05.02.02 Машиноведение, системы приводов и детали машин

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«КАБАРДИНО-БАЛКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМ. Х.М. БЕРБЕКОВА»
Факультет послевузовского профессионального образования
ПРОГРАММА
вступительного экзамена в аспирантуру
Направление подготовки
15.06.01 Машиностроение
Специальность
05.02.02 Машиноведение, системы приводов и детали
машин
Нальчик 2015 г.
Введение
В основу настоящей вступительной программы положены базовые
разделы по основам конструирования машин, основам теории надежности,
основам метрологии и стандартизации, теории механизмов и машин,
динамике и прочности конструкций, системам гидро-, пневмо-, и
электроприводов, системам управления приводами, методам проектирования
и др.
Часть 1. Машиноведение и детали машин
Раздел 1. Роль машин в повышении производительности труда. Краткие
сведения из истории машиноведения. Классификация деталей машин.
Развитие теории расчета и проектирования машин.
Раздел 2. Расчеты на прочность деталей машин; работоспособность и
надежность машин.
Основные критерии работоспособности деталей машин. Методы
обеспечения работоспособности и надежности машин.
Основные расчеты на прочность. Коэффициент запаса прочности.
Надежность машин. показатели надежности. Расчеты на выносливость.
Трение деталей. Виды трения и изнашивание. Износ. Способы
повышения износостойкости.
Выбор материалов. Стандартизация. Взаимозаменяемость. Критерии
выбора материалов.
Основные методы поверхностных уплотнений деталей машин.
Стандартизация деталей машин и ее значение.
Взаимозаменяемость. Допуски и посадки. Расчетные схемы.
Раздел 3. Соединения.
Классификация соединений. Соединения разъемные и неразъемные.
Резьбовые соединения. Основные определения. Классификация резьб.
Параметры резьбы. Материалы. Расчет резьбы на прочность. Теория
винтовой пары. Определение усилий резьбового соединения.
Сварные соединения. Основные виды сварных соединений. Виды сварки.
Расчеты на прочность сварных соединений.
Заклепочные соединения. Паяные соединения. Клеевые соединения.
Область применения. Расчет на прочность.
Соединения деталей с натягом и области их применения.
Клемовые соединения. Конструктивные исполнения.
Шпоночные, зубчатые (шлицевые) и профильные соединения. Основные
типы и области применения. Расчеты.
Раздел 4. Механические передачи.
4.1. Назначение и классификация механических передач. Передачи
трением и передачи зацеплением. Основные параметры передач.
Зубчатые передачи. Классификация. Геометрия и кинематика. Изготовление
зубчатых колес.
Критерии работоспособности зубчатых передач. Виды повреждений зубьев
колес.
Определение расчетных нагрузок. Контактная и изгибная прочность зубьев
колес.
Определение
передаточного
отношения
одноступенчатых
и
многоступенчатых зубчатых передач.
Конические зубчатые передачи. Основные сведения и геометрия конических
зацеплений. Особенности расчета.
Зацепления Новикова. Расчет. Область применения.
Планетарные зубчатые передачи. Расчет и конструирование.
Основные типы редукторов.
4.2. Червячные передачи.
Основные понятия и определения. Область применения. Кинематика и
геометрия червячных передач. Основные параметры. КПД. Критерии
работоспособности.
Силы, действующие в червячном зацеплении.
Расчет зубьев червячного колеса на изгиб.
Тепловой расчет червячной передачи.
4.3. Ременные передачи.
Общие сведения и основные характеристики. Область применения.
Разновидности ременных передач. Геометрия и кинематика ременных
передач.
Усилия и напряжения в ремне. Коэффициенты тяги и скольжения.
Расчет ременных передач на тяговую способность и долговечность.
Способы натяжения ремней.
Зубчато-ременные передачи.
4.4. Цепные передачи.
Классификация и конструкции приводных ремней. Кинематика и динамика
цепных передач. КПД.
Виды повреждений, критерии работоспособности цепных передач.
Натяжение цепных передач.
Проектирование звездочек.
4.5. Передачи винт-гайка.
Области применения. Типы ходовой резьбы. Допускаемые натяжения.
Конструкции. Допускаемые скорости.
4.6. Фрикционные передачи и вариаторы.
