ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
К теме 3.1
1. Что рассматривается в разделе курса «Детали машин»? 2. Какая разница между машиной и механизмом? 3. Какие детали называются деталями общего назначения? 4. Укажите современные тенденции в развитии машиностроения. 5. Каковы условия, определяющие рациональность конструкции машин и ее узлов? 6. Каково значение взаимозаменяемости и стандартизации в машиностроении? 7. Что такое унификация деталей и сборочных единиц и каково ее значение в машиностроении? 8. Каковы основные критерии работоспособности и расчета деталей машин?
К теме 3.21
1. Выполните эскизы характерных типов сварных швов. 2. Какие способы подготовки стыков под сварку вы знаете? 3. Как рассчитывают стыковые сварные швы, нагруженные осевой силой? 4. Какие факторы учитывают при выборе допускаемых напряжений для сварных швов? 5. Как рассчитывают угловые, лобовые и комбинированные сварные швы при нагружении их осевой силой? 6. Каковы преимущества сварных соединений по сравнению с клеевыми?
К теме 3.22
1. Как классифицируются резьбы по геометрической форме и по назначению? 2. Почему для болтов (винтов, шпилек) применяют треугольную резьбу? 3. Когда применяются мелкие резьбы? 4. Как различают болты и винты по форме головок? 5. В каких случаях предпочтительно применять шпильки вместо болтов? 6. Какие устройства называют гаечными замками? 7. Как рассчитывают предварительно затянутый болт, дополнительно нагруженный осевой растягивающей силой? 8. Как рассчитывают болты, установленные в отверстие с зазором и без зазора при нагружении их поперечной силой?
К теме 3.31
1. Чем вызвана необходимость механических передач? 2. По каким признакам классифицируются механические передачи? 3. Какими основными параметрами характеризуются передачи? Напишите формулу кинематических и силовых соотношений в передачах. 4. Что называется передаточным отношением?
К теме 3.32
1. В каких случаях целесообразно применять фрикционные передачи? 2. По каким признакам классифицируются механические передачи? 3. Какими достоинствами и недостатками обладают фрикционные передачи? 4.Какие материалы применяются для изготовления рабочих поверхностей фрикционных катков? 5. Как рассчитывают на прочность цилиндрическую фрикционную передачу с металлическими катками? 6. Какие устройства называются вариаторами? Приведите известные вам схемы фрикционных вариаторов.
К теме 3.33
1. Каковы достоинства и недостатки зубчатых передач? 2. Как классифицируются зубчатые передачи? 3.Какие передачи называются открытыми и какие –закрытыми? 4. Какие основные требования предъявляются к профилям зубьев? 5. Почему преимущественно применяется эвольвентное зацепление? 6. Что такое модуль зубчатого зацепления? 7. Какая окружность зубчатого колеса называется делительной? Как определяются диаметры делительных окружностей для прямозубых и косозубых зубчатых колес? 8. На чем основан метод обкатки при обработке зубьев? 9. Какое минимальное число зубьев допускается для шестерен, нарезанных без смещения для различных видов зубчатых передач? 10.Как обеспечивается условие равнопрочности зубьев шестерни и колеса? 12.В чем заключаются преимущества и недостатки косозубых передач по сравнению с прямозубыми? 13. Что называется нормальным и торцовым модулями зацепления и какова зависимость между ними? 14. В каких случаях применяются конические зубчатые передачи? Каковы недостатки передачи коническими зубчатыми колесами? 15. От чего зависит и каковы примерные значения КПД зубчатой передачи? 16. Как различаются зубчатые колеса по конструкции?
К теме 3.34
1. Укажите области применения передачи винт-гайка. 2. Как определить выигрыш в силе, получаемый винтовой парой? 3. Из каких материалов изготовляются гайки передач? 4. Укажите критерии работоспособности и расчета деталей передачи винт-гайка.
К теме 3.35
1. Назовите достоинства и недостатки червячных передач по сравнению с зубчатыми. В каких случаях применяется червячная передача? 2. Из каких материалов изготовляются червяки и венцы червяных колес? 3. Каких усилия возникают в червячном зацеплении и по каким формулам они вычисляются? 4. Какова зависимость КПД червячной передачи от числа витков червяка? 5. Укажите причины выхода из строя червячных передач и назовите критерии их работоспособности. 6. По каким критериям ведется расчет червячных передач? 7. Почему для червячных передач, работающих более или менее длительное время без перерывов, обязателен тепловой расчет? 8. Назовите существенные способы охлаждения червячных передач.
К теме 3.46
1.Какими достоинствами и недостатками обладают ременные передачи по сравнению с другими видами передач? 2. Перечислите основные типы приводных ремней и дайте их краткую характеристику (сравнительную). 3. Объясните сущность упругого скольжения ремня. Чем оно отличается от буксования? 4. От каких факторов зависит долговечность ремня? Каковы преимущества передачи с натяжным роликом перед открытой передачей?
