13 Муфты

Вопросы

№

отв.

Ответы

13.1 Каково назначение муфт?

1

2

3

4

Передача крутящего момента с изме­нением направления вращения

Соединение валов с валами или с дру­гими деталями без изменения скорости и направления вращения и величины крутящего момента

Создание дополнительных опор для длинных валов

Преобразование скорости вращения и вращающего момента

13.2 Какие муфты изображены ниже на ри­сунке?

1

2

3

4

Компенсирующие глухие

Втулочные упругие

Втулочные компенсирующие

Втулочные глухие

13.3 На рисунке изображена кулачково-дис­ковая (крестовая муфта).

Какая это муфта?

1

2

3

4

Неуправляемая, глухая, упругая

Управляемая, компенсирующая, упру­гая

Неуправляемая, компенсирующая, уп­ругая

Неуправляемая, компенсирующая, жё­сткая

13.4 На рисунке иллюстрирована зубчатая муфта.

Какая это муфта?

1

2

3

4

Неуправляемая, компенсирующая, жё­сткая

Неуправляемая, компенсирующая, уп­ругая

Управляемая, компенсирующая, жёст­кая

Управляемая, глухая, жёсткая

13.5 На рисунке иллюстрирована втулочно-пальцевая муфта.

Какая это муфта?

1

2

3

4

Неуправляемая, глухая, упругая

Управляемая, глухая, упругая

Неуправляемая, компенсирующая, уп­ругая

Управляемая, компенсирующая, жёст­кая

13.6 На рисунке иллюстрирована одна из конструкций стандартных муфт.

Какая это муфта?

1

2

3

4

Со звездочкой, управляемая, глухая, упругая

Втулочно-пальцевая, управляемая, компенсирующая, жёсткая

Втулочно-пальцевая, неуправляемая, компенсирующая, упругая

Со звездочкой, неуправляемая, ком­пенсирующая, упругая

13.7 На рисунке иллюстрирована муфта со змеевидной пружиной.

Какая это муфта?

1

2

3

4

Управляемая, глухая, упругая

Неуправляемая, компенсирующая, уп­ругая

Управляемая, глухая, жёсткая

Неуправляемая, глухая, жёсткая

13.8 На рисунке представлена схема сцеп­ной кулачковой муфты, которая посредством по­лу­муфты 2 соединяет зубчатое колесо 1 с валом 3 или разъединяет его, обеспечивая свободное вра­щение колеса на валу.

Какая это муфта?

1

2

3

4

Управляемая, жёсткая

Неуправляемая, упругая

Самоуправляемая, жёсткая

Самоуправляемая, упругая

13.9 На рисунке представлена схема сцепной конусной фрикционной муфты, которая соединяет или разъединяет зубчатое колесо 2 с валом 4.

На­зовите преимущества этой муфты в срав­нении с кулачковой муфтой

1

2

3

4

Безударное выключение и включение под нагрузкой без остановки машины

Способность работать при радиальных и угловых смещениях валов

Незначительный расход смазочного материала

Самовыключение при устранении силы F

13.10 На рисунке иллюстрированы возмож­ные погрешности взаимного расположения валов:

а – радиальное смещение Δ;

б – осевое смещение λ;

в – угловое смещение γ.

Какую компенсирующую муфту нужно подоб­рать, чтобы соединить валы с известными по величине смещениями?

1

2

3

4

Муфту, которая компенсирует все сме­щения по величине и направлению

Муфту, которая устранит все смещения

Муфту, для которой известные по вели­чине смещения валов не превышают соответствующие смещения, допускае­мые конструкцией муфты

Муфту, которая, уменьшит величину смещения до нормы

13.11 Многодисковая фрикционная предо­хранительная муфта ограничивает величину кру­тящего момента, передаваемого от вала 1 к зубча­тому колесу 7.

Какая деталь муфты предназначена для регулирования величины момента, передавае­мого муфтой?

1

2

3

4

Полумуфта 6

Фрикционные диски 5

Пружина 4

Гайка 2

13.12 Предохранительная муфта с разру­шающимся элементом ограничивает величину кру­тящего момента, передаваемого от вала 1 к зубча­тому колесу 2 (или наоборот).

Какой элемент муфты разрушается при перегрузке?

1

2

3

4

Шпонка 6

Винт 5

Втулка 4

Штифт 3

13.13 Назовите основной недостаток предо­хранительной муфты с разрушающимся элементом в сравнении с фрикционной предохранительной муфтой.

1

2

3

4

Необходимость регулировки разру­шающегося элемента

Необходимость остановки машины для замены разрушенного элемента

Сложность конструкции и высокая стоимость муфты в целом

Сложность изготовления разрушающе­гося элемента

13.14 На рисунке дана схема обгонной роли­ковой муфты вашего велосипеда, которая распо­ложена в ступице заднего ведущего колеса. Полу­муфта 1 жестко соединена с ведомой звездочкой, полумуфта 2 – с колесом.

Что происходит в меха­низме муфты, когда на ходу вы прекратили враще­ние педалей?

1

2

3

4

Полумуфта 1 останавливается, ролики 3 заклиниваются между полумуфтами 1 и 2, велосипед тормозится

Полумуфта 1 останавливается, ее об­гоняет по стрелке вправо полумуфта 2, увлекая за собой ролики 3, связь между полумуфтами прерывается, велосипед катится по инерции

Полумуфта 1 совершает вращение про­тив стрелки влево, ролики 3 заклини­ваются, полумуфта 2 начинает вра­щаться обратно против стрелки

Полумуфта 1 продолжает вращение по стрелке вправо, ролики 3 заклинива­ются между полумуфтами 1 и 2, враще­ние передается от полумуфты 1 к по­лумуфте 2

13.15 Чем определяется прочность втулоч­ной муфты по рисунку б?

1

2

3

4

Прочностью установочного винта

Прочностью втулки

Прочностью втулки и установочного винта

Прочностью сегментной шпонки

13.16 При работе поршневого компрессора возникают постоянные толчки и вибрации.

