Структурный анализ механизмов

Приложение Б

Вопросы для самопроверки

Основы теории механизмов

Структурный анализ механизмов

1. Приведите определение звена, кинематической пары, кинематической цепи. 2. Назовите основные плоские кинематические пары, объясните деление пар на высшие и низшие, покажите возможные и невозможные движения звеньев кинематических пар относительно друг друга. Приведите пример пространственной пары. 3. Какие кинематические цепи, замкнутые или незамкнутые, используются обычно для механизмов? Приведите определение механизма. 4. Объясните физический смысл числовых коэффициентов в структурной формуле. Почему большинство механизмов должно иметь одну степень свободы? Можно ли в механизме с одной степенью свободы изменить положение звеньев, не меняя положения входного звена? 5. Приведите пример пространственного механизма и покажите на нем движения звеньев, отличающие его от плоского механизма.

Кинематический анализ механизмов

1. Постройте планы положений кривошипно-ползунного механизма, шарнирного четырехзвенника и кулисного механизма при крайних положениях ведомого звена. Проследите, как меняется ход ведомого звена при изменении размеров звеньев механизма. 2. Напишите векторные уравнения: связывающее скорости двух точек одного звена и связывающее их ускорения. Если задан вектор скорости (ускорения) точки звена, то может ли быть каким угодно вектор скорости (ускорения) другой точки этого звена? 3. Постройте план скоростей и план ускорений для шарнирного четырехзвенника и определите угловую скорость и угловое ускорение шатуна по величине и направлению. Как следует определять скорость (ускорение) третьей точки звена при известных векторах скоростей (ускорений) двух точек этого звена, используя свойство подобия? 4. Как по кривой диаграммы перемещений звена определить положения механизма, при которых скорость звена равна нулю, и положения, при которых скорость максимальна.

 

Динамический анализ механизмов

1. Почему приведенная масса (или приведенный момент инерции) рычажного механизма изменяется с изменением его положения, а для зубчатого механизма постоянна? 2. Меняется ли приведенная масса с изменением скорости? 3. Какое уравнение движения (уравнение кинетической энергии или дифференциальное уравнение движения) следует применять для определения закона движения механизма для случаев: силы – функция положения, силы – функция скорости? 4. Как можно уменьшить время разбега и выбега? 5. Изменяется ли кинетическая энергия на режиме установившегося движения? 6. Какие причины вызывают изменение скорости на установившемся движении, являются эти колебания скорости периодическими или непериодическими?

Основы сопротивления материалов

Внутренние силовые факторы. Понятия о напряжениях

1. Назовите основные гипотезы и допущения, принятые в сопротивлении материалов. 2. Как определяют значения внутренних силовых факторов? 3. Какие деформации называются упругими? 4. Какие деформации называются остаточными (пластическими)? 5. Что называется напряжением в точке в данном сечении? 6. Какое напряжение называется нормальным?

7. Какое напряжение называется касательным? 8. В чем заключается сущность метода сечений? 9. Что называется коэффициентом запаса прочности? 10. Как формулируется условие прочности?

 

Геометрические характеристики плоских сечений

1. По каким формулам находят координаты центра тяжести плоской фигуры? 2. Чему равна сумма осевых моментов инерции относительно двух взаимно перпендикулярных осей? 3. Какие оси называются главными? 4. Для каких фигур можно без вычислений установить положение главных центральных осей? 5. Относительно каких центральных осей осевые моменты инерции имеют наибольшее и наименьшее значения?

 

Растяжение и сжатие, смятие и сдвиг

1. Как формулируется закон Гука? 2. Что называется модулем упругости? 3. Что называется коэффициентом Пуассона? 4. Уравнение прочности при растяжении (сжатии). 5. Что называется абсолютным и относительным сдвигом? 6. Как формулируется закон Гука при сдвиге? 7. Какой модуль упругости больше: при растяжении или при сдвиге?

