Детали машин курсовая
.pdf
Тесты*
Выберите один вариант ответа
ЗАДАНИЕ N 1
Устройством для передачи вращательного или другого вида движения в машинах является…
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) |
деталь |
2) |
болт |
3) |
механизм |
4) |
узел |
ЗАДАНИЕ N 2
Предварительный, упрощенный расчет в целях определения размеров конструкции называется…
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) |
проектным |
2) |
обобщенным |
3) |
проверочным |
4) |
контрольным |
ЗАДАНИЕ N 3
Основными требованиями, которым должны соответствовать детали, являются…
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) |
компактность |
2) |
легкость |
3) |
надежность и экономичность |
4) |
мощность |
ЗАДАНИЕ N 4
Свойство детали сопротивляться изменению формы под нагрузкой называется…
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) |
твердостью |
2) |
прочностью |
|
3) |
износостойкостью |
4) |
жесткостью |
|
ЗАДАНИЕ N 5 |
|
|
||
Соединения применяют для … |
|
|
||
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ: |
|
|
||
1) |
увеличения КПД |
2) |
образования новых |
|
конструкций |
||||
3) |
|
4) |
||
увеличения крутящего момента |
повышения прочности |
|||
ЗАДАНИЕ N 6 |
|
|
||
Сварные соединения применяют для… |
|
|
||
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ: |
|
|
||
1) |
удобства разборки |
2) |
создания неразъемных |
|
соединений |
||||
3) |
|
4) |
||
создания разъемных соединений |
повышения прочности |
|||
* Тесты взяты с официального сайта Министерства образования РФ – www.fepo.ru
11
ЗАДАНИЕ N 7
Шпоночные соединения применяют для…
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) |
закрепления деталей |
2) |
снижения массы |
|
3) |
передачи изгибающего момента |
4) |
передачи вращающего момента |
|
ЗАДАНИЕ N 8 |
|
|
||
Заклёпочные соединения применяют для… |
|
|||
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ: |
|
|
||
1) |
обеспечения неподвижности |
2) |
экономии материалов |
|
деталей |
||||
3) |
4) |
|
||
повышения прочности |
облегчения сборки – разборки |
|||
ЗАДАНИЕ N 9 |
|
|
||
Клеммовые соединения применяют для… |
|
|
||
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ: |
|
|
||
1) |
удобства сборки – разборки, |
2) |
снижения массы |
|
регулировки положения |
||||
3) |
4) |
|
||
повышения жёсткости |
повышения прочности |
|||
ЗАДАНИЕ N 10 |
|
|
||
Механической передачей является... |
|
|
||
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ: |
|
|
||
1) |
агрегат |
2) |
механизм |
|
3) |
деталь |
4) |
узел |
|
ЗАДАНИЕ N 11
Передачами, к основным характеристикам которых относятся высокая нагрузочная способность, большая долговечность и надёжность, высокий КПД, постоянство передаточного отношения, являются…
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ: |
|
|
|
1) |
цепные |
2) |
зубчатые конические |
3) |
червячные |
4) |
зубчатые цилиндрические |
ЗАДАНИЕ N 12
Передачей, к основным характеристикам которой относятся плавность и бесшумность, большие передаточные числа, повышенная точность, возможность самоторможения, является…
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ: |
|
|
|
1) |
цепная |
2) |
зубчатая коническая |
3) |
червячная |
4) |
зубчатая цилиндрическая |
12
ЗАДАНИЕ N 13
Основными деталями фрикционной передачи являются...
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) |
звёздочки |
2) |
зубчатые колёса |
3) |
катки |
4) |
шкивы |
ЗАДАНИЕ N 14
Основными элементами ременной передачи являются...
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) |
шкивы и ремень |
2) |
диски и ремни |
3) |
звёздочки и цепь |
4) |
барабаны и канат |
ЗАДАНИЕ N 15
Передача, состоящая из зубчатых колёс с подвижными осями, называется…
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) |
ременной |
2) |
червячной |
|
3) |
конической |
4) |
планетарной |
|
ЗАДАНИЕ N 16 |
|
|
|
|
Валы и оси в конструкциях применяют для… |
|
|||
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ: |
|
|
||
1) |
удобства разработки |
2) |
размещения и поддержания |
|
вращающихся деталей |
||||
3) |
|
4) |
||
снижения массы |
увеличения мощности |
|||
ЗАДАНИЕ N 17
Чистота обработки вала в месте посадки колеса на вал влияет на…
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) |
статическую прочность |
2) |
жёсткость |
3) |
усталостную прочность |
4) |
коррозионную стойкость |
ЗАДАНИЕ N 18
Для передачи вращающего момента между валами агрегатов, или между валом и установленными на нём деталями применяются…
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ: |
|
|
|
1) |
подшипники |
2) |
звёздочки |
3) |
шестерни |
4) |
муфты |
ЗАДАНИЕ N 19
Для защиты ответственных деталей от выхода из строя при перегрузках применяют муфты…
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ: |
|
|
|
1) |
компенсирующие |
2) |
сцепные |
3) |
свободного хода |
4) |
предохранительные |
13
ЗАДАНИЕ N 20
Муфты для управляемого соединения или разъединения валов называются…
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) |
предохранительными |
2) |
сцепными |
3) |
центробежными |
4) |
муфтами свободного хода |
ЗАДАНИЕ N 21 |
|
|
|
Подшипники применяют для... |
|
|
|
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ: |
|
|
|
1) |
снижения массы |
2) |
опирания вращающихся валов и |
3) |
|
4) |
осей |
удобства сборки |
увеличения мощности |
||
ЗАДАНИЕ N 22
Основными характеристиками подшипника качения являются...
