Деформация кручения

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

Деформация кручения – вид деформации, при котором к телу приложен крутящий момент, вызванный парой сил, действующих в перпендикулярной плоскости оси тела.

3. Резьбовое соединение — крепёжное соединение в виде резьбы. Используется метрическая и дюймовая резьба различных профилей в зависимости от технологических задач соединения.

Расчётрез0бовых соединений. так как параметры элементов резьбовых соединений стандартизированы то расчет производится по одному параметру - номинальному диаметру d₁ остальные размеры определяются ГОСТом.

Расчет болта растягивается осевой силой при отсутствии предварительной затяжки расчётная формула при расчёте стержня растягиваемого осевой силой F.

4. Мотор-редуктор (от лат. motor — приводящий в движение и лат. reductor — ведущий обратно) — агрегат, представляющий собой совмещённые в одном блоке электродвигатель и редуктор, их комбинация.

Зацепление цилиндрических и конических редукторов обычно смазывается жидким маслом. В редукторах применяются следующие способы смазывания картерный, картерный проточный, централизованный или струйный.

БИЛЕТ №8

1.Плоскопараллельным движением твердого тела называется движение, при котором все точки тела движутся в плоскостях, параллельных некоторой неподвижной плоскости. Это движение определяется движением плоской фигуры - проекции тела на плоскость, параллельно которой происходит движение. Примером плоскопараллельного движения по отношению к вертикальной плоскости, относительно которой тело движется в параллельном направлении, является качение колеса по горизонтальной дороге. Все точки колеса движутся параллельно плоскости.

2. При решении многих физических и геометрических задач приходится искать неизвестную функцию по данному соотношению между неизвестной функцией, ее производными и независимыми переменными. Такое соотношение называется дифференциальным уравнением, а отыскание функции, удовлетворяющей уравнению, называется решением или интегрированием данного уравнения.
Простейшее дифференциальное уравнение первого порядка у' = f(у, t) имеет семейство решений у = у(t), являющихся интегральными кривыми второго порядка, чаще всего вида у = Се^t, с произвольной постоянной С. Тогда выбор начального значения у(0)=у₀определяет одну из кривых семейства решений, которая и будет считаться решением поставленной задачи.
Основной считается задача Коши в разделе высшей математики "решение дифференциальных уравнений приближенными методами", формулирующаяся традиционно так: требуется найти решение уравнения у' = f(у, t) в виде у = у(t), удовлетворяющее начальному условию у(0) = у₀^.Иными словами, требуется найти среди семейства интегральных кривых, являющихся частными решениями дифференциального уравнения у' = f(у, t), интегральную кривую у(t), которая проходит через заданную точку М(t₀, у₀).

3. Классификация передач и их назначение. В современных машинах передача энергии может осуществляться механически ми, гидравлическими, пневматическими и другими устройствами. Механическими передачами, или просто передачами, называют механизмы для передачи энергии от машины-двигателя к машине-орудию, как правило, с преобразованием скоростей, моментов, а иногда — с преобразованием видов (например, вращательное в поступательное) и законов движения. Передача (в механике) соединяет вал источника энергии - двигателя и валы потребителей энергии - рабочих органов машины, таких, например, как ведущие колёса гусеничного движителя или автомобиля.

Классификация механических передач

Механические передачи, применяемые в машиностроении, классифицируют (рис.1 и 2):

по способу соединения деталей:

- передачи с непосредственным контактом тел вращения (фрикционные, зубчатые, червячные);

- передачи с гибкой связью (ременная, цепная).

Зубчатые передачи. Зубчатые передачи получили наибольшее распространение в машиностроении благодаря следующим достоинствам: а) практически неограниченной передаваемой мощности, б) малым габаритам и весу, в) стабильному передаточному отношению, г) высокому КПД, который составляет в среднем 0,97 - 0,98.

Червячные передачи. Это передачи со скрещивающимися осями. Отличаются полностью бесшумной работой и большим передаточным отношением в одной паре, которое в среднем составляет 16 - 25. Серьезным недостатком червячных передач, ограничивающим их применение при значительных мощностях, является низкий КПД, обусловленный большими потерями на трение в зацеплении. Цепные передачи. Применяются при передаче вращения между, параллельными удаленными друг от друга валами. В настоящее время получили распространение два типа приводных цепей: а) цепи втулочно-роликовые, б) цепи зубчатые из штампованных звеньев

Недостатком цепных передач является сравнительно быстрый износ шарниров, способствующий вытяжке цепи и нарушению ее зацепления со звездочкой, а также шумная работа на высоких скоростях вследствие особенностей кинематики цепной передачи. Ременные передачи. Применяются также для передачи вращения между параллельными удаленными валами. Область распространения этих передач в настоящее время значительно сократилась, однако они еще находят широкое применение в качестве первичного привода от двигателя, а также привода к механизмам, обладающим большим моментом вращающихся масс. Фрикционные передачи. Фрикционные передачи по форме фрикционных катков могут быть: цилиндрическими, коническими, лобовыми - с внешним и внутренним контактом. Главное достоинство фрикционных передач заключается в возможности создания на их базе фрикционных вариаторов (бесступенчатых коробок передач), а также в бесшумной их работе при высоких скоростях.

4. Подшипником называют опору или направляющую, определяющую положение движущихся частей по отношению к другим частям механизма. Подшипники качения работают преимущественно при трении качения и состоят из двух колец, тел качения и сепаратора, отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение. По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца (на торцевых поверхностях колец упорных подшипников качения) выполняют желоба – дорожки качения, по которым при работе подшипника катятся тела качения.

В некоторых узлах машин в целях уменьшения габаритов, а так же повышения точности и жестокости применяют так называемые совмещенные опоры: дорожки качения при этом выполняют непосредственно на валу или на поверхности корпсуной детали.

