Đề thi Cuối học kỳ 1 môn Nguyên lý chi tiết máy - Năm học 2017-2018

Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang 1/6 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT 
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY 
BỘ MÔN: CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY 
------------------------- 
ĐỀ THI CUỐI KỲ HỌC KỲ I NĂM HỌC 2017-2018 
Môn: Nguyên lý – Chi tiết máy 
Mã môn học: TMMP230220 
Đề số/Mã đề: HK1-2017-2018 
Thời gian: 90 phút. 
Được phép sử dụng 04 tờ A4 viết tay, không photocopy . 
Câu 1 (2,5 điểm) 
Bộ truyền đai dẹt có đường kính các bánh đai d1= 180mm, d2= 540mm. Đai có bề rộng b= 
50mm, chiều dày = 6mm. Hệ số ma sát giữa đai và các bánh đai là f= 0,35; ứng suất căng ban 
đầu của đai 0= 1,8MPa. 
 a/ Để đảm bảo điều kiện góc ôm nhỏ nhất trên bánh dẫn 1= 1500 thì khoảng cách trục a bằng 
bao nhiêu? (1đ) 
 b/ Cho biết tốc độ trục dẫn n1= 1000v/ph và góc ôm 1 ở câu (a) thì công suất P1 lớn nhất có 
thể truyền được là bao nhiêu? (1,5đ) 
 Câu 2: (2,5 điểm) 
Cho hệ bánh răng như hình 1, Các bánh răng tiêu chuẩn , có cùng mô đun. 
Biết 𝑍𝑏 = 2𝑍𝑎, 𝑍1 = 20, 𝑍2 = 40, 𝑍2
, = 35, 𝑍3 = 70 răng. Bánh răng 𝑍𝑎 có 𝑛𝑎 =
120 (
𝑣ò𝑛𝑔
𝑝ℎú𝑡
), cần C có 𝑛𝑐 = 70 (
𝑣ò𝑛𝑔
𝑝ℎú𝑡
), chiều quay của 𝑍𝑎và cần C cùng chiều nhau. Tính tốc độ 𝑛3 
và chiều quay của bánh răng 𝑍3. 
 Hình 1 Hình 2 
Câu 3: (2 điểm) 
 Cho thiết bị ép (vít quay và đai ốc tịnh tiến) với bộ truyền bánh răng côn (1-2) và truyền động 
vít đai ốc (3-4), có chiều quay như Hình 2. Bộ truyền vít đai ốc được chế tạo từ thép tôi – đồng 
thau có áp suất cho phép [p] = 12Mpa; hệ số chiều cao đai ốc 𝜑𝐻= 2 và hệ số chiều cao ren 𝜑ℎ =
0,5. Lực ép dọc trục Fa = 30000N. 
 a/ Phân tích phương chiều các lực ăn khớp tác dụng lên bộ truyền bánh răng côn? (1đ) 
 b/ Dựa vào điều kiện bền mòn, xác định đường kính d2 của vít ? (1đ) 
Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang 2/6 
Câu 4: (3 điểm) 
 Cho trục trung gian như Hình 3 có hai bánh răng trụ răng thẳng. Bánh răng 1 có đường kính 
𝑑1 = 400𝑚𝑚 và bánh răng 2 có đường kính 𝑑2 = 160𝑚𝑚. Bánh răng 1 có các lực ăn khớp: lực 
vòng 𝐹𝑡1 = 1000𝑁 và lực hướng tâm 𝐹𝑟1 = 364𝑁 và bánh răng 2 có các lực tác dụng lên trục lực 
vòng 𝐹𝑡2 = 2500𝑁 và lực hướng tâm 𝐹𝑟2 = 910𝑁. Các kích thước 𝐿1 = 150𝑚𝑚, 𝐿2 =
250𝑚𝑚, 𝐿3 = 150𝑚𝑚. Vật liệu chế tạo trục có ứng suất uốn cho phép [𝜎] = 50𝑀𝑃𝑎. Hãy: 
a/ Xác định phản lực tại các gối đỡ B và C. (1đ) 
b/ Vẽ biểu đồ mômen uốn 𝑀𝑥, 𝑀𝑦, mômen xoắn T và ghi giá trị các mômen tại các tiết diện 
nguy hiểm. (1,5đ) 
 c/ Xác định đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm C. (0,5đ) 
Hình 3 
Ghi chú: Cán bộ coi thi không được giải thích đề thi. 