Принцип работы. Основные типы и область применения. Геометрическое и
упругое скольжение. Материалы. Бесступенчатые передачи.
Кинематика передач. Силы прижатия тел качения. КПД.
Проверочный расчет передач по контактным напряжениям. Допускаемые
контактные напряжения.
Раздел 5. Оси, валы и их соединения.
Классификация валов и осей. Конструкции. Критерии расчета:
прочность, жесткость, колебания. Выбор расчетных нагрузок.
Проектный расчет валов. Проверочный расчет валов на выносливость.
Выбор запаса прочности.
Расчет валов на жесткость.
Расчет многоопорных валов. Конструкции и расчет коленчатых валов.
Расчет гибких валов.
Раздел 6. Подшипники скольжения.
Общие сведения. Основные типы и параметры подшипников скольжения.
Условия работы и виды разгружения подшипников.
Критерии расчета подшипников скольжения. Основы теории
жидкостного трения. Расчет подшипников при условии жидкостного трения.
Конструкции подшипников скольжения. Регулирование зазора.
Подшипники с газовой смазкой. Гидростатические подшипники, расчет и
конструкции.
Раздел 7. Подшипники качения.
Классификация подшипников качения. Система условных обозначений.
Точность подшипников. Выбор типов подшипников. Материалы.
Кинематика и динамика подшипников. Контактные напряжения в деталях
подшипников.
Выбор подшипников. Подбор и проверка подшипников по статической
грузоподъемности.
Посадка подшипников. Выбор предварительного натяга в подшипниках.
Сборка и разборка подшипниковых сборочных единиц.
Направляющие прямолинейного движения. Назначение и область
применения. Направляющие скольжения. Направляющие качения.
Раздел 8. Муфты для соединения валов.
Назначение и классификация муфт.
Глухие муфты: втулочные и фланцевые. Конструкции и схемы расчета.
Жесткие компенсирующие и подвижные муфты: зубчатые, крестовые и
шарнирные.
Упругие муфты. Работа упругих муфт. Конструкции и расчет.
Сцепные управляемые муфты: кулачковые и зубчатые. Расчет зубьев.
Муфты трения. Классификация. Особенности конструкции и расчета
муфт трения.
Самоуправляемые сцепные муфты. Предохранительные муфты.
Особенности конструкции и расчет.
Обгонные
муфты,
конструкции
и
расчет
центробежные,
электромагнитные, гидравлические муфты. Области применения.
Раздел 9. Пружины.
Назначение пружин. Области применения. Типы пружин. Материалы
пружин. Допускаемые напряжения. Расчет пружин растяжения и сжатия.
Часть 2. Системы приводов
Классификация
приводов.
Электрические,
гидравлические,
пневматические и смешанные приводы. Основные характеристики и области
применения. Состояние теории, расчета и проектирования приводов.
Раздел 1. Системы гидроприводов.
Структурные и принципиальные схемы объемных гидроприводов,
гидродинамических передач, следящих и электроприводов. Область
применения систем гидроприводов.
Объемные гидравлические машины. Их классификация, конструктивные
схемы. Особенности кинематики. Методы проектирования.
Гидроцилиндры. Основные схемы. Методы выбора и расчет основных
параметров гидроцилиндров.
Направляющие и регулирующие гидрораспределители для управления
объемными гидродвигателями.
Регулирующие гидроаппараты. Основные виды.
Золотниковые
гидрораспределители.
Характеристики.
Силы
действующие на золотниках.
Гидравлические
исполнительные
механизмы.
Статические,
энергетические и динамические характеристики ГИМ.
Гидравлические следящие системы управления с учетом сжимаемости
жидкости.
Гидравлические усилители мощности. Основные схемы и характерисики
гидравлических усилителей.
Электрогидравлические следящие системы. Основные принципы
построения. Основные элементы электрогидравлических систем.
Гидродинамические
передачи.
Основные
схемы
системы
с
гидравлическими передачами. Области применения.
Гидромуфты. Работа гидромуфты в приводе м различными типами
двигателей.
Синтез гидромуфт в приводах различных машин и механизмов.
Раздел 2. Синтез пневмоприводов. Классификация и области применения
приводов.
