Классификация зубчатых передач в зависимости от взаимного расположения осей валов, от расположения зубьев на ободе колес и от формы профиля зуба.
Достоинства и недостатки червячной передачи.
Решить задачу
Определить окружную скорость v точки А, лежащей на поверхности вращающегося диска. Определить, сколько оборотов сделает диск за 15 секунд.
Исходные данные:
Угловая скорость вращения диска ω = 6π (рад/сек)
Радиус диска r = 0,5 м
Решить задачу
Какую мощность развивает вращающийся диск, если его угловая скорость ω = 10π (рад/сек), а вращающий момент Т равен 50 Нм?
Сколько оборотов сделает диск за 10 минут?
Исходные данные:
ω = 10π (рад/сек)
Т = 50 Нм
Раскрыть сущность понятий
Силовые соотношения в прямозубой цилиндрической передаче. Особенности конструкции шевронной передачи, ее достоинства и недостатки.
Решить задачу
Найти силу натяжения упругой нити, удерживающей груз в состоянии равновесия на идеально гладкой наклонной плоскости.
Исходные данные:
Вес груза G = 100 Н
Решить задачу
Какую работу W необходимо совершить, чтобы повалить кубический предмет на боковую грань?
Исходные данные:
Длина грани кубического предмета a = 1 м
Масса кубического предмета m = 100 кг
Центр тяжести кубического предмета расположен в точке пересечения диагоналей.
Ускорение свободного падения принять равным g = 10 м/сек2
Решить задачу
Автомобиль движется между городами Барнаул и Камень-на-Оби с постоянной скоростью v = 60 км/час. Определить частоту вращения колес автомобиля и сколько оборотов сделает каждое колесо в течение поездки, если диаметр колеса d = 0,6 м.
Расстояние между городами принять равным 180 км.
Решить задачу
Произвести проверочный расчет призматической шпонки на смятие.
Исходные данные:
Вращающий момент на валу Т = 100 Нм
Радиус сечения вала r = 30 мм
Высота шпонки h = 6 мм
Рабочая длина шпонки l р = 30 мм
Допускаемое напряжение на смятие [σ]см = 200 МПа
Раскрыть сущность понятий
Классификация зубчатых передач. Модуль зуба, передаточное число зубчатой передачи.
Раскрыть сущность понятий
Перечислите основные гипотезы и допущения, принимаемых в расчетах сопротивления материалов и поясните их физическую суть. Сформулируйте принцип Сен-Венана.
Решить задачу
Определить силу натяжения гибкой связи (нити) на участке АВ.
Исходные данные:
Вес груза G = 100 Н.
Углы между ветвями нити представлены на схеме.
Решить задачу
Перемещение шарового груза ограничивают плоские наклонные поверхности (см. схему). Определить величину и направление сил, действующих на груз со стороны ограничивающих плоскостей (реакции связей).
Исходные данные:
Углы между поверхностями приведены на схеме.
Масса груза m = 12 кг.
Ускорение свободного падения g принять равным 10 м/сек2.
Решить задачу
Груз G удерживается гибкой связью (нитью) и тонким стержнем в состоянии равновесия. Определить силу натяжения гибкой связи (нити).
Исходные данные:
Углы между элементами растяжки представлены на схеме.
Масса груза m = 10 кг.
Ускорение свободного падения g принять равным 10 м/сек2.
Решить задачу
Определить требуемый коэффициент трения f между наклонной плоской поверхностью и грузом G, при котором груз будет равномерно передвигаться вниз с постоянной скоростью v.
Исходные данные:
Угол наклона поверхности приведен на схеме.
Вес груза G = 500 Н.
Решить задачу
Балка находится в состоянии равновесия на опорах А и В. Определить величину и направление реакции опоры В.
Вес балки не учитывать.
Исходные данные:
Сила F = 150 Н.
Размеры балки и направление силы F приведены на схеме.
Решить задачу
Построить эпюру поперечных сил, действующих на защемленный одним концом брус (см. схему).
Исходные данные:
Распределенная нагрузка q = 10 Н/м.
Вес бруса не учитывать.
Решить задачу
Для изображенной на схеме передачи определить вращающий момент Т2 на ведомом валу.
Исходные данные:
Мощность на ведущем валу Р1 = 8 кВт;
Угловая скорость ведущего вала ω1 = 40 рад/сек
Коэффициент полезного действия передачи η = 0,97
Передаточное число передачи u = 4.
Решить задачу
Балка висит на гибких связях горизонтально, нагружена собственным весом G, силой F и находится в состоянии равновесия.
