Maskinelement Provmoment: Tentamen Ladokkod: 41P09M Tentamen ges för: KMASK13h 7,5 högskolepoäng Namn: (Ifylles av student) Personnummer: (Ifylles av student) Tentamensdatum: 15 januari 2015 Tid: 09.00 13.00 Hjälpmedel: Formelsamling för maskinelement, Tore Dahlbergs formelsamling i hållfasthetslära, TeFyMa eller någon annan liknande fysik- eller matematikformelsamling, valfri miniräknare, linjal, passare Totalt antal poäng på tentamen: För att få respektive betyg krävs: 16/24/32 poäng för betyg 3/4/5 40 poäng Allmänna anvisningar: Uppgifterna är av varierande svårighetsgrad. Varje uppgift kan ge upp till 5 poäng. Rättningstiden är i normalfall tre veckor, annars är det detta datum som gäller: Viktigt! Glöm inte att skriva namn på alla blad du lämnar in. Lycka till! Ansvarig lärare: Michael Tittus Telefonnummer: 0733-970037 Börja skriva tentamensfrågorna här!
1. En befintlig kilremtransmission visas i figuren nedan. Remväxeln ska överföra effekten P vid vinkelhastigheten 100 rad/sek. Friktionskoefficienten är 0,3. Beräkna den nödvändiga spännkraften så att enbart 2/3 av omslutningsvinkeln av den lilla skivan utnyttjas. Data: P = 10 kw, d = 100 mm, halva kilvinkeln 20 grader. 2. För en skivbroms enligt figuren ska avståndet mellan bromsaxeln och bromsklotsarnas centrum (r i figuren) dimensioneras. Vid ett tryck av p = 40 bar (= 4 MPa) i bromscylindrarna ska bromsmomentet vara minst 400 Nm. Kolvdiametern i bromscylindern är 50 mm och bromsbeläggets friktionstal är µ = 0,3. Bestäm lämplig r. Du kan bortse från friktionsförluster vid styrningar av bromsklotsarna. Bromsbackarna antas vara inslitna.
3. En manlucka till en trycktank är monterad med 24 st M12 skruvar enligt figur. Muttrarna är åtdragna med momentnyckel med 100 Nm. Friktionskoefficienten är µ = 0,15 i samtliga kontakter. Gavelns fjäderkonstant räknat per skruv är ca 1,4 10 N/mm. a. Beräkna skruvarnas förspänningskraft F 0. Skruvhålet d h antas vara serie medel. b. Beräkna skruvens fjäderkonstant c s. Lägg märke till att skruvens belastade del är ogängad. Skruvstålet har E = 210 GPa. c. Läckage uppstår om tätningens kontakttryck är mindre än 1,5 gånger trycket i tanken. Bestäm det kritiska trycket i tanken då läckage uppstår. Data: h = 0,2 m, B = 0,015 m, R = 0,35 m. 4. Två linjära skruvfjädrar placeras inuti varandra enligt figuren. Fjäderkonstanterna för den inre fjädern är 40 N/mm. Längderna i figuren avser obelastade fjädrar. Dimensionera den yttre fjädern så att vid en kraft F på 8 kn ska den övre platten tryckas ner ca 100 mm. a. Beräkna den yttre fjäderns erforderliga fjäderkonstant. Tråddiametern för den yttre diametern ska väljas till 20 mm och fjäderstålets G-modul är 80 GPa. Antalet verksamma varv är fyra enligt figuren. b. Beräkna den nödvändiga medeldiametern D så att fjädringen beter sig på önskat sätt och ange den maximala effektivskjuvspänningen i fjädern vid belastningen med F.
5. a. Nämn ett kullager som har självinställande förmåga. b. Nämn två fördelar med snedskurna kugghjul. c. Vad är det lägsta kuggantal ett rakt kugghjul med standardprofil kan ha om man vill undvika underskärning? d. Vad innebär hydrostatisk smörjning? e. Ge ett gemensamt tekniskt namn på kulor och rullar i rullningslager. 6. Beräkna utväxlingen för planetväxeln i figuren i ena fallet då planetbäraren är låst och i det andra fallet då hjul två är låst. Dvs. beräkna ω 1 /ω 2 då ω c = 0 och ω 1 /ω c då ω 2 = 0. z 1 = 20, z 1c = 20, z 2 = 70, z 2c = 30 7. I en hylsa med diametrarna 110 och 60 mm är en axel ikrympt. Hylsan, vars längd är 150 mm, och axeln är båda tillverkade av stål. Hur stort måste yttrycket minst vara för att man ska kunna överföra 90 kw vid 500 rpm. Beräkna även det grepp som krävs. Anta att μ = 0.22.
8. En lagring består av en axel med två spårkullager 6207 monterade enligt figur. Beräkna den nominella livslängden för lagerkombinationen. Kullagrens statiska bärighetstal är 15.3 kn och deras dynamiska bärighetstal är 27 kn.