Đáp án bài tập đề thi môn học Chi tiết máy
đề 1
* Vẽ sơ đồ và phân tích lực đúng 1điểm
* Tính giá trị các lực, mômen khi rời lực về trọng
tâm mối ghép, tính các bán kính r
i
1điểm
* Tính giá trị các tổng hợp lực tác dụng lên bu lông 1điểm
* Viết điều kiện bền, tính toán kết quả đúng 1điểm
4 điểm
Xác định đờng kính bu lông trong mối ghép có khe hở sau:
Biết:
F = 4800N
a = 250mm
b = 1,5a
L = 2a
Hệ số ma sát f = 0,13
Hệ số an toàn k = 1,5
ứng suất kéo cho phép của bu lông:
[
K
] = 100 Mpa
Bài giải
- Di chuyển lực F về trọng tâm của mối ghép đợc 1 Mômen M và 1 lực F = F
a
L
M
1
r
3
r

1
3
a) F = (500 +
1
3
250)4800 = 28.10
5
Nmm
F = F = 4800N
- Dới tác dụng của lực F, mỗi bu lông chịu 1 lực Fz
F
z
=
1
3
F =
1
3
4800 =1600 N
- Dới tác dụng của mômen M các bu lông chịu các lực tơng ứng F
M1
, F
M2,
, F
M3
S
2
S
1
L

r
3
=
2
3
2
2 2 2
b 2 375
a ( ) 250 208,3(mm)
2 3 4
+ = + =
.

2 2 2 2 2 2 2 2
i 1 2 3
r r r r 150,2 263,5 208,3 135381,2mmΣ = + + = + + =
5
M1
28.10 .150,2
F 3106,5N
135381,2
= =
;
5
M2
28.10 .263,5
F 5449,8N
135381,2
= =
;

= = =
r r
2 2 2
1
F 1600 3106,5 2.1600.3106,5.0,555= + +
;
→
1
F 4210,2N=
·
2 2 2
z M 2
2 z M2 z M2
F F F 2F .F .cos (F ,F )= + +
r r
;
·
0
z M2
2 2
cos(F ,F ) cos(90 ) sin= − θ = θ
r r
·
z M2
2
a 250
cos(F ,F ) 0,316
3r 3.263,5
= = =
r r

→
3
F 3584,4N=
.
F
max
= max{F
1
, F
2
, F
3
}= F
2
= 6145,8N
- Từ điều kiện bền kéo
1
k
1,3.4.V
d
.[ ]


; Với V =
k.F
i.f
; có 1 bề mặt tiếp xúc
i = 1
max
1

2
= 25 mm
[
d
] = 110 MPa
[
C
] = 90 MPa
Bài giải
- Di chuyển lực F về trọng tâm của mối ghép đợc 1 Mômen M và 1 lực F = F
F
L
a
b
S
2
S
1
h
b
a
L
M
1
r
3
r
2
r
F

M= (L+
1
3
a) F = (440 +
1
3
220)4500 = 231.10
4
Nmm
F = F = 4500N
- Dới tác dụng của lực F, mỗi bu lông chịu 1 lực Fz
F
z
=
1
3
F=
1
3
4500 = 1500 N
- Dới tác dụng của mômen M các bu lông chịu các lực tơng ứng F
M1
, F
M2,
, F
M3
F
Mi
=
i

2
2
2 2
b 2 330
a 220 183,3mm
2 3 4

+ = + =.

2 2 2 2 2 2 2 2
i 1 2 3
r r r r 132,2 231,9 183,3 104853,3mm = + + = + + =
4
M1
231.10 .132,2
F 2912,5N
104853,3
= =
;
4
M2
231.10 .231,9
F 5108,9N
104853,3
= =
;
4

ã
2 2 2
z M 2
2 z M2 z M2
F F F 2F .F .cos (F , F )= + +
r r
;
ã
0
z M2
2 2
2
a 250
cos(F ,F ) cos(90 ) sin 0,316
3r 3.231,9
= = = = =
r r
2 2 2
2
F 1500 5108,9 2.1500.5108,9.0,316= + +2
F 5761, 4N=
ã
2 2 2
z M3
3 z M3 z M3
F F F 2F .F .cos (F , F )= + +
r r

2
0
4F
[ ]
.d .i
=

; Với i = 1

0
c
4.F 4.5761, 4
d 9,03mm
.[ ] 3,14.90
=

;
. Lấy d
0
= 10mm
- Kiểm nghiệm điều kiện bền dập:
d d
min 0
F
[ ]
S .d
=
S
min
= min{S

L = 2b = 400 mm;
[
d
] = 120 MPa;
[
C
] = 90 MPa;
S
1
= 10 mm;
S
2
= 15 mm.
Bài giải
- Di chuyển lực F về trọng tâm của mối ghép đợc 1 Mômen M và 1 lực F = F
-
b
a
L
M
1
r
3
r
2
r
F
z
F
z

1
3
400)F =
1
3
1600F
F = F
- Dới tác dụng của lực F, mỗi bu lông chịu 1 lực Fz
F
z
=
1
3
F
- Dới tác dụng của mômen M các bu lông chịu các lực tơng ứng F
M1
, F
M2,
, F
M3
F
Mi
=
i
2
i
M.r
r
- Xác định các bán kính:
2 2 2 2
.