Некоторые подшипники качения изготавливают без сепаратора. Такие подшипники имеют большое число тел качения и большую грузоподъемность. Однако предельные частоты вращения безсепараторных подшипников значительно ниже вследствие повышенных моментов сопротивления вращению.

Нагружающие подшипник силы подразделяют на:

радиальную, действующую в направлении, перпендикулярном оси подшипника.
осевую, действующую в направлении, параллельном оси подшипника.

Подшипники качения классифицируют по следующим признакам:

по форме тел качения – шариковые и роликовые, причем последние могут быть с роликами: цилиндрическими короткими, длинными и игольчатыми, а так же бочкообразными, коническими и витыми - пустотелыми.
осевых и небольших радиальных сил;
по числу рядов тел качения – одно, двух и четырехрядные;
по основным конструктивным признакам – самоустанавливающиеся и несамоустанавливающиеся; с цилиндрическим или конусным отверстием внутреннего кольца, сдвоенные и др.

БИЛЕТ №9

1 .Определение мгновенного центра скоростей точек плоской фигуры. Мгнове́нный центр скоросте́й — при плоскопараллельном движении абсолютно твёрдого тела точка, связанная с этим телом, которая обладает следующими свойствами: а) её скорость в данный момент времени равна нулю; б) относительно неё в данный момент времени вращается тело. Она существует в любой момент времени, но её положение меняется со временем за исключением одного случая — вращательного движения. Для того чтобы определить положение мгновенного центра скоростей, необходимо знать направления скоростей любых двух различных точек тела, скорости которых не параллельны. Тогда для определения положения мгновенного центра скоростей необходимо провести перпендикуляры к прямым, на которых лежат вектора линейных скоростей выбранных точек тела, через эти точки. В точке пересечения перпендикуляров и будет находиться мгновенный центр скоростей. В том случае, если векторы линейных скоростей^[1] двух различных точек тела параллельны друг другу, и отрезок, соединяющий эти точки, не перпендикулярен векторам этих скоростей, то перпендикуляры к этим векторам также параллельны. В этом случае говорят, что мгновенный центр скоростей находится в бесконечности, и тело движется мгновенно поступательно. Положение мгновенного центра скоростей в общем случае не совпадает с положением мгновенного центра ускорений. Однако в некоторых случаях, например, при чисто вращательном движении, положения этих двух точек могут совпадать. Данное понятие используется при анализе движения звеньев кривошипно-шатунного механизма.

2. Определение перемещений методом непосредственного интегрирования дифференциального уравнения упругой линии в случае балок с большим количеством участков сопряжено со значительными трудностями в определении большого количества постоянных интегрирования. Для уменьшения большой вычислительной работы в настоящее время разработан ряд методик. К ним относится и метод начального интегрирования.
определение перемещений по методу начальных параметров сводится в первую очередь к определению величин начальных параметров и, которые определяются из условий закрепления балки.
3. Кинематические и силовые соотношения в передаточных механизмах.

При равномерном вращательном движении тела его любая точка имеет постоянную угловую скорость:

где φ– угол поворота; t – время поворота.

Скорость вращения характеризуется также частотой вращения «n» (об/мин).

Линейная скорость (V) точки определяется зависимостью:

где D и R – диаметр и радиус точки, где определяют скорость.

Линейную скорость (V) называют окружной скоростью.

Сила (P), действующая на тело и вызывающая его вращение или сопротивление вращению, называется окружной силой.

Окружная сила направлена по касательной к траектории точки ее приложения. Связь между силой (P), окружной скоростью “ V ” и мощностью (N) выражается формулами:

здесь: P – окружная сила, Н

V – окружной скоростью, м/с.

Окружная сила (P) связана с передаваемым моментом (T) следующим образом:

Принято обозначать: для ведущего элемента использовать индекс – 1: ω₁, n₁, N₁, T_1, D₁; для ведомого – индекс – 2: ω₂, n₂, N₂, T₂, D₂.

Передаваемый момент (T) связан с мощностью (N), угловой скоростью ω и частотой вращения n следующим зависимостями:

здесь: N – Вт; n₁– об/мин.

4. Резьбовое соединение — крепёжное (крепёжные изделия (крепёж) — детали для образования соединения частей конструкции: болты, гайки, винты,шурупы, саморезы, дюбели, заклёпки, шайбы, штифты, шпильки и другие) соединение в виде резьбы. Используется метрическая и дюймовая резьба различных профилей в зависимости от технологических задач соединения. Классификация резьбовых соединений: а)резьбовое соединение деталей с резьбой, нарезанной непосредственно на этих деталях, детали вкручиваются одна в другую; б) резьбовое соединение при помощи дополнительных соединительных деталей, например, болтов, шпилек, винтов, гаек и т.д; в)болтовое соединение; г)винтовое соединение; д) шпилечное соединение.

Билет №10

1.Ускорение любой точки движущейся плоской фигуры можно определить двумя способами: 1) как геометрическую сумму ускорений этой точки в поступательном и вращательном движениях фигуры и 2) как ускорение этой точки во вращательном движении вокруг мгновенного центра ускорений, причем мгновенным центром ускорений называется такая точка плоской фигуры, ускорение которой в данный момент равно 0. Если известны ускорение ѿ_А некоторой точки А фигуры (ускорение полюса), а также угловая скорость w и угловое ускорение в фигуры, то ускорение любой ее точки В определяется по формуле

Ѿ_В = ѿ_А + ѿ_ВА = ѿ_А + ѿ_ВА⁽ⁿ⁾ + ѿ_ВА^(τ)

2. С ложное сопротивление. Расчет сосудов. Cложное сопротивление – такие виды нагружения бруса, при которых в поперечных сечениях возникают одновременно не менее двух внутренних силовых факторов.

