Ф.2.3 Механика. Детали машин и основы конструирования
реклама
2 Введение Рабочая программа учебной дисциплины «Детали машин и основы конструирования» предназначена для подготовки бакалавров и реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по направлению 180100 Кораблестроение и океанотехника. В процессе представления проверочных изучения о деталях, и дисциплины узлах, проектировочных у студента механизмах, расчетов формируются машинах; основных названия элементов механических передач, выбора наиболее рациональных типов механических передач в зависимости от режима работы и специфических требований. 1 Цели и задачи дисциплины Цель дисциплины - ознакомить студентов со всеми вопросами машиностроения и построения машин, деталей машин и основ конструирования машин и механизмов. Задачи дисциплины состоят в привитии студенту основ знаний: - об основных требованиях к конструкции деталей машин и критериях работоспособности и расчета деталей машин; - о особенностях расчета деталей машин; выбора материалов; использования вероятностных методов расчета; надежности машин; оптимизации конструкций. 2. Начальные требования к освоению дисциплины Начальные требования к освоению дисциплины «Детали машин и основы конструирования» определены следующими дисциплинами: - Математика - Физика - Теоретическая механика - Теория механизмов и машин 3 - Черчение - Детали машин и основы конструирования - Технология металлов 3 Требования к уровню освоения содержания дисциплины В результате теоретического изучения дисциплины студент должен знать: - основные критерии работоспособности деталей машин и виды отказов; - основы теории и расчета деталей и узлов машин; - типовые конструкции деталей и узлов машин, их свойства и области применения; - основы автоматизации расчетов и конструирования деталей и узлов машин. В результате практического изучения дисциплины студент должен знать: - самостоятельно конструировать узлы машин общего назначения по заданным выходным параметрам. - самостоятельно подбирать справочную литературу, стандарты, а так же прототипы конструкций при проектированию. - учитывать экономичности, при конструкции ремонтопригодности, требования технологичности, стандартизации, промышленной эстетики, унификации машин, охраны труда, экологии. - выбрать наиболее подходящие материалы для деталей машин и рационально их использовать. - выполнять расчеты деталей и узлов машин пользуясь справочной литературой и стандартизации. - оформлять графическую и текстовую часть конструкторскую документацию в полном соответствии с требованиями ЕСКД и ЕСДП. - пользоваться при подготовке расчетной и графической документацией типовыми программами ЭВМ. 4 4 Объем дисциплины и виды учебной работы 4.1 Очная форма обучения вид учебной работы всего часов общая трудоемкость дисциплины лекции лабораторные занятия практические занятия всего самостоятельная работа) в том числе: курсовое проектирование расчетно-графические работы рефераты другие виды вид итогового контроля (экзамен, зачет) 108 распределение по семестрам (5 семестр) 108 36 18 54 36 18 54 48 48 - - экзамен экзамен 4.2 Содержание лекционного курса (наименование раздела, темы, краткое содержание) Введение Роль и значение курса в системе подготовки бакалавра. Роль машиностроения в экономике. Основные направления развития конструкций машин. Основные задачи курса. Связь курса с общетехническими и специальными дисциплинами. Тема 1 Общие вопросы проектирования деталей и узлов машин. Основные требования к деталям и узлам машин. Понятия работоспособности, технологичности, экономичности. 5 Критерии работоспособности деталей машин. Прочность (модели нагружения, модели разгружения). Конструктивные и технологические методы повышения прочности. Жесткость деталей машин, ее влияние на работоспособность. Теплоустойчивость и веброустойчивость деталей машин. Основы триботехники деталей. Природа трения скольжения, режимы трения. Природа изнашивания. Конструктивные и технологические способы повышения износостой кости сопряжений. Стадии проектирование узлов и деталей машин. Раздел 3 Соединения Характеристика и назначения соединений классификация составных единиц Тема3.1 Резьбовые соединения Характеристика и область применения. Соединения болтами, винтами и шпильками. Материалы резьбовых соединений. Понятие о самоторможении и сопротивлении резьбовых соединений. Расчет резьбовых соединений при совместном действии силы затяжки и внешней нагрузки, не лежащей в плоскости работоспособности стыка. резьбовых Виды повреждений соединений. и Особенности критерии расчета и конструирования многоболтовых соединений. Тема 3.2 Сварные соединения Характеристика и области применения. Основные конструкции сварочных швов. Виды их повреждений и критерии работоспособности. Расчеты сварочных швов при постоянных во времени нагрузках. Допускаемые напряжения. Тема 3.3 Паяные и клеевые соединения, клеммовые соединения. 