Основные характеристики процесса сжатия воздуха. Погятие давления,
влажности, состава газообразованного рабочего тела.
Типы пневматических исполнительных устройств поступательного и
вращательного
движения.
Поршневые,
мембранные,
шланогвые,
сильфонные, роторные приводы.
Пневматический привод одностороннего и двухстороннего действия.
Циклограмма работы. Динамика привода.
Пневмогидравлические приводы. Области применения. Преимущества и
недостатки.
Пневматические распределительные устройства. Типы. Схемы
распределителей.
Устройства регулирования скорости исполнительных механизмов.
Усилители давления. Расчет параметров усилителей давления.
Контрольная пневматическая аппаратура. Классификация, основные
конструкции.
Различные виды пневматических систем управления. Синтез
однотактных и многотактных систем управления.
Раздел 3. Системы электроприводов
Назначение и области применения электроприводов. Функциональная
схема электропривода.
Механическая часть электропривода. Моменты и силы сопротивления.
Механическая часть привода как объект управления.
Механические характеристики электродвигателей переменного тока.
Математические модели асинхронных двигателей. Регулирование скорости
асинхронных двигателей, частотное регулирование.
Структурные схемы и передаточные функции электроприводов
электроприводов постоянного и переменного тока. Механические и
электромеханические процессы в электроприводах переменного тока с
асинхронным двигателями.
Автоматические системы управления электроприводами постоянного и
переменного тока.
Следящие электроприводы. Синтез следящих систем.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Детали машин: Учебник для вузов/ Л.А. Андриенко, Б.А. Байков, И.К.
Ганулич и др.; Под ред. О.А. Ряховского. М.: изд. МГТУ, 2002.
2. Иванов В.М. Детали машин. 7-е изд. М.: Высшая школа, 2000.
3. Ряховский О.А., Иванов С.С. Справочник по муфтам. Л.: Политехника,
1991.
4. Навроцкий К.Л. Теория и проектирование гидро- и пневмоприводов:
Учебник М.: Машиностроение, 1991.
5. Гренко Л.П., Исаев Ю.М. Гидродинамические и гидрообъемные
передачи в трансмиссиях транспортных систем. СПб, 2000.
6. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам/
Под ред. Б.Б. Некрасова. Минск: Машиностроение,1985.
ИНТЕРНЕТ – РЕСУРСЫ
1. http://www.info-ua.com/ - Тенденции современного станкостроения
2. http://wundow.edu.ru – Информационная система «Единое окно
доступа к образовательным ресурсам»
3. http://www.n-t.ru – Электронная библиотека «Наука и техника»
4. http://www2.viniti.ru/ - электронный каталог научно-технической
продукции
Вопросы к вступительным экзаменам в аспирантуру по специальности
05.02.02. Машиноведение, системы приводов и детали машин
1. Основные критерии работоспособности деталей машин. Методы
обеспечения работоспособности и надежности деталей машин.
2. Основы расчетов на прочность деталей машин. Коэффициент запаса
прочности.
3. Надежность машин. Основные показатели надежности.
4. Основные методы поверхностных упрочнений деталей машин.
5. Значение стандартизации деталей машин.
6. Соединения, классификация соединений. Различные и не различные
соединения. Определения.
7. Резьбовые соединения. Классификация резьб. Основные параметры.
Типы крепежных соединений.
8. Определение коэффициента полезного действия винтовой пары.
Самоторможения.
9. Расчет резьбы на прочность .
10.Расчет на прочность болтового соединения.
11.Сварные соединения и их роль в машиностроении. Виды сварки.
Расчет на прочность сварных соединений.
12.Расчеты на прочность сварных соединений при переменных
напряжениях.
13.Заклепочные соединения. Область применения. Расчет на прочность.
14.Паяные и клеевые соединения. Область применения. Расчет на
прочность.
15.Соединения деталей с натягом и области их применения в
машиностроении. Расчет натяга при передаче крутящего момента.
Расчетные и технологические натяги.
16.Клеевые соединения. Методика расчета. Конструкция.
17.Шпоночные соединения. Типы и области применения. Способы
центрирования.
18.Расчет несущей способности шпоночного соединения. Концентрация
нагрузки в соединении.
19.Назначение механических передач. Виды механических передач.
Классификация.