Какую муфту следует использовать для соединения ком­прессора с электродвигателем?

1

2

3

4

Предохранительную с разрушающимся элементом

Предохранительную фрикционную

Упругую компенсирующую

Жесткую компенсирующую

13.17 Какое назначение глухих муфт?

1

2

3

4

Соединение валов с радиальными смещениями

Соединение валов без смещений

Соединение валов с угловым смеще­нием

Соединение валов с угловым и ради­альным смещением

13.18 Размер стандартной муфты выбирают, как известно, по диаметру вала и по величине рас­чётного крутящего момента Т_р = К·Т_ном ≤ [ T ].

Что учи­тывает коэффициент К в этой формуле?

1

2

3

4

Расположение муфты в пространстве

Величины возможных смещений соеди­няемых валов

Тип машины и условия ее эксплуатации (перегрузки)

Ожидаемый срок службы муфты при кратковременных перегрузках

Вопросы

№

отв.

Ответы

14.1 Какие резьбы обозначены слева и справа на чертеже штуцера

1

2

3

4

Слева круглая коническая, справа мел­кая цилиндрическая

Слева коническая дюймовая, справа мелкая цилиндрическая

Слева коническая дюймовая, справа метрическая с крупным шагом

Слева круглая коническая, справа мет­рическая цилиндрическая

14.2 Ниже иллюстрированы профили кре­пёжных резьб и резьб для передачи движения.

Укажите профили крепёжных резьб.

1

2

3

4

Крепёжные а, в, d

Крепёжные б, в

Крепёжные а, б, d

Крепёжные а, d

14.3 Укажите число заходов и направление резьбы на винтах а и б.

1

2

3

4

Винт а – резьба трёхзаходная левая. Винт б – резьба однозаходная левая

Винт а - резьба трёхзаходная правая. Винт б – резьба однозаходная левая

Винт а – резьба однозаходная левая. Винт б – резьба двухзаходная правая

Винт а – резьба однозаходная левая. Винт б – резьба двухзаходная правая

14.4 Чем принципиально отличаются крепёж­ные метрические резьбы от крепёжных дюймовых?

1

2

3

4

Метрические резьбы разрешены в Рос­сии, дюймовые – запрещены

Метрические резьбы стандартизованы, дюймовые – не стандартизованы

У метрических резьб угол профиля 60° и размеры в миллиметрах, у дюймовых – 55° и размеры в дюймах

Метрические резьбы более прогрес­сивны, дюймовые – морально устарели

14.5 Назовите основной критерий работоспо­собно­сти и расчёта резьбовых деталей в резьбо­вом соединении

1

2

3

4

Прочность

Износостойкость

Прочность и износостойкость

Прочность и склонность к самоотвинчи­ванию

14.6 Назовите основной критерий работоспо­собности и расчёта резьб в винтовых механизмах для передачи движения

1

2

3

4

Прочность и высокий КПД

Прочность и износостойкость

Износостойкость

Износостойкость и склонность к само­отвинчиванию

14.7 Резьбы винта и гайки, образующие вин­товую пару, проверяют, как известно, на срез и на смятие витков по формулам:

а) ;

б) ;

в) .

Здесь Н – высота гайки или глубина завинчивания винта в деталь; К = ав / р или К = се / р – коэф­фициент полноты резьбы; К_m – коэффициент не­равномерности распределения нагрузки по виткам резьбы; z – число витков резьбы в соединении.

Ка­кие напряжения вычисляются по форму­лам а, б, в?

1

2

3

4

а – среза для витков гайки; б – среза для витков винта; в – растяжения для стержня винта

а – среза для витков гайки; б – среза для витков винта; в – смятия на торце гайки

а – среза для витков винта; б – среза для витков гайки; в – смятия на торце винта

а – среза для витков винта; б – среза для витков гайки; в – смятия витков винта и гайки

14.8 Прочность крепёжных резьб, образую­щих винтовую пару, проверяют обычно только на срез по формулам

;

.

Здесь Н – высота гайки или глубина завинчивания винта в деталь; К = ав / р или К = се / р – коэф­фициент полноты резьбы; К_m – коэффициент не­равномерности распределения нагрузки по виткам резьбы;

Если допускаемые напряжения среза одина­ковы для гайки и винта, то что нужно проверять гайку, винт или то и другое ?

1

2

3

4

Только гайку

Только винт

Винт и гайку совместно

Винт и гайку по отдельности

14.9 Износостойкость резьб в механизмах для передачи движения оценивают по напряже­ниям смятия

,

где z – число рабочих витков (например, число вит­ков гайки).

Какая связь между износостойкостью и на­пряжениями смятия?

1

2

3

4

Применение смазки повышает износо­стойкость и снижает напряжение смя­тия

После приработки резьбовых деталей износ замедляется, а напряжения смя­тия снижаются ???????????

Расчёт резьб на износостойкость не разработан, поэтому их рассчитывают на смятие, исходя из того, что износ тем меньше, чем меньше на­пряжение смятия

Расчёт резьб на износостойкость не разработан, поэтому расчёт ведут из­вестными методами на срез и смятие

14.10 Почему нормальные (средние по вы­соте) стандартные гайки применяют без расчёта прочности их резьбы?

1

2

3

4

Прочность их резьбы рассчитал конст­руктор, который участвовал в разра­ботке стандарта

Стандартные гайки подвергаются тер­мообработке, поэтому их прочность за­ведомо достаточная

Стандартные гайки требуется завинчи­вать контролируемым моментом, чтобы не разрушать резьбу

Число рабочих витков или высота стан­дартной гайки назначена такой, что проч­ность её резьбы в соединении с винтом близкого класса прочности за­ведомо выше, чем прочность стержня винта

14.11 Почему при конструировании и изго­товлении машины необходимо принимать меры, устраняющие эксцентричное нагружение стержня резьбовой детали?