Chuẩn đầu ra của học phần (về kiến thức) Nội dung 
kiểm tra 
[G1.2]: Có kiến thức trong tính toán thiết kế chi tiết máy và máy 
[G2.3]: Thành thạo trong giải quyết các bài toán về phân tích lực tác dụng lên chi 
tiết máy, cơ cấu máy 
Câu 1 
Câu 2 
[G 2.2]: Nắm vững cơ sở tính toán thiết kế các chi tiết máy: các thông số cơ bản, 
các đặc điểm trong truyền động, tỉ số truyền, vận tốc, hiệu suất 
Câu 2 
Câu 3 
 [G4.1]: Hiểu được các chỉ tiêu tính toán đối với từng chi tiết máy chung, từ đó 
nắm vững được trình tự tính toán thiết kế các hệ truyền động cơ khí và các liên 
kết trong máy. 
Câu 3 
Câu 4 
GVC.TS. Văn Hữu Thịnh 
 TP.HCM, ngày 5 tháng 1 năm 2018 
 Thông qua bộ môn 
Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang 3/6 
ĐÁP ÁN ĐỀ THI MÔN NGUYÊN LÝ CHI TIẾT MÁY(TMMP230220) 
Ngày thi: 9-1-2018 
1.a Để đảm bảo điều kiện góc ôm nhỏ nhất trên bánh dẫn 1= 1500 thì khoảng 
cách trục a bằng: 
Ta có: 
𝛼1 180
0 − 570
𝑑2 − 𝑑1
𝑎
𝑎 570
𝑑2 − 𝑑1
1800 − 1500
= 570
540 − 180
300
= 𝟔𝟖𝟒𝑚𝑚 
Ta chọn khoảng cách trục a= 684mm 
0,75 
0,25 
1.b Biết tốc độ trục dẫn n1= 1000v/ph và góc ôm 1 ở câu (a) thì công suất P1 lớn 
nhất có thể truyền được là: 
Ta có: 
2𝐹𝑜(𝑒
𝑓1𝛼1 − 1) ≥ 𝐹𝑡(𝑒
𝑓1𝛼1 + 1) 
𝐹𝑡 =
2𝐹𝑜(𝑒
𝑓1𝛼1 − 1)
(𝑒𝑓1𝛼1 + 1)
=
2 ∗ 540 ∗ (𝑒0,35∗2,62 − 1)
(𝑒0,35∗2,62 + 1)
= 𝟒𝟔𝟐, 𝟗𝑁 
Trong đó: 
 + Diện tích dây đai: 𝐴 = 𝑏 ∗  = 50 ∗ 6 = 𝟑𝟎𝟎𝑚𝑚2 
 + Lực căng ban đầu: 𝐹0 = 0 ∗ 𝐴 = 1,8 ∗ 300 = 𝟓𝟒𝟎𝑁 
 + Hệ số ma sát: 𝑓1 = 0,35 
 + Góc ôm (câu a): 𝛼1 = 150
0 = 2,62𝑟𝑎𝑑 
Vận tốc bánh đai dẫn: 
𝑣1 =
 𝑑1𝑛1
60. 103
=
3.14 ∗ 180 ∗ 1000
60. 103
= 𝟗, 𝟒𝟐 (
𝑚
𝑠
) 
Công suất trên bánh dẫn: 
𝑃1 =
𝐹𝑡𝑣1
1000
=
462,9 ∗ 9,42
1000
= 𝟒, 𝟑𝟔𝑘𝑊 
0,5 
0,25 
0,25 
0,5 
2. HBR= HBR thường + HBR vi sai 
 + HBR thường: 
 𝑢𝑎𝑏 =
𝑛𝑎
𝑛𝑏
= (−1)𝑘
𝑍𝑏
𝑍𝑎
= (−1)1 ∗ 2 = −2 
 =>𝑛𝑏 = −
𝑛𝑎
2
= −
120
2
= −𝟔𝟎(
𝑣𝑜𝑛𝑔
𝑝ℎ𝑢𝑡
) 
 HBR vi sai: 
𝑢13/𝑐 =
1 − 𝑐
3 − 𝑐
=
𝑛1 − 𝑛𝑐
𝑛3 − 𝑛𝑐
= (−1)𝑘
𝑧2
𝑧1
𝑧3
𝑧2′
= (−1)2
40 ∗ 70
20 ∗ 35
= 4 
(𝑛1 − 𝑛𝑐) = 4(𝑛3 − 𝑛𝑐) 
=>𝑛3 =
𝑛1+3𝑛𝑐
4
=
(𝑛𝑏)+3𝑛𝑐
4
=
(−60+3∗70)
4
= 𝟑𝟕, 𝟓(
𝑣𝑜𝑛𝑔
𝑝ℎ𝑢𝑡
) 
vậy, 𝑛3 = 𝟑𝟕, 𝟓(
𝑣𝑜𝑛𝑔
𝑝ℎ𝑢𝑡
), 𝑛3 cùng chiều quay với 𝑍𝑎 
1 
1,25 
0,25 
Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang 4/6 
3.a Phân tích phương chiều các lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng côn: 
0,5 
0,5 
3.b Dựa vào điều kiện bền mòn, xác định đường kính d2 của trục vít: 
𝑑2 ≥ √
𝐹𝑎
𝜑𝐻𝜑ℎ [𝑝]
Trong đó: 
 + Lực ép dọc trục: Fa = 30000N 
 + Hệ số chiều cao đai ốc: 𝜑𝐻= 2 
 + Hệ số chiều cao ren: 𝜑ℎ = 0,5. 