Случаи сложного сопротивления условно разделяют на два вида. Первый вид составляют случаи сложного сопротивления, при которых в опасных точках бруса напряженное состояние является одноосным. В эту группу объединяют: изгиб с растяжением, косой изгиб и др. Ко второй группе относятся такие случаи сложного сопротивления, когда напряженное состояние является плоским. Например, изгиб с кручением, растяжение(сжатие) с кручением и т.д. Для случая нагружения, относящегося к первой группе, в отличие от второй группы, нет необходимости в применении гипотез прочности.

Косой изгиб проявляется, если прикладываем к балке вертикальную нагрузку, и она при этом изгибается не только в вертикальной плоскости, но и вбок. Косой изгиб – это изгиб, при котором изогнутая ось стержня не лежит в силовой плоскости. Косой изгиб невозможен для балок с сечениями, у которых все центральные оси являются главными (например, квадрат, круг).

3. Вариа́тор — устройство, передающее крутящий момент и способное плавно менять передаточное отношение в некотором диапазоне регулирования. Изменение передаточного отношения может производиться автоматически, по заданной программе или вручную. Вариатор применяется в механизмах, машинах (агрегатах), где требуется бесступенчато изменять передаточное отношение:автомобилях, мотороллерах, снегоходах, квадроциклах, конвейерах, металлорежущих станках, мешалках и др. В стационарных устройствах вместо вариаторов обычно применяется регулируемый электропривод. В некоторых вариаторах также применяются гидротрансформаторы. Виды механических вариаторов:1)фрикционные вариаторы: 2)лобовые;3)конусные;4)шаровые;5)многодисковые;6)торовые;7)волновые;8)дискошариковые;9)клиноременные10)вариаторы зацепления:11)цепной вариатор.12)высокомоментный вариатор.

4. Му́фта — устройство (деталь машины), предназначенное для соединения друг с другом концов валов и свободно сидящих на них деталях для передачи крутящего момента. Служат для соединения двух валов, расположенных на одной оси или под углом друг к другу.

Муфта передаёт механическую энергию без изменения её величины

Система классификации муфт. По видам управления

Управляемые — сцепные, автоматические
Неуправляемые — постоянно действующие.

По группам муфт (механические)

Жёсткие (глухие) муфты:

Компенсирующие муфты — компенсируют радиальные, осевые и угловые смещения валов:

Упругие муфты — компенсация динамических нагрузок:

Сцепные муфты — соединение или разъединение валов или валов с установленными на них деталями.

Самоуправляемые (автоматические) муфты:

Гидравлические (гидродинамические).

Электромагнитные и магнитные.

Основной характеристикой муфт является передаваемый вращающий момент Т. Муфты подбирают по ГОСТу или ведомственным нормалям по большему диаметру концов соединяемых валов и, расчетному моменту

T_расч=KT
где К — коэффициент режима работы муфты.
Для приводов от электродвигателя принимают:
при спокойной нагрузке К== 1,15...1,4,
при переменной нагрузке К ==1,5...2,
при ударной нагрузке К=2,5...3.

Муфты каждого размера выполняют для некоторого диапазона диаметров валов, которые могут быть различными при одном и том же вращающем моменте вследствие разных материалов и различных изгибающих моментов. Наиболее слабые звенья выбранной муфты проверяют расчетом на прочность по расчетному моменту Т_расч.

Билет №11

1. Сложное движение точки Определение скорости и ускорения.

Законы Ньютона сформулированы для движения точки по отношению к инерциальным системам отсчета. Для определения кинематических параметров точки при движении относительно произвольно движущейся системы отсчета вводится теория сложного движения.

Сложным называют движение точки по отношению к двум или нескольким системам отсчета.

Определение скорости точки. Вектор скорости v точки направлен по касательной к траектории и определяется одной проекцией , равной первой производной от криволинейной координаты s этой точки по времени: = ds / dt = .

Величину , которая может быть как положительной, так и отрицательной, называют числовым ( или алгебраическим) значением скорости

Определение ускорения точки. Вектор ускорения a точки лежит в соприкасающейся плоскости P n и определяется двумя проекциями и a_n (a_b = 0):

проекция ускорения точки на касательную равна первой производной от алгебраической скорости или второй производной от криволинейной координаты точки по времени:

= d / dt = d²s /dt² или = = .

проекция ускорения на главную нормаль равна квадрату скорости, деленному на радиус кривизны траектории в данной точке кривой:

a_n = v² / .

Так как эти составляющие взаимно перпендикулярны, то модуль вектора a определяется по формуле: a = ( ² + a_n²).

2.Относительно короткие и массивные стержни рассчитывают на сжатие, т.к. они выходят из строя в результате разрушения или остаточных деформаций. Длинные стержни небольшого поперечного сечения под действием осевых сжимающих сил изгибаются и теряют равновесие. Такие стержни работают на изгиб и сжатие.

Равновесие считают устойчивым, если за счет сил упругости после снятия внешней отклоняющей силы стержень восстановит первоначальную форму. Если упругое тело после отклонения от равновесного положения не возвращается к исходному состоянию, то говорят, что произошла потеря устойчивости, а равновесие было неустойчивым. Потерю устойчивости под действием центрально приложенной продольной сжимающей силы называют продольным изгибом. Построение касательной к кривой параллельно направлению

На устойчивость равновесия влияет величина сжимающей силы.

Наибольшее значение сжимающей силы, при которой прямолинейная форма стержня сохраняет устойчивость, называют критической силой. Даже при небольшом превышении критического значения силы стержень недопустимо деформируется и разрушается.

