Вопросыизадач идля контроля знаний по курсу “ Детали машин и основы конструирования” Методические указания для студентов всех форм обучения 2-е издание, переработанное и дополненное Нижний Новгород 2003 icon

Вопросыизадач идля контроля знаний по курсу “ Детали машин и основы конструирования” Методические указания для студентов всех форм обучения 2-е издание, переработанное и дополненное Нижний Новгород 2003


Смотрите также:
Методические рекомендации к выполнению курсового проекта по курсу "Детали машин" Разде л...
Рабочая программа по дисциплине: «Детали машин и основы конструирования» Для специальности:...
Методические указания к выполнению лабораторной работы №4 по курсу “Основы измерительной...
Методические указания для студентов специальности 060500 всех форм обучения. Иваново 2003...
Рабочая программа по дисциплине “Детали машин и основы конструирования” для студентов очной...
Методические указания для студентов специальности 060400 «Финансы и кредит» всех форм обучения...
Методические указания по выполнению курсового проекта дисциплине «Детали машин и основы...
Методические указания к лабораторной работе №3 по дисциплине "Электродинамика и распространение...
Методические указания по выполнению лабораторной работы №3 по курсу “Основы измерительной...
Программа, методические указания и контрольные задания для студентов всех специальностей и форм...
Методические рекомендации к лабораторной работе по курсу «Детали машин» для студентов...
Методические указания и рекомендации выполнения в весеннем семестре по дисциплине «Детали машин...



Загрузка...
страницы:   1   2   3
скачать


Министерство образования Российской Федерации


НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ


Кафедра “Детали машин и ТММ”


В О П Р О С Ы И З А Д А Ч И

для контроля знаний по курсу

Детали машин и основы конструирования”


Методические указания

для студентов всех форм обучения


2-е издание,

переработанное и дополненное


Нижний Новгород

2003


Составители: А.А. Ульянов, Н.В. Дворянинов, В.Н. Кравченко


УДК 621.81(075.5)


Вопросы и задачи для контроля знаний по курсу “Детали машин и основы конструирования”: Метод. указания для студентов всех форм обучения.– 2-е изд., перераб. и доп. / НГТУ; Сост.: А.А.Ульянов, Н.В.Дворянинов,

В.Н. Кравченко. - Н.Новгород, 2003.- 27 с.


Научный редактор В.Е. Желандовский


Редактор И.И. Морозова


Подписано в печать 28.10.03. Формат 60х841/16. Бумага газетная.

Печать офсетная. Печ. л. 1,75. Уч.- изд. л. 1,75. Тираж 750 экз. Заказ 751.

Нижегородский государственный технический университет.

Типография НГТУ, 603600, Н. Новгород, ул. Минина, 24.


© Нижегородский государственный

технический университет, 2003


ВВЕДЕНИЕ


Предлагаемые вопросы и задачи входят в экзаменационные билеты, задания тестов, зачетов, контрольных работ. Они охватывают тематику всех видов занятий по деталям машин. Для успешного завершения курса решение данных вопросов и задач является обязательным для каждого студента.

Сборник включает 5 разделов (см. “Содержание”), названных нами условно. Пояснения к ним даны в начале каждого раздела. Расположение тем вопросов и задач в разделах соответствует последовательности их изложения на лекциях. Это позволяет студенту решать задачи порциями, не накапливая “всю кучу” к сессии, постепенно закрепляя на практике лекционные и другие самостоятельно изучаемые материалы. Особо важное значение это имеет для заочной и вечерней форм обучения.

В одних задачах дано полное наименование заданных или определяемых параметров, в других оно заменено символьными стандартными обозначе-ниями. Это сделано сознательно, чтобы студент понимал и то, и другое.

За основу приняты методика освещения курса “Детали машин” в МГТУ им.Н.Э.Баумана, учебники [1...4], учебные пособия [5...8]; лекции и методи-ческие разработки нашей кафедры.