1

2

3

4

При эксцентричном нагружении гайка не прилегает к опорной поверхности

При эксцентричном нагружении болт теряет прямолинейную форму

При эксцентричном нагружении затруд­нено завинчивание гайки

При эксцентричном нагружении проч­ность стержня резьбовой детали значи­тельно снижается от дополнительных напряжений изгиба

14.12 Для стальных болтов, винтов, шпилек в конструкторской документации вместо марки стали и её состояния зачастую указывают класс прочно­сти, который обозначается двумя числами, разде­лёнными точкой, например 5.8, 8.8, 12.9 и пр. Числа класса прочности выбивают также на торцах резьбовых деталей.

Как расшифровать смысл этих чисел?

1

2

3

4

Первое число, умноженное на 10, озна­чает твёрдость по Роквеллу, второе – условный модуль упругости первого рода

Первое число, умноженное на 100, ука­зывает минимальное значение предела прочности в МПа, второе, умноженное на 100, - минимальный предел текуче­сти в МПа

Первое число, умноженное на 100, ука­зывает минимальное значение предела прочности в МПа, второе – делённое на 10, указывает отношение предела теку­чести к пределу прочности

Первое число, умноженное на 100, ука­зывает минимальный предел текучести в МПа, второе, умноженное на 100, - минимальный предел прочности в МПа

14.13 Для завинчивания винта с осевым уси­лием F к гайке или к головке винта нужно прило­жить момент

.

Здесь первое слагаемое составляет момент трения на торце гайки (головки винта), второе – момент в резьбе, связанный с трением и созда­нием осевой силы F.

У иллюстрированного ниже винтового дом­крата, гайкой, на торце которой возникает момент трения, является головка 5.

У какого из вариантов головки момент трения на торце будет мини­мальный?

1

2

3

4

У вариантов а, б одинаково

У варианта б

У варианта а

У варианта в

14.14 Потери только в резьбе выражаются коэффициентом полезного действия винтовой пары η = tg ψ / tg (ψ + φ), где ψ – угол подъёма витка резьбы, φ – приведённый коэффициент тре­ния в резьбе.

Пользуясь приведённой выше фор­мулой, расположите в порядке убывания КПД сле­дующих резьб:

1 – крепёжной метрической с углом профиля α = 60°

2 – крепёжной дюймовой с углом профиля α = 55°

3 – прямоугольной с углом профиля α = 0°

4 – трапецеидальной с углом профиля α = 30°

1

2

3

4

η₁ > η₂ > η₃ > η₄

η₂ > η₁ > η₄ > η₃

η₄ > η₃ > η₁ > η₂

η₃ > η₄ > η₂ > η₁ ???

14.15 За счёт чего происходит стопорение от самоотвинчивания изображённых ниже резьбовых деталей?

1

2

3

4

За счёт создания дополнительного тре­ния в резьбе и на торце гайки

За счёт включения в резьбовые соеди­нения деталей, образующих с ним не­разъёмные соединения

За счёт жёсткого соединения болта с гайкой

За счёт применения эластичных фикси­рующих деталей

14.16 Стержень винта грузовой петли по рис. 1 растягивается внешней силой F. В болтовом со­единении по рис. 2 стержень болта растягивается силой F, которая возникла в результате затяжки гайки.

Растягивающее напряжение σ_р в стержне резьбовой детали рассчитывают всегда по мини­мальному сечению, соответствующему внутрен­нему диаметру резьбы d₁. Для расчётов напряжения σ_р применительно к конструкциям по рисункам 1 и 2 используются соответственно формулы σ_р = F / (π ∙ d₁² / 4) и σ_р = 1,3 ∙ F / (π ∙ d₁² / 4).

Почему в формуле для рас­чётов по рис. 2 присутствует число 1,3?

1

2

3

4

Число 1,3 здесь является коэффициен­том запаса прочности

Числом 1,3 учитывается трение в резьбе при затяжке гайки

Числом 1,3 учитывается дополнитель­ное нагружение стержня крутящим мо­ментом при затяжке гайки

Числом 1,3 учитывается трение в резьбе и на торце гайки

14.17 Единственный болт, поставленный без зазора, обеспечивает прочность соединений, ил­люстрированных рисунком.

По какой из формул следует вычислять диа­метр стержня болта d₀?

1

2

3

4

14.18 На головке болта с резьбой М16х1,5 мм выбиты цифры 5.8.

Какой предел прочности и пре­дел текучести материала этого болта в МПа?

1

2

3

4

500 и 800

40 и 80

500 и 400

800 и 400

Вопросы

№

отв.

Ответы

15.1 Для чего преимущественно служат шпо­ночные и шлицевые (зубчатые) соединения?

1

2

3

4

Для закрепления на валу (или оси) вра-щающихся деталей и для передачи кру­тящего момента от вала к этим деталям или наоборот

Для повышения жёсткости вращаю­щихся валов, путём объединения её с жесткостью деталей, одетых на вал

Для фиксации деталей, одетых на вал (или ось), от сдвига в осевом направле­нии

Для восприятия осевых сил со стороны зубчатых колёс, червяков и т.п.

15.2 Назовите представленные на рисунке шпонки в порядке от а до г

1

2

3

4

Круглая, штифтовая, призматическая, клиновая

Призматическая, сегментная, цилинд­рическая, клиновая

Круглая, штифтовая, сегментная, кли­новая

Цилиндрическая, полукруглая, призма­тическая, клиновая

15.3 Рисунки 1 и 2 иллюстрируют картину об­работки шпоночных пазов на валах.

Для каких шпонок, призматических, цилиндрических, клино­вых или сегментных предназначены пазы на ри­сунке 1 и рисунке 2?

1

2

3

4

Рис. 1 – сегментная, рис. 2 - клиновая

Рис. 1 – сегментная, рис. 2 - цилиндри­ческая

Рис. 1 – призматическая, рис. 2 – приз­матическая

Рис. 1 – сегментная, Рис. 2 - призмати­ческая

15.4 Какое шпоночное соединение способно не только передавать крутящий момент, но и осе­вую силу?

