Tentamen MF1039 DoP Komponenter

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Tentamen MF1039 DoP Komponenter"

Torbjörn Nilsson
för 8 år sedan
Visningar:

1 Tentamen MF1039 DoP Komponenter 2012 torsdag 15 mars Tillåtna hjälpmedel är: Skrivmaterial, Miniräknare, Maskinelement Handbok, SKF-katalog NAMN: Personnummer: Tentamen består av: 25 p A-del 1-6 där endast svar behöver redovisas. Besvaras i detta häfte. 30 p B-del P1-P4 där fullständiga lösningar ska redovisas. Inlämning sker på separat utdelat papper. Varje problem påbörjas på nytt blad. Skriv namn på alla blad och använd inte rödpenna. Betygsgränser Fx E D C B A Institutionens anteckningar. A-del P1 P2 P3 P4 BETYG

30 p B-del P1-P4 där fullständiga lösningar ska redovisas. Inlämning sker på separat utdelat papper. Varje problem påbörjas på nytt blad.

2 Maskinkonstruktion Sida 2 (12) A-del 1. Maskinelement (4p) Gör en skiss på en hypoidväxel. Se sidan 351 i KO Olssons bok.

3 Maskinkonstruktion Sida 3 (12) 2. Kuggväxlar (4p) a) Definiera ingreppslinje. Se avsnitt i KO Olssons bok. b) Vad är det för villkoret för samarbete mellan kugghjul? Samma modul m. c) Vad visar ingreppstalet? Inom vilka gränser brukar det variera? Se avsnitt i KO Olssons bok. d) Vilken är de två största fördelar och två största nackdelar med snedkuggväxlar? Tystare gång än rakkugg (större ingreppstal och mjukare ingrepp) Överför större vridmoment i förhållande till storleken än rakkugg Men Lägre verkningsgrad Ger upphov till axiellkraft

Inom vilka gränser brukar det variera? Se avsnitt 17.1.7 i KO Olssons bok.

4 Maskinkonstruktion Sida 4 (12) 3. Maskinelement (3p) A B C D E F Vilka av ovanstående maskinelement är kraftbetingade? BCE

5 Maskinkonstruktion Sida 5 (12) 4. Maskinelement (4p) a) Vad pekar A på? Vilken funktion har den här delen (motivera svaret)? A Hållare = skiljer rullkropparna åt. B b) Vilken typ av rullningslager pekar B på? ett koniskt rullager c) I blandsmörjningsområdet blir friktionstalet större eller lägre om man byter olja med högre viskositet till olja med lägre viskositet? Motivera svaret. Högre viskositet ger lägre friktion pga att det är lättare att separera kontaktytorna. Det framgår också av Stribeckkurvan.

ett koniskt rullager c) I blandsmörjningsområdet blir friktionstalet större eller lägre om man byter olja med högre viskositet

6 Maskinkonstruktion Sida 6 (12) 5. Maskinelement (4p) a) Ange 2 orsaker för friktion i glidande kontakter (t.ex. i glidlager) plogning och adhesion b) Ange 2 orsaker för friktion i rullande kontakter (t ex i rullningslager) mikroglidning och elastisk hysteres c) Förklara orsaken för oljud och vibrationer hos kedjeväxlar se avsnitt 22.1 i KO Olssons bok d) Rita fjäderkarakteristik för degressiva och progressiva fjädrar se avsnitt i KO Olssons bok

mikroglidning och elastisk hysteres c) Förklara orsaken för oljud och vibrationer hos kedjeväxlar se avsnitt 22.

7 Maskinkonstruktion Sida 7 (12) 6. Kopplingar (6p) En våt friktionskoppling är utförd enligt figuren. Beräkna det momentet kopplingen kan överföra då det maximalt tillåtna trycket i friktionskontakten inte får överstiga p max =p 0 = 0,1 MPa. Friktionsytorna är ringformade och friktionskoefficienten µ = 0,1. Ansätt: p=p 0 /(r/r i ) Indata: R y = 100 mm R i = 50 mm = 6" + 2, = "#" = 2 / Friktionsinterface Axel 1 Axel 2 Moment in Moment ut

överstiga p max =p 0 = 0,1 MPa. Friktionsytorna är ringformade och friktionskoefficienten µ = 0,1.