6 Характеристика и области применения. Расчет на прочность соединения пайкой. Расчет на прочность соединения склеиванием. Качество клееного соединения. Конструкция и применение клеммовых соединений. Расчет на прочность клеммовых соединений. Тема 3.4 Соединения с натягом Характеристика, особенности технологии сборки и критерии работоспособности. Расчет соединений с натягом. Тема 3.5 Шпоночные и штифтовые соединения Сравнительная повреждения и характеристика критерии и области работоспособности. применения. Расчет Виды ненапряженных шпоночных соединений (призматическими и сегментными шпонками). Тема 3.6 Шлицевые соединения Конструкция и классификация. Основные критерии работоспособности и расчета шлицевых соединений. Раздел 4 Механический привод и основные типы механических передач Назначение и структура механического привода, его характеристика. Назначение и классификация передач. Тема 4.1 Зубчатые передачи Характеристика и область применения зубчатых передач. Основные параметры. Материалы и термообработка. Понятие о контактных напряжениях. Критерии работоспособности зубчатых передач. Расчет зубчатых передач на усталость по изгибу. 7 Расчетная модель и расчетные формулы. Расчет цилиндрических зубчатых передач на контактную выносливость. Определение расчетной нагрузки в зубчатых передачах. Коэффициенты концентрации и динамичности нагрузки. Допускаемые напряжения для зубчатых передач. Тема 4.2 Косозубые передачи Область применения, геометрические, эксплуатационные особенности. Специфика расчета. Тема 4.3 Конические зубчатые передачи Классификация конических зубчатых передач. Теометрические и эксплуатационные особенности. Специфика расчета. Тема 4.4 Червячные передачи Червячные передачи, их характеристика и область применения. Виды червяков. Стандартные параметры червячной передачи. Материалы колеса и червяка. Критерии работоспособности и виды отказов. Расчет допускаемых напряжений. Определение коэффициента нагрузки в червячных передачах. Расчет червячных передач на контактную выносливость и на усталость по изгибу. КПД червячных передач, его расчет. Способы повышения КПД. Расчет червячных передач на нагрев. Раздел 5 Опоры, валы и оси, муфты. Тема 5.1 Опоры Роль опор в машинах. Классификация опор. Подшипники качения, их характеристика. Область применения. Классификация. Основные конструкции. Распределение нагрузки по телам качения. Виды повреждений подшипников и критерии работоспособности. Принципы выбора 8 подшипников качения. Определение эквивалентной нагрузки. Выбор подшипников по динамической грузоподъемности. Тема 5.2 Валы и оси Валы и оси, их роль в машинах. Конструктивные разновидности валов. Материалы и термообработка. Расчет валов на прочность (условный по крутящему моменту и по статической несущей способности). Темы 5.3 Муфты Муфты, их роль в машинах. Виды погрешности взаимного расположения валов. Классификация муфт. Глухие муфты, их конструкция (1-2 примера) и расчет. Жесткие компенсирующие муфты, конструкция и расчет (1-2 примера). Упругие муфты и их свойства. Компенсирующая и демпфирующая способность. Характеристика упругой муфты (линейная и нелинейная). Конструкция и расчет упругих муфт (1-2 примера). Понятие об управляемых и самоуправляемых муфтах. Курсовое проектирование (цель, типовая тематика) Цель типового проектирования – формирование у студента навыков самостоятельного конструирования машин. Проект должен быть завершающе частью курса. Тематика задания на курсовое проектирование должна удовлетворять следующим требованиям: 1. Максимально охватить изучаемый курс и смежные общетехнические дисциплины. 2. Быть возможно ближе привязанной к профилю специальности. 3. Предусматривать возможность использования расчетов на ЭВМ. 4. Предусматривать возможность рассмотрения в пределах одного задания нескольких альтернативных вариантов конструкторских решений. 9 Темы курсовых проектов: 1. Приводы конвекторов (ленточных, цепных и др.) 2. Приводы технологического оборудования (технологические агрегаты, транспортные устройства) 3. Приводы транспортных машин 4. Приводы испытательных машин и установок 5. Приводы манипуляторов и роботов 5 Содержание практических занятий. п/п 1 Номер раздела 3 2 3 3 3 4 4 5 5 6 5 Наименование практического занятия. Расчет болтовых соединений нижнего подшипника шатуна двигателя внутреннего сгорания (2 часа) Расчет сварочного соединения, выполненного точечной сваркой и нагруженного по соответствующей схеме (2 часа) Расчет соединений с натягом. Подбор посадки, обеспечивающей соединение червячного колеса с валом. (2 часа) Синтез эвольвентного зубчатого зацепления с параллельными осями. (4 часа) Выбор подшипников по динамической и статической грузоподъемности. (4 часа) Расчет нагрузок, действующих на валы и опоры. (4 часа) 6 Учебно-методическое обеспечение дисциплины Основная литература 1. Теория механизмов и механика машин: Учеб для втузов/К.