- •Методичні рекомендації та індивідуальні завдання для самостійної роботи з дисципліни
- •2. Перелік та зміст тем для самостійного вивчення.
- •2. З'єднання
- •2.1 Зварені з'єднання, паяні і клейові з'єднання
- •2.2 Заклепувальні з'єднання
- •2.3 З'єднання деталей з натягом
- •2.4 Різьбові (гвинтові) з’єднання
- •2.5 Шпонкові, шліцеві і профільні (безшпоночні) з'єднання
- •Фрикційні передачі і варіатори
- •3.2 Пасові передачі
- •3.3 Ланцюгові передачі
- •3.4 Передачі гвинт — гайка
- •3.5 Зубчасті передачі
- •3.6 Черв'ячні передачі
- •4. Осі і вали
- •5. Підшипники кочення
- •6. Підшипники ковзання
- •7. Муфти для з'єднання валів
- •3. Методичні рекомендації по вибору та оформленню контрольної роботи.
- •Питання і задачі для атестації першого рівня з курсу окм і дм.
- •Питання і задачі для атестації другого рівня з курсу дм
- •Питання та задачі для атестації третього рівня з курсу дм.
- •Основна
- •Додаткова
Питання і задачі для атестації першого рівня з курсу окм і дм.
1.2 Короткий історичний огляд розвитку конструкцій деталей машин. Роль вітчизняних механізмів та вчених.
Задача. Розрахувати необхідну довжину зварного шву, з'єднуючого два листи в накладку за даними наведеними в табл. 1.1. сила зсуву F, катет шву К, допустима напруга на зріз шву [τср]. Навести розрахункову схему.
Таблиця 1.1
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
F, kH |
50 |
60 |
70 |
80 |
30 |
35 |
40 |
55 |
65 |
45 |
К, мм |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
[τср], МПа |
100 |
130 |
120 |
200 |
80 |
90 |
110 |
140 |
150 |
180 |
1.2 Основні задачі курсу ДМ. Зв'язок з загальнотеоретичними й спеціальними дисциплінами.
Задача. Розрахувати болт, навантажений тільки осьовою розтягу вальною силою Fp за даними табл. 1.2. навести розрахункову схему.
Таблиця 1.2
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
Fp,kH |
10 |
9 |
8 |
17 |
16 |
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
[σр], МПа |
75 |
60 |
130 |
95 |
110 |
140 |
100 |
85 |
90 |
120 |
1.3 Що таке деталь, збірна одиниця (вузол), машина? приклади деталей загального та спеціального призначення.
Задача. Визначити, який момент необхідний в різьбовому з'єднанні, щоб створити зусилля затягу Fз. Середній діаметр болта d2, коефіцієнт тертя - f кут підйому витка різьби - ψ. Навести розрахункову схему.
Данні для розрахунку наведенні в табл. 1.З.
Таблиця 1.3
|
Варіанти | |||||||||
Величина |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
F, kH |
30 |
25 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
65 |
70 |
d2, мм |
45 |
40 |
36 |
32 |
28 |
26 |
24 |
22 22 |
18 |
20 |
f |
0,15 |
0,17 |
0,19 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
_0128_ |
0,32 |
0,35 |
0,23 |
ψ, град |
2 |
3 |
1 |
2 |
1 |
3 |
1 |
2 |
3 |
4 |
1.4 Основні критерії працездатності та їх коротка характеристика (приклад).
Задача. Важіль з'єднано з валом клемовим з'єднанням з роз'ємною маточиною. На кінці важеля прикладена сила F на відстані R від осі вала. Діаметр вала d. Визначити необхідну силу затяжки z болтів. Навести розрахункову схему. Данні для розрахунку наведенні в табл. 1.4.