1

2

3

4

Соединение призматической и сегмент­ной шпонкой

Соединение цилиндрической шпонкой

Соединение клиновой шпонкой

Соединение сегментной шпонкой

15.5 По какой формуле выполняется прове­рочный расчёт на прочность призматической шпонки с рабочей длиной ℓ_р?

1

2

3

4

_см ≈ 4Т / d ∙ h ∙ ℓ_р ≤ [ _см ]

_ср = T / 0,2 ∙ d³ ≤ [ _ср]

_ср = T / d ∙ b ∙ ℓ_р ≤ [ _ср]

_см ≈ T / d ∙ b² ∙ ℓ_р ≤ [ _см ]

15.6 Сечение призматической шпонки b х h выбирается по рекомендациям справочника в за­висимости от диаметра вала d.

Когда такой выбор сделан, то что остаётся вычислить, чтобы оконча­тельно выбрать стандартные размеры шпонки?

1

2

3

4

Площадь поперечного сечения шпонки для расчёта её на изгиб

Площадь сечения шпонки для расчёта её на кручение

Рабочую длину шпонки из условия её прочности при смятии

Рабочую длину шпонки из условия прочности при срезе

15.7 После выбора размеров сегментной шпонки по диаметру вала, её следует проверить на смятие и срез.

По какой из формул делается проверка на срез?

1

2

3

4

_ср = T / 0,2 ∙ d₁ ≤ [ _ср]

_ср = T / d ∙ b ∙ ℓ ≤ [ _ср]

_ср = 4Т / d ∙ h ∙ ℓ ≤ [ _ср]

_ср = 2T / d ∙ b ∙ ℓ ≤ [ _ср]

15.8 На диаметре вала d₁ = 25мм устанавли­вается шкив ременной передачи, а на диаметре d₂ = 35мм – ведущая шестерня редуктора.

Если раз­меры шпонки обоснованы расчётом для диаметра d₁ = 25мм, то можно ли без расчёта использовать такую же шпонку на диаметре d₂ = = 35мм?

1

2

3

4

Нельзя, так как диаметр больше

Можно, если проверить её на срез

Нельзя, так как окружная сила F_t2 меньше, чем F_t1

Можно, так как напряжения в ней будут меньше тех, на которые она рассчитана

15.9 Каково основное преимущество шлице­вых (зубчатых) соединений по сравнению со шпо­ночными?

1

2

3

4

Большая площадь несущих поверхно­стей, а значит способность передавать больший крутящий момент

Меньшая масса соединяемых деталей, а значит меньшая материалоёмкость

Изготовление шлицевых деталей проще и дешевле, чем деталей под шпоночное соединение

Отсутствие в соединении вала со втул­кой третьей детали – шпонки

15.10 Назовите типы шлицевых со­единений, иллюстрированных ниже

1

2

3

4

а – прямобочное, б – треугольное, в – эвольвентное

а – треугольное, б – эвольвентное, в – прямобочное

а – эвольвентное, б –прямобочное, в – треугольное

а – прямобочное, б – эвольвентное, в – треугольное

15.11 Какие из иллюстрированных ниже шли­цевых соединений центрируются по наружному диаметру, а какие по боковым поверхностям зубьев?

1

2

3

4

По наружному диаметру – а, б, в

По наружному диаметру – а, по боко­вым поверхностям – б, в

По наружному диаметру – б, в, по боко­вым поверхностям а

По боковым поверхностям – а, б, в

15.12 По какой из формул проверяется на прочность изображённое ниже шлицевое соедине­ние?

1

2

3

4

_см = 2Т / К₃ ∙ z ∙ h ∙ d_ср∙ ℓ ≤ [ _см]

_см = 2Т / z ∙ b ∙ d_ср∙ ℓ ≤ [ _см]

_см = 2Т / (D² ∙ d²) ∙ ℓ ≤ [ _см]

_см = 4Т / (D² ∙ d²) ∙ ℓ ≤ [ _см]

15.13 Проектируя редуктор, для установки на его валу зубчатого колеса вы взяли из справочника стандартные в поперечном сечении параметры шлицевого соединения (число шлицев z, наружный и внутренний диаметры D и d и пр.).

Что остаётся вычислить, чтобы обеспечить прочность выбранного соединения?

1

2

3

4

Напряжение смятия [ _см] в соединении

Напряжение среза _ср в соединении

Высоту зубьев (шлицев) h, мм,

Рабочую длину шлицев (зубьев) ℓ_р, мм

15.14 Перед вами иллюстрация шлицевых (зубчатых) валов с различными типами шлицев. Перечислите номера валов с прямобочными шли­цами, затем с эвольвентными и ,наконец, с тре­угольными

1

2

3

4

1; 3; 4; 2; 5

1; 4; 5; 2; 3

4; 5; 1; 2; 3

1; 4; 2; 3; 5

15.15 Какой материал наиболее часто при­меняется для изготовления шпонок

1

2

3

4

Сталь среднеуглеродистая

Чугун серый

Чугун белый

Бронза оловянистая

15.16 Критерием работоспособности и рас­чёта шлицевых соединений является…

1

2

3

4

Прочность при изгибе

Прочность при срезе

Прочность при смятии

Прочность при износе

15.17 Штифтовые соединения применяют для соединения осей и валов с установленными на них деталями, например зубчатыми колёсами при передаче небольших моментов.

Какие силы спосо­бен воспринимать штифт 1 в представленном ниже соединении?

1

2

3

4

Только осевые вдоль вала

Только окружные

Осевые и окружные

Не воспринимает никакие силы

15.18 Профильное соединение образуется за счёт сопряжения некруглого в сечении вала с ана­логичным по форме отверстием в детали, одетой на вал.

Какую приблизительно форму имеют в се­чении валы на рисунках а и б?

1

2

3

4

а – треугольную; б – овальную

а – прямоугольную; б - треугольную

а – треугольную; б - прямоугольную

а – круглую; б - трёхгранную

Вопросы

№

отв.

