- •Назовите механические характеристики прочности и пластичности металлов. Как определяют допускаемые напряжения для расчетов деталей машин при постоянных и переменных нагрузках?
- •5. Каковы механические характеристики пластичных металлов при переменных нагрузках? как выбрать допускаемые напряжения для циклически нагруженных металлов?
- •8.Какие виды нагрузок, действующих на детали машин, вам известны? Каковы отличительные характеристики, статических, циклических и пиковых нагрузок?
- •Статические нагрузки (нагрузка 1 режима или 1 цикла).
- •1.Пульсирующие напряжения (нагрузка 2 режима или 2 цикла)
- •2.Симметричные напряжения
- •3.Ассиметричные напряжения
- •11. Зубчатые цилиндрические прямозубые передачи: нагрузки, действующие в зацеплении и на валы передачи. Расчет зубьев прямозубых колес на выносливость по напряжениям изгиба.
- •12. Зубчатые цилиндрические прямозубые передачи: нагрузки, действующие в зацеплении и на валы передачи. Расчет зубьев прямозубых колес на выносливость по контактным напряжениям.
- •13.Цилиндрические косозубые передачи: область применения, силы в зацеплении и нагрузки, действующие на валы. Достоинства и недостатки косозубых передач в сравнении с прямозубыми.
- •16. Цилиндрические косозубые передачи: область применения, силы в зацеплении и нагрузки, действующие на валы. Достоинства и недостатки косозубых передач в сравнении с прямозубыми.
- •18. В чем состоит принципиальное различие цилиндрической и конической передач? каково минимальное значене числа чибьев шестерни? почему оно именно таково?
- •20.В чем состоит принципиальное различие цилиндрической и конической передач? Каково минимальное значение числа зубьев шестерни? Почему оно именно таково?
- •Дайте сравнительную характеристику цилиндрических, конических и червячных передач. Каково максимально допустимое значение передаточного числа одной ступени этих передач?
- •22. В каких случаях применяют шевронные цилиндрические колёса? какими достоинствами они обладают по сравнению с косозубыми колёсами? каковы недостатки шевронных передач?
- •24. Червячные цилиндрические передачи: конструкция, область применения, достоинства и недостатки. Расчеты передачи
- •25.Червячная цилиндрическая передача: особенности кинематики, причины нагрева, тепловой расчет и меры, предотвращающие перегрев передачи.
- •26.Червячная цилиндрическая передача. Самоторможение в передаче. Силы, действующие в зацеплении передачи.
- •Расчет зубьев червячного колеса по контактным напряжениям, особенности расчета. Меры, которые следует принимать в случае не выполнения условия прочности зубьев колеса по контактным напряжениям.
- •31.Валы и оси: назначение, конструкция, нагружение, разрушение, материалы. Проектные расчеты валов и осей.
- •Ориентировочный расчет валов на прочность
- •Расчеты валов на жесткость
- •Валы и оси имеют общую функцию поддерживать насажанные на них детали.
- •Материалы валов и осей
- •Расчет валов на прочность
- •Расчеты валов на жесткость
- •Расчет валов на виброустойчивость: область применения, суть, условие виброустойчивости вала. Что следует предпринять в случае невыполнения условия виброустойчивости вала?
- •Валы и оси имеют общую функцию поддерживать насажанные на них детали
- •По условиям нагружения: Валы (нагружены крутящими и изгибающими моментами), Торсионные валы (нагруженные только крутящим моментом), Оси (нагруженные только изгибающим моментом).
- •Материалы валов
- •Расчеты валов на прочность Ориентировочный расчет валов на прочность
- •Меры при избыточной прочности вала: применение др. Материла и уменьшение размеров.
- •35. Оси: виды, отличие от валов, нагружение, условие прочности. Особенности расчета осей, испытывающих знакопеременные нагрузки или ослабленных шпоночным пазом.
- •Область применения расчетов валов на прочность. Что следует предпринять в случае невыполнения условия прочности вала?
- •38.Что такое «подшипник качения»? Какова его конструкция и область применения? Какие виды разрушения подшипников качения вы знаете? Что такое быстроходность и грузоподъемность подшипника качения?
- •Классификация подшипников качения
- •Виды разрушения подшипников качения
- •Подшипники качения: назначение, конструкция, выбор типа подшипника для опор вала, проектный и проверочный расчеты подшипников качения.