В. Фролов, С.А. Попов, А.К. Мусатов; Под ред. К.В. Фролова. – 3-е изд., стер. – М.: Высш. шк., 2008 10 Дополнительная литература 1. Бернштейн С.А.Детали машин и основы конструирования.–М.: Высш. шк., 2008.-464с. 2. И.А.Биргер, Р.Р.Мавлютов Детали машин и основы конструирования. –М.: Наука, 2008.-560с. 3. Е.Ф.Винокуров, Н.Г.Петрович, Л.И.Шевчук Детали машин и основы конструирования. -Минск: Вышейш. шк., 2009.-227с. 4. К.П.Горбачев, Е.Г.Краснов, В.В.Субботницкий и др. Основы механики деформируемого твердого тела. –Владивосток: Изд-во «Уссури», 2007. -166с. 5. Гастев В.А. Краткий курс сопротивления материалов. -М.: Наука. 2007.-456с. 6. Заславсвий Б.В. Краткий курс сопротивления материалов. -М.: Наука. 2007.-456с. 7. В.Н.Заяц, М.К.Балыкин, И.А.Голубев Детали машин и основы конструирования. Минск:БГПА, 2008. -1 часть 113с., 2 часть 117с. 8. Ицкович Г.М. Детали машин и основы конструирования. –М.: Высш. шк., 2008.-351с. 9. Кинасошвили Р.С. Детали машин и основы конструирования. Краткий учебник. -М.: Наука. 2008.-384с. 10. Кочетов В.Т., Кочетов М.В., Павленко А.Д. Детали машин и основы конструирования: Учеб. пособие для вузов.- СПб.: БХВ-Петербург, 2008.544с. Электронные образовательные ресурсы 1. Демин О.В., Буланов В.Е. Механика: основы проектирования деталей машин: Учебное пособие. – Тамбов: Издательство ТГТУ, 2009 [Электронный ресурс]. – Режим доступа [http://window.edu.ru/resource/096/73096]. 2. Гордин П.В., Росляков Е.М., Эвелеков В.И. Детали машин и основы конструирования: Учебное пособие. - СПб.: Изд-во СЗТУ, 2009 11 [Электронный ресурс]. – Режим доступа [http://window.edu.ru/resource/460/40460]. 3. Мурин А.В., Осипов В.А. Основы конструирования деталей и узлов машин: Курсовое проектирование. Учебное пособие / Под ред. А.В. Мурина. - Томск: Изд-во ТПУ, 2009 [Электронный ресурс]. – Режим доступа [http://window.edu.ru/resource/612/75612]. 7 Перечень типовых экзаменационных вопросов Критерии работоспособности, конструкционные материалы. Надежность. Способы повышения надежности. Квалификация и типы соединений. Основные требования к соединениям. Основные типы резьб и области их применения. Основные типы крепежных деталей и способов стопорения. Как повысить равномерность распределения нагрузки по виткам резьбы гайки? По каким напряжениям рассчитывают резьбу? Какое напряжение является главным для крепежных и ходовых резьб? Как рассчитывают болты, поставленные с зазором и без зазора в соединениях при сдвигающей нагрузке. Каковы способы повышения усталостной прочности болтов при переменной внешней нагрузке? Как образуется заклепочное соединение? Что такое коэффициент прочности и заклепочное соединение? Соединения сварные встык и внахлестку, достоинства и недостатки. В чем преимущества вогнутой формы поперечного сечения углового шва? Почему не рекомендуется применять длинные фланговые швы. Факторы, влияющие на прочность сварных соединений. Области применения точечной и шовной контактной сварки. Где применяют соединения пайкой и склеиванием. Подготовка деталей перед пайкой и склеиванием. Основные виды шпоночных соединений, их применения. Почему шпонки рассчитывают по напряжениям смятия, а не на срез? В чем преимущества шлицевого соединения по сравнению со шпоночным? Критерии работоспособности 12 шлицевых соединений. Оценка прессового соединения по сравнению со шпоночным и шлицевым. По каким натягам рассчитывают прочность соединения и прочность деталей? Почему в прессовом соединении наблюдается коррозионно-механическое изнашивание? Способы его уменьшения. Типы механических передач, их назначение и характеристики. Основные геометрические параметры зубчатых передач. Скольжение в зацеплении. Как оно распределяется по профилю зуба? Коэффициент торцового перекрытия. Контактные напряжения. Критерии работоспособности и виды разрушения зубьев зубчатых передач. Силы в зацеплении цилиндрической прямозубой передачи. Как влияют модуль и число зубьев на контактные напряжения? Расчет прямозубой цилиндрической передачи по направлениям изгиба. Особенности расчеты косозубых (шевронных) передач. Причины плавности и бесшумности. Силы в зацеплении Особенности косозубой расчета цилиндрической косозубых передач (шевронной) по напряжениям передаче. изгиба. Конические зубчатые передачи, их оценка по сравнению с цилиндическими. Области применения. Основные геометрические параметры конической передачи. Силы в зацеплении прямозубой конической передачи. По каким критериям распределяют общее передаточное отношение по ступеням многоступенчатой передачи? Какие потери определяют КПД зубчатой передачи и каково его