Расчет на устойчивость

Расчет на устойчивость заключается в определении допускаемой сжимающей силы и в сравнении с ней силы действующей:

; ; ,

где F — действующая сжимающая сила; F] — допускаемая сжимающая сила, обеспечивает некоторый запас устойчивости;

Fкр — критическая сила;[sy] — допускаемый коэффициент запаса устойчивости

Условие устойчивости: .

3. Шпоночное соединение деталей относится к разъемным соединениям и предназначено для передачи крутящего момента от одной из двух соприкасающихся деталей к другой, от вала к расположенным на нем деталям, например шкивам, зубчатым колесам, маховикам, кулачкам и наоборот. Эти соединения применяют в тех случаях, когда к точности центрирования соединяемых деталей не предъявляются особые требования. Шпоночные соединения могут обеспечивать неподвижное или подвижное вдоль оси соединение деталей. При этом шпонка примерно на половину высоты входит в паз (канавку вала) и на половину – в паз ступицы колеса. Боковые (рабочие грани) грани шпонки передают вращение от вала к колесу или обратно. По форме шпонки разделяются на призматические, клиновые и сегментные. Форма и размеры сечений шпонок стандартизованы и выбираются в зависимости от диаметра вала, а вид шпоночного соединения определяется условиями работы соединяемых деталей. Шлицевое соединение состоит из вала, один конец которого выполнен в виде зубчатого колеса внешнего зацепления (зубья бывают различного профиля: треугольного, прямоугольного, эвольвентного и т.д.), и втулки, внутренняя поверхность которой выполнена в виде зубчатого колеса.
4. Цепные передачи – это передачи зацеплением и гибкой связью, состоящие из ведущей 1 и ведомой 2 звездочек и охватывающей их цепи 3. В состав передачи также часто входят натяжные и смазочные устройства, ограждения. Возможно применение нескольких ведомых звездочек. Цепь состоит из соединенных шарнирно звеньев, за счет чего обеспечивается гибкость цепи. Передачи используют в сельскохозяйственных, подъемно-транспортных, текстильных и полиграфических машинах, мотоциклах, велосипедах, автомобилях, нефтебуровом оборудовании.

Достоинства:

1. возможность применения в значительном диапазоне межосевых расстояний;

2. меньшие, чем у ременных передач, габариты;

3. отсутствие проскальзывания;

4. высокий КПД;

5. относительно малые силы, действующие на валы;

6. возможность передачи движения нескольким звездочкам;

7. возможность легкой замены цепи.

Недостатки:

1. неизбежность износа шарниров цепи из-за отсутствия условий для жидкостного трения;

2. непостоянство скорости движения цепи, особенно при малых числах зубьев звездочек;

3. необходимость более точной установки валов, чем для клиноременной передачи

Билет №12

1. Законы динамики. В основе динамики лежат законы, установленные путем обобщения результатов целого ряда опытов и наблюдений над движением тел и проверенные обширной общественно-исторической практикой человечества. Систематически эти законы были впервые изложены И. Ньютоном. Первый закон (закон инерции), открытый Галилеем, гласит: существуют такие системы отсчета, относительно которых тело покоится или движется прямолинейно и равномерно, если на него не действуют другие тела или действие этих тел компенсировано. Движение, совершаемое точкой при отсутствии сил, называется движением по инерции. Закон инерции отражает одно из основных свойств материи - пребывать неизменно в движении и устанавливает для материальных тел эквивалентность состояний покоя и движения по инерции. Второй закон (основной закон динамики) гласит: произведение массы точки на ускорение, которое она получает под действием данной силы, равно по модулю этой силе, а направление ускорения совпадает с направлением силы Второй закон динамики, как и первый, имеет место только по отношению к инерциальной системе отсчета. Из этого закона непосредственно видно, что мерой инертности материальной точки является ее масса. Второй закон Ньютона в дифференциальной форме: Третий закон (закон равенства действия и противодействия) устанавливает характер механического взаимодействия между материальными телами. Для двух материальных точек он гласит: две материальные точки действуют друг на друга с силами, равными по модулю и направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, в противоположные стороны. Четвертый закон (закон независимого действия сил). При одновременном действии на материальную точку нескольких сил ускорение точки относительно инерционной системы отсчета от действия каждой отдельной силы не зависит от наличия других, приложенных к точке, сил и полное ускорение равно векторной сумме ускорений от действия отдельных сил.

2. Внецентренное сжатие и растяжение как и косой изгиб относится к сложному виду сопротивления бруса. При внецентренном растяжении (сжатии) равнодействующая внешних сил не совпадает с осью бруса, как при простом растяжении, а смещена относительно оси z и параллельна ей. При внецентренном растяжении (сжатии) в поперечном сечении бруса возникает нормальная сила N_z=P и изгибающие моменты M_x и M_y. Следовательно, на основании принципа независимости действия сил в произвольной точке В с координатами x, y нормальное напряжение s определяется следующим выражением:

3. Ременные передачи – это передачи гибкой связью (рис. 14.1), состоящие из ведущего 1 и ведомого 2 шкивов и надетого на них ремня 3. В состав передачи могут также входить натяжные устройства и ограждения. Возможно применение нескольких ремней и нескольких ведомых шкивов. Основное назначение – передача механической энергии от двигателя передаточным и исполнительным механизмам, как правило, с понижением частоты вращения. Ремни передач трением по форме поперечного сечения разделяются на плоские, клиновые, поликлиновые, круглые, квадратные.

Достоинства:

1. возможность передачи движения на значительные расстояния;

2. возможность работы с высокими скоростями;

3. плавность и малошумность работы;

4. предохранение механизмов от резких колебаний нагрузки и ударов;

5. защита от перегрузки за счет проскальзывания ремня по шкиву;

6. простота конструкции, отсутствие необходимости смазочной системы;

7. малая стоимость.

