Кафедра « Прикладная механика».

Экзаменационные вопросы по курсу

«Детали машин и основы конструирования».

1.1 Основные тенденции развития современного машиностроения.

1.2 Роль русских и советских ученых в развитии теории деталей машин.

1. Понятие о машине, сборочной единице и детали. Классификация деталей машин.

1. Стадии проектирования и виды конструкторской документации на изделия. Виды расчетов деталей машин.

2. Условия работы деталей машин: вид нагрузок, характер напряженного состояния, поверхностный износ, температура колебания.

1.6 Критерии работоспособности деталей машин: прочность (статическая и циклическая), износостойкость, жесткость, теплостойкость, виброустойчивость. Примеры использования в расчетах..

1. Материалы для изготовления деталей машин: конструкционные стали , сплавы цветных металлов, композитные материалы, порошковые металлы, пластмассы.

1. Технологические требования к конструкции деталей машин.

2. Основные понятия теории надежности : работоспособность, отказ, долговечность, ресурс. Методы повышения надежности.

3. Стандартизация, унификация и агрегатирование машин.

1. Общие сведения о ременных передачах. Схема. Классификация по типу ремня. Достоинства и недостатки. Области применения. Способы натяжения ремня.

2.2 Ременные передачи: типы ремней, оценка, конструкция, материалы. Шкивы.

2.3 Геометрия и кинематика ременных передач.

2.4 Теория работы ременной передачи: силы натяжения в ветвях ремня и их зависимость от полезной нагрузки.

1. Напряжения в ремне: эпюра напряжений и ее анализ.

1. Напряжения в ремне. Влияние отдельных составляющих на долговечность ремня и тяговую способность ременной передачи. Проверка ремня на долговечность.

2.7 Скольжение в ременной передаче. Зоны (дуги) покоя и скольжения. Буксование.

1. Экспериментальная зависимость скольжения и К.П.Д. в ременной передаче от нагрузки. Использование для расчета передач.

2.9. Потери энергии в ременной передаче и К.П.Д.

2.10 Допускаемые полезные напряжения в ремне и выбор плоского ремня (проектный расчет). Согласование ширины ремня со стандартами.

2.11 Клиноременная передача: устройство и принцип работы. Ремни. Шкивы.

1. Методика проектирования клиноременной передачи: выбор типа сечения и определение числа ремней.

3.1 Общие сведения о цепных передачах. Схема. Основные типы приводных цепей. Достоинства и недостатки. Область применения.

3.2 Геометрия и кинематика цепной передачи. Неравномерность движения

цепной передачи.

3.3 Силы в ветвях цепной передачи.

3.4 Виды повреждения и критерий работоспособности цепной передачи.

3.5 Проектная расчетная зависимость для определения шага приводной роликовой цепи.

3.6 Потери энергии в цепной передаче и К.П.Д.

3.7 Конструкция втулочно-роликовой цепи. Материалы и термообработка.

4.1. Общие сведения о зубчатых передачах. Классификация Достоинства и недостатки. Область применения. Технология изготовления.

4.2 Геометрия и кинематика цилиндрической зубчатой передачи. Минимальное число зубьев прямозубого и цилиндрического колеса по условию неподрезания. Точность зубчатых передач.

4.3 Особенности геометрии косозубых цилиндрических колес. Торцовый и нормальный модуль. Выбор угла наклона зубьев. Понятие об эквивалентном колесе.

4.4 Условия работы открытых и закрытых зубчатых передач. Виды повреждения и критерии работоспособности зубчатых передач.

4.5 Расчет прямозубых цилиндрических колес на изгиб: расчетная схема балки – аналога зуба; напряжения в опасном сечении и их эпюры: коэф. формы (прочности) зуба.

4.6 Расчеты на прочность цилиндрических зубчатых колес: коэф. нагрузки, его составляющие и факторы, влияющие на их величину. Фланкирование зубьев.

4.7 Вывод формулы для проектного расчета прямозубых цилиндрических колес на изгиб.