Таблиця 1.4
Величина |
|
|
|
|
Варіанти |
|
|
|
| |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
F, кН |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
R, мм |
300 |
320 |
250 |
280 |
350 |
380 |
400 |
420 |
450 |
480 |
d, мм |
50 |
45 |
50 |
55 |
65 |
70 |
75 |
30 |
35 |
40 |
z |
2 |
4 |
2 |
4 |
2 |
4 |
2 |
4 |
2 |
4 |
1.5 Надійність. Зв'язок надійності машин з надійністю її деталей. Що таке "відмова"? Як розрахувати імовірність безвідмовної роботи?
Задача. До ферми за допомогою болта, підвішений вантаж G. Яких розмірів повинен бути болт? Навести розрахункову схему. Дані для розрахунку наведені в табл. 1.5.
Таблиця 1.5
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
G,kH |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
1 |
9 |
10 |
[σр], МПа |
80 |
90 |
100 |
70 |
95 |
140 |
110 |
120 |
130 |
150 |
1.6 Поняття про довго тривалість та ремонтопридатність машин.
Задача. Розрахувати болт, який скріплює два листа та установлений у отвір із зазором, по даним, які наведені в табл. 1.6. Листи зсовуються з силою F. Накреслити ескіз
Таблиця 1.6
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
F,kH |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
f |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,2 |
[σр], МПа |
75 |
80 |
85 |
90 |
95 |
100 |
105 |
110 |
115 |
120 |
1.7 Причини виходу із строю деталей машин.
Задача. Розрахувати болт, який скріплює два листа та установлений у отвір з-під розгортки без зазору і навантажений поперечною силою F. Дані приведенні в табл. 1.7. Накреслити ескіз.
Таблиця 1.7
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
F, |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
[τср], МПа |
45 |
50 |
55 |
60 |
65 |
70 |
75 |
80 |
40 |
35 |
[σзм], МПа |
20 |
ЗО |
40 |
50 |
55 |
60 |
65 |
70 |
75 |
80 |
1.8 У чому полягає суть методів розрахунку міцності по граничному стану та по допустимим напругам? (Навести формули).
Задача. Визначити довжину призматичної шпонки та перевірити її на міцність, якщо крутильний момент Т, діаметр валу d, ширина шпонки b, допустима напруга на зминання [σзм] наведені в табл. 1.8. Накреслити схему.
Таблиця 1.8
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
Т, Н∙м |
200 |
220 |
240 |
260 |
280 |
300 |
320 |
340 |
360 |
400 |
d, мм |
32 |
40 |
46 |
52 |
36 |
14 |
18 |
24 |
28 |
42 |
К, мм |
3 |
3 |
3,5 |
4 |
3 |
2 |
2,5 |
3 |
3 |
3 |
b, мм |
10 |
12 |
14 |
16 |
10 |
5 |
6 |
8 |
8 |
12 |
[σзм], МПа |
150 |
60 |
140 |
100 |
70 |
110 |
80 |
120 |
115 |
130 |
1.9 В яких випадках допустимі напруги визначаються через межу витривалості? (Навести формули)
Задача. Розрахувати циліндричний штифт встановлений діаметрально який скріплює маточину зубчатого колеса з валом, при умові, що колесо передає крутильний момент Т, діаметр валу d, [τср] матеріалу штифта. Данні для розрахунку наведенні в табл. 1.9. Накреслити ескіз
Таблиця 1.9
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
Т, Н∙м |
120 |
130 |
140 |
150 |
160 |
170 |
180 |
190 |
200 |
210 |
d, mm |
35 |
30 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
42 |
44 |
46 |
[τср], МПа |
60 |
65 |
70 |
75 |
55 |
50 |
45 |
40 |
35 |
80 |
1.10 Виходячи із чого вибираються коефіцієнти запасу міцності?
Задача. Визначити напругу зминання у з'єднанні та напругу зрізу в повздожньому перерізі циліндричного штифта, який з'єднує маточину черв'ячного колеса з валом. Передаючий момент Т, діаметр вала d, діаметр штифта dшт, довжина його l наведені в табл. 1.10. Накреслити ескіз.