Недостатки:

1. значительные габариты;

2. значительные силы, действующие на валы и опоры;

3. непостоянство передаточного отношения;

4. малая долговечность ремней в быстроходных передачах;

5. необходимость защиты ремня от попадания масла.

Муфта передаёт механическую энергию без изменения её величины

Система классификации муфт. По видам управления

Управляемые — сцепные, автоматические
Неуправляемые — постоянно действующие.

По группам муфт (механические)

Жёсткие (глухие) муфты:

Компенсирующие муфты — компенсируют радиальные, осевые и угловые смещения валов:

Упругие муфты — компенсация динамических нагрузок:

Сцепные муфты — соединение или разъединение валов или валов с установленными на них деталями.

Самоуправляемые (автоматические) муфты:

Гидравлические (гидродинамические).

Электромагнитные и магнитные.

Билет № 13

1. принцип относительности Галилея:законыприроды,определяющие изменение состояния движения механических систем,не зависят от того,к какой из двух инерциальных систем отсчета они относятся.Предпологалось что все скорости движения тел значительно меньше скорости света,механика Ньютона отлично подходит к этим случаям,ведь в повседневной жизни скорости значительно меньше скорости света,но существуют явления,где это не так:ядернаяфизика,электромагнетизм,фотоэффект,астрономия и т.д.Согласно классической механике(механике Ньютона) явления происходят одинаково в двух системах отсчета,движущихся равномерно и прямолинейно относительно друг друга,а также в обоих системах время течет одинаково.

относительное движение- это движение материальной точки относительно подвижной системы отсчета.

2. Изгиб с кручением. Общий случай нагружения. Сочетание изгиба и кручения брусьев круглого поперечного сечения наиболее часто встречается при расчете валов, реже других деталей и брусьев некруглого сечения.

Если внешние силы, действующие на вал, не лежат в одной плоскости, например в валах редукторов, то каждую из них раскладывают на ее составляющие по двум направлениям: вертикальному и горизонтальному. Затем строят эпюры изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальных плоскостях. Величину суммарного изгибающего момента находят по формуле: Для построения эпюры полных изгибающих моментов по вышеприведенной формуле находят моменты на границах силовых участков и, по ним собственно, строят эпюру. Плоскости действия этих моментов в разных сечениях вала различны, но ординаты эпюры условно для всех сечений совмещают с плоскостью чертежа.

3. Шероховатость поверхности — совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине. Измеряется в микрометрах (мкм). Шероховатость относится к микрогеометрии твёрдого тела и определяет его важнейшие эксплуатационные свойства. Прежде всего износостойкость от истирания, прочность, плотность (герметичность) соединений, химическая стойкость, внешний вид. В зависимости от условий работы поверхности назначается параметр шероховатости при проектировании деталей машин, также существует связь между предельным отклонением размера и шероховатостью. Исходная шероховатость является следствием технологической обработки поверхности материала, например, абразивами. В результате трения и изнашивания параметры исходной шероховатости, как правило, меняются. В конструкторской практике применяются в основном методы выбора допусков и посадок, приведенные ниже.

Методы подобия. Он заключается в том, что конструктор отыскивает в однотипных или других машинах, ранее сконструированных и оправданных себя в эксплуатации, случаи применения составных частей (сборочных единиц), подобных проектируемой, и по аналогии назначает допуски и посадки.

Расчетный метод. Этот метод требует согласования квалитетов, допусков и посадок при проектировании машин и других изделий с расчетными величинами.

При выборе и назначении допусков и посадок конструктор всегда исходит из того, что изготовление деталей по квалитету, соответствующему большей точности, т. е. с малым допуском, связано с повышением себестоимости из-за. больших трудовых и материальных затрат на оборудование, приспособления, инструмент и контроль. Но при этом обеспечиваются высокая точность сопряжений, высокие эксплуатационные показатели изделия в целом.

Изготовление деталей по квалитетам с расширенными допусками проще, не требует точного оборудования и отделочных технологических процессов, однако точность сопряжений и, следовательно, долговечность машин снижены.

4.Ременную передачу с параллельными, пересекающимися или скрещивающимися осями с плоским приводным ремнем называют плоскоременной. Эта передача проста по конструкции, может работать при весьма высоких скоростях (до 100 м/с) и больших межосевых расстояниях (до 15 м). Вследствие большой эластичности ремня она обладает сравнительно высокой долговечностью.

Геометрические соотношения в передаче. Межосевое расстояние а определяется конструкцией привода для плоскоременных передач:
для клиноременных и поликлиноременных передач: ,
где d1 и d2 — диаметры шкивов;
h — высота сечения ремня.
Расчетная длина ремня L равна сумме длин прямолинейных участков и дуг обхвата шкивов

При наличии сшивки длину ремня увеличивают на L= 100...400 мм.
Угол обхвата ремнем малого шкива

Для плоскоременной передачи - , для клиноременной и поликлиноременной - .

Билет №14

1 Совокупность множества матеpиальных частиц обpазуют систему матеpиальных точек. Если система матеpиальных частиц такова, что движение каждой ее точки зависит от положения остальных точек, то она называется механической системой матеpиальных точек. Условия, огpаничивающие свободу движения точек системы, называют связями (гибкие, идеально гладкие, шаpниpные). Все силы, действующие на систему несвободных точек, можно разделить на активные (вызывающие движение системы) и пассивные (pеакции связей). Кpоме того, силы делятся на внешние и внутpенние. В динамике рассматриваются два случая преобразования механического движения материальной точки или системы точек:1) механическое движение переносится с одной механической системы на другую; 2) механическое движение превращается в другую форму движения материи (в форму потенциальной энергии, теплоты, электричества и т.д.).

