MF2006 Innovative design Tenta_IK_09_1

MF 2005 & MF2006 Innovativ konstruktion Tentamen tisdag 20 oktober 2009

Del 1

Tid: 14.00 - 18.00

Tentamen består av två delar: Del 1: Kortsvarsfrågor (43p) Hjälpmedel: Skriv- och ritmateriel, räknedosa SVARA I DETTA HÄFTE ! Del 2: Utredande frågor som kräver ingenjörmässiga

överväganden (37p) Hjälpmedel: Boken Maskinelement av Karl-Olof Olsson, Konstruktiv

utformning I och II, Maskinelement handbok, Formelsamling i hållfasthetslära. Karlebo handbok

Del 2 delas ut i samband med Inlämningen av del 1

Namn

Personnummer

Signatur

Antal lösa blad:

LYCKA TILL !

Maskinkonstruktion MF2005 & MF2006 Innovativ konstruktion Sida 2(12) KTH Tenta 2009-10-20, Del 1


DEL 1:

1. David Smith har i sin bok ”Exploring Innovation” delat in innovationer utifrån två huvudtyper av kunskap som behövs för att skapa en produkt. Dessa två är systemkunskap och komponentkunskap. Fyra olika typer av innovationer kan sedan klassificeras utifrån förändringar hos komponenter och/eller system. Räkna upp tre av dessa olika typer av innovationer. (3p)

2. Du har kommit på en genialisk idé som du har utvecklat ett produktkoncept av som du vill söka patent på. Vilka tre grundläggande kriterier (förutom att ingen redan har patenterat den idén) måste du uppfylla för att du ska få patentet beviljat? (3p)


3. Förspänning av flänsförbandet (fig a nedan) ger ett kraft-deformationssamband enligt fig b Vi inför en hylsa mellan flänsarna. (förband med hylsa ej utritat nedan). Rita upp det nya kraft –deformationssambandet (principiellt). Visa i det nya diagrammet hur en yttre pålagd kraft fördelar sig på skruv(+hylsa) resp. fläns? (3p)

Skruv Fläns

Kraft

Deformation

δs δf

b

4. Du ska överföra ett vridmoment på 5 Nm till ett nav med ett friktionsförband

Vilket yttryck krävs av förbandet då μ=0,3, Ri=15mm, Ry=25mm och l= 30mm? (3p) 5. Skissa momentet som funktion av varvtalet för en asynkronmotor. Markera intressanta

momentnivåer samt driftpunkt i diagrammet. (3p)


6. Ge tre olika sätt som man kan ordna remspänning i en remväxel. (3p)

7. Ett sätt att klassificera drivenheter är utifrån den energikälla som dessa drivs med.

Rangordna följande tre grupper av drivenheter efter dess verkningsgrad (system); Hydrauliska motorer, pneumatiska motorer och elmotorer. Placera den med högst verkningsgrad som nr 1 etc. (3p).

8. Nästa fråga handlar om sk. Wöhlerdiagram;

a) I vilka sammanhang använder man sig av sådana? (2p) b) Diagrammet visar sambandet mellan två intressanta storheter, vilka ? (2p)

9. Nedanstående detaljutformad rördetalj är olämplig ut korrosionssynpunkt. Utforma den så

att den blir bättre lämpad ur korrosionssynpunkt. (2p)


10. Ett fäste har svetsats på en balk enligt bilden ovan. Kraften P belastar balken i pilens

riktning. Vilka för och nackdelar finns med de fyra olika varianterna? (4p)


11. En fläktaxel är lagrad i två lager, se figur ovan. (4p) a) Vilket lager är styrande? b) vilken typ av rullningslager har man använt? c) Hur är lagren fästa på axeln? d) Hur är fläkthjulet fäst på axeln?

12. Man önskar att greppet skall variera mellan 0,025 och 0,075 mm,

axeln har dimensionen ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

∅025,00

40

ange hålets toleranser____________________________________________ (3p)


13. Måttsätt nedanstående detalj enligt anvisningarna nedan(ytjämnhet och toleranser behöver ej anges) (5p)

MF2005 & MF2006 Innovativ konstruktion Tentamen tisdag 20 oktober 2009

Del 2 Del 2 omfattar totalt 37p

Tid: 14.00 -18.00

Hjälpmedel: Boken Maskinelement av Karl-Olof Olsson, Konstruktiv utformning I

och II, Maskinelement handbok, Formelsamling i hållfasthetslära, Karlebo handbok

BESVARA FRÅGORNA PÅ SEPARAT PAPPER!

BÖRJA PÅ NYTT BLAD FÖR VARJE FRÅGA !

SKRIV EJ PÅ BAKSIDAN !

LYCKA TILL !



DEL 2 : I många sammanhang är det praktiskt att ha en betongblandare till hands när man ska anlägga olika saker på tomten hemma vid villan eller fritidshuset. Det kan t.ex. handla om att gjuta plintar för staket eller grunder för andra byggnationer.

Följande förutsättningar gäller:

• Utrustningen drivs av en elmotor som via en transmission driver den roterande trumman med en hastighet av ca 30rpm. Elmotorn ska kunna anslutas till ett jordat (2-fas eller 3-fas) eluttag.

• Behållaren kan ställas i olika vinkellägen för blandning och tömning mha ratten i figur 1. • Behållaren rymmer ca 100 liter färdigblandad betong. • Behållaren har invändiga plåtar som hjälper till att blanda betongen • Blandad betong har densiteten ca 2000 kg/m3. • Utväxling mellan utgående axel och kransen på behållaren antas vara ik= 20

Figur 1. Betongblandaren

Motor och transmission

Ratt för att tömma blandaren

Behållare

Delförstoring Utgående axel


I. Dimensionera en elmotor för betongblandaren för de givna data på föregående sida och välj

en lämplig motor från bifogade datablad. Redovisa de antaganden ni gör. (12p)

II. Dimensionera remväxel och välj remprofil, remskivor och rem utifrån bifogad beräkningsgång, vald motor och övriga givna och beräknade data. Uppgiften kan även göras fristående från föregående, men då får motordata uppskattas istället. Redovisa de antaganden ni gör.(10p)

III. Utforma konstruktionen från motoraxel via remväxel till utgående axel med kugghjul.

Det inkluderar axlar, lagerhus, axellåsningar, lagerval (typ av lager)samt även hur motorn fästes i upphängningen. Visa med skisser och beskriv med ord hur er utformning är tänkt att fungera. Redovisa de antaganden ni gör. (15 p)

Documents

MF2006 Innovative design Tenta_IK_09_1