Розділ 1. Основні поняття та визначення

1. Загальні принципи розрахунку і проектування виробів машинобудування для харчової промисловості, забезпечення їх надійності при експлуатації. Показники якості:експлуатаційна надійність, економічність та технологічність виготовлення. Шляхи підвищення надійності. Головні критерії працездатності.

   1. Обладнання, що застосовується в харчовій промисловості: машина, апарат, установка, механізм, прилад. Класифікація машин в залежності від функціонального призначення. Структура машини: робочій орган, привод, передаточні механізми, складальні одиниці, окремі деталі. Спеціальні і типові деталі та вузли механізмів. Доцільність застосування типових вузлів і деталей. Класифікація типових вузлів і деталей за призначенням (підшипники, муфти, вали, вісі та ін.).

1.1.2. Гіпотези і припущення при інженерних розрахунках. Побудова розрахункової моделі з урахуванням геометричної форми і характеру навантаження деталі. Основи розрахунків елементів конструкції за головними критеріями робото здатностіі.

1.1.3. Характеристика матеріалів, що застосовуються для виготовлення обладнання харчової промисловості. Граничні і допустимі напруження, умова міцності. Вибір коефіцієнтів запасу міцності. Вплив на критерії міцності матеріалів високих температур. Агресивність середовища та корозійна стійкість матеріалів. Види місцевих напружень при різних деформаціях. Коефіцієнти концентрації напружень. Формула Герца для визначення контактних напружень. Змінні напруження та навантаження. Характеристика циклів змінних напружень: період, амплітуда, коефіцієнт асиметрії циклу. Поняття про стомленість матеріалу. Границя витривалості і розрахунки на міцність при циклічному навантаженні

Запитання для самоперевірки по розділу 1.

1. Основні поняття про деталь, вузол, механізм, машину.

2.. Які види сил можуть діяти на механізм при його русі? Чи можуть бути сили тертя рушійними силами?

3. Які є методи вибору допустимих напружень і запасу міцності і в чому вони полягають?

4. Які фактори визначають величини допустимих напружень і запасів міцності?

5. В чому полягає розрахунок деталей машин на міцність?

6. Які машинобудівні матеріали є основними?

7. На які основні види поділяються сталі та чавуни, для яких деталей машин вони призначені?

8. Які види сплавів кольорових металів застосовують в харчовому машинобудуванні і для яких деталей машин вони призначені?

9. Які існують види термічної та хіміко-термічної обробки металів і їх сплавів?

10. Які основні групи пластмас застосовують в обладнанні харчових виробництв?

Розділ 2. Аналіз структури і кінематики механізмів, їх силовий розрахунок, визначення потужності двигуна приводу.

2.1. Застосування важільних, кулачкових та інших механізмів у теплотехнічному обладнані і машинах харчових виробництв. Структурний аналіз механізмів. Рухомі з`єднання і групи Ассура. Принцип утворення і класифікація механізмів.

2.2. Задачі і методи кінематичного дослідження механізмів. Масштабні коефіцієнти, побудова планів положень механізму і траєкторій руху характерних точок. Цикл, робочий і холостий хід.

2.3 Дослідження кінематики механізмів за допомогою графоаналітичного методу планів. Влас-тивості планів швидкостей та прискорень, теорема подібності.

2.4. Силовий розрахунок механізму. Визначення сил і моментів інерції. Використання принципу Д`Аламбера при побудові планів сил. Теорема М.Є. Жуковського про “жорсткий” важіль. Визначення реакцій в кінематичних парах та рушійної сили. Розрахунок миттєвої потужності та підбір двигуна.

2.5. Зрівноваження і віброзахист механізмів. Статичне і динамічне балансування тіл (роторів), що обертаються.

Запитання для самоперевірки по розділу 2.

1. Що таке ланка (ведуча, ведена, нерухома)?

2. Назва ланок в залежності від виду руху який вони реалізують.

3. Що таке кінематична пара ? Класифікація кінематичних пар в залежності від кількості обмежень які вони накладають на відносний рух ланок.

4. Дайте поняття про групи Ассура. Як класифікуються групи Ассура?

