36
.pdf
Задачи для отработки практической части темы
Задача 1. Рассчитать редуктор с косозубыми цилиндрическими колесами 3, установленный в приводе к тестомесильной машине (рис. 8.2), состоящем в т.ч. из электродвигателя 1, упруго-предохранительной комбинированной муфты 2 и цепной передачи с втулочно-роликовой цепью 4. Тестомесильная машина предназначена для непрерывного замеса опары из пшеничного теста. В емкости корытообразной формы 5 размещен вал, на котором по винтовой линии расположены лопасти 6. В емкость непрерывно подаются мука, вода и жидкие компоненты. Они смешиваются и одновременно перемещаются вдоль емкости 5 до выхода в емкость для брожения. Работа трехсменная при восьмичасовом рабочем дне. Исходные данные приведены в табл. 8.1.
Таблица 4.2
Исходные данные для расчета редуктора
Момент сопротивления вращению лопастного |
|
|
вала, Т, кН м |
0,30 |
|
Частота вращения лопастного вала, n, об/мин |
60 |
|
Допустимое отклонение общего передаточного |
||
5 |
||
числа привода ,% |
||
3 |
||
Срок службы привода, Lt, лет |
||
|
||
|
|
Рис. 4.33 Схема привода пищевой машины
100
Задача 1 является комплексной и состоит из следующих простых задач:
1.Выбор электродвигателя привода;
2.Кинематический расчет привода (определение общего передаточного отношения привода; разбивка его по ступеням передач привода; расчет частот, угловых скоростей и вращающих моментов на валах привода);
3.Выбор материалов зубчатых колес редуктора (см. типовое контрольное задание настоящего пособия раздел 2);
4.Расчет допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба (см. типовое контрольное задание настоящего пособия раздел 2) зубчатых колес редуктора;
5.Расчет параметров косозубой цилиндрической передачи;
6.Силовой расчет передачи редуктора;
7.Проверочный расчет передачи редуктора по контактным и изгибным напряжениям.
Задача 2. Рассчитать открытую цепную передачу, установленную в приводе тестомесительной машины по данным предыдущей задачи (см. рис.
8.2).
Задача 3. Рассчитать открытую ременную передачу, заменив цепную передачу в приводе тестомесильной машины из второй задачи.
Типовое контрольное задание
Рассчитать редуктор с коническими зубчатыми колесами 3, установленный в приводе вибросмесителя (рис. 11), состоящем в т.ч., из электродвигателя 1, плоскоременной передачи 2, и упруго-предохранительной комбинированной муфты 4. Вибросмеситель предназначен для получения смесей из муки различны сортов или других компонентов. Смешивание происходит в камере 5, внутри которой вращаются в противоположных направлениях два горизонтальных вала (на схеме показа один из них). На валах расположены наклонные лопасти 6, которые перемешивают компоненты смеси и продвигают их вдоль камеры смешивания. Работа трехсменная при восьмичасовом рабочем дне. В табл. 8.2 приведены исходные данные для расчета.
101
Таблица 4.3
Исходные данные для расчета редуктора
Момент сопротивления вращению |
0,15 |
|
вала, Т, кН м |
|
|
Частота вращения вала, n, об/мин |
60 |
|
|
||
Допустимое отклонение общего |
5 |
|
передаточного числа привода , % |
||
|
||
Срок службы привода, Lt, лет |
3 |
|
|
||
|
|
4.10Вопросы для подготовки к экзамену
1.Дайте определение терминов: машина, механизм, звено, кинематическая пара, кинематическая цепь, входное и выходное звено.
2.Дайте определение плоского и пространственного механизмов.
3.Назовите основные типы кинематических пар механизмов.
4.По каким признакам классифицируются кинематические пары?
5.Каковы достоинства и недостатки низших и высших кинематических пар?
6.Объясните физический смысл коэффициентов в формулах для определения степени свободы механизма. Запишите формулы для определения степени свободы пространственного и плоского механизмов.
7.Можно ли в механизме с одной степенью свободы изменить положение выходного звена, не изменяя положения входного звена?
8.Какие механизмы относятся к рычажным? Приведите примеры рычажных механизмов.
9.Назовите типы механизмов для передачи вращательного движения.
10.Поясните принцип действия зубчатой передачи, ее достоинства и недостатки.
11.Перечислите основные виды фрикционных передач, их достоинства и недостатки.
12.Назовите типы ременных передач, их достоинства и недостатки.
13.Какие механизмы называют кулачковыми? Дайте определение кулачка. 14. Назовите основные типы кулачков и кулачковых механизмов. Достоинства и недостатки кулачковых механизмов.
15.Сформулируйте задачи кинематического анализа и синтеза механизмов.
16.Назовите основные методы кинематического анализа механизмов.
17.Как по уравнениям движения звеньев механизма определяют скорости и ускорения?
