Файл: Перечень вопросов, выносимых на экзамен по дисциплине Техническая механика.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.12.2023

Просмотров: 29

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


У косозубых и шевронных колес зубья располагаются не по образующей делительного цилиндра, а составляют с ней некоторый угол β Для нарезания косозубых зубьев используется тот же инструмент, что и для прямозубых колес. Поэтому профиль косого зуба в нормальном сечении n–n совпадает с профилем прямого зуба с соответствующим стандартным модулем. В торцевом сечении t-t параметры изменяются в зависимости от угла β: • окружной шаг Pt=Pn/cosβ • окружной модуль mt=mn/cosβ Рекомендуется угол наклона для косозубых колес β = 8–20º, для шевронных колес β = 25–40º.

  1. Усилия, действующие в зацеплении зубчатых колес. Критерии работоспособности и расчета зубчатых передач. Методика расчета зубчатых передач.

Касательная составляющая Ft называется окружной силой. Она совершает полезную работу, преодолевая момент сопротивления T и приводя в движение колеса. Ее величину можно вычислить по формуле Ft = 2T/dw. Составляющая по вертикали называется радиальной силой и обозначается Fr. Эта сила работы не совершает, она только создает дополнительную нагрузку на валы и опоры передачи. Fr = Ft tg α/ cos β, Fn = Ft /(cos α ⋅ cos β); где α – угол зацепления. Fa – осевая сила, направленная вдоль геометрической оси колеса; Fa = Ft tg β, где β – угол наклона зуба. Таким образом, в косозубом зацеплении в отличие от прямозубого действуют три взаимно перпендикулярные силы Fa, Fr, Ft, из которых только Ft совершает полезную работу. Критерии работоспособности прямозубых и косозубых передач Таким образом, в зубчатых передачах при оценке работоспособности используют два условия: а) условие контактной прочности поверхности (контактные напряжения) σH ≤ [σ]H; б) условие объемной прочности при деформации изгиба (напряжения изгиба) σF ≤ [σ]F

  1. Конические зубчатые передачи. Общие сведения. Кинематические и геометрические параметры передач. Силы в зацеплении. Методика расчета на прочность передач.

Конические зубчатые передачи предназначены для передачи механической энергии между валами с пересекающимися осями под любым углом.

Вершины начальных и делительных конусов конической передачи на­ходятся в точке пересечения осей валов О (рис. 5). Высота и толщина зубьев уменьшаются по направлению к вершинам конусов. Геометрические параметры конической передачи (рис. 3 и 5):

АОВ — делительный конус шестерни;


ВОС — делительный конус колеса;

АО1В — делительный дополнительный конус шестерни;

ВО2С — делительный дополнительный конус колеса;

 — угол делительного конуса шестерни;

 — угол делительного конуса колеса;

de1— внешний делительный диаметр шестерни;

de2 — то же, колеса;

d1— средний делительный диаметр шестерни;

d2— то же, колеса;

b — ширина зубчатого венца (длина зуба);

Re— внешнее делительное конусное расстояние (или длина дис­танции).

В конической передаче местом приложения силы Fn (рис. 3), действующей перпендикулярно поверхности зуба, считают сечение на середине ширины зубчатого венца. Силу Fn раскладывают на составляющие: Ft, Fr и Fa. Окружная сила Ft1 на шестерне Ft1 =(2Т1)/dm1 где T1 – вращающий момент, Нм; dm1 – средний делительный диаметр, мм. Полная сила Fn = Ft1 / cos α Радиальная сила на шестерне (αw = 20º − угол зацепления) Fr1 = Ft * tg αw * cos δ1. Осевая сила на шестерне Fa1 = Ft * tg αw * sin δ1.

  1. Червячные зубчатые передачи. Общие сведения. Кинематические и геометрические параметры передач. Силы в зацеплении. Методика расчета на прочность передач.

Червячные передачи предназначены для передачи движения зацеплением между скрещивающимися осями валов. Применяются в механизмах, где необходимо передать движение между перекрещивающимися валами, а также в механизмах, где необходимы большие передаточные отношения и высокая точность перемещения. Червячная передача (рис. 4) состоит из червяка, т. е. винта с трапецеидальной или близкой к ней по форме резьбой, и червячного колеса, т. е. зубчатого колеса с зубьями особой формы, получаемой в результате взаимного огибания с винтами червяка.

