Детали машин и основы конструирования. Методические материалы для подготовки студентов к интернет – тестированию

ЗАДАНИЕ N 19 ( - выберите один вариант ответа)

Муфты для управляемого соединения или разъединения валов называются…

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

ЗАДАНИЕ N 20 ( - выберите один вариант ответа)

Торсионом называется упругий элемент, работающий на …

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

ЗАДАНИЕ N 21 ( - выберите один вариант ответа)

Подшипники применяют для...

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

19

ЗАДАНИЕ N 22 ( - выберите один вариант ответа)

Основными достоинствами подшипника качения являются...

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

ЗАДАНИЕ N 23 ( - выберите один вариант ответа)

Радиальный роликоподшипник может воспринимать нагрузки…

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

ЗАДАНИЕ N 24 ( - выберите один вариант ответа)

Уплотнительные устройства подшипниковых узлов применяют для...

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

20

2.2. Инструкции по проведению демонстрационного интернет-экзамена в рамках компьютерной лаборатории

При запуске программы тестирования (осуществляется квалифицированными специалистами лаборатории) на экране появляется диалоговое окно выбора специальности, дисциплины и ввода сведений о студенте (рис. 2.1)

Рис. 2.1. Диалоговое окно выбора направления тестирования и ввода данных о студенте

При нажатии кнопки «Далее», для подтверждения правильности подготавливаемого теста, на экран выводятся сведения о типе тестирования, специальности, показываются данные о студенте и тестируемой дисциплине (см. рис. 2.2).

Рис. 2.2. Информационное окно теста.

По нажатию кнопки «Начать тестирование» программа переходит в режим диалогового опроса студентов. В этом режиме на экран выводится номер задания (всего их 24) с вопросом и вариантами ответов, как показано на рис. 2.3.

21

Рис. 2.3. Окно диалогового опроса экзаменуемого в интернет-тесте.

Студент, поняв суть вопроса, в области «Варианты ответов» щелчком компьютерной мышки выбирает соответствующий ответ. Переход по заданиям с вопросами осуществляется кнопками «Предыдущий» и «Следующий». Таким образом, студент может ответить на все вопросы и для контроля еще раз пройтись по заданиям и проверить данные на эти вопросы ответы. Окончание тестирования и выход из режима диалогового опроса происходит по нажатию кнопки «Завершить тестирование» или автоматически по истечении данного на тестирование времени. В результате на экран выводится информационное окно с результатами тестирования, как показано на рис. 2.4, где указывается общее количество заданий, количество данных ответов и количество из них правильных.

Рис. 2.4. Результаты демонстрационного интернет-экзамена.

22

3. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И АНАЛИЗ ТРЕБУЮЩИХСЯ ДЛЯ ИНТЕРНЕТ-ЭКЗАМЕНА ТЕМ

3.1. Список рекомендуемой для подготовки литературы

Национальным аккредитационным агентством в сфере образования для подготовки к Федеральному Интернет-экзамену в сфере профессионального образования [1] по дисциплине «Детали машин и основы конструирования» рекомендованы следующие источники:

1.Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин. М.: Высшая школа, 2003

2.Детали машин/ Под ред. О.А. Ряховского. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002

3.Решетов Д.Н. Детали машин. М.: Машиностроение, 1989

4.Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. М.: Высшая школа, 2000

5.Иосикевич Г.Б. Детали машин. М.: Высшая школа, 1988

6.Детали машин: Атлас конструкций/ Под ред. Д.Н. Решетова. М.: Машино-

строение, 4.1 и 4.2, 1992

7.Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х томах. М.: Машиностроение, 1992, 2001

8.Орлов П.И. Основы конструирования. В 2-х томах. М.: Машиностроение,

1988

9.Кудрявцев В.Н. Курсовое проектирование деталей машин. М.: Машиностроение, 1983

10.Кудрявцев В.Н. Детали машин. Л.: Машиностроение, 1980

11.Ряховский О.А., Иванов С.С. Справочник по муфтам. Л.: Политехника, 1991

23

3.2. Анализ требующихся для интернет-экзамена тем

Задачей этого раздела является не предоставление каких-либо ответов на ставящиеся в интернет – экзамене вопросы, а раскрытие подходов в подготовке студентов к этому экзамену и выявление специфики в логике возникающих вопросов при поиске на них ответов.