Определить реакцию гибкой связи RА.
Исходные данные:
Вес балки G = 1200 Н
Сила F = 600 Н
Расположение гибких связей и силовых факторов приведено на схеме.
Решить задачу
Конструкция из невесомых стержней АВ и АС находится в равновесии, удерживаемая шарнирными связями (см. схему). В точке А к шарниру приложена вертикальная сила F.
Определить реакцию в шарнире В.
Исходные данные:
Сила F = 1000 Н
Углы между элементами конструкции представлены на схеме.
Решить задачу
Построить эпюру вращающих моментов для круглого однородного бруса, представленного на схеме. Указать наиболее нагруженный участок бруса.
Исходные данные:
Вращающие моменты:
Т1 = 150 Нм
Т2 = 400 Нм
Т3 = 50 Нм
Решить задачу
Невесомая балка находится в состоянии равновесия под действием изгибающего момента МИ и реакций опор RA и RB.
Определить величину реакции опоры RB и построить эпюру изгибающих моментов для балки.
Исходные данные:
Изгибающий момент МИ = 100 Нм.
Размеры балки приведены на схеме.
Решить задачу
Определить величину растягивающей силы F, если известно, что под ее действием брус удлинился на Δ L = 0,005 мм.
Исходные данные:
Модуль продольной упругости балки Е = 2,0×105 МПа.
Площадь сечения бруса A = 0,01 м2.
Размеры бруса и точка приложения силы F приведены на схеме.
Решить задачу
Определить нормальные напряжения σ в сечениях ступенчатого бруса, изображенного на схеме, и построить эпюру напряжений. Указать с помощью эпюры наиболее напряженный участок бруса.
Исходные данные:
Площадь поперечного сечения А = 0,01 м2.
Растягивающая сила F1 = 500 Н
Сжимающая сила F2 = 10 кН
Решить задачу
Механический привод состоит из червячного редуктора и ременной передачи.
КПД червячного редуктора ηч =0,8, КПД ременной передачи ηр =0,96.
Определить, какой мощности должен быть электродвигатель, чтобы мощность на выходном валу привода составляла 12,5 кВт.
Решить задачу
Лебедка состоит из цилиндрической передачи и барабана, к которому посредством троса прикреплен груз G. Определить требуемую мощность электродвигателя лебедки, если скорость подъема груза должна составлять v = 4 м/сек.
Исходные данные:
Вес груза G = 1000 Н
Скорость подъема груза v = 4 м/сек
КПД барабана лебедки ηб = 0,9
КПД цилиндрической передачи ηп = 0,98
Элементы конструкции приведены на схеме.
Решить задачу
Кубический ящик находится на шероховатой поверхности, коэффициент трения которой с днищем ящика составляет f = 0,2.
Определите: опрокинется ящик или будет скользить по поверхности, если к его верхнему ребру приложить горизонтальную силу F, как показано на схеме.
Исходные данные:
Центр тяжести ящика расположен в точке пересечения диагоналей (в центре ящика);
Коэффициент трения между днищем ящика и поверхностью f = 0,2;
Вес ящика G = 100 Н.
Решить задачу
Определить нормальное напряжение, возникающее в сечении круглого бруса, расположенном рядом с жесткой заделкой, если к свободному концу бруса приложена поперечная сила F.
Вес бруса не учитывать.
Исходные данные:
Поперечная сила F = 1000 Н;
Длина бруса L = 5 м
Диаметр бруса d = 0,01 м.
Решить задачу
Построить эпюру изгибающих моментов однородного круглого бруса, изображенного на схеме, и указать наиболее напряженный участок бруса.
Исходные данные:
Распределенная нагрузка q = 100 Н/м;
Длина участка а, на котором действует распределенная нагрузка, равна половине длины бруса;
Поперечная сила F = 500 Н;
Длина бруса L = 12 м.
***
Тестовые вопросы и задачи
· Тест 1
Согласно определению, тело называют абсолютно твердым, если:
o при ударе оно не деформируется, а раскалывается;
o его невозможно разрушить динамическими нагрузками;
o расстояние между любыми его точками не изменяется при действии на него других тел;
o на любое внешнее воздействие оно оказывает значительное противодействие.
· Тест 2
Вариатор это:
o механическая передача, способная плавно изменять частоту вращения на ходу;
o механизм, способный изменять свои свойства в зависимости от внешних нагрузок;
o тип многоступенчатого привода;
o механическая передача для изменения мощности на выходном валу машины.
