- •1. Общие сведения о машинах и механизмах: классификация и назначение.
- •2. Основные характеристики и требования, предъявляемые к машинам и механизмам.
- •3. Критерии работоспособности элементов конструкций.
- •4. Стадии конструирования машин.
- •5. Машиностростроительные материалы: характеристика и свойства.
- •6. Понятие о взаимозаменяемости как принципе конструирования и производства деталей.
- •7. Точность геометрической формы деталей, виды отклонений формы и расположения поверхностей.
- •8. Метод сечений, внутренние силовые факторы.
- •9. Напряжения: общее понятие, виды, размерность. Допускаемые напряжения.
- •10. Связь между напряжениями и внутренними силовыми факторами.
- •11. Связь между напряжениями и деформациями, закон Гука, коэффициент Пуассона.
- •12. Внутренние силы, напряжения и деформации при растяжении и сжатии.
- •13. Диаграмма напряжений, характеристика прочности материалов.
- •14. Пластичные и хрупкие материалы, диаграммы их растяжения-сжатия.
- •15. Твердость материалов и способы ее определения.
- •17. Расчеты на прочность при растяжении и сжатии.
- •18. Центр тяжести и статические моменты площадей геометрических фигур.
- •19. Полярный и осевые моменты инерции геометрических фигур.
- •20. Прочностные расчеты на сдвиг (срез).
- •21. Прочностные расчеты на смятие.
- •22. Деформации при кручении.
- •23. Напряжения при кручении.
- •24. Определение угла закручивания при кручении.
- •26. Расчеты на прочность и жесткость при кручении.
- •27-28. Деформации и напряжения при чистом изгибе, правило знаков для изгибающих моментов. Расчеты на прочность при изгибе.
- •30. Виды опор и опорные реакции при построении эпюр сил и моментов.
- •31. Механические передачи: основные силовые и кинематические соотношения.
- •32. Ременные передачи: классификация и основные геометрические параметры.
- •33. Кинематика ременной передачи.
- •34. Характеристика сил в ременной передаче.
- •35. Ременные передачи: напряжения в ремне и их характеристики.
- •36. Зубчатые передачи: классификация, основные кинематические соотношения.
- •37. Зубчатые передачи: формирование эвольвентного профиля зубьев.
- •38. Геометрические элементы и характеристики зубчатого зацепления.
- •39. Кинематические и геометрические характеристики прямозубой зубчатой передачи.
- •40. Силы в зацеплении прямозубых зубчатых передач.
- •41. Расчет на выносливость по контактным напряжениям активных поверхностей зубьев зубчатых колес.
- •42. Расчет на выносливость по напряжениям изгиба активных fповерхностей зубьев зубчатых колес.
- •43. Червячные передачи: классификация, характеристики и назначение.
- •44. Основные геометрические соотношения червячных передач.
- •45. Кинематический расчет червячной передачи.
- •46. Силовой расчет червячной передачи.
- •47. Расчет на прочность по контактным напряжениям червячных передач.
- •48. Расчет на прочность по напряжениям изгиба червячных передач.
- •49. Фрикционные передачи: основные силовые и кинематические соотношения.
- •59. Валы: характеристика, разновидности, назначение. Порядок проектирования.
- •60. Подшипники скольжения: классификация, характеристика и назначение.
- •61. Подшипники качения: классификация, характеристика и назначение.
- •62. Критерии работоспособности подшипников качения.
- •63. Муфты: классификация, характеристика и назначение.
26. Расчеты на прочность и жесткость при кручении.
При анализе деформаций кручения будем основываться на следующих гипотезах:
1) при кручении круглого вала поперечного сечения, плоские до деформации вала, остаются плоскими и перпендикулярными к его продольной оси и после деформации.
2) радиусы сечения, прямые до кручения, остаются прямыми и при кручении.
3) расстояния между поперечными сечениями не изменяются, но поперечные сечения, вследствие деформации сдвига, поворачиваются друг относительно друга как жесткое целое.
4) касательные напряжения пропорциональны деформации сдвига.
Условие прочности для круглого сечения записывается в виде:
τmax = Мк*ρmax/Jp <= [τ],
Мк – максимальный крутящий момент на участке
Jp – полярный момент инерции на том же участке
Учитывая, что Wp = Jp/R, называемый полярным моментом сопротивления, условия прочности приобретает следующий вид:
τmax = Мк/Wp <= [τ]
[τ] ~ 0,6 [σ]
Относительный угол закручивания (угол закручивания на единицу длины) θ зависит от крутящего момента и жесткости поперечного сечения вала.
θ = Мк/GJp
GJp – жесткость поперечного сечения вала круглого сечения при закручивании.
θ = dφ/dz
φ – абсолютный угол закручивания (взаимный угол поворота сечений)
φ = ∫01Мкdz/GJp
G – модуль сдвига
Jp – полярный момент инерции
Если в пределах цилиндрического участка вала длиной l крутящие моменты в сечениях не изменяются, то φ = (Мкl)/(GJp).
Условие жесткости при кручении имеет вид
θmax = Мк/GJp <= [θ], где [θ] – допускаемый относительный угол закручивания.
С помощью метода сечений величина внутреннего момента Мк выражается через внешние (скручивающие) моменты Ti. Крутящий момент Мк в любом поперечном сечении равен алгебраической сумме внешних (скручивающих) моментов Ti в оставленной части.
Правило знаков при кручении. Если смотреть на оставленную часть стержня со стороны внешней нормали к сечению, то Мк будет положительным, если сумма внешних скручивающих моментов поворачивает стержень по часовой стрелке, и отрицательной, если против часовой.
27-28. Деформации и напряжения при чистом изгибе, правило знаков для изгибающих моментов. Расчеты на прочность при изгибе.
Изгиб – такой вид нагружения, при котором в поперечных сечениях стержня возникают изгибающие моменты. Если в сечении действует один изгибающий момент, а остальные внутренние силовые факторы отсутствуют, изгиб называют чистым. Однако обычно вместе с изгибающими моментами возникают и поперечные силы. Такой изгиб называют поперечным. Стержень, работающий в основном на изгиб, называется балкой.
При изгибе верхняя часть стержня растягивается, нижняя – сжимается. Недеформируемая линия – это нейтральная ось.
a'b'-ab – абсолютное удлинение слоя сечения с координатой y.
ε = a'b'-ab/ab – относительная деформация
a'b' ~ (ρ+y)dφ
ab ~ pdφ
ε = y/ρ
Так как при изгибе слои балки подвержены простому растяжению-сжатию, то связать деформацию с напряжением можно по закону Гука.
σ = Eε = Ey/ρ
Элементарный изгибающий момент, действующий на площадке dA:
Mx = (E/ρ)Jx
1/ρ = Mx/EJx – закон Гука при изгибе
Основная формула для определения напряжений при изгибе:
σz = (Mx/Jx)*y
y – расстояние от нейтральной оси.
Условие прочности при изгибе:
σmax = Mx/Wx <= [σp]
Wx = bh2/6
Метод сечения для изгиба: изгибающий момент в любом сечении балки равен алгебраической сумме моментов внешних сил, приложенных по одну сторону от сечения.
Правило знаков при изгибе. Мизг считается положительным, если внешние силы изгибают балку выпуклостью вниз. Мизг считается отрицательным, если внешние силы изгибают балку выпуклостью вверх.