Ответы

16.1 Что называется натягом в соединении деталей типа вал-втулка?

1

2

3

4

Усилие F_a, с которым вал 1 запрессо­вывается во втулку 2

Удельное давление р, МПа на сопря­гаемых поверхностях, возникающее вследствие упругих деформаций вала 1 и втулки 2

Разность между диаметром В вала 1 и диаметром А отверстия в втулке 2 до запрессовки

Усилие с которым вал 1 выпрессовыва­ется из втулки 2 при разборке

16.2 За счёт чего возникает удельное давле­ние р, МПа на сопряжённых поверхностях вала и втулки, собранных с натягом?

1

2

3

4

За счёт того, что вал 1 заклинивается во втулке 2

За счёт упругих деформаций радиаль­ного направления, которые сжимают вал и расширяют втулку по всей сопря­гаемой поверхности

За счёт сглаживания макронеровностей на поверхностях вала и втулке при сборке соединения под прессом

За счёт тепловых деформаций возни­кающих при нагреве вала перед сбор­кой

16.3 За счёт каких сил обеспечивается вза­имная неподвижность деталей, образующих со­еди-нение с натягом?

1

2

3

4

За счёт сил взаимодействия между со­единенными деталями

За счёт сил трения на сопрягаю­щихся поверхностях вала и втулки

За счёт натяга между сопряженными валом и втулкой

За счёт клея, который вводят в соеди­нение после сборки

16.4 Какие из представленных рисунков со­ответствуют поверхностям, по которым на практике сопрягаются детали в соединениях с натягом?

1

2

3

4

Соответствуют 1 и 4

Соответствуют 3 и 4

Соответствуют все

Ни один не соответствует

16.5 На рисунке иллюстрированы соедине­ния с натягом, выполненные посадкой на цилинд­риче­скую и коническую поверхности.

В каком из этих соединений возможно изменение натяга при сборке?

1

2

3

4

В обоих соединениях при сборке с на­гревом вала

В цилиндрическом соединении при сборке под прессом

В коническом соединении при сборке с нагревом вала

В коническом соединении

16.6 Какая из формул описывает условие прочности соединения с натягом при нагружении его осевой силой F_a?

В формулах р – удельное давление на по­верхности контакта , МПа; К ≈ 1,5…2 – коэффици­ент запаса прочности; F_t – окружная сила, Н.

1

2

3

4

K·F_a ≤ f·p· ·d·

K·T ≤ f·p· ·d²· /2

K ·√ F_t²+F_a² ≤ f·p· ·d·

p ≥ K·F_a / f· ·d·

16.7 Какая из формул описывает условие прочности соединения с натягом при нагружении его крутящим моментом –Т?

В формулах р – удельное давление на по­верхности контакта , МПа; К ≈ 1,5…2 – коэффици­ент запаса прочности; F_t – окружная сила, Н.

1

2

3

4

K·F_a ≤ f·p· ·d·

K·T ≤ f·p· ·d²· /2

K ·√ F_t²+F_a² ≤ f·p· ·d·

p ≥ K·F_a / f· ·d·

16.8 Какая из формул описывает условие прочности соединения с натягом при совместном нагружении его крутящим моментом Т и осевой си­лой F_a?

В формулах р – удельное давление на по­верхности контакта , МПа; К ≈ 1,5…2 – коэффици­ент запаса прочности; F_t – окружная сила, Н.

1

2

3

4

K·F_a ≤ f·p· ·d·

K·T ≤ f·p· ·d²· /2

K ·√ F_t²+F_a² ≤ f·p· ·d·

p ≥ K·F_a / f· ·d·

16.9 По какой из формул можно вычислить удельное давление р в соединении с натягом, ко­торое обеспечивает прочность соединения при на­гружении его только крутящим моментом Т?

В формулах р – удельное давление на по­верхности контакта , МПа; К ≈ 1,5…2 – коэффици­ент запаса прочности; F_t – окружная сила, Н.

1

2

3

4

K·F_a ≤ f·p· ·d·

K·T ≤ f·p· ·d²· /2

K ·√ F_t²+F_a² ≤ f·p· ·d·

p ≥ K·F_a / f· ·d·

16.10 Из теории известно, что удельное дав­ление р на поверхности контакта деталей, собран­ных с натягом N, выражается зависимостью:

,

где и .

Здесь Е₁ и Е₂ , μ₁, и μ₂ – модули упругости и ко­эффициенты Пуассона материалов вала и втулки соответственно.

(Для стали и бронзы соответственно Е_ст = = 21·10⁴ и Е_бр = 11·10⁴МПа, μ_ст = 0,3 и μ_бр = = 0,33).

Проанализируйте формулы и ри­сунок и от­ветьте, как при прочих равных условиях изменится прочность соединения в направлении силы F_a , если заменить стальные детали бронзо­выми?

1

2

3

4

Не изменится

Увеличится при сборке с нагревом вала

Увеличится при прессовой сборке

Уменьшится

16.11 Из теории известно, что удельное дав­ление р на поверхности контакта деталей, собран­ных с на­тягом N, выражается зависимостью:

,

где и .

Здесь Е₁ и Е₂ , μ₁, и μ₂ – модули упругости и ко­эффициенты Пуассона материалов вала и втулки соответственно.

Проанализируйте формулы и ри­сунок и от­ветьте, как при прочих равных условиях изменится прочность соединения в направлении силы F_a, если после сборки деталей увеличить диаметр d₁ отвер­стия вала?

1

2

3

4

Уменьшится

Увеличится при сборке с нагревом вала

Увеличится при прессовой сборке

Не изменится

16.12 Из теории известно, что удельное дав­ление р на поверхности контакта деталей, собран­ных с натягом N, выражается зависимостью:

,

где и .

Здесь Е₁ и Е₂ , μ₁, и μ₂ – модули упругости и ко­эффициенты Пуассона материалов вала и втулки соответственно.