1. ВОПРОСЫ “ДОПУСКА”


Вопросы этого раздела требуют знания основных понятий, физического смысла, критериев работоспособности и т.д. Они определяют готовность студента к основному контрольному опросу и служат допуском к нему. Это те вопросы, которые мог бы задать преподаватель при устном собеседовании. Поэтому ответы на них даются без подготовки, устно, с кратким и четким обоснованием. Например,

^ ВОПРОС : “В каком зубе (z1 или z2) H больше?”.

ОТВЕТ: “Действующие контактные напряжения равны в зубьях шестерни z1 и колеса z2, так как нормальные силы в полюсе зацепления и площадки пятна контакта зубьев одинаковы. Оценку величины H следует вести по менее прочному материалу z1 или z2, выражаемому допускаемыми напряжениями HP.”


1.1. Что понимают под деталью машины ?

1.2. Основные критерии работоспособности деталей машин.

1.3. Что такое вероятность безотказной работы изделия?

1.4. Принцип равнопрочности изделия.

1.5. Перечислите величины предпочтительного ряда чисел R20.

1.6. В чём общность и различие H и СМ?

1.7. На базе какой зависимости основан расчет на прочность при переменных напряжениях?

1.8. От каких параметров зависит усталость материала?

1.9. Что называют пределом выносливости?

1.10. Что больше: предел выносливости или предел текучести? .

1.11. Чем отличаются пределы длительной и ограниченной выносливос-ти? Какой из них больше?

1.12. Назовите циклы изменения напряжений при R= 0; R= +1; R = -1.

1.13. Суть и способы поверхностного упрочнения деталей.

1.14. Что такое эквивалентные параметры?

1.15. Критерии проектирования сварных соединений.

1.16. Почему сварные соединения вытесняют заклепочные?

1.17. Чем отличаются сварные рабочие швы от связующих?

1.18. В каком сечении разрушаются угловые сварные швы и как это учитывается в их расчете?

1.19. Почему ограничивают длину фланговых сварных швов (50k)?

1.20. В чем отличие пайки от сварки?

1.21. Достоинства крепежной резьбы с мелким шагом.

1.22. Цель предварительной затяжки резьбовых соединений.

1.23. Когда необходим контроль затяжки в резьбовых соединениях?

1.24. Что учитывает коэффициент 1,3 при прочностном расчете болтов?

1.25. Из каких условий определяются наружный диаметр и длина болта?

1.26. Что означает  = 0,7 для болтового соединения?

1.27. На что рассчитывают болты, поставленные в отверстия деталей с зазором и без зазора?

1.28. Что определяют классы прочности крепежных изделий?

1.29. Техническое правило расчета цилиндрических деталей на смятие.

1.30. Как определяются размеры шпонок?

1.31. Виды шлицевых соединений.

1.32. Характеристики передач, минимально необходимые для расчета.

1.33. Основные виды разрушения и критерии работоспособности зубчатых и червячных передач (редукторных и открытых).

1.34. На какие группы по твердости делят зубчатые колеса?

1.35. При каких условиях зубья считаются прирабатывающимися?

1.36. Материал какого зубчатого колеса в прирабатывающейся передаче должен иметь более высокие механические свойства?

1.37. Какие напряжения испытывают зубья?

1.38. Отличие расчетной нагрузки зубчатой передачи от номинальной.

1.39. Какие силы в цилиндрической зубчатой передаче изменяют величи-ну и направление при ее реверсировании?

1.40. Что представляет собой эквивалентное колесо для косозубого цилиндрического колеса?

1.41. Почему в цилиндрической зубчатой передаче b1 > b2?

1.42. Для какой передачи (с внешним или внутренним зацеплением) и почему контактная прочность выше?

1.43. Что такое модуль зубчатой передачи? Зачем он введен?

1.44. Физический смысл коэффициента формы зуба.

1.45. Условия собираемости планетарных механизмов.

1.46. Какое зацепление (внешнее или внутреннее) планетарной передачи следует рассчитывать на прочность?

1.47. От чего зависят знаки сил в конической передаче с круговым зубом?