Основными геометрическими параметрами червячной передачи в соответствии с ГОСТ 2144–76 являются: 1) число заходов червяка Z1 – количество винтовых поверхностей, нанесенных на червяке. В практике используются червяки с числом заходов 1, 2, 4; 2) осевой модуль mt, величина которого принимается в соответствии со стандартом; 3) коэффициент диаметра червяка q, представляющий отношение делительного диаметра к модулю и равный q = Z1/tgψ, где ψ – угол подъема винтовой линии червяка. Значения величины q стандартизованы и вычисляются в соответствии с модулем в пределах q = 8–28 (q≥0,25Z2). Проблема увеличения жесткости червяка при малых значениях модуля решается за счет увеличения q. Поэтому при m < 1 мм величину q принимают более 15.


При рассмотрении усилий в червячной передаче нормальное к поверхности зуба давление раскладывают на окружную Ft, осевую Fa и радиальную Fr составляющие. Окружная сила на червяке Ft1 численно равна осевой силе на колесе Fa2 и направлена против вращения червяка (рис. 10): Ft1 = Fa2 = 2T1/dw1 Окружная сила на колесе Ft2 численно равна осевой силе на червяке Fa1 и направлена в сторону вращения колеса: Ft2 = Fa1 = 2T2/dw2. Радиальные силы на червяке и колесе равны между собой: Fr2 = Fr1 = Ft1tg ψ.

  1. Валы и оси. Назначение, конструкции, материалы валов и осей.

Вал (рис. 17) – деталь машины или механизма предназначенная для передачи вращающего или крутящего момента вдоль своей осевой линии. Большинство валов – это вращающиеся (подвижные) детали механизмов, на них обычно закрепляются детали, непосредственно участвующие в передаче вращающего момента (зубчатые колёса, шкивы, звёздочки цепных передач и т.п.).

Ось (рис. 18) – деталь машины или механизма, предназначенная для поддержания вращающихся частей и не участвующая в передаче вращающего или крутящего момента. Ось может быть подвижной (вращающейся, рис. 18, а) или неподвижной (рис. 18, б).

Опорные части валов и осей, через которые действующие на них нагрузки передаются корпусным деталям, называются цапфами. Цапфу, расположенную в средней части вала, обычно называют шейкой. Концевую цапфу вала, передающую корпусным деталям только радиальную нагрузку или радиальную и осевую одновременно, называют шипом, а концевую цапфу, передающую только осевую нагрузку, называют пятой.

Кольцевое утолщение вала малой протяжённости, составляющее с ним одно целое и предназначенное для ограничения осевого перемещения самого вала или насаженных на него деталей, называют буртиком.

Переходная поверхность от меньшего диаметра вала к большему, служащая для опирания насаженных на вал деталей, называется заплечиком.

Переходная поверхность от цилиндрической части вала к заплечику, выполненная без удаления материала с цилиндрической и торцевой поверхности (рис. 20. б, в), называется галтелью. 

Оси и валы с повышенными требованиями к несущей способности и долговечности выполняют из среднеуглеродистых или легированных сталей с улучшением 35, 40, 40Х, 40ХН и др. Ответственные тяжело нагруженные валы изготовляют из легированных сталей 40 ХН, 40ХНМА, 30ХГТ и др. В автомобильной и тракторной промышленности коленчатые валы двигателей изготовляют из модифицированного или высококачественного чугуна.


  1. Методы расчета валов. Основные этапы проектного и проверочного расчета валов.

Проектный расчет валов выполняется по напряжениям кручения (как при чистом кручении), т. е. при этом не учитывают напряжения изгиба, концентрации напряжений и переменность напряжений во времени (циклы напряжений). Поэтому для компенсации приближенности этого метода расчета допускаемые напряжения на кручение применяют заниженными: [τ]кр = 10...20 Н/мм2. При этом меньшие значения [τ]кр – для быстроходных валов, большие [τ]кр – для тихоходных.

Проверочный (уточненный) расчет вала (расчет на выносливость) заключается в определении действительных коэффициентов запаса прочности в опасных сечениях вала.

  1. Подшипники назначение и классификация.