Таблиця 1.10
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
Т,Н∙м |
270 |
290 |
260 |
240 |
220 |
200 |
180 |
160 |
140 |
130 |
d, мм |
45 |
45 |
42 |
42 |
40 |
40 |
46 |
46 |
48 |
48 |
dшт , мм |
12 |
14 |
12 |
12 |
12 |
12 |
14 |
14 |
14 |
14 |
l, мм |
50 |
40 |
45 |
56 |
63 |
70 |
36 |
32 |
80 |
90 |
1.11 Взаємозв'язок технічних та економічних розрахунків при проектуванні.
Задача. Перевірити шпонкове з'єднання на міцність. Крутильний момент Т, діаметр валу d, довжина шпонки l, ширина шпонки b , висота шпонки h, [σзм], [τср]. Данні в табл. 1.11. Накреслити схему, яка пояснює розрахунок.
Таблиця 1.11
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
Т, Н∙м |
200 |
240 |
280 |
320 |
360 |
400 |
440 |
480 |
500 |
220 |
d, мм |
32 |
30 |
34 |
36 |
38 |
40 |
42 |
45 |
48 |
50 |
b, мм |
100 |
10 |
10 |
10 |
10 |
12 |
12 |
14 |
14 |
14 |
h, мм |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
9 |
9 |
9 |
l, мм |
50 |
45 |
40 |
36 |
32 |
56 |
63 |
70 |
80 |
90 |
[σзм], МПа |
150 |
145 |
140 |
135 |
130 |
125 |
120 |
115 |
110 |
105 |
[τср], МПа |
80 |
60 |
65 |
70 |
75 |
60 |
65 |
70 |
75 |
80 |
1.12 Шляхи підвищення економічної ефективності на стадії проектування.
Задача. Перевірити шліцьове з'єднання на міцність. Крутильний момент Т, зовнішній діаметр шліців D, внутрішній d, ширина шліців b, кількість шліців z, [σзм], [τср] наведенні в табл. 1.12. накреслити схему, яка пояснює розрахунок.
Таблиця 1.12
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
Т, Н∙м |
200 |
220 |
240 |
260 |
280 |
300 |
320 |
340 |
360 |
380 |
D, мм |
30 |
32 |
36 |
40 |
46 |
50 |
58 |
62 |
68 |
78 |
d, мм |
26 |
28 |
32 |
36 |
42 |
46 |
52 |
56 |
62 |
72 |
Z |
6 |
6 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
10 |
b, мм |
6 |
7 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
10 |
12 |
12 |
[σзм], МПа |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
60 |
65 |
70 |
75 |
80 |
[τср], МПа |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
45 |
35 |
1.13 Роль стандартизації та машинобудування. Класифікація стандартів
Задача. Визначити напругу зварного з'єднання труби діаметром d з плитою, шляхом обварювання за контуром валковим швом з катетом К. Труба навантажена згинаючим моментом М та крутильним моментом Т, [τ]=0,5[σр], матеріал труби і плити - сталь Ст.З, для якого [σр]=157 МПа. Данні для розрахунку наведенні в табл. 1.13.
Таблиця 1.13
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
М, Н∙м |
180 |
190 |
200 |
210 |
220 |
230 |
240 |
250 |
260 |
270 |
Т, Н∙м |
220 |
250 |
275 |
300 |
325 |
350 |
375 |
400 |
425 |
450 |
d, MM |
40 |
42 |
45 |
48 |
50 |
38 |
36 |
34 |
32 |
30 |
К, мм |
5 |
4 |
6 |
3 |
3 |
4 |
6 |
5 |
4 |
6 |
1.14 Що таке переважні числа та їх рядки? Навести приклад. Дати техніко-економічне обґрунтування.
