Ответы к экзамену: Теория к экзамену

Экзаменационная программа

1. Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин.

• Резьбовые соединения

2. Резьбовые соединения, их достоинства и недостатки. Основные детали резьбовых соединений: винт, гайка, шпилька, стопорные устройства.
3. Типы резьб и область из применения. Основные геометрические параметры резьбы.
4. Вывод расчетных зависимостей для определения момента сопротивления в резьбе и момента трения на торце гайки или головки болта. Вывод формулы для определения момента в резьбе при силе затяжки Fзат (случай завинчивания). Что называется приведенным коэффициентом трения в резьбе.
5. Условия самоторможения винтовой пары. Способы повышения КПД винтовой пары.
6. КПД винтовой пары. Способы повышения КПД винтовой пары. (Вывод формулы для расчета КПД винтовой пары).
7. Распределение осевой силы по виткам резьбы. Конструктивные меры, применяемые для улучшения распределения нагрузки по виткам.
8. Расчет на прочность стержня винта, нагруженного силой затяжки и моментом сопротивления в резьбе.
9. Расчет резьбовых соединений, нагруженных сдвигающей силой при установке винтов с зазором и без зазора.
10. Расчет резьбовых соединений, нагруженных моментом сил в плоскости стыка при установке винтов с зазором и без него.
11. Расчет резьбовых соединений, нагруженных предварительной силой затяжки и последующей осевой силой.
12. Расчет резьбовых соединений, нагруженных отрывающей силой и опрокидывающим моментом.
13. Материалы резьбовых соединений и допускаемые напряжения.

• Сварные соединения

14. Сварные соединения: достоинства и недостатки, область применения. Типы сварных швов, виды сварных соединений, виды сварки.
15. Стыковые соединения. Расчет соединений, нагруженных растягивающей (сжимающей) силой, изгибающим моментом и силой, действующей совместно с моментом.
16. Сварные нахлесточные соединения. Типы швов. Распределение напряжений по длине флангового шва.
17. Расчет нахлесточных соединений, нагруженных растягивающей (сжимающей) силой, изгибающим моментом, действующим совместно с моментом.
18. Тавровые соединения. Расчет соединений, нагруженных силой и силой совместно с моментом.
19. Допускаемые напряжения при расчете тавровых соединений.

• Соединения с натягом

20. Соединения с натягом: достоинства и недостатки, область применения. Способы получения соединений с натягом. Принцип работы (передачи нагрузки) соединения с натягом.
21. Расчет соединений с натягом, нагруженных осевой силой, крутящим моментом и силой, действующей совместно с моментом.
22. Связь давления на контактной поверхности с расчетным натягом соединения.
23. Понятие расчетного и измеренного натяга. Влияние микронеровностей на нагрузочную способность соединения.
24. Требуемая сила запрессовки. Требуемая температура нагрева охватывающей (охлаждения охватываемой) детали, для обеспечения свободной сборки соединения.
25. Напряженное состояние деталей в соединении с натягом. Проверка прочности.

• Шпоночные соединения

26. Шпоночные соединения. Достоинства и недостатки, область применения. Типы призматических шпонок, способы изготовления шпоночных пазов.
27. Соединения призматическими шпонками: расчет и конструкция.
28. Соединения сегментными шпонками: конструкция и расчет.

• Шлицевые соединения

29. Шлицевые соединения. Назначение и типы шлицевых (зубчатых) соединений, их сравнительная оценка. Область применения. Способы центрирования деталей шлицевых соединений, обоснование выбора способа центрирования.
30. Критерий работоспособности шлицевых соединений. Метод расчета шлицевых соединений.
31. Выбор допускаемых напряжений для шпоночных и шлицевых соединений. Расчет на прочность.

• Передачи

32. Общие сведения о передачах: назначение, область применения. Краткая классификация передач, их основные характеристики. Принципы работы, кинематика, сравнительная оценка различных типов передач.
33. Контактные напряжения. Виды разрушения, вызываемые контактными напряжениями. Какие передачи рассчитываются по сопротивлению контактной усталости. Формулы Герца и их использование в расчетах на контактную прочность.