При подготовке к интернет-экзамену необходимо учитывать не только наличие у студентов знаний по темам дисциплины, но и конструкторский подход, используемый при проектировании деталей или механизмов, опыт их эксплуатации в реальных условиях. Кроме того, в вопросах экзамена встречается и необходимость сравнительного анализа между теоретическими понятиями, деталями и узлами одного назначения или передачами. Причем, сравнение может потребоваться и по назначению, и по конструкции. Необходимо также студентам знать влияние разносторонних факторов на работоспособность деталей, условия эксплуатации для выбора той или иной детали, физический смысл процессов в различных передачах, использующиеся в дисциплине «Детали машин» материалы предшествующих дисциплин (например, такие как «Технология конструкционных материалов», «Сопротивление материалов», «Метрология и стандартизация» и т.п.).

Итак, все темы разделов ГОС по дисциплине «Механика (Детали машин и основы конструирования)» в интернет-экзамене разбиты на разделы, образующие дидактические единицы. Соответственно и рассмотрим эти разделы в виде таких единиц (в приведенных примерах вопросов правильные ответы подчеркнуты).

Дидактическая единица №1: Основы проектирования.

1. Классификация механизмов, узлов и деталей

Здесь потребуется иметь четкое представление о том, что называется механизмом, узлом и деталью. Назначение этих элементов и редуктора. Посмотрим на примеры:

«Механизмом называется… Варианты ответов: а) устройство для пере-

дачи и преобразования движений любого рода; б) кинематическая цепь без неподвижности звена; в) сборочная единица; г) магнитный агрегат».

«Наибольшее применение в конструкциях машин имеют пружины… Варианты ответов: а) рессоры; б) тарельчатые пружины; в) витые цилиндриче-

ские растяжения и сжатия; г) торсионы».

24

«Наивысшим КПД обладает передача… Варианты ответов: а) зубчатая; б) червячные; в) ременная; г) цепные».

2. Основы проектирования механизмов, стадии разработки

Здесь нужно представлять особенности расчета тех или иных деталей машин, виды расчетов и последовательность их проведения, отличие расчетной и номинальной нагрузок, вероятностные методы расчета, виды используемых для разных деталей материалов и способ выбора этих материалов при проектировании. Пример одного из вопросов:

«Если проектируемая червячная передача будет работать с ручным приводом, то червячное колесо рациональнее сделать из… Варианты ответов: а) стали; б) латуни; в) бронзы; г) чугуна».

3. Требования к деталям

Потребуется знать предъявляемые к деталям требования и главное их смысл. Например:

«Совершенство внешних форм деталей, узлов машины в целом (окраска, покрытия, пленки и т.д.), это… Варианты ответов: а) технологичность; б) надежность; в) экономичность; г) эстетичность».

«Транспортные двигатели, удельная масса которых q равна отношению массы агрегата к его мощности окажется меньшей у… Варианты ответов: а) автомобилей; б) самолетов; в) судов; г) дорожной техники».

4. Критерии работоспособности, влияющие на них факторы

Знать какой фактор влияет на тот или иной критерий работоспособности и характер этого влияния на соответствующий критерий. Уметь правильно расставить критерии по важности от главного до второстепенного. Примеры:

«Один из современных факторов, определяющих работоспособность изделий – это… Варианты ответов: а) совокупность характеристик объекта, относящихся к его способности удовлетворять потребности; б) соответствие регламентам международных требований; в) приемлемая долговечность изделия; г) соответствие вкусам потребителя».

25

«Главным критерием работоспособности деталей машин является… Варианты ответов: а) прочность; б) износостойкость; в) стандартизация; г) жесткость».

«При динамическом расчете механизмов необходимо в первую очередь учитывать… Варианты ответов: а) массу деталей; б) время действия сил; в) длину деталей; г) жесткость деталей».

«Способ повышения жесткости детали является преобладающим без увеличения ее массы, это… Варианты ответов: а) рациональное положение опор; б) применение пустотелых и оболочковых конструкций; в) рациональное расположение ребер жесткости; г) блокирование деформации поперечными и продольными связями».

Пояснение: Жесткость характеризуется изменением размеров и формы детали под нагрузкой [4]. Расчет на жесткость предусматривает ограничение упругих перемещений деталей в пределах, допустимых для конкретных условий работы. Такими условиями могут быть условия работы сопряженных деталей (например, качество зацепления зубчатых колес и условия работы подшипников ухудшаются при больших прогибах валов) и технологические условия (например, точность и производительность обработки на металлорежущих станках в значительной степени определяются жесткостью станка и обрабатываемой детали).