- •Проектный расчет подшипников качения
- •Формулы для расчета осевых опорных реакций
- •41. Шариковые радиальные однорядные подшипники: конструкция, область применения, воспринимаемые нагрузки. Проектный и проверочный расчеты радиальных подшипников
- •Расчет радиально-упорных шарикоподшипников: особенности восприятия и передачи нагрузок, зависимости проектного и проверочного расчетов.
- •46. Какие схемы установки подшипников на быстроходный вал зубчатой конической передачи вам известны? охарактеризуйте каждую из них.
- •48. Сварные соединения: виды швов и соединений, разрушений, конструирование соединений. Сварные соединения угловыми швами: типы швов и соединений, разрушение, расчет и конструирование.
- •52. Резьбовые соединения: виды, соотношения основных размеров деталей соединения. Расчет болта в предварительно затянутом соединении, нагруженном продольной силой (по отношению к оси болта).
- •54. Резьбовые соединения: виды, соотношение основных размеров деталей соединения. Расчет болта в предворительно затянутом соединении, нагруженном поперечной силой(по отношению к оси болта).
- •Нагрузка поперечная
- •55.Какие виды резьбовых соединений вы знаете? по каким условиям прочности выполняют расчеты резьбы? каковы особенности конструкции стандартных винтов (с точки зрения их прочности)?
- •Какие виды шпоночных соединений вы знаете? в чём принципиальное различие этих соединений? какова область применения каждого вида соединений?
- •В чём принципиальное отличие шпоночных соединений посредством призматической шпонки и врезной шпонки? расчет на прочность этих шпонок.
- •Шлицевые соединения: виды центрирования прямобочных шлицевых соединений, расчет на прочность и меры повышения прочности шлицевых соединений.
-
Расчет радиально-упорных шарикоподшипников: особенности восприятия и передачи нагрузок, зависимости проектного и проверочного расчетов.
По действию воспринимаемой нагрузки ПК качения разделяются на радиальные, упорные и радиально-упорные. Радиально-упорные шариковые ПК предназначаются для одновременного восприятия радиальных и осевых нагрузок одного направления. Они могут воспринимать и чисто осевые нагрузки. Способность воспринимать осевую нагрузку определяется величиной β-угла контакта шариков с наружным кольцом. С увеличением этого угла возрастает осевая грузоподъемность, но радиальная снижается. Опоры червяка в силовых червячных передачах нагружены значительными осевыми силами, при длительной непрерывной работе передачи в качестве опор червяка используют радиально-упорные шариковые подшипники с целью снижения тепловыделений. Валы монтируют на радиально–упорных шариковых, устанавливаемых враспор, если подшипники нагружены радиальными и значительными осевыми силами обоих знаков. Проектный расчет подшипников качения: Выбор подшипников качения для опор валов машины производят по приведенной (эквивалентной) нагрузке на опору Pe и заданному базовому ресурсу долговечности подшипника L10аh , соответствующему 90% – ной надёжности, по зависимости:,Эквивалентную динамическую нагрузку определяют по следующим зависимостям:
а) для радиально–упорных шариковых подшипников: Конструкция радиально–упорных подшипников способствует возникновению в опорах вала осевых сил Si под действием радиальных нагрузок на подшипник. Величина осевой силы Si , возникающей в опоре вала, зависит от типа подшипника, его размеров и радиальной нагрузки на опору R. Для радиально–упорных шарикоподшипников осевую составляющую S радиальной нагрузки на опору вала Ri вычисляют по формуле:
S = e*R,
где е – коэффициент осевого силы, зависящий от угла контакта подшипника . Радиальная реакция Gr радиально–упорного подшипника приложена к валу в точке пересечения нормали к середине поверхности контакта тела качения с наружным кольцом подшипника и осевой линии вала, т.е. на расстоянии “k” от торца наружного кольца подшипника: для радиально–упорных шарикоподшипников 5[B+ 0,5(D + d) tg];Таким образом, полная осевая реактивная нагрузка на рассчитываемый подшипник Рai зависит от типа подшипника (т.е. от силы Si), радиальной реакции опоры ri и осевой силы на вал Fa.
Условие пригодности подшипника по долговечности:
[Lh ] > 4000…100000 ч
43.схемы установки подшипников качения на валы передач. область применения каждой схемы. что такое «фиксирующая» опора? в каких схемах установки подшипников качения на валы используют «фиксирующие» опоры? какие нагрузки эти опоры могут воспринимать? какова конструкция «фиксирующей» опоры?