Задача. Визначити граничний момент, передаючий запобіжною муфтою, якщо штифт dшт відстоїть від осі вала на відстані R. Накреслити ескіз. Данні для розрахунку в табл. 1.14.
Таблиця 1.14
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
R, мм |
85 |
100 |
115 |
130 |
75 |
62 |
55 |
140 |
90 |
110 |
dшт, мм |
5 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
3 |
6 |
8 |
4 |
[τср], МПа |
380 |
350 |
400 |
440 |
410 |
300 |
320 |
360 |
420 |
330 |
1.15 Чим регламентується процес проектування? Стадії проектування та етапи виконання роботи.
Задача. Перевірити втулкову муфту з штифтами за даними, наведеними в табл, 1.15.
Таблиця 1.15
Величина |
Варіанти | |||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Р, кВт |
5 |
5.5 |
6 |
6.5 |
7 |
7.5 |
8 |
8.5 |
9 |
9.5 |
d, мм |
32 |
26 |
28 |
36 |
42 |
46 |
52 |
56 |
62 |
72 |
dшт, мм |
5 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
3 |
6 |
8 |
4 |
ω, рад/с |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
130 |
140 |
[τср], МПа |
350 |
320 |
340 |
360 |
380 |
400 |
410 |
420 |
440 |
300 |
1.16 Вимоги до матеріалів деталей машин. Основні показники властивостей матеріалів.
Задача. Перевірити на зминання гумові втулки муфти пружної втулково-пальцевої (МПВП), за даними наведеними в табл. 1.16. накреслити ескіз.
Таблиця 1.16
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
Р, кВт |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
4,5 |
5 |
5,5 |
6 |
7 |
ω, рад/с |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
dп, мм |
14 |
10 |
18 |
18 |
14 |
18 |
24 |
30 |
38 |
14 |
lп, мм |
33 |
19 |
42 |
42 |
33 |
42 |
52 |
66 |
84 |
33 |
z |
6 |
4 |
6 |
8 |
6 |
10 |
10 |
10 |
10 |
4 |
D1, мм |
100 |
60 |
105 |
120 |
85 |
140 |
160 |
200 |
250 |
70 |
[σзм], МПа |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
1.17 Надати характеристики вуглецевим сталям звичайної якості, низьковуглецевим конструкційним, легованим, підшипниковим. Для яких деталей ці сталі використовуються, і з якою термічною обробкою (навести марки всіх сталей з повною розшифровкою).
Задача. Розрахувати зварний металевий кронштейн, який уявляє собою стикове з'єднання двох труб із зовнішнім діаметром D, товщиною труби S і який знаходиться під дією осьового розтягуючого навантаження F (за даними табл. 1.17). Накреслити ескіз.
Таблиця 1.17
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
D, мм |
114 |
120 |
125 |
130 |
135 |
140 |
145 |
150 |
155 |
160 |
S, мм |
3,8 |
6 |
10 |
15 |
20 |
8 |
12 |
14 |
16 |
18 |
F, кН |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
10 |
[σр], МПа |
144 |
150 |
160 |
165 |
170 |
175 |
180 |
185 |
190 |
155 |
1.18 Характеристика й призначення чавунів з прикладами їх використання (надати марки з повною розшифровкою )
Задача. Визначити необхідне зусилля затягування чотирьох болтів фланцевої муфти за даними табл. 1.18, яка передає крутильний момент Т. Діаметр вала d, полумуфт D0, накреслити ескіз.
Таблиця 1.18
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
Z |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
Т, Н м |
150 |
60 |
80 |
160 |
250 |
320 |
500 |
600 |
1000 |
1200 |
d, мм |
25 |
20 |
22 |
28 |
32 |
36 |
40 |
45 |
50 |
55 |
D0, мм |
150 |
110 |
110 |
150 |
150 |
150 |
170 |
170 |
200 |
200 |
1.19 Для яких деталей використовують сплави кольорових металів? Перерахувати їх марки з розшифровкою та характеристикою.