2 2 2 2 2 2 2 2
i 1 2 3
r r r r 149,1 188,6 274,9 133370,1mm = + + = + + =
F
L
a
b
S
2
S
1
1
d
M1
1600F.149,1
F 0,596F
3.133370,1
= =
;

M2
1600F.188,6
F 0,754F
3.133370,1
= =
;

1
F
F
F 0,596F 2. .0,596F.0,894
3
3
= + +
;
→
1
F 0,906F=
·
2 2 2
z M 2
2 z M2 z M2
F F F 2F .F .cos (F , F )= + +
r r
;
·
0
z M 2
2 2
2
a 400
cos(F ,F ) cos(90 ) sin 0,707
3r 3.188,6
= − θ = θ = = =
r r
( )
( )

( )
( )
2
2
2
3
F
F
F 1,096F 2. .1,096F.0, 242
3
3
= + −
→
3
F 1,220F=
F
max
= max{F
1
, F
2
, F
3
}= F
3
= 1,220F
- Tõ ®iÒu kiÖn bÒn c¾t:
max
c
2 2

= min{S
1
, S
2
}; S
min
= min{10, 15}= 10mm
min 0 d
S .d [ ]
10.10.120
F 9836N
1,220 1,220
σ
≤ = ;
(2)
Tõ (1) vµ (2) → [F] = 5794N
đề 4
* Vẽ sơ đồ và phân tích lực đúng
* Tính giá trị các lực, mômen khi rời lực về trọng
tâm mối ghép, tính các bán kính r
i
1điểm
* Tính giá trị các tổng hợp lực tác dụng lên bu lông 1điểm
* Viết điều kiện bền, tính toán kết quả đúng 1điểm
3 điểm
Tính đờng kính đinh tán cho mối ghép sau:
Biết: M = 2500000 Nmm
a = 400 mm
b = 500 mm
[

0
d
2
r
s
1
s
2
b
F
Mi
=
i
2
i
M.r
r
- Xác định các bán kính:
2 2 2 2
1
1 1
r a b 400 500 213, 4mm
3 3
= + = + =
;
2 2
2 2
2
2 a 2 400
r b 500 359mm

S
2
S
1
1
d
a
M
b
M1
2500000.213, 4
F 1951,8N
273330,8
= =
;
M2
2500000.359
F 3283,6N
273330,8
= =
;

M3
2500000.314,5
F 2876,6N
273330,8
= =
.
F
max

= 7mm
- Kiểm nghiệm điều kiện bền dập:
d d
min 0
F
[ ]
S .d
=
S
min
= min{S
1
, S
2
}; S
min
= min{20, 22}= 20mm
d d
3283,6
23,5MPa [ ] 110MPa
20.7
= = =

bu lông có d
o
=7mm đủ điều kiện bền dập.
đề 5
* Vẽ sơ đồ và phân tích lực đúng 1điểm
* Tính giá trị các lực, mômen khi rời lực về trọng
tâm mối ghép, tính các bán kính r

S
2
= 15 mm
Bài giải
- Di chuyển lực F về trọng tâm của mối ghép đợc 1 Mômen M và 1 lực F = F
s
1
s
2
a
d
0
F
1
r
3
r
2
r
b
M
z
F
M2
F
2
F
z
F
z

=
1
3
F=
1
3
6000 = 2000 N
- Dới tác dụng của mômen M các bu lông chịu các lực tơng ứng F
M1
, F
M2,
, F
M3
F
Mi
=
i
2
i
M.r
r
- Xác định các bán kính r
i
:
2 2 2 2
1
1 1
r a b 800 200 274,9mm
3 3
= + = + =

i 1 2 3
r r r r 274,9 298,1 537,5 439721,1mm = + + = + + =
5
M1
128.10 .274,9
F 8002,2N
439721,1
= =
;
5
M2
128.10 .298,1
F 8677,5N
439721,1
= =
;
5
M3
128.10 .537,5
F 15646,3N
439721,1
= =
.
- TÝnh hîp lùc t¸c dông lªn c¸c bu l«ng:
·
2 2 2
z M1
1 z M1 z M1
F F F 2F .F .cos (F , F )= + +
r r

cos(F ,F ) cos(90 ) sin 0,894
3r 3.298,1
= + θ = − θ = − = − =
r r
2 2 2
2
F 2000 8677,5 2.2000.8677,5.0,894= + −