· Тест 3
Какие из следующих методов не относятся к числу основных, изучаемых в курсе сопротивления материалов?
o Методы расчета элементов конструкций на жесткость
o Методы расчета элементов конструкций на экономичность
o Методы расчета элементов конструкций на устойчивость
o Методы расчета элементов конструкций на прочность
· Тест 4
Что означает математическое выражение: σ ≤ [σ]?
o Закон Гука
o Коэффициент запаса прочности
o Условие прочности
o Формула Эйлера
· Тест 5
Тело, один размер которого значительно больше двух других, называется
o балкой
o оболочкой
o пластиной
o массивом
· Тест 6
Какое из зубчатых колес имеет наименьший диаметр делительной окружности:
o число зубьев 25, модуль зубьев 5 мм;
o число зубьев 35, модуль зубьев 4 мм;
o число зубьев 28, модуль зубьев 5 мм;
o число зубьев 45, модуль зубьев 6 мм.
· Тест 7
Чему равна проекция силы F = 70 Н на ось y?
o 30 Н
o 45 Н
o 60 Н
o 35 Н
· Тест 8
В сопротивлении материалов вводится допущение о сплошности материала, что позволяет:
o использовать методы дифференциального и интегрального исчисления.
o устанавливать зависимости между напряжениями и деформациями.
o использовать принцип зависимости сил.
o считать деформации упругими.
· Тест 9
Какая из перечисленных передач предназначена для плавного изменения на ходу частоты вращения ведомого вала при неизменной частоте вращения ведущего вала?
o Коробка скоростей;
o Вариатор;
o Мультипликатор;
o Редуктор.
· Тест 10
Какова основная причина выхода из строя зубчатых передач, работающих в масле?
o Значительный износ рабочей поверхности зубьев
o Поломка зуба
o Усталостное выкрашивание рабочей поверхности зубьев
o Заедание зубьев
· Тест 11
Способность твердого тела сопротивляться внешним нагрузкам не разрушаясь, называется
o прочностью.
o устойчивостью.
o жесткостью.
o выносливостью.
· Тест 12
В каких случаях предпочтительнее соединение деталей не болтом, а шпилькой?
o При небольшой нагрузке на соединение
o При работе соединения в условиях повышенной вибрации
o При частой разборке и сборке соединения
o При использовании средств механизации для разборки и сборки изделий.
· Тест 13
Какая из приведенных формул предложена Л. Эйлером для расчета продольно сжимаемых стержней на устойчивость:
o Fкр = π2EImin/l2пр
o σкр = a - b λ
o σ = Еε
o Δl = Nl/(EA)
· Тест 14
Момент силы относительно точки это:
o время воздействия силы на точку
o расстояние от точки до точки приложения силы
o произведение силы на расстояние от точки до линии действия силы
o расстояние от вектора силы до точки в данный момент времени (мгновенное расстояние)
· Тест 15
Основными критериями работоспособности хорошо смазываемых зубчатых передач являются:
o бесшумность работы и небольшие габаритные размеры;
o усталостная контактная прочность рабочей поверхности и прочность зубьев при изгибе;
o хрупкость рабочих поверхностей зубьев и прочность на излом;
o способность противостоять ударным нагрузкам и нагреву во время работы.
· Тест 16
Какое из утверждений поясняет суть закона сохранения механической энергии:
o действие равно противодействию
o сумма потенциальной и кинетической энергии есть величина постоянная
o изолированная материальная точка находится в покое или равномерно движется
o потенциальная энергия любого тела является неизменной величиной
· Тест 17
Допущение об однородности материала предполагает, что:
o материал тела обладает одинаковыми свойствами во всех направлениях
o материал тела обладает одинаковыми свойствами в каждой точке
o материал тела имеет непрерывное строение и представляет собой сплошную среду
o в материале тела отсутствуют механические дефекты
· Тест 18
Какая из перечисленных передач не относится к ременным передачам:
o плоскоременная;
o поликлиноременная;
o шевроноременная;
o зубчатоременная;
o круглоременная
· Тест 19
Коэффициент полезного действия механической передачи это:
o Отношение числа оборотов ведомого вала к числу оборотов ведущего вала
o Отношение крутящего момента на ведомом валу к крутящему моменту на ведущем валу
o Отношение мощности на ведомом валу к мощности на ведущем валу
o Отношение диаметра ведомого вала к диаметру ведущего вала
· Тест 20
Изменение размеров и формы тела под действием внешних сил называется
o смятием
o деформацией
o разрушением
o критическим состоянием
· Тест 21
Какие из перечисленных механических передач осуществляют передачу мощности за счет сил трения?
o Зубчатая планетарная передача
o Цепная передача с роликовой цепью
o Фрикционная передача
o Скользящая цилиндрическая передача
· Тест 22
В каком сечении изображенного бруса нормальные напряжения будут максимальны?
o в жесткой заделке
o в середине бруса
o в котором приложен изгибающий момент
o напряжения одинаковы во всех сечениях бруса
· Тест 22*
Момент силы относительно точки О это:
o произведение модуля силы на расстояние от линии действия силы до точки О
o время, в течении которого сила оказывает воздействие на точку О
o произведение модуля силы на расстояние от точки приложения силы до точки О
o совокупность нормальных и касательных напряжений, действующих на множестве элементарных площадок, проходящих через точку О.