5. Що таке механізм і машина?

6. Структурний аналіз плоских важільних механізмів.

7. Основні задачі кінематичного аналізу і синтезу механізмів.

8. Основні задачі динаміки машин.

9. Види тертя. Визначення сил тертя, ковзання і кочення в кінематичній парі.

10. Що таке кут і конус тертя ковзання?

11. Що таке статичне та динамічне зрівноваження ланок машин. Задачі балансування деталей та вузлів що обертаються.

Розділ 3. Розрахунки, конструювання та умови надійної експлуатації типових деталей і вузлів механізмів і машин.

3.1. З`єднання деталей машин. Призначення і класифікація, області застосування.

3.1.1. Зварні з`єднання. Загальні відомості, конструкції зварних з`єднань. Критерії працездатності та розрахунки при різних варіантах навантаження.

3.1.2. Заклепкові з`єднання. Область застосування, конструкції заклепок та заклепкових швів. Розрахунки на міцність.

3.1.3. Різьбові з`єднання. Загальна характеристика кріпильних деталей і з`єднань. Особливості навантаження та критерії робото здатності. Розрахунки різьбових з`єднань при різних варіантах навантаження.

3.1.4. З`єднання типу “вал-маточина”: шпоночні, шліцові, штифтові, профільні. Загальна характеристика та критерії працездатності. Основи конструювання і перевірочні розрахунки.

5. Фланцеві з`єднання, призначення та конструкції. Розрахунок прокладок на не витискування із фланцевого з`єднання. Розрахунок болтів фланцевих з`єднань. Конструювання та розрахунок геометричних параметрів фланців.

3.2. Розрахунки та конструювання осей і валів, а також опор, які їх підтримують. З`єднання валів, конструкції і розрахунки муфт.

3.2.1. Призначення, конструкції та матеріали для виготовлення осей та валів. Розрахунки осей і валів на статичну міцність. Перевірочні розрахунки валів на витривалість, жорсткість та запобігання поперечним коливанням. Основи конструювання валів та осей.

3.2.2. Опори валів та осей. Навантаження, що діють на опори. Методи зменшення тертя в опорах. Призначення та класифікація підшипників.

3.2.2.1. Підшипники ковзання: загальна характеристика, конструкція та матеріали елементів пар тертя, види пошкоджень. Особливості розрахунку несучої здібності та оцінка надійності.

3.2.2.2. Підшипники кочення: характеристика і класифікація, матеріали деталей і конструкції основних типів підшипників. Еквівалентне динамічне навантаження, довговічність. Вибір підшипників кочення і перевірка їх надійності. Конструкції підшипникових вузлів, змазка і ущільнення.

3.2.3. Муфти: загальні відомості та класифікація. Конструкції основних типів муфт, які застосовуються для з`єднання валів в машинах харчових виробництв. Вибір муфт і особливості перевірочних розрахунків.

2. Пружні елементи, призначення та матеріали для їх виготовлення. Розрахунок гвинтових пружин розтягу та стиску. Конструкції та використання інших типів пружних елементів.

Запитання для самоперевірки по розділу 3.

1. Що називають зварним швом? Їх типи.

2. Які види зварювання розповсюджені в промисловості?

3. Як виконують електродугове зварювання?

4. Як розраховують стикові зварні шви?

5. Як розраховують кутові зварні шви: лобові, флангові і комбіновані?

6. Типи заклепок за призначенням та за формою їх головок. З якого матеріалу виготовляють заклепки?

7. Які типи заклепкових швів розрізняють за призначенням та за конструкцією?

8. Яка існує залежність між діаметром, товщиною листа та кроком заклепок?

9. Як розраховують міцні заклепкові шви?

10. Основні переваги та недоліки заклепкових з'єднань.

11. Які типи різьб розрізняють за призначенням та за геометричною формою? Які з них є стандартними?

12. Які різьби бувають за числом заходів і за напрямком та нахилом витків?

13. Чому для болтів застосовують трикутну різьбу?

14. Види метричної різьби.

15. Як розрізняють болти та гвинти за формою головок? Як розрізняють болти, шайби, гайки за конструкцією?

16. З якого матеріалу виготовляють болти, гвинти, шпильки, гайки, шайби і гайкові замки?

17. Як розраховують болти при дії на них статичних навантажень у різних випадках навантаження?

18. Методика розрахунку груп болтів.

19. Призначення шпонок. На які типи вони поділяються за стандартом?

20. Назвіть області застосування різних типів шпонок.

21. Як визначають розміри шпонок?

22. Як розраховують призматичні шпонки?

23. Що таке шліцьові (зубчасті) з'єднання, їх переваги порівняно з шпонковими?

24. Як побудувати ескіз осі та валу? Їх призначення. З яких матеріалів вони виготовлені?

25. Яка різниця між віссю та валом? Види валів.

26. В яких випадках вали можна розрахувати тільки на кручення?

27. Як розраховують осі та вали на міцність?

28. З яких деталей складається підшипник кочення?

29. З яких матеріалів виготовляють шарики, ролики, кільця і сепаратори підшипників кочення?

30. Переваги і недоліки підшипників кочення порівняно з підшипниками ковзання.

31. На які види поділяються підшипники за формою тіл кочення та за напрямком навантаження, що сприймається ними?

32. Основні види шарико- та роликопідшипників за конструкцією. Де їх застосовують?

33. Які особливості в роботі голкових підшипників та їх конструкцій? Де їх застосовують?

34. Для чого застосовують мащення в підшипниках кочення ї як воно здійснюється?

35. Які ущільнюючі пристрої застосовуються в підшипниках кочення?

36. Як розраховують підшипники кочення на довговічність за динамічною вантажопідйомністю та як підбирають їх за стандартом?

37. Як розраховують статичну вантажопідйомність підшипників кочення?

38. Класифікація муфт, виходячи з принципу їх керування?

39. Як влаштовані втулкова і фланцева муфти? Їх перевірний розрахунок на міцність?

40. Які розрізняють види пружних муфт? Де їх застосовують?

41. Види фрикційних керованих муфт. Як вони влаштовані і як працюють?

42. Як влаштовані, де застосовуються і як розраховуються запобіжні, обгінні та відцентрові муфти?

Розділ 4. Основні розрахунку при конструювання механізмів.

4.1. Механічні передачі машин, їх призначення і класифікація. Кінематичні схеми і умовні позначення передач. Коефіцієнт корисної дії і передаточне відношення окремого і складного механізмів.

4.2. Пасові передачі, область застосування і класифікація, переваги і недоліки. Матеріали, які застосовуються для виготовлення пасів. Кінематика і геометрія пасових передач. Сили і напруження в пасах. Формула Ейлера. Розрахунок пасових передач за тяговою спроможністю. Послідовність проектних розрахунків плоско пасової передачі. Особливості конструювання клинопасових передач.

4.3. Загальні відомості про фрикційні передачі. Кінематика та розрахунки на міцність, урахування втрат на тертя. Проектування притискуючих механізмів. Конструкції та схеми фрикційних варіаторів.

4.4. Ланцюгові передачі: класифікація, типи ланцюгів, геометричні характеристики зірочок та ланцюгової передачі. Вибір основних параметрів і методика розрахунку ланцюгової передачі на довговічність та міцність ланцюга.

4.5. Передача “гвинт-гайка”. Призначення і область застосування. Матеріали і конструктивне виконання гайок і гвинтів, типи різьб. Види пошкоджень і порядок розрахунку на міцність та зносостійкість.

4.6. Зубчасті передачі: призначення, класифікація і умовні позначення. Елементи теорії зачеп-лення. Кінематичні та якісні параметри зубчастих передач. Способи, інструмент та обладнання для виготовлення зубчастих коліс. Сили, які діють в полюсі зачеплення. Види пошкоджень зубців. Матеріали для виготовлення і термообробка зубчастих коліс.

4.6.1. Геометричні характеристики циліндричних і конічних прямозубих та косозубих коліс. Методики проектних і перевірочних розрахунків.