1.48. В каких сечениях цилиндрических и червячных передач определя-ются стандартные модули?

1.49. Для каких зубьев проводят расчет на глубинную прочность? В чем его цель?

1.50. От чего зависит величина HP в зубчатых передачах?

1.51. Типы червяков.

1.52. Как практически определить на червяке число заходов? 1.53. Применяют ли червячные передачи со смещением и, если да, то за счет чего оно осуществляется?

1.54. Где H больше: в зубе бронзового червячного колеса или в витке стального червяка?

1.55. Цель теплового расчета червячной передачи.

1.56. Критерий работоспособности цепных передач.

1.57. В чем причина низкого КПД в передаче винт-гайка скольжения?

1.58. Как регулируется осевой натяг (жесткость) в передачах винт-гайка качения?

1.59. По каким напряжениям рассчитывают фрикционные передачи?

1.60. Что такое симметричная зона и диапазон регулирования вариатора?

1.61. Условие работоспособности ременной передачи.

1.62. От чего в первую очередь зависит долговечность ремней?

1.63. Чем обусловлено распространение передач с плоскими синтетичес-кими ремнями?

1.64. Что такое типовая ременная передача и где она применяется?

1.65. Последовательность расположения передач в кинематических схемах приводов.

1.66. В чем отличие вала от оси?

1.67. Где прикладываются реакции опор при расчете валов?

1.68. Что значит рассчитать вал на долговечность?

1.69. Что такое критическая частота вращения вала?

1.70. Когда применяют радиальные шарико- и роликоподшипники?

1.71. Что такое самоустанавливающиеся подшипники качения?

1.72. Критерии работоспособности подшипников при выборе метода их подбора.

1.73. Почему выгоднее вращение внутреннего кольца подшипника?

1.74. Из чего складывается осевая нагрузка радиально-упорных подшип-ников?

1.75. Назовите характер разрушения и методы подбора подшипников качения при n = 1300; 2,5 и 0,4 мин-1.

1.76. Что такое “осевая игра” вала и предварительный натяг подшип-ников качения?

1.77. Что такое “плавающая” шестерня и “плавающая” опора?

1.78. Что такое скоростной параметр подшипников качения и для чего он используется?

1.79. Способы смазки зацеплений и подшипников.

1.80. Влияние типа смазки на конструкцию узла с подшипником каче-ния.

1.81. Способы регулирования зазоров в подшипниках качения.

1.82. Способы регулирования зацеплений зубчатых и червячных передач.

1.83. Области применения подшипников скольжения.

1.84. Условия образования режима жидкостного трения.

1.85. Зачем применяют гидростатическую разгрузку подшипников сколь-жения?

1.86. Что такое характеристика пружины?

1.87. Виды смещений осей и валов.

1.88. В чем отличие компенсирующей муфты от жесткой?

1.89. По каким параметрам регулирования различают предохранитель-ные муфты?


2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ


Вопросы теории и последовательность их расположения соответствуют заголовкам конспекта курса лекций. Однако одних конспектов для глубокого понимания содержания недостаточно, необходима проработка рекомендо-ванных учебников [1...4]..


2.1. Требования, предъявляемые к техническому изделию.

2.2. Основные понятия и показатели надежности.

2.3. Критерии работоспособности изделия.

2.4. Виды нагрузки, переменные напряжения, пределы выносливости образца материала и детали.

2.5. Нестационарный режим нагружения и эквивалентные параметры.

2.6. Задача оптимального проектирования и понятия о САПР.

2.7. Классификация и краткая характеристика соединений.

2.8. Виды сварных соединений. Расчет стыковых соединений и угловых швов.

2.9. Расчет сварных швов, нагруженных моментом в плоскости стыка.

2.10. Расчет сварных швов, нагруженных моментом, перпендикулярным плоскости стыка.

2.11. Момент завинчивания гайки и осевая сила на винте.

2.12. Самоторможение в резьбе и КПД. Распределение осевой нагрузки по виткам резьбы.