Подшипники предназначены для поддержания в определенном положении оси вращающихся или колеблющихся элементов машины и обеспечивают их беспрепятственное движение. Реакция происходит в точке контакта вала в подшипнике. В зависимости от направления этой реакции, часть вала, к которой он опирается в подшипнике, называется шейкой или пяткой, в зависимости от того, направлены ли действующие силы радиально (на шейку) или в направлении оси (на пятку)

Подшипники делят на 2 класса подшипники скольжения и качения

  1. Подшипники скольжения. Область применения. Материалы вкладышей. Конструкции подшипниковых узлов.

Подшипники скольжения — это опоры для вращающихся элементов машин и агрегатов, работающих в условиях трения, совместно с рабочей жидкостью (маслом или газообразным веществом).

Металлические вкладыши изготавливают из бронзы, антифрикционных чугунов, баббитов (сплавов на основе олова или свинца), алюминиевых и цинковых сплавов.

Металлокерамические вкладыши производит посредством прессования и последующего спекания порошков железа или меди с добавлением олова, свинца или графита. Благодаря пористости такие изделия могут долгое время работать без подвода смазки, а также в устройствах, к которым такой подвод затруднителен вследствие конструктивных особенностей.

Неметаллические вкладыши производят из антифрикционных пластмасс, древеснослоистых пластиков или специальной резины. Такие изделия устойчивы к заеданиям, могут смазываться водой и, соответственно, применяются в подшипниках насосов, гребных винтов и т.п.


Подшипник скольжения состоит из корпуса и помещенного в него вкладыша, на который опирается вал. Корпус изготавливают обычно из чугуна, а вкладыш — из материала, который в паре с материалом вала обеспечивает наименьший коэффициент трения. Для изготовления вкладышей подшипника используют антифрик­ционные чугуны, бронзы, а также пластические массы, выбор кото­рых зависит от условий работы подшипника скольжения. При изнашивании замена вкладыша дешевле, чем замена подшип­ника в целом.

  1. Подшипники качения. Область применения. Преимущества и недостатки. Классификация.

Материалы подшипников. Обозначение подшипников. Смазка и защита подшипников.

1,2 – диаметр вала (внутреннего кольца подшипника) 00 – диам. вала 10 мм; 01 – диам. вала 12 мм 02 – диам. вала 15 мм; 03 – диам. вала 17 мм 04 – диам. вала 20 мм; 05-95 – диам. вала х5, т. е. 05х5=25 мм 3 – серия подшипника по наружному диаметру (2 –легкая, 3 –средняя, и т.д.) 4 – тип подшипника (0- шариковый радиальный, 1-шариковый радиальный сферический, 2 – роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами) 5,6 – конструктивные особенности (угол контакта, наличие защитных шайб, канавок) 7 – серия подшипника по ширине (0-узкая, 1- нормальная, 2 – широкая) 8 – класс точности 0-нормальный класс 6-повышенный класс 5-высокий класс 4-особо высокий класс (прецизионный) 2-свехвысокий класс (сверхпрецизионный)

Классификация подшипников качения 1.по виду тел вращения: 1.1 шариковые; 1.2 роликовые (короткие цилиндр. ролики, цилиндрические, игольчатые, конические, бочкообразные, глобоидные, пустотелые)

. по направлению восприятия нагрузки: 2.1 радиальные; 2.2 радиально-упорные и упорно-радиальные; 2.3 упорные 2.1 радиальные - допускают перекос вала до ¼ град, предназначены для восприятия радиальной нагрузки и до 70% осевой от неиспользуемой радиальной нагрузки (кроме некоторых роликовых и игольчатых подшипников, такие воспринимают только радиальную нагрузку).

2.2 радиально-упорные Шариковый радиально-упорный однорядный ГОСТ 831-75: Допускает перекос вала до 1/4 град., предназначены для восприятия радиальной нагрузки и до 70-200% осевой от неиспользуемой радиальной нагрузки. Нагрузочная способность выше на 30-40% по сравнению с шариковыми радиальными подшипниками

3. по конструкции и условиям эксплуатации: 3.1 самоустанавливающиеся 3.2 несамоустанавливающиеся 4. по нагрузочной способности (влияет на габариты подшипника): 4.1 группа легких серий (сверхлегкая, особо легкая, легкая, легкая широкая) 4.2 группа средней серии (средняя, средняя тяжелая) 4.3 тяжелая серия

Смотрите также файлы