Билет 1

1.Виды нагрузок, действующие на детали машин. Процессы выхода из строя деталей.

Виды нагрузок:

1.Статические нагрузки- нагрузки с постоянной силой, не изменяющиеся по величине, направлению и знаку.2.Переменные нагрузки- нагрузки, изменяющиеся по времени, абсолютной величине и направлению.

3.Знакопеременные нагрузки.

Процессы выхода из строя деталей имеют 3 характерные зоны:

1-зона приработки(0-tп)

2-период нормальной эксплуатации (tп-tи).

3-период появления физического износа (t>tи).Резко повышается интенсивность отказа.

2.Подбор подшипников качения.

Для подбора подшипников качения используют статические нагрузки .Под нагрузками понимают радиальную для радиальных и радиально-упорных подшипников , осевую для упорных и упорно-радиальных подшипников.

Условие проверки и подбора. . эквивалент статической нагрузки, С- статическая грузоподъёмность.

,но не меньше чем

3.Расчет шлицевых соединений при переменных и постоянных нагрузках.

Шлицевые соединения так же как и резьбовые характеризуются неравномерностью работы поэтому в расчётах учитываются коэффициенты неравномерности.

4.Определение расчётной нагрузки зубчатых передач.

Под расчётной нагрузкой понимают нагрузку, распределённую по линии контакта зубьев

Билет 2

1)При установке болтов с зазором необходимо обеспечить такую их затяжку, чтобы на пов. стыка создать силу трения, превышающую внешнюю сдвигающую нагрузку. Условием сущ. явл.: , откуда необходимая сила затяжки каждого болта: ,

Где k-коэффициент запаса, i-число плоскостей стыка в соединении, f-коэффициент трения деталей в стыке, z- число болтов в соединении.

Расчет болтов на прочность производят только на растяжение по условной нагрузке , учитывающей действие напряжений кручения в стержне болта:

По данному диаметру опр. наружный диаметр и другие размеры болта, пользуясь таблицами стандартов на резьбу. Для уменьшения диаметра болтов, поставленных с зазором, применяют разгрузочные устройства в виде втулок, штифтов, шпонок, которые частично или полностью воспринимают нагрузку, действующую в плоскости стыка. Разгрузочные устройства рассчитывают на срез и смятие рабочих пов.

2) Основным достоинством зубчатых передач явл.: высокий К.П.Д. приблизительно равный 0,995.

Основные потери мощности в зубчатых передачах( Pз-на трение в зубчатом зацеплении, Po- в опорах, Pp- на разбрызгивание и размешивание смазочного матер.). Отношение Р2/P1=К.П.Д. где Р2- мощность на ведомом валу, Р1- мощность на ведущем валу. Суммарная потеря мощности Рп=Р1-Р2=Рз+Ро+Рр, отсюда Р2=Р1-Рп

К.П.Д.=(Р1-Рп)/Р1=1-1/(P1/Pп)

Силы в зацеплении зубчатой передачи:

Цилиндрическая предача:

Ft=2T/dw; Fr=Ft*tg(αw); Fn=Ft/cos(αw);

Косозубые передачи:

; ; ;

;

3) Критериями жесткости являются: прогибы валов, углы поворота, углы закручивания. Недостаточная жесткость является одной из причин повышения интенсивности колебания валов. Рассчитаем углы поворота и прогибы валов с постоянным диаметром:

Угол закручивания равен:

Для вала переменного сечения:

, где li- длина участка вала, полярный момент инерции вала диаметром di.

Угол поворота и прогиб:

где Qг,Qв,yг,yв- перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

4) расчет передачи по напряжениям изгиба:

тогда условие прочности для конической передачи:

коэффициент θ определяется в зависимости от твердости колес и характеризует уменьшение несущей способности конической передачи по сравнению с цилиндрической.

При проектном расчете вводится замена

где km- коэф-т модуля. коэф-т Yf опр. в соответствии с эквивалентным числом зубьев.

Расчет прямозубых конических передач по контактным напряжениям:

радиусы кривизны ρ1 и ρ2 опр. по диаметрам эквивалентных колес.

Подставив и преобразовав, получим:

где Ze – коэф мат. При проектном расчете сводится к опр диаметра ср-го сечения Dm1:

Билет 3

1. Критерии работоспособности.

Работоспособность - состояние изделия (машины, деталей), при котором возможно выполнение заданных функций с параметрами, установленными нормативно-технической документацией (техническим заданием и др.).

В зависимости от функционального назначения и условий работы деталей их работоспособность оценивается одним или группой показателей, основными из которых являются прочность, износостойкость, жесткость, теплостойкость, вибрационная устойчивость. Из всех показателей главным критерием работоспособности является прочность, так как детали прежде всего должны быть прочными.

Прочность - это способность деталей противостоять разрушению. Все детали под действием нагрузок меняют свою форму и размеры. При этом в них возникают внутренние напряжения, с увеличением которых может возникнуть опасное состояние детали, исключающее выполнение ее функции. Прочность как способность детали сопротивляться разрушению оценивается с помощью допускаемых напряжений или запасов прочности

Износостойкость, так же как и прочность, характеризует способность деталей сохранять размеры и форму. Однако в отличие от прочности износостойкость - это способность противостоять изнашиванию в результате трения. В теории трения и изнашивания рассматриваются следующие основные виды изнашивания: механическое, коррозионно-механическое и молекулярно-механическое, абразивное, усталостное и др.

Для уменьшения изнашивания широко используют смазку трущихся поверхностей, защиту от попадания абразивных частиц, а также специальные виды обработки сопряженных поверхностей.

Жесткость — способность деталей под нагрузкой сохранять размеры и форму благодаря силам упругости

Теплостойкость - способность изделий сохранять работоспособность при изменении температуры. При нагревании может произойти понижение прочности материала и наблюдаться ползучесть, снижение защищающей способности масляной пленки, при переохлаждении - разрыв пленки вследствие загустения смазочного материала, изменение зазоров между контактирующими поверхно­стями и заклинивание сопряженных деталей.

Виброустойчивость — способность изделий сохранять работоспособность при воздействии знакопеременных нагрузок и колебаний с заданной частотой и амплитудой.

Вибрации вызывают дополнительные переменные напряжения и приводят к усталостному разрушению деталей.

Виды расчётов.

Проектный расчёт производится при проектировании деталей . При этом определяются наиболее общие размеры, материал, термообработка и т.д.

Проверочный – расчёт уже известной конструкции. Определяется нагруженность деталей и срок службы.

При проектном расчёте многие величины не задаются. При расчётах различают номинальные и расчётные величины. , где К – коэффициент, учитывающий дополнительные динамические нагрузки, связанные с неравномерностью работы, неточностью изготовления, режим пуска и торможения и т.д.