- •1. Классификация деталей и узлов машин. Основные направления в развитии конструкции машин.
- •2. Виды нагрузок, действующие на детали машин.
- •3. Допускаемые и предельные напряжения. Запас прочности. Табличный и дифференциальный методы определения допускаемых напряжений и запаса прочности.
- •4. Определение допускаемых напряжений для деталей, изготовленных из пластических, малопластичных и хрупких материалов при действии статической нагрузки.
- •5. Основные критерии работоспособности и расчёта деталей машин.
- •7. Классификация соединений и критерии их работоспособности.
- •8. Конструкция, классификация и область применения заклепочных соединений. Разновидности заклепок, материалы, применяемые для изготовления заклепок.
- •9. Расчет заклепочных соединений.
- •10. Сварные соединения, общие сведения, классификация, применение. Расчет сварных соединений встык при нагружении центрально-приложенной силой и моментом.
- •11. Соединения внахлестку. Расчет лобовых соединений швов, нагруженных центрально - приложенной силой и моментом.
- •12. Расчет фланговых швов при нагружении растягивающей силой и моментом.
- •13. Соединения контактной сваркой. Общие сведения, расчет.
- •14. Соединение деталей с гарантированным натягом. Общие сведения, применение. ___Усилия запрессовки и распрессовки.
- •15. Материалы резьбовых соединений. Предохранение резьбовых соединений от самоотвинчивания.
- •16. Момент завинчивания. Кпд и условия самоторможения.
- •17. Резьбовые соединения, основные понятия и определения. Типы резьб. Взаимодействие между винтом и гайкой.
- •18. Расчет винтовых соединений при нагруженном силами в плоскости стыка.
- •20. Расчет групповых резьбовых соединений, работающих на сдвиг.
- •21 .Расчет винтовых соединений при действии центральной отрывающей силы.
- •22. Расчет резьбовых соединений, нагруженных моментом и силой, раскрывающими стык деталей.
- •23. Расчет винтов, подверженных переменной нагрузке.
- •24. Шпоночные соединения. Классификация, расчет, применение.
- •26. Соединение штифтами. Конструкция, классификация применение.
- •27. Назначение и роль передач в машинах. Классификация механических передач.
- •28. Фрикционные передачи, принцип действия, классификация, применение. Способы прижатия катков.
- •29. Передачи с цилиндрическими и коническими катками. Сила нажатия тел качения. Передаточные отношения.
- •30. Классификация вариаторов. Принцип действия и основные кинетические соотношения лобового вариатора.
- •31. Принцип действия и основные кинематические соотношения вариатора с раздвижными конусами.
- •32. Торовый вариатор. Принцип действия и основные кинематические соотношения.
- •33. Дисковый вариатор. Принцип действия и основные кинематические соотношения.
- •34. Основы расчета прочности фрикционных пар. Материалы, применяемые для изготовления катков
- •35. Ременные передачи. Принцип действия, классификация, оценка, применение. Материалы плоских приводных ремней
- •36. Клиновые ремни. Конструкция, сравнительная оценка, применение. Расчет клиноременных передач по тяговой способности.
- •37. Силы и напряжениия в ремнях.
- •38. Кинематика ременных передач и критерии расчета. Работа упругого ремня на шкивах.
- •39. Основные геометрические зависимости в ременных передачах.
- •41. Зубчатые передачи. Общие сведения, классификация, применение.
- •42. Виды разрушения зубьев и критерии работоспособности и надежности зубчатых передач. Виды разрушений:
- •43. Расчет зубьев прямозубых цилиндрических колес на изгиб.
- •44. Расчет зубьев цилиндрических прямозубых колес на контактную прочность.
- •45. Особенности расчета и область применения цилиндрических косозубых и шевронных колес.
- •46. Определение расчетных нагрузок при расчете зубчатых передач.
- •48. Передачи коническими зубчатыми колесами. Общие сведения и характеристика. Материалы, применяемые для изготовления зубчатых колес.
- •49. Расчет конических колес на прочность по изгибу и контактным напряжениям.
- •51. Конструкция червячных редукторов.