• Зубчатые передачи

34. Зубчатые передачи. Достоинства и недостатки. Основные виды зубчатых передач. Основные параметры зубчатых колес. Передаточное число. Материалы и обработка.
35. Силы в зацеплении цилиндрических прямозубых и косозубых колес. Вывод формул.
36. Основные причины выхода из строя зубчатых колес и методы расчета для обеспечения работоспособности. (Характер и причины разрушения зубчатых передач. Виды расчета зубчатых передач).
37. Понятие коэффициента расчетной нагрузки для зубчатых передач. Коэффициент концентрации и динамичности нагрузки, их физический смысл: от каких параметров зависят величины этих коэффициентов.
38. Расчет зубьев цилиндрических прямозубых колес на сопротивление контактной усталости (по контактным напряжениям). Вывод расчетной зависимости и ее анализ.
39. Расчет зубьев цилиндрических прямозубых колес на изгибную усталость. Вывод расчетной зависимости на изгибную усталость. (Вывод формулы для расчета цилиндрических колес на изгиб).
40. Как определяются допускаемые контактные и изгибные напряжения передачи, работающей длительно с постоянной нагрузкой.
41. Коэффициент, учитывающий форму зуба, его физический смысл, от каких параметров он зависит и как изменяется с изменением числа зубьев и величины смещения инструмента при нарезании зубчатого колеса.
42. Особенности геометрии и условия работы косозубых и цилиндрических передач. Длина линии контакта и распределение нагрузки по длине контакта.
43. Понятие "приведенное зубчатое колесо" и приведенное число зубьев косозубых цилиндрических колес. Коэффициент, учитывающий форму зуба косозубого цилиндрического зубчатого колеса.
44. Особенности расчета косозубых и шевронных колес на сопротивление контактной и изгибной усталости. Чем обуславливается повышение нагрузочной способности косозубых и шевронных передач по сравнению с прямозубыми.

• Конические зубчатые передачи

45. Конические зубчатые передачи, достоинства и недостатки, Область применения. Типы зубчатых колес, основные геометрические параметры конического зубчатого колеса. Передаточное число конической зубчатой передачи.
46. Силы, действующие в зацеплении прямозубых конических колес.
47. Особенности расчета конических передач на контактную и изгибную усталость.
48. Особенность расчета на выносливость косозубых передач по сравнению с прямозубыми.
49. Определение допускаемых контактных напряжений для расчета зубчатых цилиндрических и конических передач, от каких параметров они зависят. Каким образом при их расчете учитывают переменный режим и срок работы.
50. Способы смазывания зубчатых передач. Типы смазочных материалов и их объемы.

• Червячные передачи

51. Червячные передачи. Достоинства и недостатки, область применения. Принцип действия. Критерии работоспособности (Геометрические и кинематические зависимости).
52. Основные параметры червячных передач (мощность, передаточное число, модуль, межосевое расстояние).
53. Основные геометрические зависимости. Геометрия червячных передач без смещения исходного производящего контура.
54. Червячные передачи со смещением исходного производящего контура, коэффициенты смещения.
55. Типы червяков, технология изготовления червяков и червячных колес.
56. Скольжение в червячной передаче (скорость скольжения), КПД червячной передачи вывод формулы, анализ расчетной зависимости и способы повышения КПД.
57. Силы в зацеплении червячной передачи.
58. Причины выхода из строя червячных передач и критерии их работоспособности.
59. Выбор материала для червяка и венца червячного колеса.
60. Расчет зубьев червячных передач на сопротивление контактной и изгибной усталости. Понятие о расчетной нагрузке.
61. Выбор допускаемых напряжений при расчете червячных передач.
62. Тепловой расчет и способы охлаждения червячных передач.
63. Способы смазывания червячных передач, типы смазочных материалов и их объемы.

• Передача винт – гайка

64. Передача винт-гайка: назначение, достоинства и недостатки, область применения.
65. Передача винт-гайка скольжения, области применения, пример конструкции, критерии оценки работоспособности. Материалы элементов передач. Вывод зависимости для проектного расчета.
66. Сравнительная оценка передачи трением скольжения с передачей трением качения.
67. Основные параметры и типы резьб, применяемые в резьбовых передачах.
68. Материалы и виды термических обработок, применяемые для изготовления основных элементов резьбовых передач.
69. Причины выхода из строя резьбовых передач. Критерии расчета передач трением качения и трением скольжения.
70. Самоторможение резьбовой передачи.
71. Момент завинчивания в резьбовой передаче. Распределение силы и крутящего момента вдоль оси винта.
72. Виды трения и КПД резьбовых передач. Пути повышения КПД.
73. Методы расчета основных элементов резьбовой передачи на прочность.
74. Расчет винтов на устойчивость, методика расчета.
75. Принцип схематизации опор винта в резьбовых передачах при расчете его на устойчивость. Пример такой схематизации.
76. Приведенная длина винта резьбовой передачи при расчете его на устойчивость.
77. Гибкость винта. Определение гибкости винта и ее влияние на величину критической силы, действующей вдоль оси винта.
78. Использование объединенного условия прочности и устойчивости сжатых стержней в расчетах резьбовых передач.

• Ременные передачи

79. Ременные передачи. Достоинства и недостатки. Геометрические параметры и их влияние на работоспособность передачи. Критерии оценки работоспособности. Передаточное число. Вывод формулы для расчета соотношения сил в ведомой и ведущей ветвях (формула Эйлера). Кривая скольжения. Напряженное состояние ремня (эпюра напряжений).
80. Клиноременная и плоскоременная передачи, сравнение, достоинства и недостатки ременных передач. Конструкция клиновых ремней. Материалы. Геометрические параметры ременных передач.

• Цепные передачи

81. Типы приводных цепей. Конструкция и расчет передачи с роликовой цепью. Оценка работоспособности и причины выхода из строя. Достоинства и недостатки цепных передач. Основные параметры цепных передач и их влияние на работу цепной передачи.