Проанализируйте формулы и ри­сунок и ответьте, как при прочих равных условиях изменится прочность соединения в направлении силы F_a, если после сборки деталей обточить втулку и уменьшить этим диаметр d₂?

1

2

3

4

Не изменится

Увеличится при сборке с нагревом вала

Увеличится при прессовой сборке

Уменьшится

16.13 Почему при прочих равных условиях соединение с натягом, собранное методом запрес­совки, оказывается менее прочным, чем соедине­ние, собранное тепловым методом?

1

2

3

4

При запрессовке сопрягаемые поверх­ности смазываются маслом, а это сни­жает коэффициент трения и прочность соединения

При запрессовке вал и втулка пласти­че­ски деформируется в радиальном на­правлении, поэтому фактический натяг снижается, а с ним снижается проч­ность

При запрессовке срезаются микронеровности на сопрягаемых поверхно­стях, поэтому фактический натяг оказывается меньше, а с ним снижается прочность

Оба соединения через некоторое время после сборки оказываются равнопроч­ными

16.14 При использовании тепловых методов сборки соединений с натягом…

1

2

3

4

Нагревается вал

Нагревается вал и втулка

Охлаждается вал

Охлаждается вал и втулка

16.15 Бронзовый венец собран с чугунным центром червячного колеса на посадке с натягом.

Как изменится прочность соединения вслед­ствие общего равномерного нагрева червячного колеса при ра­боте ре­дуктора, если коэффициенты линейного расши­рения чугуна и бронзы соответственно равны:

α_чуг ≈ 11·10^-6 и α_бр ≈ 17·10^-6 ?

1

2

3

4

Не изменится вследствие равномерного нагрева венца и центра

Прочность увеличится вследствие уве­личения натяга, так как центр расширя­ется больше, чем венец

Прочность увеличится вследствие уве­личения коэффициента трения между центром и венцом

Прочность уменьшится, так как венец расширится больше, чем центр и натяг в соединении уменьшится

16.16 Назовите главное преимущество со­единения с натягом по коническим поверхностям в сравнении с соединением по поверхностям цилин­дрическим.

1

2

3

4

Коническое соединение можно собрать с помощью гайки

В коническом соединении вал в нагре­том состоянии собирается с втулкой

В коническом соединении можно регу­лировать величину натяга в процессе сборки

Коническое соединение разбирается без значительных усилий после отвин­чивания гайки

16.17 За счёт каких сил достигается проч­ность соединения клеммы 1 и вала 2 в клеммовом соединении, изображенном на рисунке?

1

2

3

4

За счёт затяжки гайки 3

За счёт возникновения натяга в соеди­нении

За счёт сил трения между сопрягаемыми поверхностями вала и клеммы

За счёт соединения вала и клеммы сваркой после окончательной установки клеммы

16.18 Какое главное достоинство клеммового соединения по сравнению с соединениями шпо­ноч-ными, шлицевыми, с натягом?

1

2

3

4

Простота конструкции, легкость обслу­живания

Возможность установки в любом угло­вом положении и в любом положении по длине зажимаемого участка вала

Возможность многократно собирать со­единения без повреждения деталей

Большая прочность соединения, кото­рая регулируется затяжкой гайки

Вопросы

№

отв.

Ответы

17.1 Рисунок иллюстрирует процесс клёпки, при котором у заклёпки, состоящей первоначально из круглого стержня 1 и за­кладной головки 3, образуется вторая – замыкающая головка 2.

Каким свойством должен отличаться материал заклёпки, чтобы расклепать её для образования замыкающей головки и соединить этим самым детали 4 и 5?

1

2

3

4

Повышенным пределом прочно­сти

Низким модулем упругости

Высоким пределом текучести

Пластичностью

17.2 Какие возможности открывает горячая клёпка в отношении материалов, ис­пользуемых для заклёпок?

1

2

3

4

Можно использовать материалы, хрупкие при нормальной темпе­ратуре

Можно использовать стали и сплавы, которые отжигаются по­сле нагрева и приобретают по­вышенную прочность

Можно использовать синтетиче­ские и керамические материалы для заклёпок

Можно использовать материалы, которые при нормальной темпе­ратуре не поддаются расклёпыва­нию из-за пониженной пластич­ности

17.3 На рисунке, иллюстрирующем некоторые виды заклёпок, укажите номера заклёпок в таком порядке: с полукруглой, потайной и полупотайной головками.

1

2

3

4

1; 6; 3

2; 6; 8

1; 3; 4

4; 6; 2

17.4 Какие варианты расположения заклёпок в соединениях, нагруженных си­лой Р, являются предпочтительными?

1

2

3

4

а; г

в; г

а; в

а; б

17.5 Какие заклёпки изображены на рисунке?

Назовите их в порядке а, б, в.

1

2

3

4

С головкой полукруглой, потай­ной, полупотайной

С головкой сферической, пло­ской, полуплоской

С головкой сферической, пло­ской, полусферической

С головкой полукруглой, гладкой, полугладкой

17.6 В каких случаях применяют трубчатые заклёпки (пистоны)?

1

2

3

4

В соединениях, где требуется проход газа или жидкости через соединение

В малонагруженных соединениях деталей из материалов с невысокой прочно­стью (кожа, резина, пластмассы и т.д.)

В соединениях, которые могут подвергаться электрохимической коррозии (например в соедине­ниях с алюминием)

В соединениях, подвергающихся воздействию повышенных тем­ператур

17.7 На рисунке показана картина разрушения заклёпок в стыковом соедине­нии от воздействия силы Р, перпенди­кулярной к осям заклёпок.

От каких напряже­ний разрушились заклепки?

1

2

3

4

От напряжений изгиба

От напряжений контактных

От напряжений среза

От напряжений растягивающих

17.8 По каким напряжениям принято рассчитывать заклёпочные соединения?

1

2

3

4

По напряжениям изгиба рассчи­тывают всё соединения

По напряжениям растягивающим рассчитывают только заклёпку

По напряжениям растягивающим рассчитывают соединяемые де­тали, а заклёпку – на изгиб

Стержень заклёпки рассчиты­вают на срез, стенки отверстия и по­верхность стержня заклёпки – на смятие

17.9 По какой из формул следует проверять прочность заклёпки на срез в изображённом ниже стыковом соедине­нии?

