Ответы_на_билеты_редактированные

1. Требования, предъявляемые машинам и их элементам. Основные критерии работоспособности деталей машин. Требования:

1. Работоспособность – св-во изделия выполнять свои ф-ции в соответствии с параметрами, наложенными нормативами и тех. документами. Потеря работоспособности – отказ:

Функциональный – машина прекращает движение (самый опасный), параметрический (машина выполняет заданные функции, но не обеспечивает заданный параметр)

2.Надежность – св-во сохранять работоспособность в течение заданного времени.

3.Технологичность – Д, требующие наим. затрат на изготовление, сборку и эксплуатацию. Она обеспечивается: оптимальным выбором точности изготовления; оптим. параметрами состояния пов-ти; использованием стандартных унифицированных элементов; выбором оптим. заготовки; оптим. выбором ТО и ХТО пов-ти.

4.Эргономичность – удобство обеспечения связи человек-машина

Показатели надежности:

1.Безотказность – вероятность безотказной работы в течение заданного времени

2.Долговечность – св-во сохранять работоспособность с течением времени с учетом ремонтов

3.Ремонтопригодность – возможность вовремя выявить наступление дефектов и произвести замену требуемого узла

4.Сохраняемость – при сохранении на складе сохранение свойств

Критерии:

1.Прочность – главный критерий, по условиям прочности. Способность сопротивляться разрушению или пл.

деф.( σ ≤[σ],τ ≤[τ])

∆ст.

5.Теплостойкость – способность работать при повышенных температурах. При пов. температуры изменяются: 1)Форма и размеры,2) Свойства материалов,3)Изменение свойств в смазочных материалов.

6.Износостойкость – св-во изделия сохранять свою форму при трении. Изнашивание – процесс разрушения матла при трении под нагрузкой. Виды изнашивания: механическое (усталостное, абразивное), молекулярно – мех. (заедание..в контакт вступает чистый Ме), окислительно – мех. Способы повышения износостойкости: изоляция от окр. среды, удаление износ. частей, повышение твердости.

1

2. Материалы, применяемые в машиностроении, и их мех. хар-ки. Факторы, учит. при выборе мат-ла:

1.Соответствие cв-в мат-ла гл. критерию работоспособности.

2.Требования к массе и габаритам Д и машины в целом

3.Требования, связанные с назначением детали и условиями ее работы

4.Соответствие св-в мат-ла конструктивной форме и намеченному способу обработки

5.Стоимость и дефицитность мат-ла.

Мат-лы и их хар-ки:

1.Черные Ме: (+) – высокая прочность и жесткость, (–) – большая плотность, слабая кор.стойкость.

2.Цветные Ме: исп-ся для особых требований – легкости, антифрикционности, антикоррозионности и др.

3.НеМе: дерево, асбест, резина, кожа, пластмассы (легкость, высокая прочность, технологичность)

4.Порошковые мат-лы: при использовании смеси Ме с неМе получ. мат-лы с различ. мех. и физ. cв-вами: высокопрочные, износостойкие, антифрикционные и т.д.

2

3, 5. Связь между нагрузками и напряжениями. Виды напряжений. Напряжения: Разрушения происходят под действием напряжений.

1.Расчетные напряжения.

А) Растяжение/сжатие: σР = F A Б) Срез: τCР = F A

В) Изгиб: σИ = МW Г) Кручение: τKP = TWP Д) Смятие: σCM = F A

Е) Контактные напряжения: σH = 0,418q(EПР ρПР ); EПР = 2E1E2 (E1 + E2 ); 1ρПР =1ρ1 ±1ρ2

2.Допускаемые напряжения: [σ]=σПРЕД [S]; [S]= S1S2 S3 ,[S]−норм. коэф. запаса прочности.

3.Предельные напряжения.

А) Постоянные: пластичный мат-л - σПРЕД =σТ (σВ ) , хрупкий мат-л - σПРЕД =σВ

Б) Симметричный знакопеременный цикл: σПРЕД =σ−1ДN = (σ−1 K )mN0 NE

В) Несимметричный переменный цикл: σПРЕД =σRДN ; σRДN = 2σ−1Д mN0 NE ((1− R) +ψσД (1+ R))

σRДN ≤σT ;ψσД =ψσ K ; K = Kσ Kd +1KF −1; σ−1Д =σ−1 K ; σ−1 <σ0 <σT <σB

3

6. Формы расчетов на прочность ДМ. Допускаемый коэф. запаса прочности и факторы, учитываемые при его назначении.

Расчеты:

1. Проектный. Цель – определение осн. размеров. Дано – нагрузки, мат-л, отдельные размеры.

σ≤[σ],σ = f (F, d)

2.Проверочный. Цель – полная проверка прочности. Дано – нагрузки, мех. св-ва мат-ла, сост-е пов-тей, точность, все размеры. S = σσmaxпр. . ≥[S]

Способы определения доп. коэф-та запаса прочности:

1.Табличный

2.Расчетный: [S]= S1S2 S3 . Здесь: S1 – учит. способ получения заготовки, S2 – учит. адекватность расчетной модели реальным условиям нагружения Д, S3 – учит. степень надежности.

4

8. Определение допускаемых напряжений в случае статического нагружения детали.

5

6

10. Несимметричный цикл: R ≠ −1

σR =σпр =σmax пр =σа пр +σm пр . Предел выносливости – в т.В.

R =σmin σmax ; tgγ =σa σm =σmax (1− R)0,5σmax (1+ R)0,5

Т.е. если R=Const, то γ = Const .

Диаграмма.

Области:

1.Работоспособного состояния

2.Усталостного разрушения

3.Пластических деф-ций

4.Статического разрушения Д Линия 1 – грубая аппроксимация. R>0. Линия 2 – уточненная аппроксимация.

σmax С =σ0 , − 2 ≤ R ≤ 0, ϕσ 2 <ϕσ1 , ϕσ1 = arctg(σ−1 σВ

σa пр = −ψσσт пр +σ−1; σR (1− R)2 = −ψσσR (1+ R)2 +σ−1; σR = 2σ−1 ((1− R) +ψσ (1+ R))

[σ]=σпр [S]=σRДN [S]

7

12. Конструкторские и технологические способы повышения нагрузочной способности и долговечности ДМ.

1.Повышение прочности материала

2.Индивидуальный подбор смазывающих масел

3.Простота деталей

4.Использование стандартных размеров

5.Упрочняющие технологии

6.Использование предохранительных устройств

9

13. Общая характеристика и критерии работоспособности соединений с натягом.

Нагрузочная способность такого соединения зав. в осн. от натяга (положит. разности диаметров вала и отверстия). Достоинства:

1.Простота конструкции

2.Низкая стоимость

3.Хорошо воспринимают ударные нагрузки

4.Не требуют осевой фиксации

Недостатки:

1.Значительный разброс размеров Д

2.Значительная концентрация напряжений

3.Зависимость натяга от температуры

4.Высокая вероятность фреттинг-коррозии.

Способы сборки: запрессовка, нагрев втулки, охлаждение вала, гидрозапрессовка. Критерии работоспособности:

1.Прочность

2.Жесткость

3.Износостойкость

4.Коррозионная стойкость

10