СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ

Председатель НМС СПО И. о. Зав. кафедрой "ЕНД" __________ С. Н. Кириллова ____________ Е. Н. Ломкова "__" ________ 2022 г. "___" _______ 2022 г.

ПЕРЕЧЕНЬ

вопросов, выносимых на экзамен

по дисциплине «Техническая механика»

(гр. КТМС-201, КТМС-202)

1. 
   Основные понятия и определения. Требования к деталям.
   

Детали машин – научная дисциплина по теории расчета и конструированию деталей и узлов машин общемашиностроительного применения. Основными задачами курса являются: • изучение конструкций и критериев работоспособности деталей и узлов машин; • изучение методов расчета деталей машин; • формирование навыков конструирования деталей и узлов машин. Структурно любая машина состоит из шести блоков, приведенных на рис. 1.1.

Требования к деталям Вновь разрабатываемая машина (механизм) должна иметь более высокие технико-экономические показатели по сравнению с существующим (базовым) образцом: более высокую скорость и производительность при меньших затратах на производство и эксплуатацию, меньшую массу, металлоемкость и энергоемкость. Деталь должна: • выполнять заданные функции с параметрами, установленными нормативно-технической документацией. • сохранять свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение определенного промежутка времени. • быть технологичной. • отвечать требованиям безопасности для людей, машин, зданий. • учитывать требования экономичности, экологической безопасности и эстетичности.

2. 
   Критерии работоспособности и влияющие на них факторы.
   

Работоспособностью называют состояние деталей, при котором они способны выполнять заданные функции с параметрами, установленными нормативно-технической документацией, и сохранением прочности, жесткости, неизменяемости формы и размеров, износостойкости, виброустойчивости и теплостойкости. 1. Прочность является основным критерием работоспособности, т. е. задачей обеспечения необходимой прочности является определение размеров и форм деталей машин, исключающих возможность возникновения недопустимо большой остаточной деформации, преждевременных поломок и поверхностных разрушений. Практика эксплуатации машин показала, что большинство поломок деталей обусловлено усталостью (выносливостью) металла, т. е. постепенным развитием микротрещин. Современные методы оценки прочности деталей машин базируются на сравнении нормальных σ или касательных напряжений τ с допускаемыми [σ] и [τ]. Одним из наиболее общих условий конструирования машин является условие равнопрочности. 2. Жесткость – способность деталей сопротивляться изменению формы под действием сил. Расчет некоторых деталей (валы, оси) необходимо вести с учетом необходимой жесткости, что достигается путем сопоставления углов скручивания, поворота и прогибов с предельно допустимыми значениями для данных условий работы. 3. Износостойкость – способность деталей сопротивляться постепенному уменьшению их размеров по поверхности в результате трения. Основной критерий это – износ, который сопровождается: • потерей точности (измерительный инструмент, точные станки), • снижением коэффициента полезного действия и увеличением утечек (цилиндр и поршень в двигателе), • возрастанием шума (транспортные и другие быстроходные машины) • полным истиранием детали (тормозные колодки). Для уменьшения изнашивания используют оптимальный способ смазки узлов трения и правильный выбор сорта смазки, осаждение на поверхность определенных пленок (например, сульфидирование, то есть насыщение поверхностных слоев стальных и чугунных деталей серой для улучшения износостойкости и противозадирных свойств трущихся поверхностей до 10–20 раз). 4. Теплостойкость – способность деталей работать при нагреве без снижения прочности и несущей способности, из-за охрупчивания и появления ползучести при температуре выше 400 ºС. 5. Виброустойчивость - способность конструкций работать в нужном диапазоне режимов без недопустимых колебаний и шума. Основные способы повышения виброустойчивости • повышение точности и чистоты обработки поверхностей деталей, •

---

уменьшение сил удара конструктивными методами, • применение материалов с повышенным внутренним трением, • применение специальных покрытий.

3. 
   Классификация механических передач. Основные кинематические и силовые зависимости.
   

 Основные кинематические и силовые зависимости в передачах.

1. Окружная скорость  Vt = щ·d/2, м/с.  (1)

2. Угловая скорость  щ= р·п/30, рад/с.  (2)

3. Окружная сила  Ft = 2·T/d, H.  (3)

4.Крутящий момент  Т = Р/щ, Нм.  (4)

5. Мощность  Р = Ft· Vt, кВт.  (5)

6. КПД  з = Р2  /Р1.  (6)

7. КПД привода  зпр =  з1· з2· …· зк  к – число передач привода.  (7)

8. Передаточное число (отношение) – показывает во сколько раз угловая скорость ведущего звена больше угловой скорости ведомого

 (U) = щ1 / щ2  = n1 / n2 = d2 / d1  = z2 / z1= T2 / (T1· з).  (8)

Механические передачи классифицируют по следующим признакам:

  - по физическим условиям передачи движения: трением - фрикционные, ременные; зацеплением - зубчатые, червячные, цепные, винт-гайка;

  - по способу соединения ведущего и ведомого звеньев: передачи с непосредственным касанием ведущего и ведомого звеньев - фрикционные, зубчатые, червячные, винт-гайка; передачи гибкой связью, соединяющие ведущее и ведомое звенья - ременные, цепные.