102
18.Как построить диаграмму перемещения звена механизма?
19.Принцип построения диаграммы скорости по известной диаграмме перемещения?
20.Что называют планом скоростей (ускорений). Какой порядок построения планов скоростей, ускорений? Проиллюстрируйте примером.
21.На основании какой теоремы определяют на плане скоростей скорость третьей точки звена при известных скоростях двух других точек звена.
22.Задачи сопротивления материалов. Прочность, жесткость, устойчивость.
23.Основные гипотезы о деформируемом теле. Брус, пластина. Понятие о расчетной схеме.
24. Основные принципы сопротивления материалов суперпозиции (независимости действия сил) и Сен-Венана.
25. Внутренние силы. Метод сечений. Основные компоненты внутренних сил и моментов. Построение эпюр.
26. Напряжение: полное, нормальное, касательное. Количественная оценка (единицы измерения).
27. Деформация. Количественная оценка. Простейшие деформации.
28. Закон Гука для линейных и угловых деформаций.
29. Условие прочности и жесткости. Опасное сечение, участок.
30. Испытание материалов на растяжение. Диаграмма растяжения (условная, истинная).
31. Характеристики упругих свойств материала.
32. Характеристики прочности.
33. Характеристики пластичности. Хрупкое и пластичное состояние материала.
34. Испытание материалов на сжатие.
35. Влияние температуры на прочность и пластичность. Предел ползучести.
36. Допускаемые напряжения. Коэффициент запаса. Основные виды задач расчетов на прочность. Материалоемкость конструкций.
37. Растяжение-сжатие. Определение напряжений и деформаций. Расчеты на прочность и жесткость.
38. Напряжения по наклонным площадкам при растяжении-сжатии. Потенциальная энергия деформации.
39. Статически неопределимые задачи на растяжение-сжатие.
40. Общий случай объемного напряженного состояния. Закон парности касательных напряжений. Главные площадки напряжения. Виды напряженного состояния.
41. Общий случай плоского напряженного состояния. Определение положения главных площадок, главных напряжений, наибольших касательных напряжений.
42. Обобщенный закон Гука.
43. Потенциальная энергия упругой деформации и ее составляющие: энергия изменения объема, формы.
44. Гипотезы прочности. Назначение.
45. Геометрические характеристики плоских сечений. Главные оси инерции.
46. Сдвиг. Смятие. Расчеты на прочность. Потенциальная энергия деформации.
103
47 . Кручение. Определение напряжений и деформаций. Расчеты на прочность и жесткость.
48 . Кручение брусьев некруглого сечения. Потенциальная энергия деформации.
49 . Статически неопределимые задачи на кручение.
50. Изгиб: чистый и поперечный. Дифференциальные зависимости между интенсивностью нагрузки, поперечной силой и изгибающим моментом:
q, Q и М.
51 . Определение напряжений при чистом изгибе. Расчеты на прочность.
52 . Касательные напряжения при поперечном изгибе, их влияние на прочность. Потенциальная энергия деформации.
53 . Дифференциальное уравнение изогнутой оси балки.
54. Универсальное уравнение изогнутой оси балки.
55 . Основные требования к деталям машин. Критерии работоспособности и расчета деталей машин.
56.Надежность деталей машин, выбор материала.
57.Соединения деталей машин. Классификация и примеры.
58.Неразъемные соединения деталей машин. Заклепочные соединения, расчеты.
59.Сварные соединения деталей машин, типы сварных швов, расчеты.
60.Резьбовые соединения, их виды, особенности расчета. Трение в винтовой паре.
61.Шпоночные соединения. Виды шпонок и особенности расчетов.
62.Шлицевые соединения. Способы центрирования деталей, особенности расчетов.
63.Механические передачи. Классификация, основные параметры.
64.Зубчатые передачи. Классификация, основные параметры.
65.Контактные напряжения и прочность зубчатых передач.
66.Расчеты прямозубых цилиндрических передач на прочность по контактным напряжениям.
67.Расчеты прочности зубьев цилиндрических передач по напряжениям изгиба.
68.Расчеты косозубых и шевронных цилиндрических передач.
69.Конические зубчатые передачи. Применение, параметры, особенности расчета.
70.Червячные передачи. Классификация, кинематика. Особенности расчета.
71.Червячные передачи. Геометрические параметры и способы изготовления деталей передачи.
72.Фрикционные передачи и вариаторы. Характеристика и параметры.
73.Ременные передачи. Устройство. Принцип действия. Классификация.
74.Кинематические характеристики ременных передач. Основы расчета.
75.Цепные передачи. Принцип действия и основные характеристики.
Расчет цепной передачи.
76.Валы и оси. Классификация и конструктивные особенности.
77.Расчеты валов. Содержание проектного (предварительного) расчета валов.