2.13. Распределение внешней осевой нагрузки между деталями резьбо- вого соединения.

2.14. Прочность резьбы и болта напряженного соединения. Эксцентрич-ное нагружение болта.

2.15. Расчет группового болтового соединения под действием сдвигаю-щей нагрузки (болт с зазором и болт без зазора).

2.16. Расчет группового болтового соединения под действием отрываю-щей нагрузки.

2.17. Алгоритм расчета группового болтового соединения в случае общей схемы нагружения. Соединение при переменной нагрузке.

2.18. Цилиндрические соединения с натягом.

2.19. Конические соединения с натягом.

2.20. Клеммовые соединения.

2.21. Шпоночные и шлицевые соединения.

2.22. Механические передачи: назначение, классификация, основные и дополнительные характеристики передач.

2.23. Причины и характер разрушения зубьев. Условия работоспособно-сти зубчатых и червячных передач.

2.24. Материалы и термообработка зубчатых и червячных передач.

2.25. Расчетная нагрузка зубчатых и червячных передач.

2.26. Силы в цилиндрической зубчатой передаче.

2.27. Расчет цилиндрической зубчатой передачи по контактным напряже-ниям.

2.28. Расчет цилиндрической зубчатой передачи на изгиб.

2.29. Особенности проектирования планетарных передач.

2.30. Реечные передачи.

2.31. Конструкция и проектирование волновой зубчатой передачи.

2.32. Основные геометрические и кинематические соотношения коничес-ких зубчатых передач.

2.33. Силы в конической передаче.

2.34. Особенности расчета конических зубчатых передач на прочность.

2.35. Червячные передачи: параметры, геометрия и кинематика.

2.36. Силы в червячной передаче. Критерии работоспособности. Тепловой расчет.

2.37. Особенности расчета червячных передач на прочность.

2.38. Передача винт-гайка (скольжения и качения): конструкция, основ-ные параметры, расчет.

2.39. Цепные передачи: геометрия, условия работоспособности, расчет.

2.40. Фрикционные передачи: основные зависимости, типы вариаторов, расчет.

2.41. Ременные передачи: типы, геометрия, кинематика.

2.42. Силовые зависимости и напряжения в ремнях. Формула Л.Эйлера.

2.43. Расчет ременных передач по тяговой способности и долговечности.

2.44. Валы и оси: основные сведения, виды расчетов. Условный расчет на кручение.

2.45. Принципы конструирования валов. Расчетная схема вала.

2.46. Проверочные расчеты валов на прочность, соротивление усталости, жесткость и виброустойчивость.

2.47. Подшипники качения: классификация, условное обозначение.

2.48. Кинематика подшипников качения, напряжения и условия работо-способности.

2.49. Особенности радиально-упорных подшипников и требования, предъявляемые к ним при сборке.

2.50. Схемы установки подшипников на валах и расчет сил в опорах.

2.51. Подбор подшипников качения по динамической грузоподъемности.

2.52. Особенности подбора подшипников при n > 1 мин-1.

2.53. Подбор подшипников по статической грузоподъемности.

2.54. Регулирование подшипников качения и элементов передач.

2.55. Подшипники скольжения: устройство, области применения, расчет.

2.56. Манжетные уплотнения: устройство, типы, способы установки.

2.57. Пружины цилиндрические и тарельчатые: параметры и расчет.

2.58. Муфты. Виды смещений осей валов. Способ подбора.

Классификация.


3. РАСЧЕТНЫЕ ЗАДАЧИ


Расчетные задачи имеют целью выявить умение студента применять полученные теоретические знания к решению задач прикладного характера.

Ход решения задачи должен быть следующим :

^ 1) внимательное чтение условия задачи и его анализ;

2) определение напряженного состояния, видов возможного поврежде-ния и критериев работоспособности ;

^ 3) составление расчетной схемы (внешние силы и моменты, реакции опор, эпюры, опасные сечения) или эскиза рассматриваемой конструкции ;

4) выбор расчетных формул с расшифровкой входящих в них парамет-ров;

5) получение численного результата с размерностью и выводы по нему.