приближенное значение. Какие материалы и виды термической обработки применяют для повышения прочности и долговечности зубчатых передач? Как учитывают переменность режима нагрузки при определении запускаемых напряжений? Планетарные передачи – устройство и кинематика, оценка и применение. Силы в зацеплении планетарной передачи и особенности расчета на прочность. По каким условиям выбирают числа зубьев колес планетарной передачи? Чем отличается овы кинематика червячной передачи от зубчатой? Почему КПД. Червячной передачи меньше чем у зубчатой? Способы его повышения. Силы в зацеплении червячной передачи. Каковы 13 устройство и принцип действия волновой передачи? Каковы особенности преобразования движения в зубчатой и фрикционной волновых передачах? Каковы основные критерии работоспособности и расчета волновых передач. Каковы достоинства и недостатки фрикционных передач. Ременные передачи - принцип действия, типы ремней. Силы в ветвях ремня, напряжение в ремне. Достоинства ценной передачи. Какие типы цепей наиболее распространены. По какому критерию выполняют расчет цепной передачи. Проектный и проверочный расчет вала. Статистическая прочность вала. Жесткость вала. Классификация подшипников. Какие материалы применяют для подшипников скольжения. Основные типы подшипников качения. Динамическая и статическая грузоподъемность подшипника. Для чего используют муфты. Достоинства и недостатки глухих муфт? Комплектующие муфты. Упругие муфты, их функции. Сцепные муфты, их разновидность. Самоуправляемые муфты, их классификация. 14 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) ФИЛИАЛ ДВФУ В Г. БОЛЬШОЙ КАМЕНЬ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ по дисциплине «Детали машин и основы конструирования» 180100.62 Кораблестроение и океанотехника 15 г. Большой Камень 16 Тема «Общие понятия и критерии работоспособности» Укажите номер правильного ответа 1. Часть конструкции, изготовленную из материала одной марки без применения сборочных операций называют… 1) деталью; 2) рамой; 3) узлом. 2. Совокупность изделий, соединенных на предприятии изготовителе и предназначенных для совместной работы называют… 1) рамой; 2) деталью; 3) узлом. 3. Вероятность безотказной работы изделия в течение заданного промежутка времени называют… 1) сроком службы; 2) надежностью; 3) долговечностью. 4. Полная продолжительность работы узла при установленной системе технического обслуживания называется… 1) надежностью; 2) долговечностью; 3) сроком службы. 5. Главным критерием работоспособности является… 1) износостойкость; 2) прочность; 3) жесткость. 6. Условие прочностной надежности определяется с помощью запаса прочности S по формуле… 17 1) S разр S ; max 2) S разр S ; max 3) S max S . разр 7. Допускаемое значение запаса прочности определяется как S S S S 1 2 3 , где S 1 ,S 2 и S 3 учитывают… 1) точность расчета, технологичность, степень ответсвенности; 2) точность расчета, однородность механических свойств, степень ответственности; 3) условия эксплуатации, однородность механических свойств, степень ответственности. 8. Коэффициент ассиметрии цикла R равен… 1) max ; min 2) 3) min ; max max min max . 9. При симметричном цикле нагружения коэффициент ассиметрии цикла R равен… 1) 0,5; 2) 1; 3) –1. 10. При пульсирующем цикле нагружения коэффициент ассиметрии цикла R равен… 1) 1; 2) 0; 3) –1. 18 11. При ассиметричном цикле нагружения коэффициент ассиметрии цикла R равен… 1) 0; 2) 0,2; 3) –1. 12. Кривая выносливости в логарифмических координатах имеет вид… 1) синусоиды; 2) прямой; 3) ломанной прямой. 13. Базовое число циклов перемены напряжений для сталей равно… 1) 10 7 ; 2) 10 9 ; 3) 10 4 . 14. Значения коэффициента долговечности не могут быть меньше… 1) 2; 2) 0,8; 3) 1. 15. Значения коэффициента долговечности не могут быть больше… 1) 1,2; 2) 1,4; 3) 2,4. 16. При действии переменных нагрузок на срок службы детали не влияет… 1) масса детали; 2) размер детали; 3) качество обработки поверхности. 19 17. Шлифовка поверхности детали при переменных нагрузках… 1) не влияет на срок службы; 2) увеличивает срок службы; 3) уменьшает срок службы. 18. С увеличением абсолютных размеров деталей при переменных нагрузках их относительная прочность… 1) снижается; 2) увеличивается; 3) не изменяется. 19. Изменение формы при переменных нагрузках прочность детали… 1) не изменяет; 2) увеличивает; 3) уменьшает. 20. При одинаковых напряжениях в деталях и постоянной нагрузке наличие в одном из них отверстия… 1) уменьшает прочность детали; 2) увеличивает прочность детали; 3) детали практически являются равнопрочными. 21. При переменных нагрузках наличие в детали шпоночного паза… 1) уменьшает долговечность детали; 2) не влияет на срок службы; 3) увеличивает долговечность детали. 