- •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.
48. Передачи коническими зубчатыми колесами. Общие сведения и характеристика. Материалы, применяемые для изготовления зубчатых колес.
Конические колеса применяют в передачах, оси которых расположены под углом. Чаще применяют передачи:
Передачи применяют редко из-за сложности форм и технологии изготовления корпусных деталей, несущих эти передачи, хотя для изготовления самих колес межосевой угол безразличен.
Конические колеса сложнее цилиндрических в изготовлении и монтаже. Для нарезания колес требуются специальные станки и инструменты. Кроме допусков на размеры зацепления здесь необходимо выдержать допуски на углы δ1 и δ2 и δΣ, а при монтаже – обеспечить совпадение вершин конусов.
Пересечение оси валов затрудняет размещение опор. Одно из колес, как правило, располагается консольно. Это повышает неравномерность распределения нагрузки по длине зубьев.
В коническом зацеплении действуют осевые силы, наличие которых усложняет конструкцию опор. Все это приводит к тому, что по опытным данным нагрузочная способность конической передачи составляет 0,85, по сравнению с эквивалентной цилиндрической.
Конические колеса выполняют с прямыми, косыми (тангенциальными), круговыми и др. зубьями.
Прямозубые колеса применяют при υ 2…3 м/с (υmax=8 м/с), как наиболее простые в монтаже.
β = 20…300 – для косозубых ; β = 350 – для силовых передач; β = 0, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 400 – выбирают из этого ряда.
Тангенциальные зубья (рис 1) направлены по касательной к некоторой воображаемой окружности r = e и составляют с образующей конуса угол β. Станки для нарезания этих колес имеют малое распространение, и производительность их низка по сравнению со станками для получения колес с криволинейными зубьями. Поэтому область применения этих колес ограничена. Чаще применяют колеса с круговыми зубьями (рис 2). Они допускают работу при более высоких скоростях и менее чувствительны к нарушению точности взаимного положения валов. Их изготовление проще и производится на специальных станках для нарезания и шлифования этих колес в условиях как массового, так и мелкосерийного производства.
Зубья конических колес по признаку изменения размеров сечений по длине выполняют в трех формах:
Форма 1 (рис а) – нормально понижающиеся зубья. Вершины начального и внутреннего конусов совпадают. Эта форма является основной для прямозубых и косозубых колес. Ее применяют также для колес с круговыми зубьями при
,
где zc – число зубьев плоского производящего инструментального колеса ортогональной передачи (оси колес под углом равным 900).
Форма 2 (рис б). Вершина внутреннего конуса располагается так, что ширина дна впадины постоянна, толщина зуба по начальному контуру растет пропорционально расстоянию от вершины зуба, а вершина конуса впадин не совпадает с вершиной начального конуса. Эта форма используется для круговых зубьев при с любым углом наклона. Возможность варьирования углом ножки при заданных δ, d и z позволяют получить пятно контакта более благоприятной формы. Это является одним из преимуществ формы 2.
Формы 1 и 2 могут быть выполнены с переменным и постоянным радиальным зазором по ширине зубчатого венца. Последнее обеспечивает понижение вероятности к заеданию передач.
Форма 3 – равновысокие зубья (рис в). Образующие начального и внутреннего конусов параллельны. Эту форму применяют для круговых зубьев при . Имеют ограниченное применение.
Материалы, применяемые для изготовления зубчатых колес.
Практикой эксплуатации и специальными исследованиями установлено, что нагрузка, допускаемая по контактной прочности зубьев, определяется в основном твердостью материала. Наибольшую твердость, а следовательно, и наименьшие габариты и массу передачи можно получить при изготовлении зубчатых колес из стали, подвергнутых термообработке.
1) Сталь в настоящее время – основной материал для изготовления зубчатых колес.
Выбирают марку:
, где: q – нагрузка (несущая нагрузка) на единицу длины зуба; μ – коэффициент Пуассона; Епр – приведенный модуль упругости; ρпр – радиус кривизны в зоне контакта.
,
σн – несущая способность.
Малое увеличение НВ ведет к большому увеличению [σн].
В зависимости от НВ или т/о, стальные колеса делят на группы:
с НВ 350 – нормализованные и улучшенные колеса
с НВ 350 – закаленные, цементованные, азотируемые, нитро-цементированные зубчатые колеса.
Виды т/о:
Объемная закалка: 40Х, 40ХН, 40ХНМА и др.; HRC 45…55
Поверхностная закалка: среднеуглеродистые стали 45,40ХН, 50 и др.; HRC50…55; применяется при m 5 мм по контуру, при m 3 мм (в кольцевом редукторе).
Цементация: от 0,12 – 0,3%С: 15Х, 20Х, 12ХН3, 15ХФ, 18ХГТ, 18ХНВА, 20Х2Н4А и др.; HRC 58…63
Азотирование: 38ХМЮА, 38ХВФЮА, 35ХЮА и др.; HRC 56…70; hслоя=0,3…0,5 мм.
Газовая нитроцементация – быстропроизводящий процесс; hслоя=1,0…1,2 мм; HRC 56…63. При этой т/о колеса имеют меньшую степень коробления. Рекомендуемые стали: 25ХГТ, 25ХГМ.
Улучшение: среднеуглеродистые стали 40, 45ХМ, 35ХМ, сталь 50 и др.; применяют в малонагруженных механизмах, при отсутствии жестких требований к габаритам.
Нормализация: нормализованные колеса применяют во вспомогательных механизмах (ручных).
Стальное литье (для крупногабаритных колес, их подвергают нормализации): сталь 35Л – 50Л, низколегированные, например, марганцовистые стали.
Чугун применяют главным образом для изготовления крупногабаритных, тихоходных колес и колес открытых зубчатых передач. Основной недостаток чугуна – пониженная прочность по напряжению изгиба. Однако чугун хорошо противостоит усталостному выкрашиванию и заеданию в условиях скудной смазки. Он не дорог и обладает хорошими литейными свойствами, хорошо обрабатывается.
Применяют высокопрочные, серые и модифицированные чугуны: от СЧ20 до СЧ35; ВЧ40 – ВЧ50.
Пластмассы: текстолит (Е = 6000…8000 МПа), лигнофоль (Е = 10000…12000 МПа), полиамид типа капрона. Из-за сравнительно низкой нагрузочной способности пластмассовых колес их целесообразно применять в малонагруженных и кинематических передачах. В силовых передачах – обеспечение бесшумности работы. Пластмассовые колеса целесообразно применять и в тех случаях, когда трудно обеспечить точное расположение валов (нет общего жесткого корпуса). Эти колеса менее чувствительны к неточностям сборки и изготовления благодаря малой жесткости материала.