1

2

3

4

17.10 По какой из формул следует проверять стержень заклёпки на смятие в изображенном ниже стыковом соединении, если > ?

1

2

3

4

17.11 Как можно охарактеризовать изображенный ниже заклёпочный шов (за­клёпочное соединение)?

1

2

3

4

Односрезный, двухрядный, шах­матный с двумя накладками

Двухсрезный, однорядный, вна­хлёстку с двумя накладками

Односрезный, однорядный, сты­ковой с двумя накладками

Двухсрезный, однорядный, сты­ковой, с двумя накладками

17.12 Как можно охарактеризовать изображённый ниже заклёпочный шов (за­клепочное соединение)?

1

2

3

4

Односрезный, однорядный, вна­хлёстку

Двухсрезный, однорядный, встык

Односрезный, однорядный, встык

Двухсрезный, однорядный вна­хлестку

17.13 Охарактеризуйте, изображен­ный ниже заклёпочный шов (заклёпочное соединение)?

1

2

3

4

Односрезный, двухрядный, сты­ковой, с двумя накладками

Двухсрезный, однорядный, сты­ковой, с двумя накладками

Двухсрезный, двухрядный, сты­ковой, без накладок

Односрезный, однорядный, вна­хлестку, без накладок

17.14 По какой из формул следует проверять прочность заклёпки на срез в изображенном ниже заклёпочном соеди­нении?

1

2

3

4

17.15 Одинаковые по толщине и ма­териалу листы 1 и 2 металлоконструкции соединили встык заклёпочным швом (а) и сварным швом (б).

Какое из соединений должно быть прочнее при воздействии на него силы F?

1

2

3

4

Прочнее заклёпочное соедине­ние, так как его усиливают на­кладки

Прочнее заклёпочное соедине­ние, так как оно исполнено двух­рядным швом

Прочнее сварное соединение как более прогрессивное

Прочнее сварное соединение, так как в нём листы 1 и 2 не ос­лаблены отверстиями под за­клёпки

17.16 На рисунке иллюстрированы клёпаный и сварной варианты соединения деталей 1 и 2, выполненных из материа­лов одной марки с одинаковыми механи­ческими свойствами.

Какова главная причина того, что при прочих равных условиях масса клёпаной конструкции оказывается больше, чем сварной?

1

2

3

4

По причине дополнительной мас-сы заклёпок

По причине дополнительной мас-сы накладок

По причине увеличения толщины деталей 1 и 2 для компенсации ослабления их отвер­стиями под заклёпки

По причине дополнительной мас-сы накладок и головок заклё­пок

17.17 В клёпаном соединении детали 1 и 2 соединены встык двухрядными заклёпочными швами.

Как и почему изменится прочность соединения, если от двухрядных швов перейти к одно­рядным, не меняя при этом размеры дета­лей соединения и общее число заклёпок?

1

2

3

4

Прочность не изменится, так как не меняется число заклёпок

Прочность увеличится, так как в однорядном шве заклёпки нагру­жены равномернее

Прочность увеличится, так как нагрузка заклёпок уменьшится в два раза

Прочность уменьшится, так как детали 1 и 2 будут ослаблены удвоенным количеством отвер­стий для заклёпок, расположен­ных в одном сечении

17.18 В клёпаном стыковом соеди­нении соединяемые детали 1, 2 и накладки имеют одинаковую толщину.

Как изменятся напряжения среза и смятия, если исполнить соединение с од­ной накладкой при прочих неизменных ус­ловиях?

1

2

3

4

Напряжения среза не изменятся, напряжения смятия не изменятся

Напряжения смятия для деталей 1 и 2 не изменятся, напряжения среза для заклёпок удвоятся

Напряжения среза удвоятся, на­пряжения смятия для всех дета­лей не изменятся

Напряжения среза не изменятся, напряжения смятия в накладке удвоятся

Вопросы

№

отв.

Ответы

18.1 Какое важнейшее отличие сварных соединений от соединений паяных?

1

2

3

4

Сварные соединения выполняют с на­гревом электрической дугой, а паяные – газовой горелкой

Сварные соединения отличаются высо­кой прочностью, паяные соединения имеют малую прочность

Сварные швы состоят частично или полностью из материала соединяемых деталей. Паяные швы образуются спе­циальным материалом (припоем), тем­пература плавления которого ниже температуры плавления соединяемых деталей

Для образования сварного соединения требуется расплавить кромки соединяемых деталей Для образования паяного со­единения достаточно расплавить отно­сительно легкоплавкий припой

18.2 Пайка в сравнении со сваркой позволяет, как правило, получить соединения:

а) более проч­ные;

б) более теплостойкие;

в) из разнородных металлических и неметал­лических материалов;

г) при более низкой температуре нагрева со­единяемых деталей.

Укажите два правильных ответа из четырёх приведенных выше.

1

2

3

4

а, б

б, в

в, г

г, а

18.3 Укажите на рисунке сварные соединения встык, внахлёстку, внахлёстку с накладками

1

2

3

4

Встык – а, б; внахлёстку – в; внахлё­стку с накладками – г

Встык – в, г; внахлёстку – б; внахлё­стку с накладками – а

Встык – в; внахлёстку – г, б; внахлё­стку с накладками – а

Встык – а; внахлёстку – б, в; внахлё­стку с накладками – г

18.4 Укажите на рисунке сварные соединения встык, внахлёстку, внахлёстку с накладками.

1

2

3

4

Встык – а, б; внахлёстку – в, г; вна­хлёстку с накладками – д, е

Встык – а, б; внахлёстку – в, е; вна­хлёстку с накладками – г, д

Встык – а, д; внахлёстку – б, е, вна­хлёстку с накладками – в, г

Встык – а, б; внахлёстку – г, е; вна­хлёстку с накладками – в, д

18.5 На рисунке иллюстрированы соединения встык (стыковые), выполненные стыковыми швами различных типов.

