Вопросы для подготовки к экзамену по «Деталям машин и основам конструирования»

1. Цель курса детали машин.

Целью курса «Детали машин и основы конструирования» является изучение основ расчета и конструирования деталей и узлов общего назначения.

2. Цель конструирования

Конструирование – творческий процесс создания оптимального варианта машины в документах (главным образом, в электронных моделях и чертежах) на основе теоретических расчетов, конструкторского, технологического и эксплуатационного опыта.

3. .Понятие о детали, узле, сборочной единице. Классификация

Деталь - изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций.Детали по эксплуатационному признаку можно разделить на:детали общего назначения (болты, шайбы, гайки и др.), детали специального назначения (лопатки, диски турбин и др.). Сборочная единица - изделие, составные части которого подлежат соединению на предприятии-изготовителе посредством сборочных операций

4. Основные требования к деталям и машинам

Основные требования, предъявляемые к деталям и сборочным единицам машин

• Надежность;

• Работоспособность;

• Экономичность в изготовлении и эксплуатации;

• Удобство и безопасность обслуживания;

• Соблюдение норм и правил технической эстетики и эргономики (к деталям, непосредственно контактирующим с человеком-оператором (ручки и рычаги управления, элементы кабин машины, приборные щитки и т.п.).

5. Критерии работоспособности.

Критерии работоспособности

прочность – способность детали сопротивляться разрушению или необратимому изменению формы (деформации);

жесткость – способность детали сопротивляться изменению формы и размеров под нагрузкой;

устойчивость - свойство системы самопроизвольно восстанавливать первоначальное положение после снятия нагрузки.

износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию. Под изнашиванием понимают процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела при трении, проявляющемся в постепенном изменении размеров или формы;

теплостойкость – способность сохранять свои свойства при действии высоких температур;

виброустойчивость – способность работать в нужном диапазоне режимов без недопустимых колебаний.

При всей значимости всех описанных критериев, нетрудно заметить, что прочность является важнейшим критерием работоспособности и надежности.

Невыполнение условия прочности автоматически делает бессмысленными все другие требования и критерии качества машин.

5. Что такое жесткость, прочность?

прочность – способность детали сопротивляться разрушению или необратимому изменению формы (деформации);

жесткость – способность детали сопротивляться изменению формы и размеров под нагрузкой;

6. Понятие о проектном и проверочном расчетах

Проектный расчёт -

это определение основных размеров детали при выбранном материале по формулам, соответствующим главным критериям работоспособности (прочности, жесткости, износостойкости и др.). Этот расчет выполняют в тех случаях, когда размеры конструкции заранее неизвестны. Реальную конструкцию заменяют расчетной схемой; неоднородный и несплошной материал детали рассматривают как однородный и сплошной; идеализируют нагрузку, форму детали, опоры.

Проверочный расчёт -

это определение фактических (расчетных) напряжений и коэффициентов запаса прочности, действительных прогибов и углов поворота сечений, ресурса при заданной нагрузке или допустимых нагрузок при заданных размерах и т. д.

8. Механические передачи. Виды передач.

Механическая передача – это механизм, предназначенный для передачи энергии от двигателя до исполнительного механизма (органа) с преобразованием скоростей, моментов и усилий. Классификации механических передач

по способу передачи движения:

• передачи трением (фрикционные, ременные с гладкими ремнями);

• передачи зацеплением зубчатые, червячные, цепные, винтовые, ременные с зубчатыми ремнями);

по способу соединения ведущего и ведомого звеньев:

• передачи непосредственным контактом (фрикционные, зубчатые, червячные);

• передачи гибкой связью (ременные, цепные).

по характеру передаточного отношения:

• с постоянным передаточным отношением (зубчатые, червячные);

• с переменным (изменяемым по величине или по направлению, или и то и другое вместе) передаточным отношением (вариаторы).

по характеру изменения скорости:

• понижающие (редукторы);

• повышающие (мультипликаторы).

9 Редукторы и мультипликаторы.

• передаточное отношение (в направлении потока мощности) .

Для многоступенчатой передачи

Если - передачи понижающие скорость вращения на выходе – редукторы.

Если - передачи повышающие скорость вращения на выходе – мультипликаторы

11.Определение мощности, крутящего момента, к.п.д. , передаточного отношения для передачи. Задача

12.Зубчатые передачи. Классификация зубчатых колес. Определение параметров.

Зубчатая передача – это механизм, который с помощью зацепления передает или преобразует вращательное движение между валами с параллельными, пересекающимися или скрещивающимися осями с изменением угловых скоростей и крутящих моментов. Зубчатые передачи применяют также для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот.

по взаимному расположению осей

• цилиндрические (имеют параллельные оси) рис.1 а, б, в;

• конические (оси пересекаются) рис. 1 д;

• червячные, винтовые и др. (оси скрещиваются) рис. 1 е.

По относительному расположению поверхностей вершин и впадин зубьев колёс

• передачи внешнего зацепления, вращение колес происходит в противоположных направлениях (рис.1 а, б, в);

• передачи внутреннего зацепления ,вращение колес происходит в одном направлении (рис.1 г).

По направлению зубьев

• прямозубые (рис.1 а);

• косозубые (рис.1 б);

• шевронные (рис.1 в).

по профилю зубьев

• с эвольвентным зацеплением - профили зубьев очерчены по эвольвенте;

• неэвольвентные, например цилиндрическая передача Новикова, зубья колес которой очерчены дугами окружности.

13. Виды разрушения зубьев и критерии работоспособности зубчатых передач.