В большинстве случаев валы в механических передачах должны быть зафиксированы в опорах от осевых перемещений. По способности фиксировать осевое положение вала все опоры делят на фиксирующие и плавающие опоры. Фиксирующая опора ограничивает осевое перемещение вала в обоих направлениях и воспринимает не только радиальную, но и осевую нагрузку любого знака. Плавающая опора не ограничивает осевого перемещения вала и воспринимает только радиальные усилия. Схемы установки подшипников в опорах валов передач: враспор и врастяжку– обе поры вала являются фиксирующими, осевое фиксирование происходит в обеих опорах, но одного знака, такая схема подходит для валов не боле 350мм; схемы, когда опора 1 является фиксирующей, а вторая опора вала – плавающая(< ------= или < >----=). При схеме враспор или в растяжку осевое фиксирование валов по этим схемам происходит в обеих опорах, но в каждой опоре ограничение осевых перемещений вала осуществляется только в одном направлении. Каждая опора этих валов способна воспринимать осевую силу только одного знака (направления).При установке вала на опорах по схеме врастяжку) вероятность защемления подшипников вследствие температурных деформаций вала меньше, так как при удлинении вала осевой зазор в подшипниках увеличивается. Поэтому расстояние между опорами может быть несколько больше, чем для схемы враспор: до (8...10)d. Более длинные валы устанавливать по схеме врастяжку не рекомендуют, так как из-за температурных деформаций вала в подшипниках могут появиться большие осевые зазоры, недопустимые для радиально-упорных подшипников.Схемы опор валов, когда одна из опор является фиксирующей, а другая плавающей используют при любом расстояния между опорами. Регулирования зазоров в подшипниках, установленных по этим схемам, не требуется. Осевую фиксацию вала < ----= широко используют в коробках передач, редукторах и в качестве опор приводных валов ленточных и цепных конвейеров. Осевую фиксацию валов < >----= применяют в цилиндрических, конических, зубчатых и червячных передачах. Регулирование зазоров в подшипниках, установленных по схемам враспор, врастяжку и < >---= происходит за счет перемещений внутренних или наружных колец подшипников Валы монтируют на радиально–упорных шариковых или роликовых подшипниках, устанавливаемых враспор, если подшипники нагружены радиальными и значительными осевыми силами обоих знаков. Такая конструкция опорных узлов допустима при величине угла контакта подшипника до 12° и расстоянии между опорами вала не более: ,где С – эмпирический коэффициент; С = 35 мм1/2 для узлов с шариковыми радиально–упорными подшипниками; С = 50 мм1/2 для узлов на конических роликоподшипниках; dп – диаметр вала под подшипником, мм.Осевой зазор в таких узлах регулируют при сборке наборами тонких металлических прокладок, устанавливаемыми между корпусом и фланцем подшипниковой крышки (каждая прокладка имеет толщину 0,05...0,50 мм). При расстоянии между опорами вала, превышающем рассчитанное по ф. (3.2), одну опору выполняют фиксирующей (например, два радиально–упорных подшипника, установленных враспор), а другую опору конструируют плавающей.
44.Какие схемы установки подшипников качения на валы передач вам известны? Какова область применения каждой схемы? Что такое «плавающая» опора? В каких схемах установки подшипников качения на валы используют «плавающие» опоры? Какие нагрузки эти опоры могут воспринимать? Какова конструкция «плавающей опоры»?
Подшипники устанавливают на вал по схемам: враспор, врастяжку, опора 1 является фиксирующей, а вторая опора вала – плавающая.
При расстоянии между опорами вала L до 350 мм широко используют схемы установки подшипников враспор (см. рис. 3.4, а) и врастяжку (см. рис. 3.4, б). Осевое фиксирование валов по этим схемам происходит в обеих опорах, но в каждой опоре ограничение осевых перемещений вала осуществляется только в одном направлении. Каждая опора этих валов способна воспринимать осевую силу только одного знака (направления).
При установке вала на опорах по схеме врастяжку (см. рис. 3.4,б) вероятность защемления подшипников вследствие температурных деформаций вала меньше, так как при удлинении вала осевой зазор в подшипниках увеличивается. Поэтому расстояние между опорами может быть несколько больше, чем для схемы враспор: до (8...10)d. Более длинные валы устанавливать по схеме врастяжку не рекомендуют, так как из-за температурных деформаций вала в подшипниках могут появиться большие осевые зазоры, недопустимые для радиально-упорных подшипников.