- •52. Причины выхода из строя червячных передач, критерии их работоспособности и расчета. Материалы, применяемые для изготовления червячных передач.
- •53. Расчет червячных передач на прочность по изгибу и контактным напряжениям.
- •54. Расчетная нагрузка и коэффициент нагрузки при расчете червячных передач.
- •55. Силы, действующие в червячном зацеплении.
- •56. Тепловой расчет и охлаждение червячных передач.
- •57.Глобоидные передачи. Общие сведения. Расчет
- •58. Классификация приводных цепей. Основные характеристики, сравнительная оценка, применение цепных передач
- •59. Основные параметры цепных передач
- •60. Несущая способность и подбор цепных передач
- •61. Передачи винт – гайка. Общие сведения, применение, расчет
- •62. Валы и оси. Общие сведения и основы конструирования. Материалы и обработка осей и валов. Критерии расчета
- •64. Уточненный расчет валов
- •65. Расчет валов на жесткость
- •66. Подшипники качения. Общие сведения, классификация, условные обозначения, применение
- •67. Основные типы подшипников качения, их характеристика. Материалы, применяемые для изготовления подшипников
- •68. Основные критерии работоспособности и расчета подшипников качения
- •69. Распределение нагрузки между телами качения
- •70. Подбор подшипников качения
- •71. Подшипники скольжения, общие сведения, применение. Трение и смазка в подшипниках скольжения
- •72. Условия работы и критерии работоспособности и расчета подшипников скольжения
- •73. Условные расчеты подшипников. Расчет подшипников скольжения при условии жидкостного трения
- •74. Материалы, применяемые для изготовления подшипников скольжения
- •75. Муфты. Общие сведения, назначение, классификация. Глухие муфты. Разновидности и расчет
- •76. Виды несоосности валов. Жесткие компенсирующие муфты. Расчет крестовой муфты
- •77. Расчет муфты со скользящим вкладышем и зубчатой муфты
- •78. Назначение упругих муфт и их динамические свойства.
- •79. Конструкция и расчет упругих муфт.
- •80. Управляемые или сцепные муфты. Общие сведения. Кулачковые и зубчатые (сцепные) муфты.
- •81. Фрикционные муфты. Общие сведения. Расчет дисковых муфт.
- •82. Конические муфты. Расчет.
- •83. Муфты свободного хода. Расчет.
- •84. Цилиндрические шинно-пневматические муфты. Расчет.
- •85. Автоматические самоуправляемые муфты, предохранительные муфты. Основы расчета.
- •86. Центробежные муфты. Расчет.
- •87. Пружины, общие сведения, назначение, классификация, конструкция и основные геометрические параметры витых цилиндрических пружин. Основные расчетные зависимости.
49. Расчет конических колес на прочность по изгибу и контактным напряжениям.
Расчет на изгиб
Re – внешнее конусное расстояние;
di – диаметр внутренней делительной окружности;
dm – диаметр средней делительной окружности;
de – диаметр внешней делительной окружности.
В конических передачах нагрузка по длине зубьев распределяется неравномерно. При нагружении передачи происходит поворот колес, определяемый податливостью зубьев.
Упругие смещения в разных сечениях зубьев неодинаковы, а пропорциональны расстоянию от оси колес или от общей вершины конусов.
Но удельная жесткость геометрически подобных зубьев не зависит от их линейных размеров (модуля), т.к. увеличение плеч нагрузки компенсируется увеличением высоты сечения зубьев. Поэтому принимают, что удельная нагрузка распределяется по длине прямых и косых зубьев конических колес пропорционально упругим смещениям, т.е. по закону треугольника, вершина которого совпадает с вершиной делительного конуса, и что напряжения изгиба одинаковы по всей длине зуба. Это позволяет вести расчет по любому из сечения.
Точка приложения равнодействующей нагрузки смещена от середины длины зуба к нижнему торцу зубчатых колес. Однако расчет ведут по среднему сечению, что несколько увеличивает запас прочности.
