13. Закон Гука, модуль упругости.

Растяжение (сжатие) стержня возникает от действия внешних сил, направленных вдоль его оси. Растяжение (сжатие) характеризуется:  абсолютным удлинением (укорочением) Δl;

 относительной продольной деформацией ε= Δl/l

 относительной поперечной деформацией ε`= Δa/a= Δb/b

П ри упругих деформациях между σ и ε существует зависимость, описываемая законом Гука, ε=σ/E, где Е – модуль упругости I рода (модуль Юнга), Па. Физический смысл модуля Юнга: Модуль упругости численно равен напряжению, при котором абсолютное удлинение стержня равно его первоначальной длине, т.е. Е=σ при ε=1.

17. Поперечные силы и изгибающие моменты. Построение эпюр всф.

Балка – это прямолинейный стержень, работающий на изгиб. Поперечная сила равна сумме всех внешних сил, расположенных по одну сторону от сечения и направленных поперек оси стержня. Изгибающий момент равен сумме всех внешних моментов, расположенных по одну сторону от сечения.

Правило знаков для уравнений QY =

- если внешняя сила стремится вращаться относительно сечения по часовой стрелке, она положительна;

- если внешняя сила стремится вращаться относительно сечения против часовой стрелки, она отрицательна.

Правило знаков для уравнений MX =

- если внешние нагрузки стремятся изогнуть балку сжатыми волокнами вверх, они положительны;

- если внешние нагрузки стремятся изогнуть балку сжатыми волокнами вниз, они отрицательны.

16. Геометрические характеристики плоских сечений. К геометрическим характеристикам плоских сечений относятся: площадь, статические моменты, осевые моменты инерции, центробежные моменты инерции, полярные моменты инерции, радиусы инерции.

С татические моменты S_Х (S_Y) [м³]. Используется для определения касательных напряжений при поперечном изгибе; для определения нормальных напряжений в кривых брусьях; для определения положения центра тяжести сечений сложной формы и др. S_X= где y – расстояние от элементарной площадки dA до оси Х. Аналогично S_Y= .

Осевой I_Х (I_Y), центробежный I_ХY и полярный I_P моменты инерции [м⁴]. Используется: осевые моменты инерции используются в расчетах на прочность и жесткость при изгибе, полярный момент – при кручении. Так, если ЕА – жесткость сечения при растяжении сжатии, то EI_X (EI_Y) –жесткость сечения при изгибе, GI_P  жесткость сечения при кручении. Осевые моменты инерции определяются интегралом вида I_X= . Аналогично I_Y= Полярный момент инерции определяются по формуле I_P= . Так как ρ²=x²+y², то I_P= = I_Y+I_X. Центробежный момент инерции определяются по формуле I_XY= . Осевые и полярный моменты инерции всегда положительны.

Радиусы инерции i_X, (i_Y)[м]. Используются: в расчетах на устойчивость сжатых стержней. ,

18. Основные виды деталей. Требования к деталям машин.

Детальизделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций (болт, гайка, кронштейн, вал и т.д.). Детали можно разделить на следующие группы: 1)соединения предназначены для фиксации взаимного положения деталей и объединения их в сборочные единицы и узлы (сварные, заклепочные, резьбовые и др. соединения); 2)передачи осуществляют передачу энергии от двигателя к исполнительному механизму: -передачи зацеплением (цилиндрические, конические, планетарные, червячные и цепные); -передачи трением (ременные, фрикционные); 3)несущие и базирующие элементы: -валы и оси, которые поддерживают вращающиеся детали; -подшипникиопоры вращающихся валов и осей; -направляющие, поддерживающие поступательно движущиеся детали.

Требования к деталям машин: 1)эксплуатационные (работоспособностьспособность изделия выполнять заданные функции с параметрами, установленными в техническом задании, техническое обслуживание  этап эксплуатации, направленный на поддержание надежности и готовности тех. объектов и их элементов; ремонтсовокупность тех. мероприятий, осуществляемых с целью восстановления работоспособности устройств). 2)производственно-технологические (требования, направленные на создание технологической конструкции). 3)экономические (связаны с достижением минимальной стоимости изготовления и эксплуатации детали). 4)эргономические (определяются необходимостью безопасности и комфорта для человека, эксплуатирующего объект, снижения или исключения вредных воздействий на человека и окр.среды)

21. Зубчатые передачи. Основные понятия и определения. Область применения. Зубчатая передача - трехзвенный механизм, включающий два подвижных звена, взаимодействующих между собой через высшую зубчатую кинематическую пару и образующих с третьим неподвижным звеном низшие (вращательные или поступательные) кинематические пары. Назначение зубчатой передачи - передача движения (обычно вращательного) с преобразованием параметров, а иногда и его вида (реечная передача). Зубчатые передачи вращательного движения наиболее распространены в технике. Достоинства зубчатых передач: высокая надежность работы в ши­роком диапазоне нагрузок и скоростей; большой ресурс, малые габариты, высокий КПД (до 0,98); относительно малые нагрузки на валы и подшипники; постоянство передаточного числа; простота обслуживания. Недостатки зубчатых передач: сложность изготовления и ремонта (необходимо высокоточное специализированное оборудование); относительно высокий уровень шума, особенно на больших скоростях; нерациональное использование зубьев – в работе передачи одновременно участвуют обычно не более двух зубьев каждого из зацепляющихся колёс.

22. Типы зубчатых передач. Выбор материала. Зубчатая передача - трехзвенный механизм, включающий два подвижных звена, взаимодействующих между собой через высшую зубчатую кинематическую пару и образующих с третьим неподвижным звеном низшие (вращательные или поступательные) кинематические пары.

Классификация зубчатых передач: 1) По величине передаточного числа: редукторы (с передаточным числом u ³ 1); мультипликаторы (с передаточным числом u < 1). 2) По взаимному расположению валов: цилиндрические (с параллельными валами); конические (с пересекающимися осями); червячные, винтовые, гипоидные (с перекрещивающимися осями валов); реечные (с преобразованием движения). 3) По расположению зубьев относительно образующей поверхности колеса: прямозубые, косозубые, шевронные, с круговым зубом. 4) По форме зацепляющихся звеньев: с внешним зацеплением, с внутренним зацеплением, реечное зацепление, с некруглыми колесами. 5) По форме рабочего профиля зуба: эвольвентные (рабочий профиль зуба очерчен по эвольвенте круга); циклоидальные (рабочий профиль зуба очерчен по круговой циклоиде); цевочное (зубья одного из зацепляющихся колес заменены цилиндрическими пальцами – цевками); с круговым профилем зуба (рабочие профили зубьев образованы дугами окружности практически одинаковых радиусов). 6) По относительной подвижности геометрических осей зубчатых колес: рядовые передачи (с неподвижными осями колес); планетарные передачи (с подвижными осями некоторых колес).

Основные требования к материалам зубчатых передач: 1)прочность поверхностного слоя и высокое сопротивление истиранию; 2) достаточная прочность при изгибе; 3)обрабатываемость, возможность получения достаточной точности и чистоты поверхности