- •1. Классификация деталей и узлов машин. Основные направления в развитии конструкции машин.
- •2. Виды нагрузок, действующие на детали машин.
- •3. Допускаемые и предельные напряжения. Запас прочности. Табличный и дифференциальный методы определения допускаемых напряжений и запаса прочности.
- •4. Определение допускаемых напряжений для деталей, изготовленных из пластических, малопластичных и хрупких материалов при действии статической нагрузки.
- •5. Основные критерии работоспособности и расчёта деталей машин.
- •7. Классификация соединений и критерии их работоспособности.
- •8. Конструкция, классификация и область применения заклепочных соединений. Разновидности заклепок, материалы, применяемые для изготовления заклепок.
- •9. Расчет заклепочных соединений.
- •10. Сварные соединения, общие сведения, классификация, применение. Расчет сварных соединений встык при нагружении центрально-приложенной силой и моментом.
- •11. Соединения внахлестку. Расчет лобовых соединений швов, нагруженных центрально - приложенной силой и моментом.
- •12. Расчет фланговых швов при нагружении растягивающей силой и моментом.
- •13. Соединения контактной сваркой. Общие сведения, расчет.
- •14. Соединение деталей с гарантированным натягом. Общие сведения, применение. ___Усилия запрессовки и распрессовки.
- •15. Материалы резьбовых соединений. Предохранение резьбовых соединений от самоотвинчивания.
- •16. Момент завинчивания. Кпд и условия самоторможения.
- •17. Резьбовые соединения, основные понятия и определения. Типы резьб. Взаимодействие между винтом и гайкой.
- •18. Расчет винтовых соединений при нагруженном силами в плоскости стыка.
- •20. Расчет групповых резьбовых соединений, работающих на сдвиг.
- •21 .Расчет винтовых соединений при действии центральной отрывающей силы.
- •22. Расчет резьбовых соединений, нагруженных моментом и силой, раскрывающими стык деталей.
- •23. Расчет винтов, подверженных переменной нагрузке.
- •24. Шпоночные соединения. Классификация, расчет, применение.
- •26. Соединение штифтами. Конструкция, классификация применение.
- •27. Назначение и роль передач в машинах. Классификация механических передач.
- •28. Фрикционные передачи, принцип действия, классификация, применение. Способы прижатия катков.
- •29. Передачи с цилиндрическими и коническими катками. Сила нажатия тел качения. Передаточные отношения.
- •30. Классификация вариаторов. Принцип действия и основные кинетические соотношения лобового вариатора.
- •31. Принцип действия и основные кинематические соотношения вариатора с раздвижными конусами.
- •32. Торовый вариатор. Принцип действия и основные кинематические соотношения.
- •33. Дисковый вариатор. Принцип действия и основные кинематические соотношения.
- •34. Основы расчета прочности фрикционных пар. Материалы, применяемые для изготовления катков
- •35. Ременные передачи. Принцип действия, классификация, оценка, применение. Материалы плоских приводных ремней
- •36. Клиновые ремни. Конструкция, сравнительная оценка, применение. Расчет клиноременных передач по тяговой способности.
- •37. Силы и напряжениия в ремнях.
- •38. Кинематика ременных передач и критерии расчета. Работа упругого ремня на шкивах.
- •39. Основные геометрические зависимости в ременных передачах.
- •41. Зубчатые передачи. Общие сведения, классификация, применение.
- •42. Виды разрушения зубьев и критерии работоспособности и надежности зубчатых передач. Виды разрушений:
- •43. Расчет зубьев прямозубых цилиндрических колес на изгиб.
- •44. Расчет зубьев цилиндрических прямозубых колес на контактную прочность.
- •45. Особенности расчета и область применения цилиндрических косозубых и шевронных колес.
- •46. Определение расчетных нагрузок при расчете зубчатых передач.
- •48. Передачи коническими зубчатыми колесами. Общие сведения и характеристика. Материалы, применяемые для изготовления зубчатых колес.
- •49. Расчет конических колес на прочность по изгибу и контактным напряжениям.
- •51. Конструкция червячных редукторов.
- •52. Причины выхода из строя червячных передач, критерии их работоспособности и расчета. Материалы, применяемые для изготовления червячных передач.
- •53. Расчет червячных передач на прочность по изгибу и контактным напряжениям.
- •54. Расчетная нагрузка и коэффициент нагрузки при расчете червячных передач.
- •55. Силы, действующие в червячном зацеплении.
- •56. Тепловой расчет и охлаждение червячных передач.
- •57.Глобоидные передачи. Общие сведения. Расчет
- •58. Классификация приводных цепей. Основные характеристики, сравнительная оценка, применение цепных передач
- •59. Основные параметры цепных передач
- •60. Несущая способность и подбор цепных передач
- •61. Передачи винт – гайка. Общие сведения, применение, расчет
- •62. Валы и оси. Общие сведения и основы конструирования. Материалы и обработка осей и валов. Критерии расчета
- •64. Уточненный расчет валов
- •65. Расчет валов на жесткость
- •66. Подшипники качения. Общие сведения, классификация, условные обозначения, применение
- •67. Основные типы подшипников качения, их характеристика. Материалы, применяемые для изготовления подшипников
- •68. Основные критерии работоспособности и расчета подшипников качения
- •69. Распределение нагрузки между телами качения
- •70. Подбор подшипников качения
- •71. Подшипники скольжения, общие сведения, применение. Трение и смазка в подшипниках скольжения
- •72. Условия работы и критерии работоспособности и расчета подшипников скольжения
- •73. Условные расчеты подшипников. Расчет подшипников скольжения при условии жидкостного трения
- •74. Материалы, применяемые для изготовления подшипников скольжения
- •75. Муфты. Общие сведения, назначение, классификация. Глухие муфты. Разновидности и расчет
- •76. Виды несоосности валов. Жесткие компенсирующие муфты. Расчет крестовой муфты
- •77. Расчет муфты со скользящим вкладышем и зубчатой муфты
- •78. Назначение упругих муфт и их динамические свойства.