К теме 3.37
1. Укажите достоинства и недостатки цепных передач и области их применения. 2. Какие различают виды приводных цепей? 3. Чем определяется работоспособность цепных передач? Укажите причины, по которых цепные передачи
выходят из строя. 5. Опишите конструкции звездочек для роликовых и зубчатых цепей.
К теме 3,4
1. Что называется механизмом, звеном, кинематической парой? 2. Какие движения может иметь звено плоского механизма? 3. Дайте определение и приведите примеры механизмов с низшими и высшими парами. 4. Какие механизмы называются плоскими и какие — пространственными? 5. Приведите примеры применения рычажных н кулачковых механизмов, а также механизмов прерывистого и непрерывного движения. К каким группам они относятся?
К т е м е 3,41
I. В чем заключается разница между валом и осью? 2. Какие различают виды валов? 3. Что называется шипом, шейкой и пятой? 4. Как рассчитываются валы на прочность? 5. Как производится расчет осей на прочность?
К теме3,42
1. Какие различают основные типы подшипников скольжения? 2. Какими недостатками обладают подшипники скольжения? 3. Из каких материалов изготовляют вкладыши и для чего они предназначены? 4. Какова роль смазки в подшипниках скольжения и какие различают смазочные материалы? 5. Какие различают типы подшипников качения? 6. Каковы достоинства и недостатки подшипников качения по сравнению с подшипниками скольжения? 7. Из каких элементов состоят подшипники качения и из каких материалов они изготовляются? 8. Укажите основные причины выхода из строя подшипников качения. 9. Какие факторы влияют на работоспособность подшипников качения? Как они учитываются при подборе подшипников? 10. Как подбираются подшипники качения по ГОСТу? И. Как осуществляют смазку подшипников качения? 12. Каково назначение уплотняющих устройств и какие основные их конструкции применяют в подшипниках качения?
К теме 3,43
1. Какие различают типы муфт по назначению? 2. Приведите сравнительную характеристику основных типов муфт.
К задачам 81-90. К решению этих задач следует приступать после повторения относящегося к вращательному движению учебного материала тем «Кинематика» и «Динамика», изучения темы «Механизмы передачи вращательного движения», уяснения приведенных ниже методических указаний и разбора примера.
В предлагаемых задачах требуется определить кинематические (ω) и силовые (Р, М) параметры для всех валов многоступенчатой передачи привода. Приступая к решению задачи, следует ознакомиться с ГОСТ 2.770—68 и 2.703—68 на условные обозначения элементов и правила выполнения кинематических схем. Валы и звенья нумеруются по направлению силового потока (направлению передачи движения) — от входного вала (вал двигателя) к выходному (рабочему) валу. Параметры любого последующего вала определяются через заданные параметры входного вала при условии, что известны КПД и передаточные отношения отдельных передач привода. Напоминаем, что при последовательном соединении общее передаточное отношение равно произведению передаточных отношений отдельных передач, то же — для КПД.
В настоящем пособии для передаточного отношения ω1/ω2 и передаточного числа z1/z2 принято единое обозначение и (во многих учебниках передаточное отношение обозначено i.) Следует помнить, что для зубчатых передач u= ω1/ω2=d2/d1=z2/z1, для червячных и цепных u= ω1/ω2=z2/z1 и для ременных u= ω1/ω2=d2/d1 где индекс 1 относится к ведущему, а индекс 2 — к ведомому звену передачи.
Приводим таблицу средних значений КПД некоторых передач (с учетом потерь в подшипниках):
Тип передачи
|
Закрытая
|
Открытая
|
Зубчатая цилиндрическая
|
0,97
|
0,95
|
Зубчатая коническая
|
0,96
|
0,95
|
Цепная
|
—
|
0,92
|
Клиноременная
|
__
|
0,95
|
Пример 21 (рис. 12) Привод состоит из электродвигателя мощностью Рдв=17 кВг с угловой скоростью вала wдв=114рад/с и редуктора с многоступенчатой передачей. Требуется определить: а) общие КПД и передаточное отношение привода; б) мощность, вращающие моменты и угловые скорости для всех валов.
Решение. Кинематическая и конструктивная характеристики привода: передача двухступенчатая (I-II – первая ступень, II-III – вторая ступень), понижающая (т.е уменьшающая угловую скорость, так как в каждой ступени диаметр выходного звена больше, чем входного). Первая ступень – передача цилиндрическая косозубая, вторая ступень – передача цилиндрическая прямозубая. Передача закрытая, т.е в корпусе. Для подсоединения к входному и выходному валам редуктора предусмотрены упругие муфры.