 

Кручение и изгиб

1. Какие напряжения возникают в поперечном сечении круглого стержня при кручении? 2. Как находится их величина в произвольной точке поперечного сечения? 3. Возникают ли при кручении нормальные напряжения? 4. Чему равен полярный момент инерции круглого сечения? В каких единицах он выражается? 5. Чему равен момент сопротивления кольцевого сечения? Почему нельзя сказать, что он равен разности моментов сопротивления наружного и внутреннего кругов? 6. Как находится величина угла закручивания? 7. Как производится расчет вала на прочность? 8. Как производится расчет вала на жесткость? 9. Как находится изгибающий момент в каком-либо сечении балки? 10. В каком случае изгибающий момент считается положительным? 11. Как находится поперечная сила в каком-либо сечении балки? 12. Как находится максимальный изгибающий момент? 13. Какой случай изгиба называется чистым изгибом? 14. Как изменяются нормальные напряжения по высоте балки? 15. Что называется нейтральным слоем и где он находится? 16. Что называется моментом сопротивления при изгибе? 17. Как выгоднее положить балку прямоугольного сечения при работе на изгиб: на ребро или плашмя? 18. Какое сечение имеет больший момент сопротивления при одинаковой площади: круглое или квадратное? 19. Как находятся главные напряжения при изгибе? 20. Как определяют наибольшее числовое значение прогиба? 21. Какой случай изгиба называется косым изгибом? 22. Возможен ли косой изгиб при чистом изгибе? 23. В каких точках поперечного сечения возникают наибольшие напряжения при косом изгибе? 24. Может ли балка круглого поперечного сечения испытывать косой изгиб? 25. Какие напряжения возникают в поперечном сечении стержня при изгибе с кручением?

 

Расчет гибких нитей

1. Какие действующие на нить нагрузки лежат в вертикальной плоскости? 2. Назовите нагрузки, которые действуют на нить в горизонтальной плоскости. 3. Что понимают под удельной нагрузкой на нить? 4. Условие прочности при расчете гибких нитей? 5. Как влияет температура на напряжение и стрелу провисания нити? 6. Какой пролет называют критическим?

 

Основы взаимозаменяемости

1. Как следует понимать выражение «взаимозаменяемость деталей»? 2. Что такое зазор, натяг и посадка? 3. Что называется верхним и нижним отклонением от номинального диаметра? 4. Что такое система отверстия и система вала? В чем преимущество системы отверстия? Почему в стандартах приняты обе системы? 5. Что такое поле допуска и квалитет и как они обозначаются? 6. Как обозначаются на чертежах размеры деталей машин с указанием их полей допусков? 7. Каковы основные направления повышения надежности и долговечности деталей машин?

 

Механические передачи

Червячные передачи

1. Какие различают виды червячных передач? 2. Как устроены и как работают червячные передачи? 3. Чем вызвано широкое распространение червячных передач с архимедовым червяком и какие еще профили червяков применяются? 4. Назовите достоинства и недостатки червячных передач по сравнению с зубчатыми. 5. Укажите области применения червячных цилиндрических и глобоидных передач. 6. Какая существует зависимость между передаточным числом, числом заходов червяка и числом зубьев червячного колеса? 7. Из каких материалов изготовляют червяки и червячные колеса? 8. Укажите причины выхода из строя червячных передач и критерии их работоспособности. 10. Назовите основные факторы, влияющие на величину КПД Укажите случаи, при которых КПД достигает максимальной величины. 11. Как производится расчет зубьев колес червячных цилиндрических передач на контактную прочность, на изгиб? 12. Какие силы действуют в червячной передаче и как определяется их величина? 13. Как производится проверка тела червяка на прочность, на жесткость? 14. Назовите существующие способы охлаждения червячных передач. Методика теплового расчета. 15. Как осуществляется смазка червячных передач? 16. Перечислите наиболее употребительные конструкции червячных редукторов с различными схемами исполнения.

 

Ременные передачи

1. Какие различают виды ремней по форме поперечного сечения их?

