Ответы на задачи экзаменационных билетов по предмету «Основы технической механики и гидравлики»

Билет № 1

Определить число заходов витков червяка, его шаг, диаметр окружности вершин и длины нарезанной части червяка.

Ответ: с помощью штангенциркуля произвести измерения.

Билет № 2

Определить передаточное число червячного редуктора, если число заходов витков червяка Ζ1=2; число зубьев колеса Ζ2=40.

Ответ: U= Ζ2 : Ζ1= 40:2=20.

Билет № 3

Определить межосевое расстояние ɑω одноступенчатой зубчатой передачи, если делительные окружности зубчатых колес d1 и d2 соответственно равны 60 и 164 мм.

Ответ: ɑω= (d1 + d2) : 2= 112 мм.

Билет № 4

Определить модуль зубчатого колеса (m), если его шаг Р= 8 мм.

Ответ: m= Р : π = 8: 3,14= 2,5мм.

Билет № 5

Заполнить таблицу параметров червячной передачи, используя схемы червяка и зубчатого колеса.

Параметры	Ед. измер-я	Обозначение
Число заходов червяка	шт.	Ζ1
Число зубьев червячного колеса	шт.	Ζ2
Шаг червяка	мм	Р
Диаметр окружности вершин червяка	мм	dɑ1
Длина нарезанной части червяка	мм	b1
Ширина венца колеса	мм	b2

Билет № 6

Определить временное сопротивление (σв) круглого образца из меди марки М1 диаметром 5 мм, если максимальная нагрузка, приложенная к нему при растяжении, составляла 452 кг.

Ответ: σв= Рmax : F0; F0= πR²=3,14 х 2,5²= 19,6 мм².

Тогда σв=452:19,6=23кГс/мм².

Билет № 7

Определить материал образца (по таблице) диаметром 5 мм, если максимальная нагрузка при его разрушении составляла 2156 кг.

Марка (группа) конструкционного материала	Предел прочности σв, МПа (кГс/мм2)	Относительное удлинение, Ɛ %	Относительное сужение Ψ , %
Сталь низкоуглеродистая (марок 08—10)	330...350 (33...35)	31 ...33	55...60
Сталь высокоуглеродистая (марок 75 — 85)	1 100... 1 150 (110... 115)	8...9	30
Медь чистая (марка Ml)	220...240 (22 ...24)	45...50	75
Латунь (марка Л 80)	320(32)	52	70
Чугун серый (марки СЧ30)	300(30)	—	—

Ответ: F0= πR²=3,14 х 2,5²= 19,6 мм². σв= Рmax : F0= 2156:19,6=110 кГс/мм².

Из таблицы находим, что это высокоуглеродистая сталь марки Ст75.

Билет № 8

Используя кинематические схемы, определить типы червячных редукторов по расположению червяка.

Ответ: а) нижнее расположение червяка; б) верхнее; в) нижнее боковое; г) вертикальное.

Билет № 9

Определить диаметр делительной окружности (d) и высоту зубьев (h) зубчатого колеса, если диаметр его окружности вершин и окружности впадин (dɑ и df) соответственно равны 80 и 68 мм.

Ответ: d= (dɑ + df):2=74мм; h=(dɑ - df):2=6 мм.

Билет № 10

Определить предел прочности на разрыв круглого образца диаметром 10 мм из стали марки Ст10, если максимальная приложенная нагрузка при его растяжении составила 2590 кг.

Ответ: F0= πR²=3,14х5²=78,5 мм²; σв= Рmax : F0=2590:78,5= 33 кГс/мм².

Билет № 11

Определить абсолютное (Δ Ɩ) и относительное (Ɛ) удлинение образца диаметром 10 мм, если его длина перед разрывом составила 108 мм.

Ответ: если диаметр образца равен 10 мм, следовательно его длина Ɩ составляет 100мм. Тогда Δ Ɩ= 108-100=8 мм; Ɛ= (Δ Ɩ: Ɩ)х100%=8%

Билет № 12

Определить класс представленных кинематических пар по характеру сопряжения элементов.

Ответ: это низшие кинематические пары, т.к. сопряжение происходит по поверхностям элементов.

Билет № 13

Определить диаметр образца из латуни перед его разрывом при растяжении, если его начальный диаметр составлял 5 мм.

Ответ: F0= πR²=3,14 х 2,5²= 19,6 мм² (начальная площадь поперечного сечения образца).

Так как Ψ = Fₒ - F/ Fₒ (%)- относительное сужение материала, тогда

F= Fₒ - Ψ х Fₒ : 100% = 19,625 - 70 х 19,625 : 100% = 5,9 мм² (площадь поперечного сечения образца перед разрывом).

Тогда R = √ F / π = √ 5,9 / 3,14= 1,37 мм, а диаметр= 2,74 мм.

Билет № 14

Определить площадь поперечного сечения образца F для проведения механического испытания на растяжение, если его начальный диаметр составляет 5 мм.

Ответ: F= πR²=3,14 х 2,5²= 19,6 мм².

Билет № 15

Определить относительное сужение ( Ψ ) образца при механическом испытании на растяжение, если его начальная площадь поперечного сечения (Fₒ) составляла 19,6 мм2, а перед разрывом (F) - 5,9 мм2.