- •79. Конструкция и расчет упругих муфт.
- •80. Управляемые или сцепные муфты. Общие сведения. Кулачковые и зубчатые (сцепные) муфты.
- •81. Фрикционные муфты. Общие сведения. Расчет дисковых муфт.
- •82. Конические муфты. Расчет.
- •83. Муфты свободного хода. Расчет.
- •84. Цилиндрические шинно-пневматические муфты. Расчет.
- •85. Автоматические самоуправляемые муфты, предохранительные муфты. Основы расчета.
- •86. Центробежные муфты. Расчет.
- •87. Пружины, общие сведения, назначение, классификация, конструкция и основные геометрические параметры витых цилиндрических пружин. Основные расчетные зависимости.
45. Особенности расчета и область применения цилиндрических косозубых и шевронных колес.
При υ 5 (υmax = 15) м/с применяют прямозубые колеса; при υ>6 (υmax = 30) м/с – косозубые колеса.
Прямозубые колеса работают удовлетворительно лишь при высокой точности изготовления и тщательном монтаже передачи.
У косозубых колес зубья располагаются не по образующей делительного цилиндра, а составляют с образующей некоторый угол β. Оси колес при этом остаются параллельными.
β < 80 не применяют, т.к. мало сказываются преимущества косозубых колес; β > 15 (200) не применяют из-за возникновения больших осевых усилий.
При больших нагрузках применяют более сложные шевронные передачи. Их выполняют двух видов:
с жестким углом шеврона (специальные станки)
с проточкой между зубьями (обычные станки)
Колеса с проточкой могут быть выполнены более точно.
Угол β = 20…40-450 – в шевронных передачах. В шевронных передачах осевые силы скомпенсированы.
Аналогично шевронным будут работать две параллельные косозубые
передачи с разным направлением зубьев.
Для определения направления зуба или витка червяка или винта надо взять элемент и посмотреть на него с торца. Если витки, удаляясь от вас, идут по часовой стрелке или направо, то направление правое, против часовой стрелки – левое.
По нормали машиностроения МН 2734-62 все шестерни нужно делать с левыми зубьями, колеса – с правыми (с целью унификации), но требование не является безусловным.
В многоступенчатых редукторах с косозубыми колесами на промежуточных валах у колес должно быть одно направление зубьев (чтобы осевые усилия были скомпенсированными). В нормальном сечении модуль зуба должен быть стандартным.
Радиусы кривизны профилей зубьев.
Прочность зуба определяет его размеры и форму в нормальном сечении.
Форму косого зуба в нормальном сечении определяют через параметры эквивалентного прямозубого колеса. Нормальное к зубу сечение образует эллипс с полуосями:
.
Радиус кривизны эллипса на конце малой полуоси равен:
Отсюда диаметр эквивалентного колеса равен:
Число зубьев эквивалентного колеса:
; ; тогда
Увеличение эквивалентных параметров dV и zV c увеличением β является одной из причин повышения прочности косозубой передачи. За счет наклона зубьев мы как бы получаем колесо больших размеров или при той же нагрузке можем уменьшить габариты передач.
Расчет на изгиб.
Расчет аналогичен расчету прямых зубьев.
(9)
УF – коэффициент формы зуба;
Уε – коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев;
Уβ – коэффициент, учитывающий наклон зубьев.
; β – угол наклона, в градусах.
WFt – расчетная окружная сила;
,
где Т1 – крутящий момент.
Подставив последнее значение в (9), получим:
(9´).
(9´) применяют чаще, она более удобна.
Косые и шевронные зубья прочнее прямых вследствие:
участия в зацеплении нескольких пар зубьев, учитывается КFα
наклона контактной линии к основанию зуба и работы зуба как пластины, а не как балки, учитывается Уβ
утолщения зуба в опасном сечении, учитывается УF.
При проектном расчете по напряжениям изгиба закрытые мелкомодульные колеса повышенной твердости (формула 9´) разрешают относительно модуля и преобразований, в результате получают:
(3´)
Расчет на контактную прочность.
В качестве исходной принимают формулу:
,
где ρпр и q принимают по параметрам эквивалентных прямозубых колес, в результате:
(4´)
Из (4´) следует: косые и шевронные зубья обладают большой контактной прочностью из-за:
увеличения радиусов кривизны профилей зубьев; учитывается ZH
увеличения длины контактной линии; учитывается заточка.
Для проектных расчетов формула (4´) преобразуется также как для прямозубых колес, в результате получаем:
Ка = 430; Кd = 675 – для шевронных передач.
По известным dw1 и аw величина модуля определяется как для прямозубых передач, за исключением формул:
Модуль принимается больший из этих двух значений.
В среднем нагрузочная способность косозубых колес в 1,3…1,5 раза больше чем прямозубых.
Косозубые колеса имеют дополнительный ресурс повышения нагрузочной способности за счет повышения твердости шестерни.
Допускаемые напряжения для колес с различной твердостью зубьев определяются по формуле:
[σH1] – допускаемое напряжение для колеса;
[σH2] – допускаемое напряжение для шестерни.
Косозубые передачи по сравнению с прямозубыми обладают следующими преимуществами:
повышением нагрузочной способности
многократностью зацепления
плавностью хода
уменьшением шума.
Поэтому в современных передачах косозубые колеса получили применение не только в быстроходных, но и в обычных передачах.