  В каждом передаточном механизме различают два основных звена: ведущее и ведомое.

4. 
   Ременные передачи. Общие сведения о ременных передачах. Плоскоременные, клиноременные, зубчатоременные и поликлиноременные передачи.
   

Ременная передача – передача трением с гибкой связью (рис. 1). Со-

стоит из ведущего 1 и ведомого 2 шкивов и ремня 3, надетого на шкивы с

предварительным натяжением. В состав передачи могут входить натяжные

устройства и ограждения. Возможны передачи с двумя или несколькими ве-

домыми шкивами.

Плоскоременная передача наиболее проста, может работать при высо-

ких скоростях и вследствие большой гибкости ремня обладает сравнительно

высокими долговечностью и КПД. Плоскоременную передачу с одним ведо-

мым валом можно выполнять по всем схемам, показанным на рис.2.

На практике чаще всего применяют простую открытую передачу. В

сравнении с другими она обладает повышенными работоспособностью и

долговечностью. В перекрестных и полуперекрестных передачах ремень бы-

стро изнашивается вследствие дополнительных перегибов и взаимного тре-

---

ния ведущей и ведомой ветвей. Нагрузку этих передач принимают не более

70…80 % от нагрузки открытой передачи.

КПД передач плоским ремнем при нормальных условиях работы  =

0,95…0,97. Передаточное отношение открытой передачи i < 5 (с натяжным

роликом i < 10).

Плоскоременные передачи предпочтительны при больших межосевых

расстояниях; они сравнительно дешевы, ремни их обладают большой гибко-

стью и повышенной долговечностью, шкивы просты по конструкции. Плос-

коременные передачи применяют при скоростях ремня до 100 м/с.

В клиноременных передачах применяются ремени с трапецеидальным

поперечным сечением с углом профиля в недеформированном состоянии 40

(рис.12). По сравнению с плоским ремнем, клиновидный передает большие

тяговые усилия, но клиноременная передача имеет более низкий КПД (при

скорости до 25 м/с  = 0,9…0,98).

Клиноременные передачи целесообразно использовать при больших

передаточных отношениях (i < 8), малых межосевых расстояниях и

вертикальном расположении осей валов. Скорость ремней клиноременной

передачи не должна превышать 30 м/с. В противном случае клиновидные

ремни будут вибрировать.

Ремни работают на шкивах с канавками соответствующего профиля.

Профили ремней и канавок шкивов имеют контакт только по боковым (ра-

бочим) поверхностям ремней и боковым граням канавок шкивов. Между

внутренней поверхностью ремня и дном канавки шкива должен быть зазор.

Эта передача, по сравнению с плоскоременной, обладает большей тя-

говой способностью благодаря повышенному (до 3 раз) сцеплению ремня со

шкивами. Действительно, при одной и той же силе прижима ремня к поверх-

ности шкива N давление ремня на рабочую поверхность шкива в клиноре-

менной передаче равно N /(2 sin ( / 2)). В результате сила трения между

шкивом и ремнем в клиноременной передаче становится равной

Эти передачи не имеют большинства недостатков, присущих клиноре-

менным передачам, но сохраняют их достоинства. Поликлиновые ремни соче-

тают гибкость плоских ремней и высокую тяговую способность клиновых

ремней. Рабочая поверхность расположена по всей ширине ремня, что обу-

словливает высокую нагрузочную способность: при одинаковой передаваемой

мощности ширина поликлинового ремня существенно меньше ширины ком-

---

плекта клиновых ремней нормального сечения. Благодаря высокой гибкости

они допускают применение шкивов малых диаметров. Передаточные отноше-

ния до i <15, а скорость ремня до 65 м/с. Однако передачи поликлиновыми

ремнями чувствительны к относительному осевому смещению шкивов.

Поликлиновые ремни предназначены для замены отдельных клиновых

ремней или их комплектов с целью уменьшения габаритов.

Поликлиновой ремень состоит из следующих элементов (рис. 19): осно-

вы, несущего слоя и покрытия. Основа ремня представляет собой слой резины

с прорезиненной тканью и продольными клинообразными ребрами из резины,

вулканизированными в одно изделие. Клиновидные ручьи расположены па-

раллельно и состоят из износоустойчивой резиновой смеси. В верхней части

основы размещен несущий слой (кордшнур на основе полиэфирных нитей).

Он расположен по всей ширине поликлинового ремня и покрывается специ-

альной резиновой смесью. Долговечное и гибкое покрытие обеспечивает за-

щиту несущего слоя и позволяет применять для поликлиновой передачи на-

тяжной ролик.