2. Из каких материалов изготовляют плоские и клиновые ремни? 3. Каковы достоинства и недостатки отдельных типов ремней? 4. Где применяют прорезиненные, кожаные, хлопчатобумажные, шерстяные и нейлоновые плоские ремни? 5. Какие различают виды ременных передач и где они применяются? 6. Каковы достоинства и недостатки ременной передачи по сравнению с другими передачами? 7. Как определяется передаточное число ременной передачи с учетом проскальзывания ремня? 8. Как определяют силы натяжения ветвей ремня? 9. Как определяется сила давления на вал со стороны шкива, между ремнем и натяжным роликом? 10. От чего зависит коэффициент трения между ремнем и шкивом? 11. Как влияют на величину окружного усилия коэффициент трения, угол обхвата и скорость ремня?

12. Какие потери мощности имеют место в ременной передаче и чему равен ее КПД? 13. Как рассчитывают плоские и клиновые ремни по тяговой способности их? 14. Как рассчитывают ремни на долговечность? 15. Какова методика расчета клиноременной передачи? 16. Из каких материалов изготовляют шкивы? 17. Для чего у некоторых шкивов плоскоременных передач обод делают выпуклым?

 

Цепные передачи

1. Каковы достоинства и недостатки цепных передач и область их применения? 2. Какие различают виды приводных цепей и какие из них нормализованы ГОСТами? 4. Каким образом определяют размеры приводных цепей и как находят диаметры и числа зубьев звездочек? 5. Из какого материала изготовляют звездочки и приводные цепи? 6. Укажите причины, по которым цепные передачи выходят из строя. 7. Изложите методику расчета приводных цепей на прочность и долговечность. 9. Как определяется сила давления на вал со стороны звездочки цепной передачи? 10. В чем преимущество зубчатой цепи по сравнению с втулочной и роликовой? 11. Укажите виды смазки цепных передач и условия их применения.

 

Валы и оси

1. Как устроены оси и валы, для чего они предназначены и из каких материалов они изготовляются? 2. Какая разница между осью и валом?
3. Укажите факторы, влияющие на выбор величины допускаемого напряжения на изгиб. 4. Какие различают виды валов? 5. Что называется шипом, шейкой и пятой? 6. Какие различают по конструкции шипы, шейки и пяты и где применяют различные виды их? 7. Как рассчитывают оси и валы на прочность? 8. В каких случаях можно рассчитывать валы только на кручение? 9. Как рассчитывают оси и валы на жесткость, на выносливость?

 

Подшипники качения

1. Из каких деталей состоят подшипники качения? 2. Из каких материалов изготовляют шарики, ролики, кольца и сепараторы подшипников качения? 3. Каковы достоинства и недостатки подшипников качения по сравнению с подшипниками скольжения? 4. Какие различают виды подшипников качения по форме тел качения и по направлению воспринимаемой ими нагрузки? 5. Что представляют собой стандартные размеры серии подшипников качения? 6. Какие различают серии подшипников качения и когда они применяются? 7. Какие различают основные виды шарико- и роликоподшипников по конструкции и где они применяются? 8. Каковы особенности конструкции и работы игольчатых подшипников, где они применяются? 9. Каковы достоинства и недостатки шарикоподшипников по сравнению с роликоподшипниками? 10. Для чего применяется смазка в подшипниках качения и как она осуществляется? 11. Какие виды уплотняющих устройств применяют в подшипниках качения и где именно? 12. Как рассчитывают подшипники качения на долговечность по динамической грузоподъемности и как они подбираются по ГОСТу? 13. Как определяется динамическая грузоподъемность подшипников качения? 14. Как определяется эквивалентная динамическая нагрузка подшипников качения? 15. Как производится монтаж и демонтаж подшипников качения? 16. Где применяют подшипники качения, отдельные детали которых изготовляются из пластмасс?