Не следует пугаться значительных затрат времени для решения задач данного раздела.

^ 3.1. Определите характеристику и постройте циклы изменения напряже-ний, если: 1) max = 240 МПа при R = - 2 ;

2) min = - 180 МПа, max = 0 ;

3) a = max = 200 МПа. Для пункта 3 найдите какое число циклов наработает деталь до разрушения при m= 6, если Nlimb= 106, limb= 140 МПа?



3.2. Для заданной гистограммы нагружения определите эквивалентные параметры и типовой режим нагружения, если Lh = 1,5104 ч , передача :

1) зубчатая коническая при

Tnom= 80 Нм, n = 150 мин-1 ;

2) червячная при Tnom = 250 Нм,

n = 40 мин-1 .



3.3. Для нормализованного гладкого вала диаметром 10 мм с шерохо ватостью поверхности Ra = 0,5 мкм определите допускаемое напряжение на сопротивление усталости при изгибе, если коэффициенты равны: концентрации напряжений 3, запаса прочности 1,5, долговечности 1,25; R = - 0,5. Cтандарт-ные образцы при том же R имеют min = - 40 МПа, m = 6. Постройте кривую усталости детали.

3.4. Назначьте параметры и определите напряжения в сварных швах для следующих конструкций из стали Ст3 :








1) Профиль балки - швеллер №20; 2) Профиль балки - полый

а = Н швеллера; l = 5a; F = 4 ... 8 кН. квадрат; H = 500 мм; h = 400 мм; l = 3H;  = 200 ; F = 30 кН .





3.5. В каком случае и во сколько раз проч-ность сварного соединения выше: при нагружении вращающим моментом Тх или изгибающим момен-том Му, если материал - сталь Ст3; d = 60 мм;

Тх = Му = 1500 Нм ?





3.6. Рассчитайте сварное соединение

уголков в узле фермы, если F1 = 90 кН;

F2 = 50 кН ;  = 450 ; материал деталей –

сталь Ст2 .

3.7. Для заклепочного соединения листов (Л = 8 мм) с двумя накладками (Н = 5 мм) найдите допускаемые по условиям прочности силу F, азмеры b и e, если материал всех элементов - сталь Ст3, диаметр заклепок d =

= 16 мм, диаметр сверленых отверстий под заклепки d0 = 16,5 мм. Нагрузка статическая.



3.8. Крышка подшипникового узла крепится к алюминиевому корпусу редуктора винтами М10. Исходя из условия равнопрочности стержня винта на разрыв и резьбы в корпусе на срез, определите l1 - глубину завинчивания винта, если отноше-ние [ср] / [р] = 0,12;коэффициент полноты резьбы k = 0,87.

3.9. Определите усилие рабочего, допу-стимое при затяжке гайки болта Рис. к задаче 3.7 М16 – 6g х 80. 46. 056 ГОСТ 7796-70

стандартным гаечным ключом.

3.10. Определите величину усилия затяжки Q в приспособлении с



резьбой М20, если усилие на рукоятке Fр= 120 Н, d0 = 21 мм, a = 35 мм, L = 8d, f = 0,15. Возрастет или уменьшится Q и насколько, если резьбу М20 (шаг - 2,5 мм) заменить на М20х2 ?


3.11. Рассчитайте диаметр болтов креп-ления стального венца зубчатого косозубого колеса (z = 80, m = 5 мм,  = 120, число болтов n = 8, D1 = 340 мм, D2 = 280 мм, a = = 50 мм) к чугунному центру при передаче мощности 10 кВт с частотой вращения

50 мин-1. Соединение выполнено в двух вари-антах:

1) в отверстиях под болты с зазором;



2) без зазора .




3.12. Определите диаметр болтов класса прочности 6.8 , установленных в отверстия с зазором, если Т = 125 Нм, z = 6, h = 200мм,

a = 60 мм, f = 40 мм, c = 100 мм, b = 50 мм,

e = 25 мм .