Ответ: Ψ = F/ Fₒ х100%= 5,9:19,6х100=30%.

Билет № 16

Определить материал образца марки СЧ30 и его механические свойства, используя данные таблицы.

Марка конструкционного материала	Предел прочности σв, МПа (кГс/мм2)	Относительное удлинение, Ɛ %	Относительное сужение Ψ , %
Сталь низкоуглеродистая	330...350 (33...35)	31 ...33	55...60
Сталь высокоуглеродистая	1 100... 1 150 (110... 115)	8...9	30
Медь чистая	220...240 (22 ...24)	45...50	75
Латунь	320(32)	52	70
Чугун серый	300(30)	—	—

Ответ: это серый чугун с пределом прочности на разрыв 30 кГс/мм²

^{Пластичностью не обладает.}

Билет № 17

Определить передаточное число (U) многоступенчатого цилиндрического редуктора (U ред.), если число зубьев колес передачи соответственно равны:

Ζ1=48; Ζ2=80; Ζ3=60; Ζ4=102.

Ответ: U1= Ζ2/ Ζ1= 80:48=1,6;

U 2= Ζ4/ Ζ3= 102:60=1,7;

Uред.= U1х U2=2,72.

Билет № 18

Определить тип зубчатой передачи по скорости движения рабочего органа, если Ζ1=48; Ζ2=80.

Ответ: U= Ζ2/ Ζ1= 80:48=1,6; Т.к. U больше 1, значит передача тихоходная.

Билет № 19

Определить вид деформации бруса, если в его поперечном сечении возникают изгибающий момент и растягивающая продольная сила.

Ответ: чистый изгиб и растяжение.

Билет № 20

Прочитать кинематические схемы.

Ответ: а) КС одноступенчатой зубчатой передачи, в состав которой входят ведущий и ведомый валы с частотой вращения n1 и n2, а также 2 цилиндрических прямозубых зубчатых колеса, жестко посаженных на валы. Опорами валов являются подшипники.

б) в состав механизма входят электродвигатель, 4 цилиндрических зубчатых колес, 2 конических колеса, червяк и червячное зубчатое колесо.

в) схема кривошипно- шатунного механизма: О- стойка неподвижная; ОА- кривошип; АВ- шатун; В- ползун в направляющих.

Билет № 21

Упражнение на определение параметров (размеров) зубчатого зацепления по схеме зубчатой передачи: дать определения буквенным обозначениям зубчатых колес.

Ответ: dɑ- диаметр окружности вершин

df- диаметр окружности впадин

d- делительный диаметр

P- шаг

b- ширина венца колеса

h- высота зуба

ɑω- межосевое расстояние

Билет № 22

Переведите в единицы системы СИ возникающее при нагрузке напряжение в металле, равное в технической системе МКГСС 16 кГс/мм2.

Ответ: т.к. 1 кГс= 10 Н, тогда 16 кГс/мм2= 160 Н/мм2.

Билет № 23

Определить тип зубчатой передачи по скорости движения рабочего органа (ведущего звена), если Ζ1=102; Ζ2=60.

Ответ: U= Ζ2/ Ζ1= 60:102=0,6;

U меньше 1, значит передача быстроходная(повышающая).

Билет № 24

Определить частоту вращения ведомого вала (nвм) рабочего органа машины, если число оборотов ведущего вала nвщ= 100 об/мин, а передаточное

число (U) =2,5.

Ответ: т.к. U = nвщ / nвм, тогда nвм= nвщ / U= 100:2,5= 40 об/мин.

Билет № 25

Определить передаточное число и тип фрикционной передачи, если диаметры (D1 и D2) ее дисков соответственно равны 140 и 200 мм.

Ответ: U= D2 / D1= 200:140=1,4.

Билет № 26

Определить КПД (ŋ) двухступенчатой зубчатой передачи, если КПД каждой из ступеней равны 0,98.

Ответ: ŋ зубч.перед.= ŋ1 х ŋ2= 0,98х0,98=0,96.

Билет № 27

Определить передаточное число ременной передачи, если диаметры(D1 и D2) ее шкивов соответственно равны 90 и 150 мм.

Ответ: U= D2 / D1=150:90= 1,7.

Билет № 28

Определить передаточное число (U) цепной передачи с втулочно- роликовой цепью, если число зубьев (Ζ1 и Ζ2) ведущей и ведомой звездочек соответственно равны 15 и 25.

Ответ: U= Ζ2/ Ζ1=25:15= 1,67.

Билет № 29

Определить, за счет чего происходит потеря энергии в многоступенчатых передачах вращательного движения, если КПД каждой из ступеней больше КПД всей передачи.

Ответ: потери энергии в передачах происходят за счет трения в опорах валов и между сопрягаемыми деталями.

Билет №30

Определить виды зубчатых колес по форме зубьев и форме поверхности зацепления, используя кинематические схемы редукторов.

Ответ: 1 схема- 3 ведущих цилиндрических прямозубых зубчатых колеса; 2 ведомых цилиндрических косозубых колеса; 1 цилиндрическое с шевронными зубьями ведомое колесо.

2 схема- 2 конических зубчатых колеса, ведущее колесо с прямыми зубьями, ведомое колесо с косыми зубьями.