- •1. Общие сведения о машинах и механизмах: классификация и назначение.
- •2. Основные характеристики и требования, предъявляемые к машинам и механизмам.
- •3. Критерии работоспособности элементов конструкций.
- •4. Стадии конструирования машин.
- •5. Машиностростроительные материалы: характеристика и свойства.
- •6. Понятие о взаимозаменяемости как принципе конструирования и производства деталей.
- •7. Точность геометрической формы деталей, виды отклонений формы и расположения поверхностей.
- •8. Метод сечений, внутренние силовые факторы.
- •9. Напряжения: общее понятие, виды, размерность. Допускаемые напряжения.
- •10. Связь между напряжениями и внутренними силовыми факторами.
- •11. Связь между напряжениями и деформациями, закон Гука, коэффициент Пуассона.
- •12. Внутренние силы, напряжения и деформации при растяжении и сжатии.
- •13. Диаграмма напряжений, характеристика прочности материалов.
- •14. Пластичные и хрупкие материалы, диаграммы их растяжения-сжатия.
- •15. Твердость материалов и способы ее определения.
- •17. Расчеты на прочность при растяжении и сжатии.
- •18. Центр тяжести и статические моменты площадей геометрических фигур.
- •19. Полярный и осевые моменты инерции геометрических фигур.
- •20. Прочностные расчеты на сдвиг (срез).
- •21. Прочностные расчеты на смятие.
- •22. Деформации при кручении.
- •23. Напряжения при кручении.
- •24. Определение угла закручивания при кручении.
- •26. Расчеты на прочность и жесткость при кручении.
- •27-28. Деформации и напряжения при чистом изгибе, правило знаков для изгибающих моментов. Расчеты на прочность при изгибе.
- •30. Виды опор и опорные реакции при построении эпюр сил и моментов.
- •31. Механические передачи: основные силовые и кинематические соотношения.
- •32. Ременные передачи: классификация и основные геометрические параметры.
- •33. Кинематика ременной передачи.
- •34. Характеристика сил в ременной передаче.
- •35. Ременные передачи: напряжения в ремне и их характеристики.
- •36. Зубчатые передачи: классификация, основные кинематические соотношения.
- •37. Зубчатые передачи: формирование эвольвентного профиля зубьев.
- •38. Геометрические элементы и характеристики зубчатого зацепления.
- •39. Кинематические и геометрические характеристики прямозубой зубчатой передачи.
- •40. Силы в зацеплении прямозубых зубчатых передач.
- •41. Расчет на выносливость по контактным напряжениям активных поверхностей зубьев зубчатых колес.
- •42. Расчет на выносливость по напряжениям изгиба активных fповерхностей зубьев зубчатых колес.
- •43. Червячные передачи: классификация, характеристики и назначение.
- •44. Основные геометрические соотношения червячных передач.
- •45. Кинематический расчет червячной передачи.
- •46. Силовой расчет червячной передачи.
- •47. Расчет на прочность по контактным напряжениям червячных передач.
- •48. Расчет на прочность по напряжениям изгиба червячных передач.
- •49. Фрикционные передачи: основные силовые и кинематические соотношения.
- •59. Валы: характеристика, разновидности, назначение. Порядок проектирования.
- •60. Подшипники скольжения: классификация, характеристика и назначение.
- •61. Подшипники качения: классификация, характеристика и назначение.
- •62. Критерии работоспособности подшипников качения.
- •63. Муфты: классификация, характеристика и назначение.
45. Кинематический расчет червячной передачи.
Передаточное число в червячной передаче не может быть выражено как d1/d2, т.к. в относительном движении делительные диаметры не обкатываются, а скользят. При одном обороте червяка колесо поворачивается на угол, охватывающий число зубьев колеса, равное числу заходов червяка. Таким образом, для полного оборота колеса необходимо z2/z1 оборотов червяка.
U = ω1/ω2 = n1/n2 = z2/z1
z2 – число зубьев колеса
z1 – число заходов (нарезок) червяка = 1; 2; 4.
Vскольжения = (V12+V22)1/2 = V1/cosφ
cosψ = V1/ Vскольжения
Большое скольжение в червячных передачах является причиной пониженного КПД, повышенного износа, склонности к заеданию и требует применения антифрикционных материалов для венца червячного колеса (бронза, латунь).