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) |
большие: осевые габариты, |
2) |
малые: радиальные габариты, |
|
скорости, допустимые ударные |
||||
расход стали |
||||
|
нагрузки |
|
||
|
|
малые: моменты трения при |
||
3) |
малые: контактные напряжения, |
4) |
||
пуске, осевые габариты, расход |
||||
|
шум |
|
цветных металлов |
|
|
|
|
ЗАДАНИЕ N 23
Радиальный роликоподшипник может воспринимать нагрузки…
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) |
любые |
2) |
только радиальные |
3) |
комбинированные |
4) |
только осевые |
ЗАДАНИЕ N 24
Уплотнительные устройства подшипниковых узлов применяют для...
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ: |
|
|
||
1) |
повышения мощности |
2) |
снижения стоимости |
|
конструкции |
||||
|
|
|
||
3) |
защиты валов от изнашивания |
4) |
защиты от загрязнения извне и |
|
предотвращения вытекания |
||||
|
|
|
смазки |
|
14
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Расчет сварных соединений
1.Расчет стыковых соединений производится по нормальным напряжениям
σ = |
F |
= |
|
F |
≤ σ' |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
A L s |
p |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
где σ – растягивающие напряжения, |
F |
– внешняя нагрузка, |
A = L s – это |
||||||
площадь сварного шва в сечении перпендикулярном линии действия силы, L |
|||||||||
– длина шва, s – толщина одной из соединяемых деталей. |
σ'р |
|
– допускаемое |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
напряжение сварного шва при растяжении:
σ'р =(0,9...1) σр ,
где σр – допускаемые напряжения при растяжении основного металла.
Напряжения в сварном шве от действия момента.
|
s |
|
|
|
|
M |
M |
W |
- |
= |
L s2 |
|
|
|
6 |
M |
L |
M |
W |
- |
= |
s L2 |
|
6 |
σ = WM ≤ σ'р ,
где M – внешний изгибающий момент, W – момент сопротивления сечения шва.
При действии нескольких силовых факторов получим:
σ= WM + LFs ≤ σ'р .
2.Расчет угловых соединений производится по касательным напряжениям сдвига в сечении 1-1:
τ = 0.7 FK L ≤[τ'],
где 0.7 K ≈ K sin 45D – высота опасного сечения шва, L – суммарная длина шва ( L =2 lф +lл ).
[τ'] – допускаемые напряжения металла шва для принятой технологии сварки:
[τ']=(0,6...0,65) σр .
15
Примеры решения задач
Задача 1
Из расчета фланговых швов длиной l на срез определить допускаемую нагрузку [F ], если известен катет шва K и допускаемое напряжение [τср].
Дано: |
Решение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
lф =140мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K =14 мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
τср |
=180 МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[F ]−? |
|
[F] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[F] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Из соотношений |
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
τ = |
|
|
|
|
≤[τ'] |
|
(1) |
|||||
|
|
|
|
|
0.7 |
K |
L |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L =2lф |
|
(2) |
||||||||
|
|
выражаем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[F ]=τср 0, 7 K L =τср 0, 7 K 2lф . |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
Далее подставляем значения: |
|
|
Н |
|
|
||||||||||||
|
|
τср |
=180 МПа=180 106 |
Па |
=180 106 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K =14 мм=14 10−3 м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
l =140 мм=140 10−3 м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
[F ]=180 10 |
6 |
Н |
−3 |
|
|
|
|
|
|
−3 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
0, 7 14 10 |
м 2 140 10 |
|
м= 49392 Н = 493,92 кН |
|||||||||||
|
|
|
м2 |
|
|||||||||||||||
Ответ: допускаемая нагрузка [F ]=493,92 кН .