Каждый из этих случаев преобразования механического движения имеет свои измерители как механического движения, так и действия силы. Когда рассматривается преобразование механического движения без перехода его в другую форму движения, мерой механического движения является вектор количества движения материальной точки или механической системы .

Когда механическое движение превращается в другую форму движения материи, в качестве меры механического движения выступает кинетическая энергия материальной точки или механической системы.

2. основными причинами, по которым аппараты подразделяются на тонко- и толстостенные являются:

1) отличие напряженных состояний материала оболочек:

- для тонкостенных – двухосное (σ_r ≈ 0; σ_m ≠ 0; σ_t ≠ 0);

- для толстостенных – объемное (σ_r ≠ 0; σ_m ≠ 0; σ_t ≠ 0);

2) различный характер распределения тангенциальных напряжений по толщине стенки:

- для тонкостенных - равномерное;

- для толстостенных - неравномерное.

Основными признаками деления сосудов на тонко- и толстостенные являются соотношение толщины стенки S к внутреннему диаметру D_в.и значение давлений, т.е.

- для тонкостенных:

а) (при D_в.>200мм) или ,

где β - коэффициент толстостенности;

б) Р≤ 10 МПа (условное разделение);

- для толстостенных:

а) ,

б) Р > 10 МПа.

К аппаратам высокого давления относят аппараты под давлением свыше 10 МПа. Толщина стенки корпуса такого аппарата превышает 10 % его внутреннего диаметра, т.е. коэффициент толстостенности (отношение наружного диаметра к внутреннему)

3. Внешние нагрузки передаются на вал через сопряженные дета- ли (зубчатые колеса, шкивы, звездочки и т. д.). При известных внеш- них нагрузках определение внутренних усилий в сечениях вала сво- дится к решению задачи для шарнирно закрепленной балки в жестких опорах. Такая модель формы и условий закрепления близка к дейст- вительности для валов, вращающихся в опорах качения и опорах скольженияРасчет выполняют в такой последовательности: на основе ре- зультатов эскизного проектирования и по разработанному чертежу вала составляют расчетную схему, на которую наносят все внешние силы, нагружающие вал, приводя плоскости их действия к двум вза- имно перпендикулярным плоскостям (горизонтальной XOZ и верти- кальной YOZ). Затем определяют опорные реакции в этих плоскостях. Проверку вала на статическую прочность выполняют для пре- дупреждения появления пластических деформаций в период кратко- временных перегрузок (например, при пуске, разгоне, реверсирова- нии, срабатывании предохранительного устройства).

4. Клиноременная передача имеет преобладающее применение из-за увеличения тяговой способности вследствие повышения трения, при этом сцепление со шкивом увеличивается приблизительно в 3 раза. Ремень имеет клиновую форму поперечного перереза и располагается в соответствующих канавках. Для уменьшения напряжений изгиба применяют несколько ремней. Клиновые ремни изготовляют в виде замкнутой бесконечной ленты.

Достоинства клиновых передач

Клиновая передача может передавать большую мощность, допускает меньший угол обхвата на малом шкиве, а следовательно и меньшее межосевое расстояние допускающее бесступенчатую регулировку скорости.

Недостатки: большие напряжения изгиба.

билет№15

1)Теорема о движении центра масс систем-одна из общих теорем динамики,является следствием законов Ньютона.

утверждает что ускорение центра масс мех.систем не зависит от внешних сил,действующих на тела системы,связывает это ускорениес внешними силами,действующими на систему.

2)наименьшее значение сжимающей силы,при котором сжатый стержень теряет способность сохранять прямолинейную форму равновесия.называется критической силой.

при определении критической силы при осевом сжатии стержней в пределах пропорциональности определяется по формуле Эйлера:

при гибкости стержня меньше предельной критическое напряжение определяется по формуле Ясинского

3)контактная прочность зубьев является основным критерием работоспособность закрытых,обильно смазываемых и защищенных от абразива зубчатых передач. расчет на контактную прочность включает расчеты на выносливость и на предотвращение разрушения рабочих поверхностей зубьев при максимальной нагрузке.

расчет на выносливость.разрушение начинается вблизи полюса.поэтомурасчетные напряжения определяют на линии контакта.

цель:определение размеров передачи при котором не будет прогрессивного выкрашивания.

4)зубчатая передача-это механизм,который с помощью зубчатого зацепления передает или преобразует движение,с изменением скоростей и моментов.

цилиндрические зубчатые передачи между параллельными валами выполняют с помощью колес с:

1) прямыми зубьями

недостатки: резкое нагружение при пересопряжении,повышенный шум и вибрация

2) косыми зубьями

недостатки:возникают вредные осевые силы

3) шевронными зубьями

недостатки:неточность нарезания каждого венца и погрешность

билет №16

1)теорема об изменении количества движения(импульса) системы-одна из общих теорем динамики,является следствием законов Ньютона.связывает количество движения с импульсом внешних сил,действующих на тела,составляющиесистему.В качестве системы может выступать любая система.состаящая из любых тел.

утверждает:

«ИЗМЕНЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ДВИЖЕНИЯ СИСТЕМЫ ЗА НЕКОТОРЫЙ ПРОМЕЖУТОК ВРЕМЕНИ РАВНО ИМПУЛЬСУ ВНЕШНИХ СИЛ,ДЕЙСТВУЮЩИХ НА СИСТЕМУ,ЗА ТОТ ЖЕ ПРОМЕЖУТОК ВРЕМЕНИ»

2)нагрузка,которая медленно возрастает до своего конечного назначения называется статистической.ускорения частиц элементов конструкции от такой нагрузки малые,и можно пренебречь возникающими при этом силами инерции(с.и.).