4.6.2. Черв`ячні передачі: загальні відомості та основні параметри. Матеріали та допустимі напруги. Геометрія зачеплення і коефіцієнт корисної дії. Тепловий розрахунок черв`ячних редукторів. Основи проектувальних та перевірочних розрахунків. Конструкції черв`ячних коліс та черв`яків.

4.6.3. Основні відомості і кінематика планетарної та хвильової зубчастих передач. Редуктори, мультиплікатори і варіатори: кінематичні та силові параметри, схеми, підбір по каталогу.

Запитання для самоперевірки по розділу 4.

1. Як визначити ККД? Як визначається ККД при послідовному з'єднанні механізмів?

2. Значення передач та види їх застосування в машинах? Кінематичні та силові співвідношення в передачах.

3. На які види поділяються зубчасті передачі, де вони застосовуються?

4. Основні переваги зубчастих передач порівняно з іншими?

5. Чому евольвентне зачеплення має переважне застосування?

6. Що таке модуль зачеплення?

7. Як вираховують діаметри вершин і западин зубців?

8. Як визначають початковий і ділильний діаметри зубчастого колеса?

9. За яким модулем визначають ділильні діаметри зубчастих коліс?

10. Що таке коефіцієнт перекриття і яке його мінімальне значення?

11. Яке мінімальне число зубців допускається для різних видів зубчастих коліс?

12. Яке мінімальне передаточне число допускається для однієї зубчастої передачі? Чому дорівнює її ККД?

13. Як визначають силу тиску на вали з боку коліс в різних видах зубчастих передач?

14. З якого матеріалу виготовляють зубчасті колеса та їх зубці?

15. Які види термічної та хіміко-термічної обробки зубців застосовують для їх зміцнення?

16. Які степені точності виготовлення зубчастих передач мають поширення і які з них застосовують в передачах загального машинобудування?

17. Причини виходу з ладу зубчастих передач. За якими напруженнями розраховують зубці на міцність?

18. Як розраховують зубці на згин?

19. За яким зубчастим колесом розраховують зубці на контактну міцність, а за яким на згин?

20. Що являє собою зачеплення Новикова? Його переваги і недоліки.

21. Що таке зубчастий редуктор?

22. Які розрізняють види зубчастих редукторів за числом пар передач, за формою коліс, за формою зубців та за розміщенням валів?

23. Як відбувається змащення зубців зубчастих коліс?

24. Види черв'ячних передач.

25. Як влаштовані черв'ячні передачі і як вони працюють?

26. Переваги і недоліки черв'ячних передач.

27. Передаточне число черв'ячної передачі.

28. З яких матеріалів виготовляють черв'яки і черв'ячні колеса?

29. Які бувають зусилля в зачепленні черв'ячних передач і їх визначення?

30. Як розраховують зубці коліс черв'ячних передач на згин і контактну міцність?

31. Тепловий розрахунок черв'ячних редукторів.

32. Переваги і недоліки ланцюгових передач, області їх застосування.

33. Види приводних ланцюгів. Які з них нормалізовані ГОСТ?

34. Які втрати потужності спостерігаються в ланцюговій передачі і чому дорівнює її ККД?

35. Яким чином визначають розміри приводних ланцюгів і діаметри та число зубців зірочок?

36. З якого матеріалу виготовляють зірочки та приводні ланцюги?

37. Вкажіть причину виходу з ладу ланцюгових передач.

38. Викладіть методику розрахунку приводних ланцюгів на міцність і довговічність.

39. Як визначити силу тиску на вал з боку зірочки ланцюгової передачі?

40. У чому перевага зубчастого ланцюга порівняно з втулковим і роликовим?

41. Види змащення ланцюгових передач та умови їх застосування.

42. Методика розрахунку передачі.

43. Які розрізняють види пасів за формою поперечного перерізу?

44. Із яких матеріалів виготовляють плоскі і клинові паси?

45. Переваги і недоліки окремих типів пасів.

46. Які розрізняють типи пасових передач і де їх застосовують?

47. Переваги і недоліки пасової передачі порівняно з іншими передачами?