22. Основная цель конструирования машин… 1) повышение долговечности; 2) повышение экономической эффективности; 3) повышение производительности. 23. Максимального повышения экономической отдачи машины можно, в первую очередь, добиться за счет… 20 1) повышения производительности; 2) снижения эксплуатационных расходов; 3) повышения срока службы. 24. При создании машины приоритетным является… 1) низкое энергопотребление; 2) высокая производительность; 3) создание безопасных условий труда. 25. При создании мобильных машин по сравнению со стационарными, в первую очередь, следует обращать внимание на… 1) применение автоматизации; 2) снижение массы; 3) повышение надёжности. Тема «Сварные соединения» Укажите номер правильного ответа 1. Наименьшая концентрация напряжений возникает в угловых сварных швах с профилем… 1) нормальным (в виде равнобедренного треугольника); 2) вогнутым; 3) выпуклым. 2. Основное требование при проектировании сварных конструкций – обеспечение… 1) прочности соединяемых деталей; 2) прочности сварного шва; 3) равнопрочности шва и детали. 3. При качественном выполнении стыкового шва разрушение обычно происходит… 21 1) в зоне термического влияния; 2) по сварному шву; 3) на стыке шва и детали. 4. Напряжение растяжения в стыковом шве определяется как… 1) F ; l 2) Fl ; 3) 5. Fl . Касательное напряжение в угловом шве, нагруженном растягивающей силой F равно… 1) 0,7 Fkl ; 2) F ; 0,7kl 3) 0,7 Fk . l 6. Нормальное напряжение изгиба в стыковом шве определяется как… 1) 2М ; Wx 2) MWx ; 3) M . Wx 7. Напряжения в стыковом шве от изгибающего момента и растягивающей (сжимающей) силы определяются как… 1) M Fl ; Wx 2) M F ; Wx l 22 3) M Fl . Wx 8. Касательные напряжения во фланговом шве… 1) распределены равномерно по длине шва; 2) больше на середине шва; 3) больше на концах шва. 9. Сварное соединение «внахлёст» выполняют с помощью швов… 1) угловых; 2) стыковых; 3) любых. 10. При сварке встык двух листов зазор между деталями должен быть не менее … 1) 0 мм; 2) 2 мм; 3) 5 мм. 11. При выполнении шва внахлёстку при толщине деталей длина нахлёста должна быть не менее… 1) ; 2) 2 ; 3) 4 . 12. Форма разделки кромок шва зависит от… 1) марки электрода; 2) марки стали; 3) толщины детали. 13. Косой шов применяется… 1) для экономии электродов; 2) для обеспечения равной прочности детали и шва; 3) исходя из эстетических соображений. 14. Достоинством сварного шва является… 1) хороший контроль качества шва; 23 2) хорошая работа при переменных нагрузках; 3) экономия металла по сравнению с другими типами соединений. 15. Сварное соединение встык равных по толщине деталей может быть выполнено с помощью… 1) любых швов; 2) стыковых швов; 3) угловых швов. 16. Допускаемое напряжение для [ P' ] для материала свариваемого шва равно… 1) В ; S 2) Т ; S 3) 1 S . 17. Допускаемые напряжения для швов при постоянной нагрузке равны… 1) р/ p ; / р 1 ; 2) р/ p 1 ; / р ; 3) р/ p ; / р/ 1 . 18. При переменных нагрузках на сварной шов допускаемая нагрузка… 1) не меняется; 2) увеличивается; 3) уменьшается. 19. При переменных нагрузках на сварной шов учитывают… 1) толщину деталей; 2) массу деталей; 3) вид и цикл нагружения. 24 20. Напряжение ' в комбинированных сварных швах, нагруженных моментом М в плоскости стыка, равно… 1) 2) М max ; Ip MI p max ; 3) MI p max . 21. Вал диаметром d приваренный торцом к листу металла толщиной угловым швом выдержит крутящий момент равный… 1) 0,7d 2 / ; 2) 0,7d 2 / ; 3) 0,35d 2 / . 22. При сварке сложной составной конструкции присоединительные отверстия следует просверлить… 1) в любое время; 2) после сварки; 3) до сварки. 23. Процесс разрушения соединения проще контролировать в… 1) соединении склеиванием; 2) заклёпочном соединении; 3) сварном соединении. 24. Наиболее перспективным направлением в развитии конструирования соединений деталей машин является их… 1) пайка; 2) заклёпка; 3) сварка. 25. В сварных стыковых швах разделка кромок целесообразна при толщине деталей больше… 25 1) 5 мм; 2) 7 мм; 3) 10 мм. Тема «Резьбовые соединения» Укажите номер правильного ответа 1. В крепёжных резьбовых соединениях применяют резьбу… 1) трапецеидальную; 2) треугольную; 3) прямоугольную. 2. Основным критерием работоспособности крепёжных резьб является… 1) жёсткость; 2) износостойкость; 3) прочность. 3. Прочность болта, нагруженного растягивающей силой, определяется… 1) наружным диаметром резьбы; 2) длиной резьбовой части; 3) внутренним диаметром резьбы. 4. Для затянутого болта при отсутствии внешней нагрузки в расчёте принимают эквивалентное напряжение равным… 1) Э р к ; 2) Э 1,3 р ; 3) Э к . 5. При замене резьбы с крупным шагом на резьбу с мелким шагом прочность 26 стержня болта, нагруженного растягивающей силой… 1) увеличивается; 2) уменьшится; 3) не изменится. 6. С уменьшением угла подъёма резьбы тенденция к самоотвинчиванию резьбового соединения… 1) увеличивается; 2) уменьшается; 3) не изменяется. 