Для расчета на прочность конические колеса заменяют цилиндрическими, диаметр начальной окружности и модуль которых равны диаметру и модулю в среднем сечении зуба конических колес, а профиль зубьев соответствует профилю некоторых приведенных колес. Последние получаются разверткой дополнительного конуса на плоскость.
dvt – диаметр эквивалентных приведенных колес
- по этой формуле определяют коэффициент профиля зубьев.
zvt – эквивалентное число зубьев прямозубого цилиндрического колеса, замененного на коническое.
Расчет прочности конических колес непрямыми зубьями выполняют по параметрам биэквивалентных цилиндрических прямозубых колес.
zvn – эквивалентное число зубьев:
- по zvn определяется коэффициент профиля зубьев УF по графикам прямозубых цилиндрических колес.
Формулы для расчета на прочность конических колес записывается по аналогии с формулами для цилиндрических колес.
Для прямозубых цилиндрических колес:
,
где mtm – модуль в среднем нормальном сечении.
;
Ft – окружная сила;
Производственными и чертежными размерами конических колес являются размеры по большому торцу. Обозначим модуль в этом сечении mte.
.
mte можно округлять по стандарту, хотя это и необязательно.
При проектных расчетах на выносливость по изгибу (открытые зубчатые передачи и закрытые мелкомодульные колеса повышенной твердости) определяют минимально допустимый средний модуль на среднем делительном диаметре.
, где
ψbd – ширина шестерни, dm1 – ее средний диаметр.
Формулы для проверочного и проектного расчетов на изгиб непрямозубых конических колес определяют по формулам:
,
mnm – средний нормальный модуль; Кm = 1 – с тангенсиальными зубьями и т.д.
Расчет на контактную прочность.
В качестве исходной принимают формулу Герца:
,
где q и ρпр определяют по параметрам эквивалентных прямозубых колес. После преобразований получают:
- формула для конических прямозубых колес.
Аналогично получают формулу для проектного расчета:
Имеются и другие производные формулы, например,
.
Непрямозубые конические колеса рассчитывают по этим же формулам, различие состоит только в численном значении коэффициентов.
50. Червячные передачи. Общие сведения и применение.
Червячные передачи применяют при больших передаточных числах.
Достоинства червячных передач:
Большие передаточные числа
Компактность передачи
Бесшумность и плавность работ
Возможность самоторможения
Недостатки червячных передач:
Низкий КПД (при малых z1 и малых скоростях скольжения)
Сильный нагрев при работе на машинах непрерывного действия
Необходимость применения для колеса дорогих антифрикционных материалов
Ограниченная передаваемая мощность (до 50 – 60 кВт)
Сложность изготовления
Повышенный износ и склонность к заеданию.
Червяки различают по следующим признакам: форме поверхности, на которой образуется резьба – цилиндрические (рис 1) и глобоидные (рис 2); форме профиля резьбы – с прямолинейным (рис 3, а) и криволинейным профилем (рис 3, б) в осевом сечении. Наиболее распространены цилиндрические червяки. Они бывают:
Архимедовы (ZA, прямобочные очертания профиля)
Конволютные (ZN1 – конволютный червяк с прямобочными очертаниями впадин в нормальном сечении; ZN2 – конволютный червяк с прямобочными очертаниями витка в нормальном сечении )
Нелинейчатые
Эвольвентные (ZJ)
,
где z1 – число заходов червяка; z1 = 1, 2, 3, 4 (в силовых передачах), z1 = 1, 2, 4 (стандартные числа заходов червяка).
Червяк должен иметь правое направление витка червяка. Левое разрешается в исключительных случаях.
Червячные передачи дороже и сложнее зубчатых, поэтому их применяют при необходимости передачи движения между перекрещивающимися валами, а также в механизмах, где необходимы большие передаточные отношения и высокая кинематическая точность, например делительные устройства, механизмы наведения и т.п. Червячные передачи применяют в подъемно-транспортных машинах, станкостроении, автомобилестроении и др.
Пониженный КПД и склонность червячных передач к заеданию ограничивают их применение областью низких и средних мощностей при периодической, кратковременной работе. При больших мощностях и длительной работе потери в червячной передачи столь существенны, что ее применение становится невыгодным.