Определите стыковые швы в следующем порядке:

- шов с отбортовкой кромок;

- односторонний со скосом двух кромок;

- односторонний без скоса кромок;

- односторонний со скосом одной кромки.

1

2

3

4

а; в; г; б

а; г; б; в

г; д; б; а

г; б; д; а

18.6 На рисунке иллюстрированы сечения уг­ловых швов различных типов.

Укажите принадлеж­ность сечений соответствующим швам в таком по­рядке:

- шов специальный;

- шов вогнутый;

- шов нормальный;

- шов выпуклый.

1

2

3

4

б; г; а; в

в; б; а; в

г; б; а; в

а; г; в; б

18.7 На рисунке иллюстрированы стыковые соединения, выполненные стыковыми швами раз­ных типов.

Укажите стыковые швы в следующем порядке:

- односторонний со скосом двух кромок;

- односторонний без скоса кромок;

- двусторонний с двумя симметричными ско­сами двух кромок;

- двусторонний с двумя симметричными ско­сами одной кромки.

1

2

3

4

б; в; г; а

а; б; в; г

в; г; а; б

б; а; г; в

18.8 Рисунок иллюстрирует тавровые и угло­вые соединения, выполненные стыковыми и угло­выми швами.

Какое из соединений выполнено сты­ковым швом?

1

2

3

4

Угловое соединение г

Тавровое соединение а

Тавровое соединение б

Угловое соединение в

18.9 Рисунок иллюстрирует тавровые соеди­нения, выполненные стыковыми и угловыми швами.

Какие из соединений выполнены угловыми швами?

1

2

3

4

а; б

б; в

в; г

а; г

18.10 Какие соединения и какие швы исполь­зованы при изготовлении сварного зубчатого ко­леса?

1

2

3

4

Соединения угловые, швы нахлёсточ­ные

Соединения тавровые, швы стыковые

Соединения встык, швы стыковые

Соединения тавровые, швы угловые

18.11 По какой из формул следует проверять прочность стыкового соединения, нагруженного только растягивающей силой F?

1

2

3

4

= F / ( ∙ b) ≤ [ ^/]

= F / (2 ∙ b) ≤ [ ^/]

= F / (b ∙ 0,7 ∙ k) ≤ [ ^/]

= 2F / ( ∙ 0,7 ∙ k) ≤ [ ^/]

18.12 По какой из формул следует проверять прочность стыкового соединения, нагруженного только изгибающим моментом T?

1

2

3

4

= T / 6 ∙ ℓ ∙ ² ≤ [ ^/]

= 6T / b ∙ ² ≤ [ ^/]

= 6T / b² ∙ ≤ [ ^/]

= 2T / b ∙ ² ≤ [ ^/]

18.13 По какой из формул следует проверять прочность стыкового соединения, нагруженного растягивающей силой F?

1

2

3

4

= F / ( ∙ b ∙ sin 45°) ≤ [ ^/]

= F / (b ∙ 0,7 ∙ k) ≤ [ ^/]

= F / ( ∙ b) ≤ [ ^/]

= F / ( ∙ b ∙ 0,7 ∙ k ∙ sin 45°) ≤ [ ^/]

18.14 По какой формуле следует проверять прочность соединения внахлёстку, нагруженного силой F?

1

2

3

4

= F / 2 ∙ 0,7 ∙ ℓ_фл ∙ b ∙ k ≤ [ ^/]

= F / (2 ∙ ℓ_фл + b) ∙ k ≤ [ ^/]

= F / 2 ∙ 0,7 ∙ ℓ_фл ∙ k ≤ [ ^/]

= F / (2 ∙ ℓ_фл + b) ∙ 0,7·k ≤ [ ^/]

18.15 На рисунке иллюстрированы различ­ные типы стыковых швов:

а – односторонний без скоса кромок;

б – односторонний со скосом кромок;

в – двухсторонний с двумя симметричными скосами одной кромки.

Зачем, подготавливая детали под сварку, выполняют скосы их кромок (выполняют разделку кромок)?

1

2

3

4

Чтобы увеличить объём металла, рас­плавленного при образовании шва

Чтобы зачистить кромки от загрязнений и окислов

Чтобы при значительной толщине со­единяемых деталей получить шов большого сечения за счёт нескольких наложенных последовательно швов меньшего сечения

Чтобы снизить трудоёмкость выполне­ния сварного соединения

18.16 По какой формуле следует проверять прочность таврового соединения, выполненного стыковым швом, при воздействии только силы P?

1

2

3

4

= 6P / S ∙ ℓ ² ≤ [ ^/]

= P / S ∙ ℓ ≤ [ ^/]

= P / S ∙ ℓ ∙ 0,7k ≤ [ ^/]

= 4P / S ∙ ℓ ² ≤ [ ^/]

18.17 По какой формуле следует проверять прочность таврового соединения, выполненного двумя угловыми швами, при воздействии на него только силы P?

1

2

3

4

= P / 2 ∙ ℓ ∙ 0,7k ≤ [ ^/]

= P / 2 ∙ ℓ ∙ k ≤ [ ^/]

= P / S ∙ ℓ ≤ [ ^/]

= P / S ∙ ℓ ∙ 0,7∙k ≤ [ ^/]

18.18 Ниже представлены клёпаный и сварной варианты стыкового соединения одинаковых по всем параметрам деталей 1 и 2.

Какой из вариантов проч­нее при воздействии силы F и почему?

1

2

3

4

Прочнее клёпаный, так как он исполнен двухрядным швом

Прочнее сварной, так как шов выполнен со скосами кромок соединяемых дета­лей 1 и 2

Прочнее сварной, так как соединяемые сварным швом детали 1 и 2 не ослаблены отвер­стиями для заклёпок

Прочнее клёпаный, так как в дополнение к заклёпкам соединение усиливают силы трения накладок о детали 1 и 2