7. С увеличением длины гаечного ключа момент трения в резьбе… 1) увеличивается; 2) уменьшается; 3) не изменяется. 8. Угол подъёма резьбы ψ равен: ; 1) arctg p d 2 ; 2) arctg p d 1 . 3) arctg ph d 2 9. Коническая резьба обладает лучшей… 1) уплотнением; 2) жёсткостью; 3) прочностью. 10. Угол профиля дюймовой резьбы равен … градусов 1) 30; 2) 55; 3) 60. 11. Угол трения в резьбе больше у … резьбы 1) прямоугольной; 27 2) дюймовой; 3) метрической. 12. КПД резьбы равен… 1) tg ; tg ( ) 2) tg ( ) ; tg 3) tg . tg 13. По закону Жуковского нагрузка на шестой виток меньше, чем на первый, в … раз 1) 3; 2) 5; 3) 7. 14. Болты, соединяющие плоские детали, нагружённые сдвигающей силой, поставленные без зазора, работают на… 1) изгиб; 2) срез; 3) растяжение. 15. При креплении детали к полке швеллера без косой шайбы напряжение в болте увеличивается в … раз 1) 3; 2) 5; 3) 9 . 16. Правило конструирования крышек резервуаров, наполненных газом под давлением, формулируется так: 1) жёсткие болты и податливые стыки; 2) жёсткие стыки и податливые болты; 3) жёсткие стыки и болты. 28 17. При расчёте ходовых резьб основной расчёт производят по напряжениям 1) среза; 2) сжатия; 3) смятия. 18. При расчёте крепёжных резьб основной расчёт производят по напряжениям… 1) растяжения; 2) среза; 3) смятия. 19. Условие самоторможения резьбы: 1) ; 2) ; 3) . 20. При затяжке болтового соединения усилие рабочего на ключе меньше растягивающей болт силы в … раз 1) 30 – 50; 2) 70 – 100; 3) 10 – 30. 21. В соединении болтами плоских деталей, нагруженных сдвигающей силой, неподвижность детали обеспечивается силой трения если… 1) болт поставлен в отверстие без зазора; 2) болт поставлен в отверстие с зазором; 3) соединение заклёпочное. 22. Если винт и гайка, нагруженные осевой силой, изготовлены из одного материала, то по условию среза прочнее будет виток… 1) винта; 2) гайки; 3) прочность одинакова. 29 23. Нестандартной является резьба… 1) метрическая; 2) упорная; 3) прямоугольная. 24. При растяжении внутренний диаметр резьбы d 1 должен быть не менее… 0,5 4F ; 1) p 0,5 4F 2) p 4F 3) ; 0,5 . 25. Условием равнопрочности винта и гайки является… 1) H 1,2d ; 2) H d ; 3) H 0,8d . Тема «Шпоночные, шлицевые, прессовые и клеммовые соединения» Укажите номер правильного ответа 1. Основной расчёт призматических шпонок производится по напряжениям… 1) среза; 2) смятия; 3) сжатия. 30 2. Размеры сечения призматической шпонки определяются в соответствии с… 1) диаметром вала; 2) передаваемым моментом; 3) режимом работы. 3. При необходимости установки второй шпонки она предпочтительно ставится на валу через … градусов 1) 90; 2) 120; 3) 180. 4. Рабочая длина шпонки равна всей длине… 1) шпонки; 2) шпонки без одного участка скругления; 3) шпонки без участков скругления. 5. Рабoчая длина призматической шпонки определяется по формуле… 1) lP 2Т dt2 см 2) lP 2Т ; dt2 3) lP Т . dt2 ; 6. Соединение сегментной шпонкой следует использовать… 1) на любом участке; 2) в середине вала; 3) на концах валов. 7. Жёсткое фиксирование деталей в окружном направлении с возможностью их взаимного осевого перемещения осуществляют соединения… 1) шпонкой; 2) шлицами; 31 3) прессовые. 8. Центрирование шлицевых соединений с прямобочными зубьями не может осуществляться… 1) по обоим диаметрам; 2) по наружному диаметру и боковой поверхности; 3) по внутреннему диаметру и боковой поверхности. 9. Соединения с эвольвентными шлицами центрируются в основном… 1) по внешнему диаметру; 2) по боковым поверхностям зубьев; 3) внутреннему диаметру. 10. Центрирование по внешнему или внутреннему диаметру шлицов применяют… 1) для простоты сборки-разборки; 2) для повышения прочности соединения; 3) сопряжённых при повышенных требованиях к точности вращения деталей. 11. Наиболее технологично центрирование шлицов по… 1) боковым поверхностям; 2) внутреннему диаметру; 3) наружному диаметру. 12. Центрирование по внутреннему диаметру шлицев осуществляют при… 1) больших окружных усилиях; 2) высокой скорости вращения; 3) высокой твёрдости ступицы. 13. Соединения с посадкой на конус работают и рассчитываются как… 1) фрикционные; 2) шпоночные; 3) фрикционные со страховкой в виде шпонки. 14. Наиболее часто прессовые соединения выполняют… 32 1) прессованием; 2) нагревом втулки; 3) охлаждением вала. 15. Какое утверждение не верно: «Соединения с натягом…» 1) обладают пониженной прочностью при переменных нагрузках; 2) дороги и сложны в выполнении; 3) характерны отсутствием жёсткой фиксации. 16. Какое утверждение верно: «Соединения с натягом…» 1) могут воспринимать значительные статические и динамические нагрузки; 2) обладают повышенной прочностью при переменных нагрузках; 3) имеют узкую область применения. 17. По формуле Ляме определяют в соединении с натягом… 1) натяг; 2) давление; 3) момент сдвига. 