4.8 Анализ зависимостей, по которым производят проверочные расчеты цилиндрических зубчатых передач на изгиб. Сравнительная оценка прочности на изгиб шестерни и колеса.

1. Применение решения Герца о сжатии двух цилиндров к расчету прямозубых колес на прочность по контактным напряжениям.

1. Проектный расчет прямозубой цилиндрической передачи на контактную прочность.

4.11 Вывод зависимости, по которой производят проверочный расчет прямозубой передачи на контактную прочность.

1. Выбор материала зубчатых колес и его химико-термическая обработка.

4.13 Определение допускаемых напряжений с учетом переменности режима работы и заданной долговечности зубчатой передачи. Кривая усталости. Базовое и эквивалентное число циклов.

4.14 Схема прямозубого конического зацепления и его параметры. Понятие об эквивалентном колесе.

1. Распределение нагрузки по длине зуба и особенности расчета прямозубых конических колес на контактную и изгибную прочность.

1. Проектный расчет прямозубой цилиндрической передачи на контактную прочность.

4.17 Потери энергии в зубчатых передачах и к.п.д. Скольжение в зацеплении.

1. Особенности расчета планетарных передач.

1. Общие сведения о червячных передачах. Классификация передач по виду червяка и по форме профиля его витков. Достоинства и недостатки. Область применения.

5.2 Геометрия и кинематика передачи с архимедовым червяком. Основные параметры. Червячные передачи без смещения и со смещением.

5.3 Условия работы червячных передач. Виды повреждения и критерии работоспособности. Материалы.

1. Особенности расчета червячных передач на прочность.

5.5 Проверочный расчет зубьев червячного колеса на изгиб-анализ формулы.

5.6 Проектный расчет червячной передачи на износостойкость (контактную выносливость) - анализ формулы.

1. Проверочный расчет червячной передачи на износостойкость (контактную выносливость)-анализ формулы.

5.8 Потери энергии в червячной передаче и к.п.д. Условие самоторможения.

1. Тепловой расчет червячной передачи. Способы охлаждения.

6.1 Волновые механические передачи: геометрические, кинематические параметры и принцип действия.

6.2 Критерии работоспособности и методика проектрования волновых передач.

1. Фрикционные передачи и вариаторы. Основные типы и основы расчета прочности.

1. Передача винт-гайка. Общие сведения и особенности расчета резьбы винтовых механизмов.

1. Валы и оси: назначение, классификация.

2. Повреждения валов и критерии работоспособности. Материалы валов.

9.3 Ориентировочный расчет вала на прочность. Принятые допущения.

1. Проектный расчет валов на прочность: балка – аналог вала, идеализация опор, нагрузки на вал , реакции в опорах, опасные сечения.

1. Проверочный (уточненый) расчет валов на выносливость. Коэффициенты запаса прочности

10.1 Муфты : назначение, классификация. Методика выбора типа и размера стандартных муфт, их нагрузки на валы.

1. Глухие муфты : втулочные и фланцевые. Устройство, назначение и область применения.

10.3 Компенсирующие зубчатые муфты. Устройство. Подбор по стандарту.

10.4 Упругие втулочно-пальцевые муфты. Назначение и область применения. Устройство. Подбор.

11.1 Общие сведения о подшипниках качения. Классификация по конструктивному устройству. Система условных обозначений .Область применения. Точность.

11.2 Виды повреждения и критерии работоспособности подшипников качения. Материалы.

11.3 Подшипники качения: методика расчета на статическую грузоподьемность.

1. Подшипники качения: методика расчета на динамическую грузоподьемность.

11.5 Подшипники качения: эквивалентная нагрузка и особенности ее определения для радиально-упорных подшипников.

11.6 Подшипники скольжения: назначение, основные типы, конструкция, смазочные материалы, антифрикционные материалы.

11.7 Подшипники скольжения : физическая сущность и условия возникновения жидкостного трения, распределение гидродинамического давления в смазочном слое. Подвод смазки.