 + Áp suất cho phép: [p] = 12MPa, 
 𝑑2 ≥ √
30000
3.14∗0,5∗2∗12
= 𝟐𝟖, 𝟐 𝑚𝑚 
0,5 
0,5 
4 Tóm tắt: 
𝑑1 = 400𝑚𝑚; 𝐹𝑡1 = 1000𝑁; 𝐹𝑟1 = 364𝑁; 
𝑑2 = 160𝑚𝑚; 𝐹𝑡2 = 2500𝑁; 𝐹𝑟2 = 910𝑁 
𝐿1 = 150𝑚𝑚; 𝐿2 = 250𝑚𝑚; 𝐿3 = 150𝑚𝑚 
[𝜎] = 50𝑀𝑃𝑎; T= 𝐹𝑡1
𝑑1
2
= 𝐹𝑡2
𝑑2
2
= 200000 𝑁𝑚𝑚 
4.a Phản lực tại gối B và C: 
+ PT cân bằng mômen tại B theo phương Y 
∑𝑚𝐵 (�⃗� 𝑦) = −𝐹𝑟1 ∗ 𝐿1 + 𝑅𝐶𝑌𝐿2 − 𝐹𝑟2 ∗ (𝐿2 + 𝐿3) = 0 
 𝑅𝐶𝑌 =
 𝐹𝑟1∗𝐿1+𝐹𝑟2∗(𝐿2+𝐿3)
𝐿2
=
364∗150+910∗(250+150)
250
= 𝟏𝟔𝟕𝟒, 𝟑𝑁 
 +PT cân bằng lực: 
∑𝑅 = −𝑅𝐵𝑌 + 𝐹𝑟1 + 𝑅𝐶𝑌 − 𝐹𝑟2 = 0 
 𝑅𝐵𝑌 = 𝑅𝐶𝑌 + 𝐹𝑟1 − 𝐹𝑟2 = 1674,3 + 364 − 910 = 𝟏𝟏𝟐𝟖, 𝟑𝑁 
+ PT cân bằng mômen tại B theo phương X 
 ∑𝑚𝐵 (�⃗� 𝑥) = −𝐹𝑡1 ∗ 𝐿1 − 𝑅𝐶𝑋 ∗ 𝐿2 + 𝐹𝑡2 ∗ (𝐿2 + 𝐿3) = 0 
 𝑅𝐶𝑋 =
−𝐹𝑡1∗𝐿1+𝐹𝑡2∗(𝐿2+𝐿3)
𝐿2
=
−1000∗150+2500∗(250+150)
250
= 𝟑𝟒𝟎𝟎𝑁 
 +PT cân bằng lực: 
∑𝑅 = 𝐹𝑡1 − 𝑅𝐵𝑋 − 𝑅𝐶𝑋 + 𝐹𝑡2 = 0 
 𝑅𝐵𝑋 = −𝑅𝐶𝑋 + 𝐹𝑡1 + 𝐹𝑡2 = −3400 + 1000 + 2500 = 𝟏𝟎𝟎𝑁 
0,25 
0,25 
0,25 
0,25 
Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang 5/6 
4.b Vẽ biểu đồ mômen 
0,25 
0,75 
0,25 
0,25 
Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang 6/6 
4.c Đường kính tại tiết diện nguy hiểm C: 
Moment tương đương tại vị trí C: 
𝑀𝑡đ𝐶 = √𝑀𝑢𝑥𝐶
2 + 𝑀𝑢𝑦𝐶
2 + 0,75𝑇2
= √1364892 + 3750002 + 0,75 ∗ 2000002
= 𝟒𝟑𝟓𝟎𝟑𝟒 𝑁𝑚𝑚 
Đường kính trục tại tiết diện C: 
𝑑𝐶 ≥ √
𝑀𝑡đ
0,1 ∗ [𝜎𝐹]
=
3
𝟒𝟒, 𝟑𝟏𝑚𝑚 
Vì tại C lắp ổ lăn nên chọn dc= 45 mm 
0,25 
0,25 
 Tổng cộng: 10 
 Trưởng Bộ Môn TKM 
 GVC.TS. Văn Hữu Thịnh