Существуют конструктивные способы повышения жесткости без увеличения (полностью или существенно) массы:

1) для деталей, испытывающих изгиб:

–создание рациональной схемы расположения опор;

–рациональное (не сопровождающееся повышением массы) увеличение момента инерции (момента сопротивления) сечения; 2) для деталей, работающих на сжатие – рациональное усиление рѐбрами жесткости;

3) для деталей типа валов – усиление опор, затяжка опор и участков перехода от одного сечения к другому; 4) для деталей типа ферм, рам, расчалочных конструкций – блоки-

рование деформаций (перемещений) введением поперечных и диагональных связей; 5) для деталей коробчатого типа (базовые детали – станины) –

применение скорлупных , сводчатых , сферических и т.п. форм;

26

6) для деталей типа дисков – применение конических, чашечных, сферических форм; рациональное оребрение, гофрирование; 7) для деталей типа плит – создание арочных, коробчатых, ячеистых и сотовых конструкций.

Дидактическая единица №2: Соединения

1. Резьбовые соединения

При подготовке к этой теме нужно изучить все виды расчетов резьбовых соединений в зависимости от вида и направления действующей нагрузки и способа постановки болтов, усвоить характер распределения напряжений в том или ином случае, ориентироваться в выборе направления расчета при разной постановке задачи. Например:

«Болт с внутренним диаметром резьбы d1 = 10мм затягивается моментом завинчивания 20Нм. Определить напряжение кручения в болте τ, если момент в резьбе и момент на торце гайки равны друг другу. Варианты ответов:

а) 127,3 МПа; б) 50 МПа; в) 100 МПа; г) 254,6 МПа».

Пояснение: Согласно теории винтовой пары можно записать зависимость между моментом, приложенным к гайке, и суммой моментов сил трения в резьбе и на торце гайки [4]:

Тзав = Тт + Тр ,

где Тзав – момент завинчивания, возникающий при затяжке резьбового соединения ключем; Тт – момент сил трения на опорном торце гайки; Тр – момент сил трения в резьбе.

В задании сказано, что Тзав = 20 Н м, а Тт и Тр равны друг другу. Чтобы сумма моментов Тт и Тр была ровна Тзав, то их значения,

при условии их равности, составят по 10 Н м.

По критерию работоспособности «прочность» напряжения кручения равны:

= Т/Wp,

где Wp – полярный момент сопротивления.

Логично предположить, что скручивает болт момент, равный мо-

27

менту сопротивления в резьбе. Момент сопротивления для круглого сечения Wp 0,2(d1)3. В этом случае напряжения кручения будут следующими:

= 10 000 Н мм/(0,2103) = 50 МПа

«Основной материал для стандартных крепежных изделий общего назначения… Варианты ответов: а) легированная сталь; б) высокоуглеродистая сталь; в) чугун; г) низко- и среднеуглеродистая сталь»

2. Сварные соединения

Часто спрашивается назначение этого соединения и его виды; группа, к которой относится это соединение по квалификации; обозначение соединения; принцип расчета. Например:

«Буквенное обозначение T в условном обозначении сварного шва по ГОСТ 5264-8-Т1-1-8-59Z100 означает… Варианты ответов: а) катет шва; б) форму подготовки кромок; в) вид расположения шва; г) вид соединения».

«Если детали работают при переменной нагрузке, их сварной шов… Варианты ответов: а) концентрирует напряжения; б) снижает массу; в) повышает прочность; г) облегчает разборку».

«Сварные угловые швы рассчитывают на прочность… Варианты ответов: а) по биссектрисе прямого угла; б) по длине шва; в) по одному из катетов; г) по толщине детали».

«Сварные соединения применяются для… Варианты ответов: а) повышения прочности; б) создания разъемных соединений; в) удобства разборки; г)

создания неразъемных соединений»

3. Шпоночные и зубчатые (шлицевые) соединения

Здесь нужно знать назначение и расчет этих соединений, виды центрирования в шлицевых соединениях, виды действующих напряжений, посадки для этих соединений. Примеры вопросов:

«Цилиндрическое зубчатое колесо установлено со шпонкой на вал редуктора, работающего с переменной нагрузкой. Предпочтительной посадкой для такого соединения является… Варианты ответов: а) H7/k6; б) H7/s6; в) D8/h9; г) H7/h6».

28