20.Передачи трением и передачи зацеплением. Определение
передаточного отношения механических передач.
21.Зубчатые передачи. Основные сведения. Классификация. Области
применения.
22.Основные достоинства и недостатки зубчатых передач. Стандартные
параметры зубчатых передач.
23.Геометрические параметры и кинематика зубчатых передач.
24.Основные методы изготовления зубьев колес. Точность изготовления
зубчатых колес.
25.Основные критерии работоспособности зубчатых передач.
26.Методы поверхностного упрочнения поверхности зубьев колес.
27.Расчет зубьев колес на контактную прочность.
28.Расчет колес на изгибную прочность.
29.Прочность корригированных зубчатых колес. Определение
коэффициента формы зуба.
30.Определение передаточного отношения одно- и многоступенчатых
зубчатых передач.
31.Конические зубчатые передачи. Виды. Назначение. Особенности
расчета на прочность.
32.Силы в зацеплении зубьев цилиндрических прямозубых и косозубых
передач.
33.Область применения передачи Новикова. Расчеты.
34. Планетарные и дифференциальные зубчатые передачи. Кинематика.
Типы.
35.Волновые передачи. Конструкции и область применения. Кинематика и
профилирование. КПД.
36. Основные типы редукторов. Коробки скоростей.
37. Червячные передачи. Основные понятия и определения. Область
применения. Кинематика и геометрия червячных передач.
38.Основные параметры червячных передач. КПД. Применяемые
материалы.
39.Силы действующие в червячном зацеплении. Критерии
работоспособности.
40.Расчет зубьев червячного колеса на изгиб. Определение коэффициента
формы зуба.
41.Тепловой расчет червячной передачи. Расчет червяка на прочность и
жесткость.
42.Ременные передачи. Общие сведения и основные характеристики.
Типы ремней. Область применения.
43.Геометрия и кинематика ременных передач. Определение усилия и
напряжения в ремне.
44.Способы натяжения ремней. Шкивы ременных передач.
45.КПД ременных передач. Расчет ременных передач на основе кривых
скольжения.
46.Зубчато-ременные передачи. Расчет. Область применения.
47.Цепные передачи. Классификация. Область применения. Кинематика и
динамика цепных передач.
48.Основные характеристики цепных передач. Натяжение в цепных
передачах. Несущая способность цепных передач.
49.Передачи винт-гайка. Конструкции.
50.Фрикционные передачи. Принцип работы. Область применения. Типы.
Геометрические и упругие скольжения.
51.Кинематика фрикционных передач. Силы прижатия тел качения. КПД.
52.Классификация валов и осей. Конструкции. Критерии расчета на
прочность, жесткость и колебания.
53.Подшипники скольжения. Общие сведения. Типы материалы.
Критерии расчета.
54.Тепловой расчет подшипников скольжения. Смазка в подшипниках.
55.Конструкции подшипников скольжения. Гидростатические
подшипники. Расчет.
56.Подшипники качения. Классификация. Выбор типов подшипников.
57.Муфты для соединения. Назначение и классификация. Конструкции и
схемы расчета.
58.Жесткие муфты. Виды. Конструкции и расчет.
59.Упругие муфты. Работа упругих муфт. Конструкции и расчет.
60.Пружины. Назначение. Классификация по виду нагружения и формы.
Область применения.
61.Системы гидроприводов. Основная характеристика и область
применения.
62.Электрические приводы. Основные характеристики и область
применения.
63.Пневматические и смешанные приводы. Основные характеристики и
область применения.
64.Структурные и принципиальные схемы гидроприводов и
электроприводов. Их классификация. Структурные схемы. Кинематика.
65. Гидравлические машины. Схемы. Особенности конструкции.
Основные схемы.
66.Гидродинамические передачи. Область применения. Основные схемы
систем с гидродинамическими передачами.
67.Пневмоприводы. Типы. Принцип работы приводов одностороннего и
многостороннего действия.
68.Пневмогидравлические приводы. Области применения. Преимущества
и недостатки.
69.Электроприводы. Схема электропривода. Механические
характеристики и регулирование свойства двигателей переменного
тока.
70.Электродвигатели постоянного тока. Схемы. Механические
характеристики и регулировочные свойства двигателей постоянного
тока.