18. При равном передаваемом моменте наибольшую массу имеют соединения… 1) клеммовые; 2) шпоночные; 3) прессовые. 19. Клиновые шпонки используют в передачах… 1) быстроходных; 2) тихоходных; 3) во всех типах передач. 20. Достоинством клиновых шпонок является… 1) хорошее центрирование детали; 2) высокая прочность соединения; 3) быстрая сборка-разборка. 21. Напряжённым является соединение… 33 1) сегментной шпонкой; 2) клиновой шпонкой; 3) призматической шпонкой. 22. Из геометрических параметров шпонки по диаметру вала выбирают… 1) ширину; 2) высоту; 3) длину. 23. Назначение призматической шпонки состоит в том чтобы… 1) соединить детали для передачи крутящего момента; 2) закрепить деталь от перемещения вдоль оси вала; 3) предохранить машину от поломок. 24. От перемещения вдоль оси вала деталь закрепляют… 1) шлицевым соединением; 2) призматической шпонкой; 3) соединением деталей с натягом. 25. К разъёмному относится соединение… 1) с натягом вала и втулки; 2) заклёпочное; 3) клеммовое. Тема «Зубчатые цилиндрические передачи» Укажите номер правильного ответа 1. Эвольвента образуется при… 1) перекатывании кривой линии по окружности; 2) скольжении прямой линии по окружности; 3) перекатывании прямой линии по окружности. 2. Полюс зацепления – это точка, в которой… 34 1) происходит касание зубьев; 2) нормаль к касающимся поверхностям зубьев пересекается с линией центров колёс; 3) нормаль пересекается с перпендикуляром из центра шестерни. 3. При уменьшении модуля зацепления прочность зубьев на изгиб… 1) увеличивается; 2) уменьшается; 3) не изменяется. 4. Непрерывность и плавность работы зубчатой передачи обеспечивается… 1) увеличением модуля зацепления; 2) смещением исходного контура зубьев; 3) перекрытием работы одной пары зубьев другой. 5. Допустимая окружная скорость зубчатой передачи зависит от… 1) точности изготовления; 2) модуля; 3) межосевого расстояния. 6. Наиболее характерным повреждением зубьев колёс закрытых передач с твёрдостью по Бринеллю не более 350 является… 1) излом; 2) абразивный износ; 3) усталостное выкрашивание. 7. С увеличением угла наклона зубьев косозубых колёс осевая сила в зацеплении… 1) увеличивается; 2) уменьшается; 3) не изменяется. 8. Угол наклона зубьев косозубых цилиндрических ограничен… 1) суммарной длиной контактных линий; 2) величиной осевой силы; 35 3) минимальным числом зубьев шестерни. 9. Величина окружной силы в зацеплении определяется как… 1) 2) T2 d 2 ; 2 T2 ; d2 3) 2T2 . d2 10. Модуль зацепления равен… 1) р ; 2) р ; 3) рz . 11. КПД открытой цилиндрической передачи равно… 1) 0,97 – 0,99; 2) 0,94 – 0,96; 3) 0,90 – 0,92. 12. Приведенное число зубьев равно… 1) Z v Z ; cos3 2) Z v Z ; cos2 3) Z v Z . cos 13. Базовой для определения размеров зубьев является окружность… 1) основная; 2) начальная; 3) делительная. 14. Стандартное значение угла зацепления равно … градусов 1) 15; 36 2) 20; 3) 30. 15. Высота головки зуба цилиндрической передачи равна… 1) m ; 2) 1,25m ; 3) 2,25m . 16. Диаметр окружности впадин цилиндрической зубчатой передачи равен… 1) mz ; 2) mz 2m ; 3) mz 2,5m . 17. При угловом смещении … 1) Χ 0 ; 2) Χ 0 ; 3) Χ 0 . 18. Коэффициент формы зуба зависит… 1) от приведенного числа зубьев; 2) от коэффициента смещения; 3) от приведенного числа зубьев и коэффициента смещения. 19. В косозубом цилиндрическом зацеплении осевая сила равна… 1) Ft tg ; 2) Ft cos ; 3) Ft sin . 20. Нормальный модуль равен торцевому умноженному на… 1) cos ; 2) sin ; 3) tg . 21. Формула Герца применяется для расчёта зубчатых передач по напряжениям… 37 1) среза; 2) контактным; 3) изгиба. 22. Коэффициент формы зубьев учитывает их форму… 1) у основания; 2) по диаметру делительной окружности; 3) у вершины. 23. В цилиндрической косозубой передаче модуль принимают стандартным в… 1) торцевом сечении; 2) нормальном сечении; 3) среднем сечении. 24. Ширина зубчатого колеса цилиндрической зубчатой передачи определяется умножением коэффициента ширины ψ ba на… 1) межосевое расстояние; 2) диаметр делительной окружности шестерни; 3) модуль. 25. Цилиндрические зубчатые передачи применяют, если валы передач… 1) пересекаются; 2) параллельны; 3) перекрещиваются. 38 ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ БИЛЕТЫ Билет №1 по дисциплине: Детали машин и основы конструирования 1. Назовите основные задачи сопротивления материалов. 2. Объясните в чем сущность метода сечения. 3. Расчет напряжения среза и смятия заклепочного соединения. 4. Задача. Билет №2 по дисциплине: Детали машин и основы конструирования 1. В чем сущность расчета а) на прочность б) на жесткость в) на устойчивость 2. Деформация при растяжении и сжатии. Закон Гука. 3. Назовите виды напряженных состояний. 4. Задача. Билет №3 по дисциплине: Детали машин и основы конструирования 1. Испытание материалов. Виды испытаний. 