Схемы опор валов, показанные на рис. 3.4, в, г, используют при любом расстояния между опорами. Регулирования зазоров в подшипниках, установленных по этим схемам, не требуется.
Осевую фиксацию вала по схеме “в” широко используют в коробках передач, редукторах и в качестве опор приводных валов ленточных и цепных конвейеров.
Осевую фиксацию валов по схеме “г” применяют в цилиндрических, конических, зубчатых и червячных передачах.
а, б – обе опоры вала являются фиксирующими ( враспор и врастяжку); в, г – опора 1 является фиксирующей, а вторая опора вала – плавающая.
Осевую фиксацию вала по схеме “в” широко используют в коробках передач, редукторах и в качестве опор приводных валов ленточных и цепных конвейеров.
Осевую фиксацию валов по схеме “г” применяют в цилиндрических, конических, зубчатых и червячных передачах.
По схеме «б» - для первого вала конической передачи, червячные передачи.
По схеме «а» - при фиксации вала червяка, широко применяют при относительно коротких валах.
Плавающая опора не ограничивает осевого перемещения вала и воспринимает только радиальные усилия.
«Плавающая» опора воспринимает только радиальные нагрузки.
«Плавающая» опора используется в схеме «в» и «г».
В плавающих опорах валов часто используют роликоподшипники радиальные без бортов на одном из колец (см. рис. 3.5). Эти подшипники очень чувствительны к осевым перемещениям вала. Наружные и внутренние кольца подшипников закрепляют в корпусе и на валу с обеих сторон (каждое кольцо). “Плавание” вала происходит за счет его перемещения относительно колец без бортов.
-
Обоснуйте конструкцию опор входного вала редуктора на фиксирующей и плавающей опорах. Для каких передач и каких условий работы редуктора эта схема может быть рекомендована, что такое «плавающий» вал? каковы его область применения и конструкция опор?
Схемы опор валов, показанные на рис. 3.4, в, г, используют при любом расстояния между опорами. Регулирования зазоров в подшипниках, установленных по этим схемам, не требуется.
Осевую фиксацию вала по схеме “в” широко используют в коробках передач, редукторах и в качестве опор приводных валов ленточных и цепных конвейеров.
Осевую фиксацию валов по схеме “г” применяют в цилиндрических, конических, зубчатых и червячных передачах.
Фиксирующая опора вала:
При расстоянии между опорами вала L до 350 мм широко используют схемы установки подшипников враспор и врастяжку. Осевое фиксирование валов по этим схемам происходит в обеих опорах, но в каждой опоре ограничение осевых перемещений вала осуществляется только в одном направлении. Каждая опора этих валов способна воспринимать осевую силу только одного знака (направления).
При установке вала на опорах по схеме врастяжку вероятность защемления подшипников вследствие температурных деформаций вала меньше, так как при удлинении вала осевой зазор в подшипниках увеличивается.
Поэтому расстояние между опорами может быть несколько больше, чем для схемы враспор: до (8...10)d. Более длинные валы устанавливать по схеме врастяжку не рекомендуют, так как из-за температурных деформаций вала в подшипниках могут появиться большие осевые зазоры, недопустимые для радиально-упорных подшипников.
Эта схема может быть рекомендована для червячных, конических, цилиндрических передач.
Плавающая опора вала:
В редукторах с цилиндрическими шевронными колесами (или со сдвоенными косозубыми колесами) подшипники одного вала фиксируют относительно корпуса в осевом направлении, а другой вал устанавливают на плавающих опорах. Это позволяет зубьям парных колёс самоустанавливаться друг относительно друга, компенсируя погрешности изготовления и монтажа передачи.
В плавающих опорах валов часто используют роликоподшипники радиальные без бортов на одном из колец. Эти подшипники очень чувствительны к осевым перемещениям вала. Наружные и внутренние кольца подшипников закрепляют в корпусе и на валу с обеих сторон (каждое кольцо). “Плавание” вала происходит за счет его перемещения относительно колец без бортов.
Применяется в шевронных или косозубых зубчатых передачах.
Плавающим называют вал, у которого обе опоры являются шарнирно– подвижными (плавающими). Этот вал имеет возможность перемещаться в осевом направлении в обоих направлениях.
В этом случае обеспечивается возможность самоустановки плавающего вала относительно другого вала, зафиксированного от осевых перемещений. Такая самоустановка необходима в шевронных или косозубых зубчатых передачах, представляющих собой разделенный шеврон.