Задача. Перевірити на зріз та зминання заклепки за даними табл. 1.19, які з’єднують два листи внакладку. Кількість заклепок z, товщина листів δ, діаметр заклепок d0=2δ, сила зсуву F. Дати розрахункову схему.
Таблиця 1.19
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
F, kH |
50 |
30 |
40 |
35 |
45 |
55 |
20 |
25 |
60 |
65 |
δ, мм |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
11 |
12 |
13 |
14 |
[σзм], МПа |
300 |
305 |
310 |
315 |
320 |
380 |
285 |
290 |
295 |
325 |
[τср], МПа |
140 |
130 |
115 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
z |
4 |
4 |
8 |
2 |
2 |
8 |
6 |
4 |
6 |
8 |
1.20 Неметалеві матеріали, їх властивості, використання.
Задача. Перевірити міцність зварного шву, з'єднуючого два листи внакладку за даними табл. 1.20, якщо сила зсуву F, довжина шва l, катет шва К. Дати розрахункову схему.
Таблиця 1.20
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
F, kH |
100 |
90 |
80 |
70 |
60 |
50 |
55 |
65 |
75 |
85 |
l , мм |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
650 |
700 |
750 |
К, мм |
6 |
5 |
4 |
3 |
5,5 |
6,5 |
7 |
8 |
7,5 |
9 |
[τ] МПа |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
130 |
140 |
125 |
115 |
105 |
1.21 Мастильні матеріали: їх властивості і використання.
Задача. Визначити необхідну кількість заклепок для з'єднання листів в стик двома накладками за даними табл. 1.21. товщина листів δ, сила зсуву F. Прийняти: d0=2δ , [σзм] =280 МПа, [τср] =140 Па. Навести розрахункову схему.
Таблиця 1.21
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
δ, мм |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
13 |
14 |
F,kH |
100 |
110 |
120 |
130 |
140 |
150 |
105 |
115 |
125 |
135 |
1.22 Зв'язок конструкції з вимогами технологічності. Основні умови забезпечення технологічності. Приклади з ескізами.
Задача. Розрахувати болт, навантажений ексцентричним навантаженням (болт має ексцентричну голівку). Сила F, ексцентриситет е і [σр] наведені в табл. 1.22. Накреслити ескіз.
Таблиця 1.22
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
F, кН |
150 |
160 |
170 |
180 |
190 |
200 |
210 |
220 |
230 |
240 |
е, мм |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
[σр], МПа |
120 |
130 |
140 |
150 |
110 |
100 |
90 |
80 |
115 |
135 |
1.23 Види навантажень, діючих на деталі: робоча, номінальна, максимальна, еквівалентно розрахункова.
Задача. Визначити силу Fкл, яку необхідно прикласти до стандартного ключа (L=15) при загвинчуванні гайки, за даними табл. 1.23. Накреслити ескіз.
Таблиця 1.23
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
Гайка |
М6 |
М8 |
М10 |
М12 |
М14 |
М16 |
М18 |
М20 |
М22 |
М24 |
σт, МПа |
200 |
240 |
270 |
250 |
260 |
290 |
300 |
220 |
280 |
230 |
1.24 З'єднання. їх розподіл і класифікація. Коротка характеристика зварювальних, різьбових, шпонкових та зубчастих (шліцьових) з'єднань.
Задача. Розрахувати зварювальне стикове з'єднання двох штабів (полос) за даними табл. 1.24 товщиною S, випробовуючи дію згинаючого моменту М, катета шва K=S. Визначити довжину шва. Накреслити ескіз.
Таблиця 1.24
Величина |
Варіанти | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
S, мм |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
М, Н ∙ м |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
550 |
650 |
750 |
850 |
450 |
[σ], МПа |
160 |
155 |
150 |
145 |
140 |
135 |
130 |
125 |
120 |
165 |