Olympic Ứng dung tin học trong Chi tiết máy

CÁC QUY ĐINH THI

ĐỀ THI CÁC NĂM

Đề thi Olympic UDTH trong Chi tiết máy năm 2014

Đề thi Olympic UDTH trong Chi tiết máy năm 2013

Đề thi Olympic UDTH trong Chi tiết máy năm 2012

Đề thi Olympic UDTH trong Chi tiết máy năm 2011

Hội Cơ học Việt Nam Đề thi OLYMPIC CƠ HỌC TOÀN QUỐC

Môn thi: ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG CHI TIẾT MÁY

Ngày thi: 22 tháng 04 năm 2011

Thời gian: 240 phút.

Thiết kế hệ thống dẫn động cho dây cáp treo (hình 1) với các yêu cầu kỹ thuật sau:

- Động cơ 1 có công suất P_đc = 5,5 kW, số vòng quay n_đc = 720 vg/ph.

. Động cơ

2. Bộ truyền đai thang các trục nằm mặt ngang

3. Hộp giảm tốc các trục nằm trong mặt đứng

4. Bộ truyền bánh răng côn thẳng

5. Dây cáp treo

Hình 1

Phần 1 Phần tính toán chi tiết máy (20đ)

1.1 Chọn tỉ số truyền bộ truyền đai và lập bảng các thông số kỹ thuật

1.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng với các trục nằm trong mặt phẳng đứng

Cho trước: góc nghiêng răng b = 20⁰. Yêu cầu: Tính theo tiêu chuẩn ISO 6336:1996, chọn vật liệu (theo tiêu chuẩn ISO: thép 36Mn5 thường hoá với giới hạn mỏi tiếp xúc s_Hlim »540MPa, hệ số an toàn S_H=1,2, S_F=1,3), xác định thời gian làm việc L_h, khoảng cách trục, môđun m, số răng, đường kính vòng chia, chiều rộng vành răng, dịch chỉnh răng, vận tốc vòng của bánh răng, lực hướng tâm, lực tiếp tuyến, dọc trục... Mô hình 3D cặp bánh răng.

Lưu ý: Các hệ số K_A = 1; K_Hv = 1; K_Hβ = 1,2; K_Hα = 1 khi nhập trong Autodesk Inventor.

1.3 Thiết kế bộ truyền đai thang với các trục nằm trong mặt phẳng ngang

Chọn trước: đường kính bánh đai d₁ =160mm, khoảng cách trục a =d₂.

Yêu cầu bằng Autodesk Inventor: Chọn ký hiệu đai theo tiêu chuẩn DIN 2215, nhập các thông số d₁, d₂, L. Xác định số dây đai z và các thông số bộ truyền: vận tốc, lực căng đai ban đầu, lực vòng có ích, lực căng trên nhánh đai dẫn và bị dẫn, lực tác dụng lên trục, góc ôm đai, chiều rộng bánh đai, khoảng cách trục.... Mô hình 3D bộ truyền đai.

Lưu ý: Chọn các hệ số P_RB = 2.5 kW, k₁ = 1.2.

1.4 Chọn các thông số bộ truyền bánh răng côn và tính toán kiểm nghiệm

Tính bằng Autodesk Inventor. Cho trước b = 30mm, vật liệu theo tiêu chuẩn ISO: thép 36Mn5 thường hoá (với giới hạn mỏi tiếp xúc s_Hlim » 540MPa, uốn s_Flim » 320MPa), hệ số K_A = 1. Chọn chỉ tiêu tính và xác định môđun m_e, z₁, z₂ theo ISO 6336:1996. Xác định các thông số hình học, lực hướng tâm, lực tiếp tuyến, lực dọc trục. Mô hình 3D cặp bánh răng côn.

1.5 Thiết kế trục II, III và chọn then

+ Tính bằng tay: Xác định đường kính sơ bộ, phác thảo sơ bộ kết cấu trục với [t] = 25MPa.

+ Tính bằng Autodesk Inventor: Định kích thước các đoạn trục, chọn vật liệu thép với S_y=300MPa, nhập giá trị các lực tác dụng lên trục, các biểu đồ mômen uốn, ứng suất…. Mô hình 3D các đoạn trục. Đưa các kết quả vào thuyết minh.

+ Chọn then theo phần mềm.

1.6 Chọn ổ lăn

+ Chọn ổ lăn cho các trục II, III trong Autodesk Inventor theo tiêu chuẩn.

Phần 2 Phần mô hình hoá chi tiết máy và cụm chi tiết máy (5đ)

Hoàn thiện mô hình kết cấu các chi tiết và lắp cụm chi tiết lắp trên trục II, III, bao gồm bánh đai, 2 bánh răng trụ, 2 trục hộp giảm tốc II, III và bánh răng côn dẫn, các ổ lăn

Phần 3 Phần phân tích chi tiết máy và lựa chọn sơ đồ động (15đ)

3.1 Vẽ các phương án sơ đồ động cho hệ thống truyền động trên Autodesk Inventor: từ động cơ có trục nằm ngang với n_dc = 720 vg/ph, đến bộ phận công tác là trục thẳng đứng cho dây cáp treo n_ct = 40 vg/ph như hình 2.

Hình 2

3.2 Giả sử ta có sẵn hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng 1 cấp với thống số kỹ thuật: công suất P = 5 kW và u = 4, góc nghiêng b = 20⁰ với vật liệu và các hệ số cho như mục I.2. Yêu cầu:

a) Sử dụng phần mềm lập bảng giá trị các thông số hình học phụ thuộc vào số vòng quay n trục cấp nhanh thay đổi trong khoảng từ 50 vg/ph đến 720 vg/ph với bước 30 vg/ph.

Vòng quay

n, vg/ph

Khoảng cách trục a_w, mm

Mô đun m_n, mm

Số răng

z₁

Số răng

z₂

Chiều rộng bánh dẫn b₁

Chiều rộng bánh bị dẫnb₂, mm

…

b) Theo kết quả câu a) bạn chọn sơ đồ động sử dụng hộp giảm tốc này trong trường hợp khoảng cách trục đo được là a_w = 200 mm và so sánh 2 công thức gần đúng chọn môđun m: m » (0,01…0,02)a_w và theo ISO: m_n » 2a_wcosb/(43+14u).

c) Quy tắc tạo các dãy số tiêu chuẩn trong chi tiết máy? Cho 2 ví dụ.

Lưu ý:

- Bài làm trình bày dạng file word bao gồm tất cả nội dung yêu cầu trên và lưu thành file có tên UDTHCTM Sobaodanh, ví dụ UDTHCTM012.doc và lưu dưới dạng .doc và .pdf file. Các file kết quả tính lưu dưới dạng PDF file.

- Lưu tất cả file kết quả tính và thuyết minh vào 1 thư mục

- Lưu các file mô hình chi tiết, mô hình lắp, bản vẽ vào cùng 1 thư mục.