Билет 1

1)Шпоночное соединение образуют вал, шпонка и ступица колеса (шкива, звездочки, маховика и т.д.).Шпонка – деталь, соединяющая вал и ступицу. Она служит для передачи вращающего момента от вала к ступице или наоборот. Достоинствами шпоночного соединения являются простота конструкции, низкая стоимость, удобство сборки-разборки, вследствие чего их широко применяют во всех отраслях машиностроения. К недостаткам шпоночного соединения можно отнести ослабление вала и ступицы шпоночными пазами. Шпоночный паз не только уменьшает поперечное сечение, но и вызывает значительную концентрацию напряжений. Шпоночные соединения не рекомендуют для быстроходных динамически нагруженных валов. Шпоночные соединения можно разделить на две группы: ненапряженные и напряженные. К ненапряженным относят соединения призматическими и сегментными шпонками, к напряженным – соединения клиновыми шпонками.(1,3)

2) 2

3) Болт нагружен осевой растягивающей силой.

Болт нагружен осевой растягивающей силой; предварительная и последующая затяжки его отсутствуют (соединение ненапряженное, рис. 1).

Такой вид нагружения встречается сравнительно редко. Болты в этом случае обычно находятся под действием сил тяжести. Характерным примером данного нагружения может служить резьбовой конец грузового крюка грузоподъемной машины.

Рис. 1

Условие прочности болта

где σ_р — расчетное напряжение растяжения в поперечном сечении нарезанной части болта; F — сила, растягивающая болт; d₁ — внутренний диаметр резьбы болта; [σ_р] — допускаемое напряжение на растяжение болта.

Формулой (1) пользуются при проверочном расчете болта. Из нее вытекает зависимость для проектного расчета болта

или

Болт испытывает растяжение и кручение, обусловленные затяжкой.

Крутящий момент, возникающий в опасном поперечном сечении болта, равен моменту Т в резьбе, определяемому по формуле

Лишь для установочных винтов при определении момента, скручивающего стержни, следует учитывать момент силы трения на торце.

Эквивалентное напряжение в болте, в опасном поперечном сечении которого возникают продольная сила, равная усилию F затяжки, и крутящий момент T, равный моменту в резьбе, определим по гипотезе энергии формоизменения:

где σ_ekv - эквивалентное (приведенное) напряжение для опасной точки болта; σ_p — напряжение растяжения в поперечном сечении болта; τ_k — наибольшее напряжение кручения, возникающее в точках контура поперечного сечения болта.

Подставим в формулу значение крутящего момента из формулы

и вынесем множитель

из-под корня. Получим

Принимая для стандартных стальных болтов с метрической резьбой ψ=2°30',d₂/d₁=1,2 и f=0,15 чему соответствует ψ=8°40', окончательно получим σ_ekv≈1,3σ_p

Следовательно, болт, работающий одновременно на растяжение и кручение, можно рассчитывать только на растяжение по допускаемому напряжению на растяжение, уменьшенному в 1,3 раза, или по расчетной силе, увеличенной по сравнению с силой, растягивающей болт, в 1,3 раза.

Таким образом, проектный расчет болта в этом случае рекомендуется производить по формуле

4) Редуктор- устройство, предназначенное для согласования по частоте вращения вала электродвигателя и вала исполнительного устройства. Редуктор (от слова редукция - понижение) за счет применения зубчатого механизма (быстроходная ступень, соединенная с валом двигателя, и тихоходная, соединенная с валом исполнительного устройства) понижает частоту вращения входного вала (вал электродвигателя) до частоты выходного вала (вал исполнительного устройства), которое определено заданием на проектирование. В противоположность редуктору существуют мультипликаторы (мультипликация - повышение), предназначенные для повышения частоты вращения от входа к выходу. Они находят применение в текстильной промышленности, где рабочие обороты веретен достигают 15000-20000 об/мин. Одновременно с понижением частоты вращения повышается крутящий момент в соответствии с известной формулой Т = Р/. Мощность из-за потерь снижается.

Передаточное отношение( ) — одна из важных характеристик механической передачи вращательного движения, находится как отношение угловой скорости ведущего элемента ( ) механической передачи к угловой скорости ведомого элемента( ) или отношение частоты вращения ведущего элемента ( ) механической передачи к частоте вращения ведомого элемента ( ) или отношение числа зубьев ( ) (длины окружности, радиуса, диаметра) ведомого элемента к числу зубьев ( ) (длине окружности, радиусу, диаметру) ведущего элемента механической передачи.

Характеристика передаточное отношение применима как к механической передаче с одной ступенью (одной кинематической парой), так и к механическим передачам со множеством ступеней. Во втором случае передаточное отношение всей механической передачи будет равно произведению передаточных отношений всех ступеней.^[1]

Механизмы с передаточным отношением больше единицы — редукторы (понижающие редукторы), меньше единицы — мультипликаторы (повышающие редукторы).

Величина, обратная передаточному отношению, называется передаточное число( ). (4, передача)

5) Aw=(z1+z2)m/2=104

6) Приближенное значение начального диаметра шестерни

Уточненное значение начального диаметра шестерни

7) (1,2)Для удобства выполнения расчетов валов и подшипниковых узлов, усилие, действующее в зоне контакта зубьев , представляют в виде составляющих, в общем случае действующих по трем взаимно-перпендикулярным направлениям: по касательной к начальным окружностям - окружной силы , по радиусу - радиальной сил , параллельно оси зубчатых колес - осевой силы .

8) d = C

9) Приняты следующие обозначения:                                   1- особолегкаясерия                                   2 -легкая серия                                   3 - средняя серия                                   4 - тяжелая серия                                   5 - легкая широкая серия                                   6 - средняя широкая серия Примеры: 6-180205 - подшипник легкой широкой серии, 202- подшипник  легкой серии

10) (1,2)Сборочные единицы (узлы) и детали делятся на узлы и детали общего и специального назначения. Узлы и детали общего назначения применяются в большинстве совре­менных машин и приборов (крепежные детали: болты, винты, гайки, шай­бы; зубчатые колеса, подшипники качения и т.п.). Именно такие детали изу­чаются в курсе деталей машин. К узлам и деталям специального назначения относятся такие узлы и детали, которые входят в состав одного или нескольких типов машин и при­боров (например, поршни и шатуны ДВС, лопатки турбин газотурбинных двигателей, траки гусениц тракторов, танков и БМП) и изучаются в соответ­ствующих специальных курсах (например, таких как "Теория и конструкция ДВС", "Конструкция и расчет гусеничных машин" и др.).