 

Подшипники скольжения

1. В каких областях машиностроения применяют подшипники скольжения? Каким основным требованиям они должны удовлетворять? 2. Какие различают виды трения в подшипниках скольжения и чем они отличаются между собой? 3. Почему при жидкостном трении режим работы подшипника скольжения является самым благоприятным? 4. В каких случаях применяют подшипники скольжения с полусухим или полужидкостным трением и в каких – с жидкостным трением? 5. Какие различают подшипники скольжения в зависимости от направления воспринимаемой ими нагрузки? 6. Какие различают типы подшипников скольжения по конструкции и какие из них нормализованы ГОСТом? 7. Для чего предназначены вкладыши? 8. Какова особенность конструкции подшипников с самоустанавливающимися вкладышами? 9. Как устроены подпятники скольжения, как они рассчитываются? 10. Из каких материалов изготовляют корпус и вкладыш подшипников скольжения? 11. Как определяют основные размеры подшипников скольжения? 12. Какие смазочные материалы применяют в подшипниках скольжения? 13. Что такое вязкость и маслянистость масла? 14. Что представляет собой динамическая и кинематическая вязкость и в каких единицах она измеряется? 15. В каких случаях в подшипниках скольжения применяются жидкая, консистентная и твердая смазки?

 

Муфты приводов

1. Какие различают классы, группы, подгруппы и виды муфт по принципу их действия? 2. На какие виды подразделяются неразъемные муфты? 3. Как устроены втулочная и фланцевая муфты? Где они применяются и как производится их проверочный расчет на прочность? 4. Как устроена и работает зубчатая муфта и как она подбирается по ГОСТу? 5. Как устроены крестовые муфты – кулачково-дисковая и с плавающим вкладышем, где они применяются? 6. Какие различают типы шарнирных муфт? Какие из них нормализованы ГОСТом? Как они устроены, как работают и как определяются их размеры? 7. Какие различают виды упругих муфт? Где они применяются и какие из них нормализованы ГОСТом? 8. Какие различают виды фрикционных муфт? Как они устроены и как работают? 9. Как рассчитывают дисковые и многодисковые фрикционные муфты? 10. Как устроены, где применяются и как рассчитываются предохранительные муфты, обгонные муфты? 11. Укажите принцип работы и области применения гидравлических и электромагнитных муфт.

 

Резьбовые соединения

1. Какие различают типы резьбы по назначению и по геометрической форме и какие из них являются стандартными? 2. Какие существуют виды резьбы по числу заходов ее и по направлению наклона витков и где они применяются? 3. Почему для болтов применяется треугольная резьба? 4. Какие различают виды метрической резьбы? 5. Почему метрическая резьба с крупным шагом имеет преимущественное применение? 6. Когда применяются резьбы с мелкими шагами; прямоугольная, трапецеидальная, упорная и круглая резьбы? 7. Какие различают болты и винты по форме головок и какие из них нормализованы ГОСТами? 8. Какие различают болты, винты и шпильки по назначению и по конструкции? 9. Какие гайки, шайбы и гаечные замки различают по конструкции и какие из них нормализованы ГОСТом? 10. Из какого материала выполняют болты, винты, шпильки, гайки, шайбы и гаечные замки? 11. Какие устройства применяют для разгрузки болта от действующей поперечной силы? 12. Когда применяют шпильки и винты вместо болтов? 13. Как рассчитывают болты, винты и шпильки при действии на них статических нагрузок в различных случаях нагружения?

14. Как рассчитываются болт, винт и шпилька при действии на них переменных нагрузок, высоких температур? 15. Какова методика расчета групп болтов? 16. Как рассчитывают болты клеммовых соединений? 17. Как определяют допускаемые напряжения для болтов, винтов и шпилек при расчете их на прочность?

 

Приложение Б

Вопросы для самопроверки

Основы теории механизмов

Структурный анализ механизмов

1. Приведите определение звена, кинематической пары, кинематической цепи. 2. Назовите основные плоские кинематические пары, объясните деление пар на высшие и низшие, покажите возможные и невозможные движения звеньев кинематических пар относительно друг друга. Приведите пример пространственной пары. 3. Какие кинематические цепи, замкнутые или незамкнутые, используются обычно для механизмов? Приведите определение механизма. 4. Объясните физический смысл числовых коэффициентов в структурной формуле. Почему большинство механизмов должно иметь одну степень свободы? Можно ли в механизме с одной степенью свободы изменить положение звеньев, не меняя положения входного звена? 5. Приведите пример пространственного механизма и покажите на нем движения звеньев, отличающие его от плоского механизма.