- •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.
5. Машиностростроительные материалы: характеристика и свойства.
Расчет и проектирование деталей начинаются с выбора материала и назначения режима его термической обработки. Материалы деталей обычно выбирают соответственно основному критерию работоспособности (в частности, основному виду нагрузки) и требованиям технологичности и экономичности.
Металлы и их сплавы. По критерию прочности преимущественно применяют закаливаемые и улучшаемые стали, по критерию жесткости – нормализуемые и улучшаемые стали. При средних значениях общих напряжений и сложных геометрических формах применяют литейные сплавы (чугуны, силумины и др.) в основном без термообработки. При скольжении под давлением чаще применяют материалы повышенной твердости в паре с антифрикционными материалами (в подшипниках и направляющих) или в паре с фрикционными материалами, имеющими повышенное трение (в фрикционных муфтах и тормозах).
Сталь – сплав железа с углеродом до 0,5 %, обладает высокой прочностью, способностью к легированию, термической и химико-термической обработке. Стальные детали эффективно изготовляют всеми технологическими методами: давлением (прокаткой, ковкой, прессованием), литьем, резанием, шлифованием и сваркой.
Применяют:
1) углеродистые стали обыкновенного качества, обозначаемые Ст и номером в порядке повышения прочности (например Ст3 и Ст5).
2) стали углеродистые качественные, обозначаемые сотыми долями процента содержания углерода (например, 15 и 45).
3) стали легированные, дополнительно обозначаемые первыми буквами названия легирующего элемента и процентами его содержания (если они больше 1 %), например, 12ХН3 означает, что сталь содержит 0,12 % углерода, до 1 % хрома и 3 % никеля.
Обозначения легирующих элементов: В – вольфрам, Г – марганец, М – молибден, Н – никель, Р – бор, С – кремний, Т – титан, Ф – ванадий, Ю – алюминий.
Механическими свойствами стали являются σв – предел прочности, σт – предел текучести, σ-1 – предел усталости.
Детали механизмов изготовляют в основном из легированных и среднеуглеродистых сталей, большие металлические конструкции транспортных машин, размеры которых определяются прочностью, а также жесткостью, изготовляют из низколегированных или низкоуглеродистых сталей.
Чугун – сплав железа с углеродом, содержание которого более 2,2 %. Выплавляют серые чугуны СЧ 10, 15, 20, 25, 30, 35 и чугуны повышенной прочности с шаровидным графитом ВЧ 35, 40, 45, 50, 60, 70. Числа в обозначениях марок – временное сопротивление на растяжение в декопаскалях (деко = 101). Чугун используют для отливок корпусных деталей: станин, стоек, плит, коробок. В стационарных машинах, в частности в металлорежущих станках, он занимает ведущее место.
Легкие сплавы на основе алюминия или магния имеют плотность не более 3,5 кг/см3, высокую удельную прочность. Легкие сплавы подразделяют на литейные и деформируемые. Алюминиевые сплавы делятся на силумины (алюминий с кремнием, например АЛ4) и дюралюмины (алюминий с медью и марганцем, например МЛ5). Алюминиевые сплавы применяют для быстровращающихся и движущихся с большим ускорением деталей, в быстроходных транспортных машинах, а также для корпусных деталей, а в самолетах для несущих элементов.
Сплавы на основе магния широко применяются в авиационной технике.
Сплавы цветных металлов. Бронза – сплав на основе меди обладает высокими антифрикционными свойствами, сопротивлением коррозии. Наилучшие антифрикционные свойства у оловянистых бронз. Свинцовистые бронзы вследствие их низкой твердости применяют только в виде покрытий, они требуют повышенной твердости и качества сопряженной трущейся поверхности. Алюминиевые бронзы с добавкой железа применяют при малых скоростях скольжения и повышенных давлениях при закаленных сопряженных поверхностях.
Баббиты – высококачественные, хорошо прирабатывающиеся антифрикционные сплавы меди с мягкими металлами (оловом, свинцом, кальцием).
Латуни – сплавы меди с цинком, характеризуются высоким сопротивлением коррозии, электропроводностью, хорошей технологичностью, применяются для изготовления арматуры, труб, гильз патронов.
Пластические массы – материалы на основе высокомолекулярных органических соединений, обладающие в некоторой фазе своего производства пластичностью, позволяющие формировать изделия нужной конфигурации. Кроме основы, служащей связующим компонентом, многие пластмассы имеют наполнитель для повышения механических свойств. Технологические достоинства пластмасс: малая трудоемкость изделий, малые отходы.
По назначению пластмассы подразделяют на конструкционные, электротехнические, радиотехнические, звукоизоляционные, теплоизоляционные и антикоррозионные.
По природе смол пластмассы подразделяют на термореактивные и термопластичные. Термореактивные пластмассы в процессе изготовления под действием высокой температуры меняют свойства, становятся неплавкими (текстолит, древесно-слоистые пластики). Термопластичные пластмассы, размягчающиеся при высоких температурах, пригодны для повторного формования (полиэтилен, полипропилен, винипласт, фторопласты, полиамиды, полиформальдегиды, поликарбонаты и др.).