Принцип работы передачи с зубчатым ремнем основан на зацеплении

зубьев ремня и шкива (рис. 23), что обусловливает основные преимущества

такой передачи. Ремни зубчатые обеспечивают равномерный плавный ход пе-

редачи практически без проскальзывания или рывков, при этом нагрузка на

валы и подшипники механизма значительно ниже, чем создают приводные

ремни других типов. Зубчатые ремни не чувствительны к изменению интен-

сивности нагрузки, т. е. даже при частом переходе от максимальной нагрузки

к минимальной износ ремня не усиливается. Ремни зубчатые не нуждаются в

дополнительном смазывании, таким образом, при эксплуатации зубоременная

передача, обладая достаточно высокой надежностью и долговечностью, не

требует дополнительного обслуживания.

Передачи с зубчатыми ремнями применяют в широком диапазоне ок-

ружных скоростей (от 0,5 до 80 м/с), мощностей (от 0,2 до 200 кВт) и переда-

точных отношений (до 10 и выше). КПД передач составляет 0,94 – 0,98.

Недостаток передачи с зубчатым ремнем – незащищенность привода от

перегрузок за счет проскальзывания ремня.

5. 
   Методика расчета ременных передач.
   

Для ременной передачи при проектном расчете по заданным параметрам (мощность, момент, угловая, скорость и передаточное отношение) определяются размеры ремня и приводного шкива, которые обеспечивают необходимую усталостную прочность ремня и критический коэффициент тяги 

---

при максимальном КПД. По выбранному диаметру ведущего шкива из геометрического расчета определяются остальные размеры: 

6. 
   Цепные передачи. Назначение, типы, конструкция передач. Типы цепей. Расчет цепных передач.
   

Цепная передача – механизм для передачи вращательного движения между параллельными валами с помощью жестко закрепленных на них зубчатых колес – звездочек и охватывающей их многозвенной гибкой связи с жесткими звеньями, называемой цепью.

Простейшая цепная передача (рис. 3.1) состоит из двух, закрепленных каждая на своем валу, звездочек (1 и 2), меньшая из которых чаще всего бывает ведущей, и охватывающей их цепи 3, составленной из множества жестких звеньев, имеющих возможность поворачиваться друг относительно друга.

Цепные передачи нашли широкое применение в машинах общепромышленного назначения и в военной технике: в двигателях внутреннего сгорания для привода кулачковых валов 

Цепи достаточно широко применяются в промышленности и по назначению могут быть разделены на:

1. тяговые цепи, предназначенные для перемещения грузов по горизонтальной или наклонной поверхности;

2. грузовые цепи, предназначенные для подъема грузов;

3. приводные цепи, предназначенные для передачи движения, чаще всего вращательного, в цепных передачах.

Наибольшее распространение в качестве приводных получили роликовые, втулочные и зубчатые цепи. Эти три разновидности цепей стандартизованы.

Исходными данными для расчета цепной передачи являются следующие параметры (из пункта 6 учебного пособия):

– вращающий момент на валу ведущей звездочки (он равен моменту на третьем валу привода) Т₁ = 262580 Н мм;

– частота вращения ведущей звездочки (или частота вращения третьего вала привода) n₁ = 240 мин^–1;

– передаточное число цепной передачи u = u_ЦП= 2,18.

7. 
   Зубчатые передачи. Назначение, достоинства и недостатки зубчатых передач. Классификация зубчатых передач. Особенности геометрии и кинематики косозубого и шевронного зацепления.
   

Зубчатая передача – это механизм, который с помощью зубчатого зацепления передает или преобразует движение с изменением угловых скоростей и моментов между валами с параллельными, пересекающимися или перекрещивающимися осями, могут применяться для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот. Достоинства зубчатых передач: 1. Постоянство передаточного отношения i. 2. Надежность и долговечность работы. 3. Компактность. 4. Большой диапазон передаваемых скоростей. 5. Небольшое давление на валы. 6. Высокий КПД. 7. Простота обслуживания. Недостатки зубчатых передач: 1. Необходимость высокой точности изготовления и монтажа. 2. Шум при работе со значительными скоростями. 3. Невозможность бесступенчатого регулирования передаточного отношения i. Классификация зубчатых передач Зубчатые передачи, применяемые в механических системах, разнообразны. Они используются как для понижения, так и для повышения угловой скорости. Классификация конструкций зубчатых преобразователей группирует передачи по трем признакам: 1. По виду зацепления зубьев. В технических устройствах применяются передачи с внешним, с внутренним и с реечным зацеплением. 2. По взаимному расположению осей валов различают передачи цилиндрическими колесами с параллельными осями валов, коническими колесами с пересекающимися осями, колесами со скрещивающимися осями. 3. По расположению зубьев относительно образующей обода колеса различают передачи прямозубые, косозубые, шевронные и с круговыми зубьями

---

Смотрите также файлы

• 1. Цель работы с помощью программы MicroCap получить основные временные и частотные характеристики фильтров с бесконечной импульсной характеристикой (бихфильтров). Предварительные расчеты.pdf

• 2. Структура вкр.docx

• Создай простейший калькулятор, который будет выполнять арифметическое действие сложение двух целых чисел a и b.docx

• Еский университет кафедра технология машиностроения и прикладная механика резьбовые соединения Методические указания к лабораторной работе по дисциплине Инженерная графика Волгоград 2021 1.pdf

• Статья Закона, ее часть.docx