2. Что такое степень статической неопределимости. 3. Графическое определение напряжений (Круг Мора). Билет №4 по дисциплине: Детали машин и основы конструирования 1. Диаграмма растяжения и сжатия. 39 2. Напряжения по наклонным площадкам при осевом растяжении, сжатии. 3. Понятия о главных напряжениях. Билет №5 по дисциплине: Детали машин и основы конструирования 1. Что называется пределом прочности. 2. Способы раскрытия статически неопределимых систем. 3. Объясните классические теории прочности. Билет №6 по дисциплине: Детали машин и основы конструирования 1. Сопротивление разрушению. Отрыв и срез. 2. Методы расчета на сдвиг. Заклепочное соединение. 3. Кручение, понятие о крутящем моменте. Билет №7 по дисциплине: Детали машин и основы конструирования 1. Чистый сдвиг. 2. Геометрические характеристики плоских сечений. 3. Определение напряжений при кручении вала круглого сечения. Гипотезы. Билет №8 по дисциплине: Детали машин и основы конструирования 40 1. Вычисление напряжений по площадкам, перпендикулярным к оси стержня. 2. Случай вычислений напряжений, возникающих на октаэдрической площадке. 3. Различие односрезных и многосрезных соединение. Расчет. Билет №9 по дисциплине: Детали машин и основы конструирования 1. Построение эпюры крутящих моментов на валу. Правила знаков. 2. Расчетные напряжения по разным теориям прочности. 3. Напряжение при плосконапряженном состоянии. Билет №10 по дисциплине: Детали машин и основы конструирования 1. Напряжение при объемном напряженном состоянии. 2. Понятия о теориях прочности. 3. Потенциальная энергия упругой деформации при сложном напряженном состоянии. Билет №11 по дисциплине: Детали машин и основы конструирования 1. Теории хрупкого разрушения (теории хрупкого отрыва). 2. Осевой момент инерции. 3. Вычисление напряжений при объемном напряженном состоянии с помощью кругов Мора. 41 Билет №12 по дисциплине: Детали машин и основы конструирования 1. Теории вязкого разрушения (теории срезов). 2. Чистый сдвиг, напряжения и деформации. Закон Гука. 3. Вычисление момента инерции сложной фигуры (Примеры фигур). Билет №13 по дисциплине: Детали машин и основы конструирования 1. Теория прочности потенциальной энергии. Форма изменения. 2. Чистый сдвиг. Напряжения деформации. 3. Момент инерции при параллельном перемещении оси. Билет №14 по дисциплине: Детали машин и основы конструирования 1. Статически неопределимые системы. 2. Диаграмма растяжения. Механические характеристики материала. 3. Поперечная деформация. Коэффициент поперечной деформации. Закон Гука. 42 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) ФИЛИАЛ ДВФУ В Г. БОЛЬШОЙ КАМЕНЬ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ по дисциплине «Детали машин и основы конструирования» 180100.62 Кораблестроение и океанотехника г. Большой Камень 43 Основная литература 1. Теория механизмов и механика машин: Учеб для втузов/К.В. Фролов, С.А. Попов, А.К. Мусатов; Под ред. К.В. Фролова. – 3-е изд., стер. – М.: Высш. шк., 2008 Дополнительная литература 1. Бернштейн С.А.Детали машин и основы конструирования. – М.: Высш. шк., 2008.-464с. 2. И.А. Биргер, Р.Р. Мавлютов Детали машин и основы конструирования. – М.: Наука, 2008.-560с. 3. Е.Ф.Винокуров, Н.Г.Петрович, Л.И.Шевчук Детали машин и основы конструирования. - Минск: Вышейш. шк., 2009.-227с. 4. К.П.Горбачев, Е.Г.Краснов, В.В. Субботницкий и др. Основы механики деформируемого твердого тела. – Владивосток: Изд-во «Уссури», 2007. -166с. 5. Гастев В.А. Краткий курс сопротивления материалов. - М.: Наука. 2007. - 456с. 6. Заславсвий Б.В. Краткий курс сопротивления материалов. - М.: Наука. 2007.-456с. 7. В.Н.Заяц, М.К.Балыкин, И.А.Голубев Детали машин и основы конструирования. Минск: БГПА, 2008. -1 часть 113с., 2 часть 117с. 8. Ицкович Г.М. Детали машин и основы конструирования. – М.: Высш. шк., 2008.-351с. 9. Кинасошвили Р.С. Детали машин и основы конструирования. Краткий учебник. - М.: Наука. 2008.-384с. 10. Кочетов В.Т., Кочетов М.В., Павленко А.Д. Детали машин и основы конструирования: Учеб. пособие для вузов.- СПб.: БХВ-Петербург, 2008.544с. 44 Электронные образовательные ресурсы 1. Демин О.В., Буланов В.Е. Механика: основы проектирования деталей машин: Учебное пособие. – Тамбов: Издательство ТГТУ, 2009 [Электронный ресурс]. – Режим доступа [http://window.edu.ru/resource/096/73096]. 2. Гордин П.В., Росляков Е.М., Эвелеков В.И. Детали машин и основы конструирования: [Электронный Учебное пособие. ресурс]. – СПб.: Изд-во Режим СЗТУ, 2009 доступа [http://window.edu.ru/resource/460/40460]. 3. Мурин А.В., Осипов В.А. Основы конструирования деталей и узлов машин: Курсовое проектирование. Учебное пособие / Под ред. А.В. Мурина. - Томск: Изд-во ТПУ, 2009 [Электронный ресурс]. – Режим доступа [http://window.edu.ru/resource/612/75612]. 45