→ F
2
= 6947,5N
·
2 2 2
z M3
3 z M3 z M3
F F F 2F .F .cos (F , F )= + +
r r
;
·
z M3
3
3
2a 2.800
cos(F ,F ) cos 0,992
3.r 3.537,5
= θ = = =
r r
2 2 2
3
F 2000 15646,3 2.2000.15646,3.0,992= + +

≥ =
π τ
;
15,8. LÊy d
0
= 16mm
- KiÓm nghiÖm ®iÒu kiÖn bÒn dËp:
d d
min 0
F
[ ]
S .d
σ = ≤ σ
S
min
= min{S
1
, h – S
1
}; S
min
= min{10, 15}= 10mm
d d
17632,1
110,2MPa [ ] 120MPa
10.16
σ = = < σ =

→ §inh t¸n d
o

b
a
L
M
1
r
3
r
2
r
F'
z
F
z
F
z
F
M2
F
2
F
M3
F
3
F

3
F
M1
F

4500 = 1500 N
- Dới tác dụng của mômen M các bu lông chịu các lực tơng ứng F
M1
, F
M2,
, F
M3
F
Mi
=
i
2
i
M.r
r
S
2
S
1
L
a
F
b
h
- X¸c ®Þnh c¸c b¸n kÝnh r
i
:
2 2 2 2
1
1 1

.

2 2 2 2
i 1 2 3
r r r rΣ = + +
= 149,1
2
+ 274,9
2
+ 188,6
2
= 133370,8mm
2
5
M1
42.10 .149,1
F 4695,3N
133370,8
= =
;
5
M2
42.10 .274,9
F 8656,9N
133370,8
= =
;
5
M3
42.10 .188,6

z M 2
2 z M2 z M2
F F F 2F .F .cos (F , F )= + +
r r
;
·
0
z M2
2 2
2
a 200
cos(F ,F ) cos(90 ) sin 0,243
3r 3.274,9
= + θ = − θ = − = − = −
r r
2 2 2
2
F 1500 8656,9 2.1500.8656,9.0,243= + −

→ F
2
= 8419,1N
·
2 2 2
z M3
3 z M3 z M3
F F F 2F .F .cos (F , F )= + +
r r
;
·

[ ]
.d .i
τ = ≤ τ
π
; Víi i = 1

0
c
4.F 4.8419,1
d 11,57mm
.[ ] 3,14.80
=

;
. Lấy d
0
= 12mm
- Kiểm nghiệm điều kiện bền dập:
d d
min 0
F
[ ]
S .d
=
S
min
= min{S
1
, h S
1

k
= 110MPa
Bài giải
- Di chuyển lực F về trọng tâm của mối ghép đợc 1 Mômen M và 1 lực F = F
b b
a
L
F
S
2
S
1
M
F
a
L
F'
z
F
z
F
z
F
z
F
M1
F
M4
F
M3

4
10000 = 2500 N
- Dới tác dụng của mômen M các bu lông chịu các lực tơng ứng F
M1
, F
M2,
, F
M3
, F
M4
F
Mi
=
i
2
i
M.r
r
- Xác định các bán kính r
i
:
r
1
=r
3
=0,5a = 125mm; r
2
=r
4
= b = 150mm.

3

F
2
=
2 2 2 2
M2 z
F F 8360,7 2500 8726,5N+ = + =
F
3
= F
M3
+ F
z
= 6967,2 + 2500 = 9467,2N
F
max
= max{ F
2
, F
3
}= F
3
= 9467,2 N
- Từ điều kiện bền kéo
1
k
1,3.4.V
d
.[ ]

d = 12 mm
a = 320 mm
L = 1,5a=480
b = 0,5a
S
1
= S
2
= 10 mm
[
d
] = 105 MPa
[
C
] = 85 MPa
Bài giải
- Di chuyển lực F về trọng tâm của mối ghép đợc 1 Mômen M và 1 lực F = F
M
F
a
L
F'
z
F
z
F
z
F
z
F

a
L
F
S
2
S
1
1
d
- Dới tác dụng của lực F, mỗi bu lông chịu 1 lực Fz
F
z
=
1
4
F
- Dới tác dụng của mômen M các bu lông chịu các lực tơng ứng F
M1
, F
M2,
, F
M3
, F
M4
F
Mi
=
i
2
i

max
= F
3
= F
F
3
= F
M3
+ F
z
= F +
1
4
F =
5F
4
=1,25F
F
max
= 1,25F
- Từ điều kiện bền cắt:
max
c
2 2
0 0
4F
4.1,25F
[ ]
.d .i .d
= =

tâm mối ghép, tính các bán kính r
i
1điểm
* Tính giá trị các tổng hợp lực tác dụng lên bu lông 1điểm
* Viết điều kiện bền, tính toán kết quả đúng 1điểm
3 điểm
Hãy kiểm nghiệm bền cho mối ghép bu lông sau, biết:
F = 10000 N
d
0
= 14 mm
a = 300 mm
b b
a
L
F
S
2
S
1
d
0
S
2
S
1
d
0
h