η = tgψ/tg(ψ+ρ)
ρ – угол трения
f = tgρ
f – коэффициент трения.
46. Силовой расчет червячной передачи.
Силы в зацеплении принимают приложенными в полюсе зацеплении и направляют по трем взаимно перпендикулярным осям.
Ft1,2 – окружная сила
Fa1,2 – осевая сила
Fr1,2 – радиальная сила
Ft2 = Fa1 = 2T2/d2
Ft1 = Fa2 = 2T1/d1
Fr1 = Fr2 = Ft2*tgα
Fn = Ft2/cosαcosψ
47. Расчет на прочность по контактным напряжениям червячных передач.
В червячной паре наименее прочным является колесо, для которого возможны те же виды разрушения, что и для зубчатых колес.
1) выкрашивание
2) изгиб
Расчет на контактную прочность.
σH = [2E1E2/(π(E1(1-μ22)+E2(1-μ12)))*q/ρ]1/2
E1 = 2*105 МПа (сталь)
Е2 = 0,9*105 МПа (бронза)
μ1 = 0,3 (сталь)
μ2 = 0,35 (бронза)
q = Fn/l∑
Fn = Ft2/(cosα*cosψ)
l∑ - суммарная длина контактных линий в червячной паре (средняя длина контактной линии, умноженной на коэффициент торцового перекрытия).
l∑ = (πd12δ/2π)*ξγ*εα
ξγ = 0,75 – учитывает уменьшение длины контактной линии, поскольку в реальности она меньше дуги обхвата.
Итоговая формула: l∑ = 1,3d1/cosψ
σH = 340*[Ft2kHβkHV/d1d2]1/2 <= [σp]
Проектный расчет червячной передачи.
d1 = mqdz = mz2
m = 2aω/(z2+q)
q ~ z2/4
aω >= 61(T2/[σH]2)1/3
48. Расчет на прочность по напряжениям изгиба червячных передач.
Прочность на изгиб – второй критерий работоспособности червячных передач.
σF2 – напряжение изгиба (для колеса)
Расчет зубьев червячного колеса на изгиб аналогичен расчету зубьев цилиндрических косозубых колес. Вследствие дугообразной формы зубьев, считают, что прочность на изгиб примерно на 40 % выше, чем у косозубых цилиндрических колес.
σF2 = 0,7YF2*(Ft2/b2m)*kfα*kfβ*kfv <+ [σF]
49. Фрикционные передачи: основные силовые и кинематические соотношения.
Фрикционные передачи – это механизмы, в которых движение передается силами трения. Простейшая фрикционная передача состоит из двух колес, прижимаемых друг к другу с заданной силой. При вращении ведущего колеса в месте контакта возникают силы трения, которые приводят во вращение ведомое колесо. Заменив цилиндрические колеса коническими, можно осуществить передачу между валами с перекрещивающимися осями. Выполнив одно из тел качения с переменным радиусом вращения, можно получить передачу с переменным передаточным отношением (вариатор).
Условие работоспособности фрикционной передачи.
Rf>=Ft
Rf – сила трения в месте контакта
Ft – окружная сила.
Rf = f*Fп >=Ft
f – коэффициент трения
Fп – сила прижатия
F*Fп = kf*Ft
kf– коэффициент запаса сцепления
kf = 1,25 – 3
Fприжатия = kf*Ft/f
Классификация фрикционных передач.
1) по условиям работы
а) нерегулируемые (U=const)
б) регулируемые (Uconst) – вариаторы
2) по взаимному расположению осей
а) с параллельными осями
б) с пересекающимися осями
в) с перекрещивающимися осями
Достоинства фрикционных передач.
1) простота конструкции
2) бесшумность работы
3) возможность бесступенчатого регулирования передаточного числа
4) невозможность аварий при перегрузках
Недостатки фрикционных передач.
1) большое и неравномерное изнашивание при перегрузках
2) непостоянство передаточного числа из-за скольжения
Кинематика
U = ω1/ ω2 = n1/n2 = D2/[D1(1-ε)] ~ D2/D1