Принимая в соответствии с рекомендациями КПД для закрытой цилиндрической зубчатой передачи с учетом потерь в подшипниках n=0,97, определяем мощности на валах: P1=Pдз=17 кВт; PII=PInI-II=17*0,97=16,5 кВт; PIII=PII*nII-III=16,5*0.97=16 кВт
Общий КПД привода n=nI-IInII-III=0,97*0,97=0,94.
Передаточные числа отдельных передач: uI-II=z2/z1=80/20=4; uII-III=z2/z3=54/18=3. Передаточные отношения равны передаточным числам. Общее передаточное отношение привода u=uII-IIuII-III=4*3=12.
Угловые скорости валов: w1=wдв=144 рад/с; uI-Ii=w1/w, отсюда wII=wI/wuI-II=144/4=36 рад/c; uII-III=wII/wIII, отсюда wIII=wII/uII-III=36/3=12 рад/c.
Вращающие моменты на валах 1-й способ. MI=PI/wI=17X104/144=118 H*м; MII=PII/wII=16,5*103/36=458 Н*м; МIII=PIII/WIII=16*103/12=1330 М*н, где мощность в ваттах, например, PI=17 кВт=17*103 Вт. 2-й способ. MI=PI/wI=17*103/144=118 Н*м; MII=M1uI-unI=118*4*0,97=458 Н*м; МIII=MIIuII-IIInII-III=458*3*0,97=1330 Н*м.
В понижающих передачах понижение угловых скоростей валов сопровождается соответствующим повышением вращающих моментов. Мощности на валах снижаются незначительно вследствие потерь на трение при взаимодействии звеньев.
Варианты заданий на контрольную работу.
№
варианта
|
Номера задач
|
01
|
1.11.21.31.41.51.61.71.81
|
02
|
2.12.22.32.42.52.62.72.82
|
03
|
3.13.23.33.43.53.63.73.83
|
04
|
4.14.24.34.44.54.64.74.84
|
05
|
5.15.25.35.45.55.65.75.85
|
06
|
6.16.26.36.46.56.66.76.86
|
07
|
7.17.27.37.47.57.67.77.87
|
08
|
8.18.28.37.47.57.67.77.87
|
09
|
9.19.29.39.49.59.69.79.89
|
10
|
10.20.30.40.50.60.70.80.90
|
Таблица 1
Задачи для контрольной работы
Задача 1 (рис.12)
Определить силу F. При которой цилиндр весом 700Н начнет вкатываться на наклонную плоскую, а также реакцию наклонной плоскости. Трением пренебречь. Указание в момент начала вкатывания цилиндр отрывается от горизонтальной опорной плоскости
Задача 2 (рис.12)
Кулачковый механизм состоит из кулачка треугольной форм, движущегося равномерно под действием силы 120Н, и получающего вертикальное перемещением толкателя с роликом на конце. В данном положении механизма ролик касается гипотенузы в ее середине. Определить реакцию горизонтальной опорной поверхности и силу давления кулачка на ролик. Весом частей механизма, а также трением пренебречь.
Задача 3 (рис.12)
Груз F=6кн равномерно поднимается с помощью троса, перекинутого через блок В и наматываемого на барабан Д лебедки. Определить силы, нагружающие стержни АВ и СВ кронштейна. Радиусом блока, весом частей конструкции и трением на блоке пренебречь.
Задача 4 (рис.12) Под действием расположенной параллельно наклонной плоскости сжатой пружины, сила упругости которой равна 5Н, шарик перекрывает проходное отверстие пневматического клапана. Определить силу F давления сжатого воздуха, при которой проходное отверстие откроется, а также трением пренебречь. Указание: в момент начала отжатия шарик открывается от стенок проходного отверстия.
Задача 5 (рис.12 Груз весом С 3кН с помощью наматываемого на барабаны троса равномерно перемещается вверх по наклонной плоскости. Приняв силу сопротивления движению (силу трения) Fтр=0,13С, определить силу натяжения троса, а также нормальную реакцию опорной плоскости.
Задача 6 (рис.12) Определить силы, нагружающие стержни АВ и СВ кронштейна, удерживающего груз F=8 кН. Весом частей конструкции пренебречь
 Рис.12
Задача 7 (рис.12). Из-за разной длины стропильных тросов АВ и СВ равномерный подъем трубы АС весом 5 кН происходит с перекосом, причем СВ оказался расположенным горизонтально. Определить силы натяжения стропильных тросов. Указание: центр тяжести трубы лежит на вертикали, проходящей через точку В.
Задача 8 (рис.12). С помощью опорного троса АВ и двух блоков удерживаются в равновесии три груза. Определить вес груза F1
и силу натяжения опорного троса, если F2=3 кН и F3=6 кН. Трением на блоках пренебречь.
Задача 9 (рис.12). Тело весом G=5 H под действием горизонтальной силы F равномерное перемещается вверх по наклонной плоскости. Приняв силу сопротивления движению (силу трения) Fтр=0,15G, определить значение силы F, а также нормальную реакцию опорной плоскости.
|
