền u = 4. Ứng suất
cho phép của bộ truyền được xác định theo chế độ mỏi dài hạn hay ngắn hạn.






Xác định hệ số an toàn cho trục quay
1 chiều chịu đồng thời uốn và xoắn
1
= 85, d
2
= 95. Tại tiết
diện nguy hiểm giá trị của M=1,2. 10
6
Nmm;
T= 3,5. 10
6
Nmm. Vật liệu trục là thép 40XH
có 
b
=1000 Mpa; 
-1F
= 530 Mpa. Bề mặt
trục được tiện tinh. Yêu cầu trục làm việc 5
năm, tỷ số ngày làm việc trong năm là 0,80; tỷ số số giờ làm việc trong ngày là 2/3.

6.
d1
r
d2


Hình 4. Sơ đồ tải trọng của bộ truyền bánh răng
P. K
bđ
P

0,4P

0,3 t
CK
0,3 t
CK
0,4 t
CK
1-3
sec

t

P

0,5P

4



Hình 7: Sơ đồ tải trọng của bộ truyền bánh răng
i 9. K
HL
, K
FL


K
HL
, K
FL














5

1.3. Bài tập phần hệ thống dẫn động cơ khí (40 bài)
1.3.1: Cho hệ thống dẫn động xích tải dùng hộp giảm tốc bánh răng đồng trục
với sơ đồ như sau:









Cho biết:
- Lực vòng trên xích tải: F
t
= 5000N ;
- Vận tốc vòng của xích tải: v = 1,5 m/s ;
- Số răng trên đĩa xích tải: Z = 22 ;
- Bước xích tải: p = 38,1 mm ;
- Tính chất tải trọng: tải không đổi, quay 1 chiều ;
- Hệ số cản ban đầu: K
bd
= 1,4 ;
Hãy:
1. Tính công suất và số vòng quay trên trục công tác;
2. Xác định công suất cần thiết của động cơ;
3. Xác định số vòng quay của động cơ;
4. Chọn động cơ điện cho hệ thống;

5. Kiểm tra quá tải cho động cơ;
6. Tính tỉ số truyền chung của hệ thống;
7. Xác định tỉ số truyền của bộ truyền đai;
8. Phân phối tỉ số truyền cho các cặp bánh răng trong hộp giảm tốc;
9. Tính công suất trên các trục I, II và III của hộp;
10. Tính số vòng quay trên các trục I, II và III.
4
3
2
1
5
Ft
tt
- Sơ đồ hệ dẫn động
P
P.K
b®

t
P
Sơ đồ tải trọng
6


1.3.2. Cho hệ thống dẫn động băng tải dùng hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp
khai triển với sơ đồ sau:

Cho biết:
- Lực vòng trên băng tải: F
t
= 4000N ;
- Vận tốc vòng băng tải: v = 2,2 m/s ;
- Đường kính tang băng tải: D = 400 mm ;
- Tính chất tải trọng: tải không đổi, quay 1 chiều ;
- Hệ số cản ban đầu: K
bd
= 1,5 ;
Hãy:
1. Tính công suất và số vòng quay trên trục công tác;
2. Xác định công suất cần thiết của động cơ;
3. Xác định số vòng quay của động cơ;
4. Chọn động cơ điện cho hệ thống;
5. Kiểm tra quá tải cho động cơ;
6. Tính tỉ số truyền chung của hệ thống;
7. Xác định tỉ số truyền của bộ truyền xích;
8. Phân phối tỉ số truyền cho các cặp bánh răng trong hộp giảm tốc;
9. Tính công suất trên các trục I, II và III của hộp;
10. Tính số vòng quay trên các trục I, II và III.



Sơ đồ hệ thống dẫn động
1

2
3
4
Ft
5
6
P
P.K
b®

t
P
Sơ đồ tải trọng
7


1.3.3. Cho hệ thống dẫn động băng tải dùng hộp giảm tốc côn-trụ như hình vẽ:








Cho biết:
- Lực vòng trên băng tải: F
t
= 4000N ;
- Vận tốc vòng băng tải: v = 2,2 m/s ;

- Đường kính tang băng tải: D = 400 mm ;
- Tính chất tải trọng: tải không đổi, quay 1 chiều ;
- Hệ số cản ban đầu: K
bd
= 1,4 ;
Hãy:
1. Tính công suất và số vòng quay trên trục công tác;
2. Xác định công suất cần thiết của động cơ;
3. Xác định số vòng quay của động cơ;
4. Chọn động cơ điện cho hệ thống;
5. Kiểm tra quá tải cho động cơ;
6. Tính tỉ số truyền chung của hệ thống;
7. Xác định tỉ số truyền của bộ truyền xích;
8. Phân phối tỉ số truyền cho các cặp bánh răng trong hộp giảm tốc;
9. Tính công suất trên các trục I, II và III của hộp;
10. Tính số vòng quay trên các trục I, II và III.




P
P.K
b®

t
P
Sơ đồ tải trọng
8

1.3.4. Cho hệ thống dẫn động băng tải dùng hộp giảm tốc phân đôi cấp chậm
với sơ đồ sau:







Sơ đồ hệ dẫn động
Cho biết:
- Lực vòng trên băng tải: F
t
= 4000N ;
- Vận tốc vòng băng tải: v = 2,2 m/s ;
- Đường kính tang băng tải: D = 400 mm ;
- Tính chất tải trọng: tải không đổi, quay 1 chiều ;
- Hệ số cản ban đầu: K
bd
= 1,5 ;
Hãy:
11. Tính công suất và số vòng quay trên trục công tác;
12. Xác định công suất cần thiết của động cơ;
13. Xác định số vòng quay của động cơ;
14. Chọn động cơ điện cho hệ thống;
15. Kiểm tra quá tải cho động cơ;
16. Tính tỉ số truyền chung của hệ thống;
17. Xác định tỉ số truyền của bộ truyền xích;
18. Phân phối tỉ số truyền cho các cặp bánh răng trong hộp giảm tốc;

19. Tính công suất trên các trục I, II và III của hộp;
20. Tính số vòng quay trên các trục I, II và III.

P
P.K
b®

t
P
Sơ đồ tải trọng
1
2
3
4
6
5
Ft