1. Виды повреждения подшипников скольжения и их условный расчет.

12.1 Общие сведения о соединениях. Соединения разьемные и неразьемные. Соединения фрикционные и зацеплением.

12.2 Резьбы. Классификация по назначению и геометрической форме. Основные параметры (на примере метрической резьбы). Стандарты.

12.3 Виды резьбовых соединений. Крепежные детали: болты, винты, шпильки, гайки – их конструктивные формы и назначение. Гаечные ключи.

12.4 Предохранение резьбовых соединений от самоотвинчивания. Стопорение в резьбе (действием трения) и между деталями (посредством запирающих элементов).

12.5 Взаимодействие между витком и гайкой. Распределение осевой силы по виткам гайки – решение Н.Е.Жуковского.

12.6 Зависимость между осевой силой на винте и крутящим моментом, приложенным к гайке. Момент завинчивания и его составляющие.

12.7 К.П.Д. резьбы, учитывающий потери энергии на трение в резьбе.

12.8 Момент отвинчивания и условие самоторможения резьбы.

12.9 Проверочный расчет элементов резьбы на срез и смятие.

12.10 Расчет на прочность винта, нагруженного осевой силой и крутящим моментом.

12.11 Расчет на прочность эксцентрично-нагруженного винта. Возникновение изгибающего момента и оценка его влияния на величину суммарного напряжения.

12.12 Расчет на прочность затянутого болтового соединения, нагруженного силой и моментом в плоскости стыка.

12.13 Расчет затянутого резьбового соединения, нагруженного после затяжки внешней осевой силой. Коэф. внешней нагрузки болта.

12.14 Материалы крепежных резьбовых деталей. Выбор допускаемых напряжений при постоянных нагрузках, действующих на резьбовое соединение. Классы прочности болтов, запасы прочности.

12.15 Шпоночные соединения. Основные типы шпонок. Область применения. Особенности нагружения.

12.16 Призматические шпонки. Типы. Материалы. Стандартизация сечений и выбор шпонок. Проверочный расчет шпоночных соединений.

12.17 Зубчатые (шлицевые) соединения. Основные типы. Область применения. Методика проектирования.

12.18 Общие сведения о соединениях деталей с гарантированным натягом. Виды соединений. Технология сборки. Применение в машиностроении.

12.19 Несущая способность цилиндрических соединений с гарантированным натягом при нагружении осевой силой и крутящим моментом.

12.20 Общие сведения о сварных соединениях. Основные типы сварных соединений. Примеры сварных деталей. Ручная и автоматическая электросварка. Электроды

12.21 Стыковые соединения электродуговой сваркой. Форма стыковых швов. Возможные места разрушения сварного соединения. Проверочный расчет стыкового соединения при действии осевой силы и изгибающего момента. Коэф. прочности соединения встык.

21.22 Нахлесточные соединения электродуговой сваркой. Угловой шов и его виды по форме поперечного сечения. Классификация швов по расположению. Неравномерное распределение напряжений по длине флангового шва. Опасное сечение углового шва и его размеры. Проверочный расчет прочности углового шва.

12.23 Тавровые соединения (впритык) электродуговой сваркой. Два вида швов: стыковой и угловой. Опасное сечение указанных швов и его размеры. Проверочный расчет таврового соединения, выполненного стыковым швом при действии осевой силы и изгибающего момента.

12.24 Соединения контактной сваркой. Виды сварки: стыковая, точечная и ленточная (роликовая). Применение точечной контактной сварки. Проверочный расчет соединения точечной контактной сваркой на срез.

12.25 Выбор допускаемых напряжений сварных соединений при постоянной и переменной нагрузке. Коэф. понижения прочности сварного шва.

12.26 Заклепочные соединения: конструкция, классификация, методика проектирования.

12.27 Соединения пайкой и склеиванием: назначение, оценка и применение.

12.28 Клеммовые соединения: конструкция и применение, методика проектирования.

Зав. каф. «Прикладная механика» Холин Н.Н.