16
Задача 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определить напряжения среза τср′ |
в лобовом шве сварного соединения, |
|||||||||||||||
если заданы сила F , длина шва l |
и катет K . |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Дано: |
Решение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
lф =145мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K =9 мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F =25кН |
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
F |
|
|
|
τср' −? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
|
|
|
|
|
Записываем соотношение прочности по касательным |
|||||||||||||||
|
напряжениям: |
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
τ = |
|
|
≤[τ']. |
|
|
|
(3) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.7 K L |
|
|
|
|
|
||
|
Длина шва L совпадает с шириной детали: |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L =lф . |
|
|
|
|
(4) |
|
|
Т.о. после подстановки (4) в (3) получаем окончательную |
|||||||||||||||
|
формулу: |
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
τср' = |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.7 K l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
Далее подставляем значения: |
|
|
|
|
|||||||||||
|
K =9 мм=9 10−3 м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
l =145 мм=145 10−3 м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
F =25 кН =25 103 Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
τ |
' |
= |
|
F |
= |
|
|
25 103 |
Н |
=0,02737 10 |
9 |
Н |
= |
||
|
ср |
0.7 |
K l |
0, 7 9 10−3 м 145 10−3 м |
|
м2 |
||||||||||
|
|
|
ф |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
=0,02737 109 Па=0,02737 103 106 Па=27,37 106 Па=27,37 МПа |
|||||||||||||||
Ответ: τср' =27,37 МПа. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17 |
Расчет ненапряженных шпоночных соединений
Основными критериями работоспособности ненапряженных шпоночных соединений являются прочность шпонки на срез и прочность соединения на смятие. Расчеты на срез и смятие основаны на предположении, что соответствующие напряжения распределены по сечениям равномерно.
Рис. 1 |
Рис. 2 |
|||
Расчетная формула на срез шпонки (рис. 1) имеет вид |
||||
|
2T |
|
|
|
τср = d A |
||||
≤ τср , |
||||
|
ср |
|
||
где T – это вращающий момент; d – |
диаметр вала; Aср – площадь среза |
|||
шпонки (плоскость возможного среза показана на рисунке 1 волнистой линией).
Расчетная формула шпоночного соединения на смятие имеет вид
σсм = 2T ≤[σсм ],
dAсм
где
Aсм =(h −t1 )lр ,
(h −t1 ) – высота площадки смятия (рис. 2), lр – расчетная длина шпонки, которая вычисляется для каждого исполнения шпонки (см. рис. 3).
lр =l −b |
lр =l |
lр |
=l − b |
|
Рис. 3 |
|
2 |
|
|
|
18
Примеры решения задач
Задача 3
Определить напряжения смятия σсм у соединения призматической шпонкой, передающей вращающий момент T =100 Н м, если диаметр вала d , длина шпонки l , ширина b , высота площадки смятия K =h −t1 . Шпонка исполнения A .
Дано: Решение:
T =100 Н м d =40 мм
l =40мм |
F |
|
|
|
|
b =12 мм |
|
|
t1 |
h |
|
|
|
|
|||
K =h −t1 =3, 6 мм |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
σсм −? |
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
||
T
Соотношение прочности по нормальным напряжениям имеет вид:
|
σ |
см |
= |
2T |
. |
(5) |
|
|
|||||
|
|
|
d A |
|
||
|
|
|
|
см |
|
|
Здесь Aсм |
– площадь смятия: |
|
||||
|
Aсм =(h −t1 ) lр , |
(6) |
||||
где lр |
– рабочая длина |
шпонки, а величина |
(h −t1 ) |
|||
обозначена за K : |
|
|
|
|
(7) |
|
|
K =(h −t1 ) |
|||||
По условию задачи соединение выполнено шпонкой исполнения А.
19
|
|
|
|
Шпонка исполнения А |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
Вид сбоку |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вид сверху |
R =b / 2 |
|
|||||
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lр |
|
|
|
|
Для шпонки исполнения А рабочая длина равна |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
lр =l −2 b =l −b . |
|
|
(8) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
Т.о. после подстановки (7), (8) в (6) получаем: |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
Aсм =(h −t1 ) lр = K (l −b) . |
(9) |
|||||||
После подстановки (9) в (5) получаем окончательную |
|||||||||||||
формулу: |
|
|
|
2T |
|
|
|
2T |
|
|
|
|
|
|
σ |
см |
= |
d |
= |
|
|
|
|
(10) |
|||
|
|
|
A |
|
|
d K (l −b) |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
см |
|
|
|
|
|
|
|
|
Далее подставляем значения: |
|
|
|
|
|||||||||
d =40 мм=40 10−3 м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
l =40мм=40 10−3 м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
b =12 мм=12 10−3 м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
K =h −t =3, 6 мм=3, 6 10−3 м |
|
|
|
|
|||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2T |
|
|
|
|
|
|
|
2 100 Н м |
|
|
|
|
σсм = d K (l −b) = 40 10−3 м 3,6 10−3 м (40−12) 10−3 м = |
|
||||||||||||
= |
2 100 |
|
|
−9 |
Н м |
=0.04960 |
9 |
Н |
|
||||
|
|
|
|
м |
3 |
|
10 |
м |
2 = |
|
|||
40 3,6 |
(40−12) 10 |
|
|
|
|
|
|
||||||
=0.04960 103 106 Па=49,60 106 Па=49,60 МПа |
|
||||||||||||
Ответ: σсм =49,60 МПа. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20