при быстро возрастающей нагрузке необходимо учитывать с.и.,появляющиеся в результате деформации системы.Такие нагрузки называются динамическими,также относятся ударные нагрузки.расчет на действие динамической нагрузки производят при проектировании частей конструкций,находящихся под действием ударной или вибрационной нагрузки.

цель:обеспечить необходимую прочность конструкции и не допустить значительных ее деформаций.

3)на единицу ширины зуба действует нормальная нагрузка направленная на линии зацепления и касательная нагрузка от сил трения.при расчете зубьев на изгиб влиянием трения можно пренебрегать.наибольшие напряжения изгиба действуют в плоскости,нормальной к поверхности зуба.поэтому поломка зуба происходит по цилиндрическому или близкому к нему сечению.

номинальное напряжение изгиба в опасном сечении можно определить по формулам сопротивления материалов.нагрузку делят на 2:

1)изгибающую

2) сжимающую

повысить сопротивление можно увеличивая модуль зацепления.применяя более прочный материал и т.д.

4)конические зубчатые колеса применяются для передачи вращательного движения от одного вала к другому в том случае,когдаоси валов пересекаются под прямым или острым углом

достоинства:

-обеспечение возможности передачи и преобразования вр. движения между звеньями с пересекающимися осями вращения

-возможность передачи движения между звеньями с переменным межосевым углом при широком диапазоне его изменения

-расширение компоновочных возможностей при разработке сложных зубчатых и комбинированнызмеханихмов

недостатки:

-более сложная технология изготовления и сборки коническиз зубчатых колес

-большие осевые и изгибные нагрузки на валы,особенно в связи с консольным расположением зубчатых колес

билет №17

1) 1 Совокупность множества матеpиальных частиц обpазуют систему матеpиальных точек. Если система матеpиальных частиц такова, что движение каждой ее точки зависит от положения остальных точек, то она называется механической системой матеpиальных точек. Условия, огpаничивающие свободу движения точек системы, называют связями (гибкие, идеально гладкие, шаpниpные). Все силы, действующие на систему несвободных точек, можно разделить на активные (вызывающие движение системы) и пассивные (pеакции связей). Кpоме того, силы делятся на внешние и внутpенние. В динамике рассматриваются два случая преобразования механического движения материальной точки или системы точек:1) механическое движение переносится с одной механической системы на другую; 2) механическое движение превращается в другую форму движения материи (в форму потенциальной энергии, теплоты, электричества и т.д.).

2)внецентронным растяжением(сжатием) называется такой вид нагружения,при котором равнодействующая внешних сил не совпадает с осью стержня,как при обычном растяжении,а смещена относительно продольной оси и остается ей параллельной.

Косым изгибом называется изгиб,при котором плоскость изгибающегося момента не совпадает ни с одной из главных осей поперечного сечения

3)при выборе материалов для изготовления деталей машин надо учитывать назначение машины,требования к ее массе,экономическиесоображения,возможности изготовления машин наиболее дешевыми и производительными способами и условия прочности,жесткости, износостойкости и другие критерии работоспособности.

выбор материала для изготовления машин производится на основе статических,динамических и других испытаниях,на основании данных об их свойствахкоррозийнойусвтойчивости,электросопротивлении,жароупорности и т.д.

Допускаемым напряжением называется величина,ограничивающая верхний предел рабочих напряжений возникающих под действием заданных нагрузок

делится на 2:

1)нормальные σ=σпред\n

2)касательные τ=σ\1+v

4)червячная передача(зубчато-винтовая передача),осуществляющаяся зацеплением червяка и сопряженного с ним червячного колеса.применяются при необходимости передачи движения между перекрещивающимися валами.достоинства:1)возможность получения большого передаточного числа в одной ступени

2)плавность и малошумность работы

3)повышенная кинематическая точность

недостатки:1)низкий КПД

2)необходимость изготовления зубьев из дорогого материала

3)повышенные требования к точности сборки.

Мощность на червяке при длительной работе обычно до 30 кВт,при повторно кратковременном режиме до 200 кВт.передаточные числа принимают от 8 до 80,а в кинематических передачах до 1000.угол профиля α обычно принимают 20º

Билет №18

1)принцип относительности Галилея:законыприроды,определяющие изменение состояния движения механических систем,не зависят от того,к какой из двух инерциальных систем отсчета они относятся.Предпологалось что все скорости движения тел значительно меньше скорости света,механика Ньютона отлично подходит к этим случаям,ведь в повседневной жизни скорости значительно меньше скорости света,но существуют явления,где это не так:ядернаяфизика,электромагнетизм,фотоэффект,астрономия и т.д.Согласно классической механике(механике Ньютона) явления происходят одинаково в двух системах отсчета,движущихся равномерно и прямолинейно относительно друг друга,а также в обоих системах время течет одинаково.

относительное движение- это движение материальной точки относительно подвижной системы отсчета.

2) Относительно короткие и массивные стержни рассчитывают на сжатие, т.к. они выходят из строя в результате разрушения или остаточных деформаций. Длинные стержни небольшого поперечного сечения под действием осевых сжимающих сил изгибаются и теряют равновесие. Такие стержни работают на изгиб и сжатие.

На устойчивость равновесия влияет величина сжимающей силы.

Расчет на устойчивость

; ; ,

Fкр — критическая сила;

[sy] — допускаемый коэффициент запаса устойчивости.

Условие устойчивости: .

3)устройство,состоящее из двигателя,передаточных механизмов и системы управления для приведения в движение машин и механизмов называется приводом.

двигатель является одним из основных элементов привода.

В зависимости от потребляемой мощности,а также от ограничений по массе и размерам выбирается тот или иной тип электродвигателя.

Выбранный электродвигатель должен удовлетворять след.условиям:

-обеспечивать момент,достаточный для разгона механизма с заданным ускорением,а при торможении двигателем-замедление механизма

-при работе в заданном режиме не должен испытывать длительных перегрузок.

исходные данные для кинематического расчета:

-структурная схема привода

-тяговое усиление и скорость движения или вращающий момент

-диаметр барабана

-вид передачи

-срок службы передачи

Задачи кинематического расчета привода:

-подобрать электродвигатель

-определить общее передаточное число

-определить мощность,частоту вращения и вращающий момент на каждом валу

4)Детали,составляющиемашину,связаны между собой тем или иным способом.Этисвязы можно разделить на 2:

1)подвижные

2)неподвижные(соединения)

соединения нужны для того чтобы упростить производство,облегчитьсборку,ремонт,транспортировку.

все соединения можно разделить на разьемные и неразьемные.один из самых распрастраненных видов разьемных соединений являются резьбовые соединения.

Резьбы-это выступы,образованные на основной поверхности винтов или гаек.

Резьбы классифицируются по различным признакам:

1)по форме профиля резьбы

2)по форме основной поверхности

3)по направлению винтовой линии

4)по назначению и т.д.

Билет №19

1) 1. Сложное движение точки Определение скорости и ускорения.

Сложным называют движение точки по отношению к двум или нескольким системам отсчета.

Величину , которая может быть как положительной, так и отрицательной, называют числовым ( или алгебраическим) значением скорости.

Модуль скорости v = | | и, следовательно, значения v и могут отличаться лишь знаком:

v = , если точка движется в положительном направлении отсчета координаты s, или
v = - , если точка движется в противоположном направлении.

Таким образом, величина определяет одновременно и модуль скорости, и сторону, в которую направлен вектор v вдоль касательной.

проекция ускорения точки на касательную равна первой производной от алгебраической скорости или второй производной от криволинейной координаты точки по времени:

= d / dt = d²s /dt² или = = .

проекция ускорения на главную нормаль равна квадрату скорости, деленному на радиус кривизны траектории в данной точке кривой:

a_n = v² / .

При этом составляющая может быть направлена или в положительном, или в отрицательном направлении оси P в зависимости от знака проекции , а составляющая a _n будет всегда направлена в сторону вогнутости кривой, так как проекция a_n 0.

Так как эти составляющие взаимно перпендикулярны, то модуль вектора a определяется по формуле: a = ( ² + a_n²).

2)Сдвиг-это вид деформации при котором одна часть стержня смещается относительно другой

кручение-один из видов деформации,возникает в том случае если нагрузка прикладывается к телу в виде пары сил в его поперечной плоскости.при этом в поперечных сечениях тела возникает только один внутренний силовой фактор-крутящий момент

внутренние силы-силы,возникающие между частицами тела в результате деформации.

деформация-изменение размеров и формы тела под действием приложенных к нему внешних сил или различными физико-механическими процессами,при этом в теле возникают внутренние напряжения.

напряжение-отношение действующего усилия к площадипоперечного сечения тела или образца

3)каждая механическая передача характеризуется рядом основных параметров:

-мощностью ведущего и ведомого вала

-частотой вращения ведомого и ведущего вала

-общий КПД передачи

-окружная сила передачи

-вращающий момент

-передаточное число

-делительные параметры

Если при помощи механической передачи понижается частота вращения то она называется редуктором,если повышается то мультипликатором.

4)В редукторах могут быть использованы различные сорта масел:индустриальные,турбинные,авиацонные,цилиндрические,моторные

широко применяются индустриальные масла

Чем ниже температура,тем лучше будут условия смазывания,так как с повышением понижается вязкость

Картерный способ смазывания-с одной стороны подается масло,а с другой отводится.поддерживается уровень масло и происходит охлаждение

Централизованное –применяется при окружных скоростях передачи превышающих 10 м/с

При высоких окружных скоростях и необходимости принудельного охлаждения редуктора масло подается под давлениемот насосов или других устройств

Билет №20,21

Система двух равных по модулю,параллельных и направленных в противопожные стороны сил называется парой сил.(F=-Fў)

теорема:парусил,приложенную к твердому телу,можно заменить другой парой в той же плоскости,если при такой замене не изменяется величина момента пары и его направление

момент силы- произведение модуля силы на кратчайшее расстояние от центра до линии действия силы.Момент силы относительно центра О равен нулю.

2)расчет прочности балок производится применительно к наиболее нагруженному и опасному сечению.выявление опасных сечений производится при помощи эпюр,то есть графиков,изображающих закон изменения Q и M по всей длине балки.Для построения эпюр необходимо:

-определить опорные реакции

-найти аналитические выражения Q и M на каждом участке балки

-параллельно оси балки провести оси отсчетов и восстановить к ним перпендикуляры.построить эпюры соединяя концы перпендикуляров.

3)машины и механизмы должны удовлетворять требованиям технологии обработки сырья и продуктов.рабочие органы должны обладать высокой износоустойчивостью,чтобы в процессе работы кусочки металла или материала не попадали в продукт.

конструкция деталей и узлов должна быть технологической,обеспечивать быструю замену изношенных и неисправных органов,размеры должны быть унифицированны.

Необходимо чтобы конструкция деталей и узлов машин должны отвечать требованиям техники безопасности и производственной санитарии.

4)Подшипник-сборочный узел,являющийся частью опоры или упора и поддерживающий вал,ось или другую подвижную конструкцию.фиксирует положение и обеспечивает вращение,качение и линейное перемещение.

Подшипники качения состоят из двух колец:тел качения и сепаратора.

классификация подшипников качения осуществляется на основе признаков:

1)по виду тел качения

-шариковые

-роликовые

2)по типу воспринимаемой нагрузки

-радиальные

-радиально-упорные

-упорные

-линейные

Дата добавления: 2016-01-06; просмотров: 21; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 34

Мы поможем в написании ваших работ!