• Подшипники скольжения

82. Подшипники скольжения, условия работы, характер разрушения. Расчет подшипников, работающих при граничной или полужидкостной смазке.

• Подшипники качения

83. Подшипники качения. Классификация. Достоинства и недостатки в сравнении с подшипниками скольжения.
84. Кинематика подшипников качения.
85. Распределение радиальной нагрузки между телами качения в радиальном однорядном шарикоподшипнике.
86. Контактные напряжения в деталях подшипника.
87. Причины выхода из строя подшипников качения.
88. Подбор подшипников качения по статической грузоподъемности. В каких случаях подбирают подшипники по статической грузоподъемности. (Конструкция шарикового и роликового подшипника качения. Сравнительная оценка. Определение эквивалентной нагрузки. Учет режима нагрузки при расчете подшипника. Конструкция шарикового и роликового радиально-упорного подшипника. Определение эквивалентной нагрузки).
89. Назначение радиальных подшипников качения, конструкция. Подбор этих подшипников по заданным нагрузке и ресурсу L. Изложите порядок расчета радиального шарикового подшипника при действии радиальной и осевой силы. Конструкция и расчет по динамической грузоподъемности шарикового радиального подшипника качения.
90. Конструкция шарикового радиального подшипника качения. Условия применения. Воспринимаемая нагрузка. Определение эквивалентной нагрузки.
91. Назначение радиально-упорных подшипников качения, конструкция. Воспринимаемая нагрузка. Определение эквивалентной нагрузки. Подбор этих подшипников по заданным нагрузке и ресурсу L.
92. Назначение упорных подшипников качения, конструкция. Подбор этих подшипников по заданным нагрузке и ресурсу L. Эквивалентная нагрузка. Как учитывается режим нагрузки.
93. Подбор подшипников качения на заданный ресурс при переменных режимах нагружения.
94. Каким образом в расчетах подшипников качения на ресурс учитывается требуемый повышенный уровень надежности.
95. Для каких типов подшипников качения определяется эквивалентная динамическая радиальная нагрузка, а для каких эквивалентная динамическая осевая нагрузка.
96. Определение эквивалентной динамической радиальной нагрузки для радиальных шариковых и радиально-упорных шариковых и роликовых подшипников качения.
97. Как в расчетах подшипников качения на ресурс учитывают условия эксплуатации.
98. Для каких условий эксплуатации предназначены шариковые радиальные двухрядные сферические подшипники. Воспринимаемая нагрузка и подбор подшипников этого типа по заданным нагрузке и ресурсу L.
99. Особенности определения осевых сил, нагружающих радиально-упорные подшипники качения. Минимальные осевые силы для радиально-упорных регулируемых подшипников качения. Как определить осевые реакции в опорах с учетом этих сил.
100. Почему целесообразно конструировать опоры так, чтобы кольцо, вращающееся относительно нагрузки было установлено с натягом.
101. Как изменится расчетный ресурс шарикового подшипника, воспринимающего постоянную радиальную нагрузку, если вращение внутреннего кольца заменить вращением наружного кольца с той же частотой.
102. Какие подшипники могут использоваться в фиксирующих опорах. Изобразите конструкцию одного из них. Подбор подшипников этого типа по заданным нагрузке и ресурсу L.
103. Назначение роликовых радиальных подшипников с коротким цилиндрическим роликом, воспринимаемая нагрузка, конструкция. Подбор этих подшипников по заданным нагрузке и ресурсу L.
104. Понятие статической грузоподъемности подшипников качения. Определение эквивалентной статической радиальной нагрузки для радиальных и радиально-упорных подшипников.

• Муфты

105. Приводные муфты, назначение и краткая классификация.
106. Основные характеристики муфт. Расчетный момент приводных муфт.
107. Назначение глухих муфт. Пример конструкции глухой муфты, ее назначение, свойства и расчет. Приведите пример и метод расчета фланцевой (поперечно-свертной) муфты.
108. Жесткие компенсирующие муфты: назначение и область применения. Какие ошибки изготовления и сборки и каким образом компенсируют эти муфты. Пример конструкции жесткой компенсирующей муфты, ее назначение и расчет.
109. Упругие муфты: назначение и область применения. Типы упругих элементов. Характеристика упругих муфт. Каким образом упругие муфты компенсируют несоосность валов. Пример конструкции упругой муфты, ее назначение. Методика расчета. Приведите схемы муфт с резиновыми упругими элементами. Достоинства и недостатки этих муфт.
110. Сцепные муфты: назначение, область применения. Основные требования, предъявляемые к сцепным муфтам. Фрикционные муфты: принцип работы, область применения. Пример конструкции дисковой муфты, методика расчета.
111. Предохранительные муфты: назначение, область применения. Основные требования, предъявляемые к предохранительным муфтам. Пример конструкции и метод расчета муфты с разрушающим элементом.
112. Пример конструкции фрикционной муфты, ее назначение и расчет.