104
78.Опоры валов. Подшипники. Классификация. Конструкция подшипников скольжения.
79.Практический расчет (подбор) подшипников качения.
105
5.Тесты по дисциплине
1.Чему равна степень подвижности механизма рис.5.1?
а)-1; б) 0; в) 1; г) 2
○
○ |
○ |
Рис.5.1
2.Какая структурная группа из изображенных на рис.5.2 входит в структуру кривошипно-ползунного механизма?
а) |
б) |
|
|
|
|
|
|
в) |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||||
|
|
Рис.5.2 |
||||||
3.Укажите класс структурной группы, входящей в механизм, схема которого приведена на рис.5.3
а) первый; б) второй; в) третий; г) нулевой
○○
|
○ |
○ |
|
|
|
|
|
○ |
○ |
○ |
|
|
Рис.5.3 |
||
|
|
|
4. Что не входит в задачу кинематического анализа?
а) определение положений звеньев и траекторий точек; б) определение линейных скоростей и ускорений точек; в) определение угловых скоростей и ускорений звеньев; г) определение размеров звеньев механизма.
5. Какое движение совершает звено ВС (рис.5.4)
а) вращательное; б) плоскопараллельное; в) поступательное.
|
B |
|
○ |
A ○ |
C |
○ |
|
|
D |
106
Рис.5.4
6. Какое построение (рис.5.6) соответствует плану скоростей механизма, приведенного на рис.8.
р• |
с |
р • |
с |
р • |
с |
|
в |
|
в |
|
в |
|
|
|
|
|
|
а) |
|
|
б) |
|
с) |
Рис.5.6
7. По заданному графику перемещения S = S(t) определить интервал времени, в котором скорость будет максимальной (рис.5.7).
а) 0-1, b) 1-2, c) 2-3, d) 3-4. S
0 1 2 3 4 t
Рис.5.7
8. В какой формуле, определяющей кинематическую характеристику точки, допущена ошибка?
a) aAn rA ; b) VA rA ; c) a A r .
9.Масштабный коэффициент равен
a)отношению значения физической величины к размеру на чертеже;
b)отношению размера на чертеже к значению физической величины.
10.Число зубьев шестерни 20, колеса 30. Чему равно передаточное отношение при внешнем зацеплении?
a)-1,5; b) -2/3; c) 1,5; d) 2/3.
11.Эпюры строят для нахождения опасных сечений? а) да; б) нет;
в) для определения законов изменения внутренних сил, напряжений и перемещений.
12.Что опаснее при анализе эпюр величина продольных сил или напряжений?
107
а) максимальная продольная сила; б) максимальное нормальное напряжение; в) и то, и другое.
13.Что означает скачок на эпюре продольных сил? а) изменение сечения; б) наличие сосредоточенного момента;
в) приложение сосредоточенной силы.
14. Для защемленного с одного конца стержня необходимо определить в начале реакции опор, а затем строить эпюры?
а) да; б) нет;
в) это зависит от конструкции стержня.
15. Знак продольной силы зависит от ее направления к плоскости сечения?
а) нет; б) да;
в) при наличии сосредоточенного момента. 15.Условие прочности вала при кручении:
а) τ max = Мк · Wρ ≤ [τ];
б) τ max = | Мк | max / Wρ ≤ [τ] ,
в) | Мк | max ≤ [τ] · Wρ .
16. Что характеризует Wρ:
а) площадь сечения б) напряжение при кручении
в) максимальный угол поворота
17. Полярный момент сопротивления используется при определении касательных напряжений в сечении вала.
а) нет; б) да;
в) в случае сечения круглой формы .
18. Полярный момент инерции вала используется для определения его жесткости.
а) да;
108
б) нет; в) для определения относительного угла закручивания .
19.Условие прочности при чистом изгибе:
а) τ max + σmax ≤ [σ];
б) Wρ / σmax ≥ [σ];
в) σmax = | Мmax | / Wz ≤ [σ] .
20. Что характеризуют Jу и Jz?
а) моменты инерции при изгибе; б) моменты инерции при кручении;
в) моменты инерции в опасных сечениях, соответственно вала стержня.
21. Момент сопротивления изгибу используется при определении нормальных напряжений в сечении вала.
а) нет; б) да;
в) в случае сечения круглой формы.
22. Какие внутренние силовые факторы действуют в сечение балки при поперечном изгибе?
а) крутящий момент; б) поперечная сила;
в) поперечная сила и изгибающий момент.
23. Из перечисленных деталей назовите детали, которые относятся к группе “детали соединения”:
а) Муфты |
г) Подшипники |
б) Шпонки |
д) Валы |
в) Заклепки |
|
24. Какой способ сварки рекомендуется применить для соединения толстых стальных листов внахлестку?
А) Газовую б) Электродуговую
в) Контактную
109