3.13. Подберите болты крепления кронштейна по условиям нераскрытия стыка в точке А и отсутствия сдвига по основанию, если F = 6 кН, а = 250 мм, b = 80 мм, с = 50 мм, h = 250 мм. Класс прочности болтов 4.6, посадка в отверстия H14 / h14.




3.14. Рассчитайте болты под-шипника шатуна двигателя внутрен-него сгорания, если максимальная нагрузка (в основном от сил инерции масс поршня и шатуна при движении поршня вниз) на один болт F = 6000 H. Материал болта - сталь 38ХА (т = 640МПа, -1р =

Рис. к задаче 3.13 300 МПа ); К = 3;  = 0,92;  = 0,29; коэффициент

надежности стыка k = 2.

3.15. Подберите класс прочности и проверьте на прочность болты



М12 х 100 в области крепления подшипникового узла крышки и корпуса редуктора, если осевая нагрузка в зоне одного болта F = 3 кН, h = 42 мм; материал крышки и корпуса - силумин АЛ4.

3.16. Какой вращающий момент могут передать цилиндрические соединения с натягом длиной 45 и 63 мм на валу диаметром 56 мм, если давление в контакте 20 МПа и коэффициент трения 0,08 ?



^ 3.17. Для конусного соединения ( K = 1:10 ) с натягом рассчитайте потребные силы затяжки и распрессовки ступицы при передаче момента T =

= 125 Нм, если наибольший диаметр конуса d = 40 мм, l = 32 мм, f = 0,15.

Во сколько раз они различаются ?

3.18. Рассчитайте болты клеммового соеди-нения, нагруженного силой F = 1кH на длине

L = 0,5 м, если d = 63 мм, l = 100 мм, число болтов z = 4, f = 0,15 .


    1. Какой вращающий момент может



передать шестерня z1, соединенная с валом

d = 50 мм цилиндрическим штифтом, dш = 10 мм?

Материалы: z1 - сталь 40Х, штифта и вала - сталь 45; dст = 1,5d.


3.20. Для привода ленточного конвейера нарисуйте кинематическую схему, подберите двигатель и произведите разбивку u0 по ступеням передач, если FБ = 8 кН, DБ = 400 мм, скорость ленты v = 0,5 м/с, nДВ = 2850 мин-1.

3.21. Для кинематической схемы конвейера (редуктор с верхним червяком) :

1) нарисуйте направление расположения тяговых цепей, если вал двигателя имеет левое вращение;





Рис. к задаче 3.21

2) произведите разбивку u0 по ступеням пе-редач, если nДВ = 1395 мин-1, nЗВ = 16 мин-1.

3.22. Определите коэффициенты расчет-ной нагрузки для быстроходной ступени редук-тора Ц2С , если режим работы - средний нормальный, Т1 = 30 Нм, n1 = 1435 мин-1,

u = 4,5; термообработка зубьев - закалка ТВЧ:

а) при расчете на сопротивление контактной усталости;

б) при расчете на сопротивление усталости при изгибе.

3.23. Найдите расчетную нагрузку на валу червячного колеса, если

u = 24, T1nom = 20 Нм, n1 = 950 мин-1.

3.24. Определите расчетное допускаемое контактное напряжение для косозубой цилиндрической передачи, если материал z1 - сталь 35ХМ, z2 - сталь 40Х; u = 4,5; NHE1 = 3108.

3.25. Определите FP для конической передачи с круговыми зубьями, если материалы: z1 - сталь 35ХМ, z2 - сталь 40Х; u = 5; NFE1 = 5106.

3.26. Найдите HP иFP для червячной передачи, если материалы: z2 - ЛМцС 58-2-2, червяка - сталь 40ХН ; n1 = 1445 мин-1; Т1 = 15 Нм; u = 40; режим работы - тяжелый; ресурс Lh = 8000 часов.




оставить комментарий
страница1/3
Дата02.10.2011
Размер0,53 Mb.
ТипМетодические указания, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы:   1   2   3
плохо
  1
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх