МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

БАЛТИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И. КАНТА

ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТА И ТЕХНИЧЕСКОГО СЕРВИСА

(среднее профессиональное образование)

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА»

РАЗДЕЛ «ДЕТАЛИ МАШИН»

Для специальности 151901 «Технология машиностроения»

Студента гр. ____________

_______________________

Тема № 1 « Цели курса «Детали машин». Основные требования, предъявляемые к узлам и деталям. Основные критерии работоспособности деталей машин»

1.Что изучает курс «Детали машин»: _____________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

2. Целью курса «Детали машин» является _________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

3. Дайте определение следующим понятиям:

А) Машина ___________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Б) Механизм __________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

В) Изделие ___________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Г) Деталь _____________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Д) Сборочная единица _________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Е) Узел ______________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. На какие три класса можно разделить машины __________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Классификация деталей и машин ______________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________

6. Что называют деталями и узлами общего назначения_____________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

7. Что называют деталями и узлами специального назначения _______________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. На какие три группы можно разделить детали и узлы общего назначения_____________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Перечислите требования, предъявляемые к деталям и машинам: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

10. Что такое технологичность и какими параметрами она характеризуется_____________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

11. Дайте определение работоспособности изделия _________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

12. Что понимается под прочностью детали ________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

13. Что называется жесткостью детали ___________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

14. Что такое износостойкость __________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

15. Дайте определение теплостойкости ___________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

16. Дайте определение виброустойчивости ________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

17. Дайте определение надежности ______________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

18. Что такое безотказность?____________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

19. Что такое ремонтопригодность? ______________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

20. Что такое долговечность? ____________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

21. Что такое сохраняемость?____________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Тема № 2 «Назначение и классификация передач. Кинематические и силовые соотношения в передачах»

1.Вращательное движение и его достоинства ______________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Можно ли соединить непосредственно вал двигателя с рабочим органом машины _____________________________________________________________________________

3. Механическими передачами называются _______________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Какие функции выполняют механические передачи ______________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Классификация передач: _____________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Дайте названия и запишите формулы, определяющие основные кинематические и силовые характеристики передач:

Рис.1. Схема сил для определения направления вращающих моментов в передаче:

а — колеса в рабочем положении; б — колеса условно раздвинуты

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Для чего служат мультипликаторы и редукторы__________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Как определить КПД и передаточное число многоступенчатого привода на рис.2.

Рис. 2 Схема привода ленточного конвейера: 1- электродвигатель, 2-ременная передача, 3-редуктор цилиндрически одноступенчатый, 4-цепная передача, 5-лента конвейера, 6- барабан конвейера

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Тема № 3 «Фрикционные передачи»

1.Дать определение фрикционной передачи _______________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Где применяются фрикционные передачи? ______________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Зачем в передаче используется пружина. См. рис.3

Рис. 3. Схема фрикционной цилиндрической передачи с гладким ободом

4. Запишите условие работоспособности фрикционной передачи ______________________

5. Как классифицируются фрикционные передачи:

1) по назначению ______________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2)по взаимному расположению осей _____________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3)в зависимости от условий работы ______________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Достоинства передачи _______________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Перечислите недостатки передачи _____________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Указать на рис.3 ведущий и ведомый катки. Назвать основные геометрические, кинематические и силовые параметры цилиндрической фрикционной передачи: D₁, D₂, b₁, b₂, a, n_1, n_2, T₁, T₂, F_t, F_R

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Записать формулу, определяющую передаточное число с учетом скольжения __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 10. Какие требования предъявляются к материалам катков ___________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

11. Какие наиболее распространенные сочетания материалов для катков скольжения ____

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

12. Почему ведомый каток рекомендуется изготавливать из более износостойкого материала____________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

13.Дайте определение вариатора ________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

14. Область применения вариаторов ______________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

15. Что является основной кинематической характеристикой вариатора _______________

_____________________________________________________________________________

16. Как называется передача, показанная на рис. 4. Опишите ее работу.

Рис.4.______________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

17. В чем заключается расчет фрикционных передач.

Тема № 4 «Зубчатые передачи»

1.Дать определение зубчатой передачи___________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

2. Область применения зубчатых передач _________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Перечислите достоинства передачи_____________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Перечислите недостатки передачи ______________________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Классификация зубчатых передач (по следующим признакам): см. рис.5-9

- по расположению осей валов___________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

- по условиям работы __________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

- по числу ступеней ____________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

-по изменению частоты вращения валов __________________________________________

_____________________________________________________________________________

- по расположению зубьев на ободе колеса_________________________________________

_____________________________________________________________________________

- по форме поверхности, на которой нарезаны зубья ________________________________

_____________________________________________________________________________

- по форме профиля зуба________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

- в зависимости от взаимного расположение колес__________________________________

_____________________________________________________________________________

-по окружной скорости _________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис. 5 Цилиндрические зубчатые передачи внешнего зацепления

Рис. 6.Конические зубчатые передачи: Рис. 7. Винтовая зубчатая

а — прямозубая; б— с круговым зубом передача

Рис. 8.Реечная Рис.9. Цилиндрическая

Передача прямозубая передача

внутреннего зацепления

6. По каким кривым должны быть очерчены профили зубьев для нормальной работы передачи _____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

7. Сформулируйте основную теорему зацепления зубчатых колес _____________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Какая кривая линия имеет наибольшее применение? ______________________________

9. Какие еще кривые линии применяются и где? ___________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

12. Запишите формулу определения передаточного числа ____________________________

13. Дайте определение, обозначение, величину угла зацепления_______________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

14. Методы образования зубьев

Рис. 10. Нарезание зубьев методом копирования

Опишите метод копирования.

Рис. 11. Нарезание зубьев методом обкатки

Опишите метод обкатки. В чем его преимущество по сравнению с методом копирования.

15. Какие материалы применяют для изготовления зубчатых колес.

16. Можно ли применять для изготовления зубчатой пары разный материал, например, текстолит и сталь?

17. Критерии работоспособности зубчатых колес.

18. Виды разрушения зубчатых колес.

Рис. 12. Виды разрушения зубьев

Назовите виды разрушения, показанные на рис. 12.

а) _________________________________________________________________________________

б) _________________________________________________________________________________

в) _________________________________________________________________________________

г) _________________________________________________________________________________

19.К какому виду разрушения может привести действие на зуб переменных напряжении изгиба?

___________________________________________________________________________________

20.Какие конструктивные мероприятия можно рекомендовать для повышения сопротивления зубьев на излом? ____________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

21. Может ли полностью вывести из строя передачу поверхностное (усталостное) выкрашивание зубьев?_____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________

22. В каких передачах чаще возникает поверхностное (усталостное) выкрашивание зубьев?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

23. Как проявляется заедание зубьев? ___________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Тема № 5. «Прямозубые, косозубые цилиндрические передачи»

1.Как располагаются оси вращения валов у цилиндрической прямозубой передачи?______

_____________________________________________________________________________

2. Какие передаточные числа могут быть у одной пары зубчатых колес.________________

_____________________________________________________________________________

3. Перечислите достоинства и недостатки прямозубой цилиндрической передачи

Достоинства	Недостатки

4. На рисунке 13 указаны геометрические параметры цилиндрических зубчатых колес.

Рис. 13. Основные геометрические параметры эвольвентного зацепления

Дайте определение:

А.Начальная окружность- _____________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Б.Делительная окружность-______________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

В.Окружность вершин зубьев – __________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Г.Окружность впадин зубьев – __________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Д.Окружной шаг –_____________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Е.Окружной модуль – __________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

5. Как определяется модуль зубьев_______________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Могут ли иметь разный модуль шестерня и колесо в одной паре зубчатых колес______

7. Заполните таблицу геометрических параметров прямозубой цилиндрической передачи, используя рис. 13

Параметр	Обозначение	Расчетные формулы
Модуль
Диаметр вершин зубьев
Диаметр впадин зубьев
Делительный диаметр
Высота зуба
Высота головки зуба
Высота ножки зуба
Межосевое расстояние
Ширина венца
Радиальный зазор
Передаточное число

8. Рассчитать диаметр вершин зубьев ведомого колеса, если Z₁= 20, Z₂=50, m=4мм

9. Рассчитать межосевое расстояние прямозубой передачи, если Z₁=20, m=5мм, u=2

10.Какие силы действуют в передаче, см. рис. 14:

Рис. 14. Схема сил, действующих в прямозубой цилиндрической передаче

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

11. Запишите формулы для определения сил в передаче._____________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

12. Что определяется в проектировочном расчете закрытых передач?___________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

13. Какой параметр определяется в проектировочном расчете на изгиб? ________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