8 Maskinkonstruktion Sida 8 (12) B-del P1 Rullningslager (6p) Ett hjul skall lagras med två spårkullager SKF 6317, se figuren. Hjulet ska ta upp en radialkraft på N, och en axiell kraft på N. Varvtalet är 100 rpm. Konstruktionen är utformad så att det vänstra lagret tar upp hela axiella lasten. Beräkna den sammanlagda nominella livslängden L 10 för lagren (i timmar)? SKF 6317: d = 85 mm D = 180 mm C = N Co = N Lager V: Lv = (C/P)^3 =343 mvarv Lager H: Lh = (C/(0.56* *12500))^3 = 116 mvarv Den sammanlagda nominella livslängden (för k =1): LvLh/(Lv+Lh) = 87 mvarv

Konstruktionen är utformad så att det vänstra lagret tar upp hela axiella lasten.

9 Maskinkonstruktion Sida 9 (12) P2. Axel-nav förband (6p) Ett pressförband skall överföra 4 knm med 2-faldig säkerhet, friktionskoefficienten mellan axel och nav kan sättas till 0,2. Navets ytterdiameter är Dy=160 mm och innerdiameter Di=80mm. Navets bredd b=50 mm. Axel och nav i stål E=210 GPa. Homogen stålaxel, axeldiameter d y. Hur stor skall greppet vara för att momentet skall kunna överföras? Enligt ekv. M=(dy/2) (dy-di)πµ(eb/2)(1-(dy/dy)^2) i maskinelement handbok greppet (dy-di) = 81 mikrometer

kan sättas till 0,2. Navets ytterdiameter är Dy=160 mm och innerdiameter Di=80mm. Navets bredd b=50 mm.

10 Maskinkonstruktion Sida 10 (12) P3 Fjädrar (6p) Bestäm den energi (Nm = J) som åtgår för att pressa ihop fjäderkonstruktionen i bilden nedan 30 mm Indata: k 1 = 50 N/mm k 2 = 100 N/mm 30 mm k 1 k 2 = ""/, = "" " / = "# = " Svar: 15 J =

fjäderkonstruktionen i bilden nedan 30 mm Indata: k 1 = 50

11 Maskinkonstruktion Sida 11 (12) P4. Skruvförband (6p) Ett skruvförband med en skruv M och tillhörande mutter M16-8 håller ihop två plåtar. Plåtarna är 15 mm tjocka. Skruven är förspänd till 75% av nominell sträckgräns. Vad uppkommer först vid dragbelastning: glapp eller plastisk deformation av skruven? Sträckgränsen för en 8.8 skruv är 640 MPa. Klämkraften ges av sambandet: Fyttre Fk = F0 ks 1+ k och skruvpåkänning ges av k F s Fyttre = F0 + kk 1+ k s F 0 = förspänningskraften. Kvoten av styvheterna k s /k k har beräknats till 0,5. F glapp F plast ( ) kn, yttre = = 1, yttre = = 75.6 kn 0.5

Vad uppkommer först vid dragbelastning: glapp eller plastisk deformation av skruven? Sträckgränsen för en 8.8 skruv är 640 MPa.

12 Maskinkonstruktion Sida 12 (12) P5. Planetväxlar (6p) I figur visas en planetväxel med aktuella kuggtal angivna. Växeln har två växellägen med axel 2 som utgående axel. Beräkna utgående hastigheter och moment för a) växel 1: axel 1 är drivande, axel C är låst. b) Växel 2: axel 1 är låst och axel C är drivande. Effekt är 40 kw; ingående hastighet är 2000 rpm. - enligt Looman schema A Nr 2 n ut =u*n in =4200 rpm; u = z 2 z 3 /z 1 z 4 =2,1 ; P = konstant (inga förluster); M ut = P / ω ut = 91 Nm - enligt Looman schema A Nr 4 n ut =(1-u)*n in = rpm; u = z 2 z 3 /z 1 z 4 =2,1 ; P = konstant (inga förluster); M ut = P / ω ut

b) Växel 2: axel 1 är låst och axel C är drivande. Effekt är 40 kw; ingående hastighet är 2000 rpm.

Relevanta dokument

Rättningstiden är i normalfall tre veckor, annars är det detta datum som gäller:

Rättningstiden är i normalfall tre veckor, annars är det detta datum som gäller: Mekaniska konstruktioner Provmoment: Tentamen Ladokkod: TM011A Tentamen ges för: Bt3, Af-ma1, Htep2 7,5 högskolepoäng Namn: (Ifylles av student) Personnummer: (Ifylles av student) Tentamensdatum: 15 mars