48. Як визначають передаточне число пасової передачі з урахуванням ковзання пасів?

49. Як визначають силу тиску на вал з боку шківа?

50. Спосіб розрахунку плоско - і клинопасової передач.

51. З яких матеріалів виготовляють шківи і їх конструкції?

Розділ 5. Загальні принципи проектування машин та їх приводів: задачі і

методи, економічні основи конструювання.

5.1. Основні етапи створення машин і апаратів: технічна пропозиція; ескізний проект; технічний проект; робоча конструкторська документація. Види і комплектність конструкторських документів: креслення деталі; складальні одиниці; загальний вигляд; габаритне креслення; схема; специфікація та ін.

5.2. Поняття про технологічність виготовлення деталей машин і апаратів. Умови забезпечення технологічності: вибір раціонального способу виготовлення деталей, агрегатний принцип складання, зручність при складанні та обслуговуванні.

5.3. Стандартизація при конструюванні машин і апаратів. Технічне та економічне значення стандартизації в машинобудуванні. Взаємозамінність ( повна та неповна ) елементів і вузлів машин та апаратів .

5.4. Розміри та їхні відхилення, допуски і посадки. Відхилення форми деталей та розміщення поверхонь. Шорсткість поверхонь деталей, їх оцінка та технологічні шляхи забезпечення.

5.5. Розрахунки при конструюванні машин. Основні параметри оптимізації конструкції. Зниження маси та матеріалоємності. Методи підвищення міцності і жорсткості. Поняття рівно міцності деталей вузла.

5.6. Розрахунок продуктивності та визначення затрат часу на основні та допоміжні операції. Побудова циклограм та суміщення руху виконавчих механізмів. Режим роботи та загальне рівняння руху машини.

5.7. Розрахунок кінематичних та силових характеристик привода. Вибір редуктора та електродвигуна. Основи раціональної компоновки привода.

Запитання для самоперевірки по розділу 5.

1. Що таке стандартизація та її роль в машинобудуванні?

2. Як розуміти вираз "взаємозамінність деталей"?

3. Що таке система отвору і система валу? В чому переваги систем отвору?

4. Що таке поле допуску і квалітет? Їх позначення.

5. Як позначають на кресленні розміри деталей машин, вказуючи при цьому їх поля допуску?

6. Що таке зазор, натяг і посадка?

7. Якими шляхами досягають зниження вартості машин при їх проектуванні і виготовленні?

Розділ 6. Основи розрахунку елементів та вузлів теплообмінних апаратів.

6.1. Види теплообмінних апаратів харчової промисловості. Класифікація та основні вимоги при їх конструюванні. Основні розрахунки апаратів. Вимоги Держтехнагляду до конструкцій та розрахунків теплообмінних апаратів. Загальні відомості щодо методів механічного розрахунку.

6.2. Зусилля і напруження в осесиметричній оболонці. Розрахунки на міцність тонкостінних циліндричних оболонок і корпусів апаратів, які працюють під внутрішнім надлишковим тиском.

6.3. Розрахунки на міцність та стійкість проти зминання тонкостінних циліндричних оболонок і корпусів апаратів, які працюють під зовнішнім надлишковим тиском.

6.4. Розрахунки на міцність товстостінних циліндричних оболонок і корпусів, які працюють під внутрішнім надлишковим тиском

6.5. Конструкції і розрахунки на міцність випуклих та плоских днищ та кришок теплообмінних апаратів

6.6. Методи моментної теорії оболонок, розрахунки міст з’єднання різних за формою оболонок.

6.7. Розрахунок на міцність елементів укріплення отворів в циліндричних корпусах апаратів, днищах та переходів.

6.8. Комунікації теплообмінних апаратів. Варіанти з’єднання окремих трубопроводів. Рухомі та нерухомі опори трубопроводів. Арматура трубопроводів, класифікація по призначенню. Запобіжна та регулююча арматура.

6.9. Розрахунки приводних елементів кранів, вентилів і засувок. Умови забезпечення щільності з’єднання елементів арматури. Розрахунки на міцність корпусів кранів, вентилів і засувок.