14. По каким напряжениям проводится проверочный расчет закрытых передач?_________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

15. Для чего служат косозубые цилиндрические передачи см. рис.15

Рис. 15. Косозубая передача

16. Могут ли два сопряженных колеса иметь разные углы наклона зубьев?______________

13. Чем отличается работа прямозубой цилиндрической передачи от косозубой передачи?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

14. Перечислите достоинства и недостатки косозубой цилиндрической передачи по сравнению с прямозубой передачей

Достоинства	Недостатки

15. Как влияет угол наклона зубьев на величину осевой силы. Укажите пределы изменения угла наклона зубьев.__________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

17. Какие модули имеет косозубая цилиндрическая передача? Какой из них стандартизован?_______________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

18. Заполните таблицу геометрических параметров косозубой цилиндрической передачи, используя рис. 16

Рис. 16. Геометрические параметры косозубого колеса

Параметр	Обозначение	Расчетные формулы
Нормальный модуль
Торцовый модуль
Диаметр вершин зубьев
Диаметр впадин зубьев
Делительный диаметр
Шаг нормальный
Шаг торцовый
Высота зуба
Высота головки зуба
Высота ножки зуба
Межосевое расстояние
Ширина венца
Длина зуба
Передаточное число

19. Дайте название силам, возникающим в передаче см. рис.17. Запишите формулы для определения сил.

Рис. 17. Схема сил, действующих в косозубой цилиндрической передаче

20. Что собой представляют шевронные цилиндрические передачи? Дайте описание данной передачи

Рис. 18. Схема сил, действующих на шевронной шестерне

Тема № 6 «Конические передачи»

1. Для чего применяют конические передачи? _____________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис.19. Коническая передача

2. Классификация конических передач ____________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3.Заполните таблицу с геометрическими параметрами прямозубой конической передачи см. рис. 20:

Параметр	Обозначение	Расчетные формулы
Внешний окружной модуль
Средний окружной модуль
Внешний диаметр вершин зубьев
Внешнее конусное расстояние
Внешний делительный диаметр
Угол делительного конуса δ1
Угол делительного конуса δ2
Средний делительный диаметр
Передаточное число
Внешняя высота головки зуба
Внешняя высота ножки зуба
Межосевое расстояние
Ширина венца

Рис. 20.

Геометрические параметры

конической передачи

4. Какие силы действуют в конической передаче?___________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис.21 Схема сил в конической прямозубой передаче (колеса условно раздвинуты)

5. Основы расчета на контактную прочность и изгиб конических передач.

Тема № 7 «Передача винт-гайка»

1.Для чего предназначена передача типа «винт-гайка»_______________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2.По виду трения передачи делятся на ____________________________________________

_____________________________________________________________________________

3. Достоинства передачи

скольжения	качения

4. Недостатки передачи

скольжения	качения

5. Применение передачи винт-гайка скольжения __________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6.Какую резьбу применяют для винтов в передаче ________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Каким должен быть материал в паре винт-гайка ________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8.Какие материалы используются для изготовления винтов, гаек____________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Где применяется передача винт-гайка качения (шариковинтовая передача), конструкция передачи.

10. Какие материалы применяют в шариковинтовой передаче ______________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

11. КПД передачи винт-гайка.__________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

12. Основной причиной выхода из строя винтов и гаек является _____________________________

____________________________________________________________________________________

13. Основным критерием работоспособности передач является______________________________

____________________________________________________________________________________

14. Расчет передачи винт-гайка.

Тема № 8 «Червячные передачи»

1. Определение червячной передачи __________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Применение червячных передач____________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Может ли быть червячное колесо ведущим звеном в передаче __________________

4. Отметьте достоинства и недостатки передачи.

Достоинства передачи	Недостатки передачи

5. Как делятся передачи по расположению червяка (рис.23) ______________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

рис.23.

6. Какие бывают червяки по форме внешней поверхности червяка (рис.24) _________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

рис.24

7. По количеству витков червяка передачи бывают ______________________________

_____________________________________________________________________________

8. Заполните таблицу с геометрическими параметрами червяка см. рис.25

Параметр	Обозначение	Расчетные формулы
Шаг червяка
Диаметр вершин
Диаметр впадин
Делительный диаметр
Высота головки витка
Высота ножки витка
Число заходов витков
Коэффициент диаметра червяка

Рис. 25.