· Тест 23
Какие из перечисленных функций не могут выполнять механические передачи:
o изменение частоты вращения и крутящего момента;
o преобразование поступательного движения во вращательное;
o распределять энергию двигателя между исполнительными органами машины;
o вырабатывать энергию для вращения исполнительных органов машины.
· Тест 24
Какая сила называется равнодействующей?
o уравновешивающая данную систему сил
o эквивалентная данной системе сил
o одинаково действующая на материальную точку во всех направлениях
o вызывающая состояние равновесия материальной точки
· Тест 25
Относительная линейная деформация имеет размерность:
o мм2
o безразмерная величина
o метр
o Паскаль
· Тест 26
Какой формы не бывают зубья в конических зубчатых колесах?
o прямые
o косые
o спиралевидные
o шевронные.
· Тест 27
Балка лежит на опорах А и В, нагружена силой F и находится в равновесии.
Указать какое из уравнений равновесия балки составлено неправильно. Вес балки не учитывается.
- 6RА - 2F = 0
- 4F - 6RВ = 0
- RA - F - RB = 0
- 4RA - 2RB = 0
- Все уравнения правильные
- Все уравнения неправильные
· Тест 28
Материал называется однородным, если:
o свойства материала по всем направлениям одинаковы
o материал сплошным образом заполняет пространство
o напряженное состояние во всех его точках одинаково
o свойства материала во всех точках одинаковы.
· Тест 29
Какой угол пересечения осей валов в передачах коническими зубчатыми колесами имеет наибольшее распространение?
o 600
o 750
o 900
o 1200
· Тест 30
На схеме изображена балка, нагруженная распределенной нагрузкой q = 10 Н/м. Какова реакция опоры А?
o 50 Н
o 100 Н
o 12,5 Н
o 25 Н
o 10 Н
· Тест 31
Какое из утверждений не относится к свойствам пар сил:
o Пара сил не имеет равнодействующей.
o Алгебраическая сумма проекций сил пары на ось всегда равна нулю.
o Алгебраическая сумма моментов сил, составляющих пару, относительно любой точки плоскости действия пары есть величина постоянная, равная моменту пары.
o Пара сил должна учитываться при составлении уравнений сил и проекций сил.
· Тест 32
Сколько из перечисленных свойств ременной передачи можно отнести к ее недостаткам:
ü широкий диапазон межосевых расстояний;
ü плавность, безударность работы;
ü повышенные габариты;
ü простота конструкции, малая стоимость;
ü непостоянство передаточного отношения;
ü повышенные силовые воздействия на валы и опоры;
ü необходимость в создании и поддерживании предварительного натяжения ремня;
ü электроизолирующая способность.
o Пять.
o Четыре.
o Три.
o Два.
· Тест 33
Какое из представленных уравнений характеризует теорему Вариньона о моменте равнодействующей силы:
o М(FΣ) = ΣМ(Fi)
o ΣМ(Fi) = 0
o М(FΣ)x - М(FΣ)y - М(FΣ)z = 0
o ΣМ(Fi) = F1 + F2 + F3 +…..+ Fi
· Тест 34
Внутренними силами в сопротивлении материалов называют
o силы взаимодействия между атомами тела.
o силы инерции.
o собственный вес тела.
o дополнительные силы взаимодействия, возникающие между атомами тела при его деформировании.
· Тест 35
Сколько из перечисленных ниже свойств относятся к достоинствам зубчатых передач?
1. Высокая жесткость, не дающая компенсировать динамические нагрузки
2. Простота обслуживания
3. Сравнительно малые нагрузки на валы и подшипники
4. Шум на больших скоростях
5. Относительно высокие требования к точности изготовления и монтажа
6. Постоянство передаточного числа
7. Высокий КПД
8. Малые габариты
9. Большой ресурс
o 3
o 5
o 6
o 7
· Тест 36
Какие напряжения в поперечном сечении бруса называют нормальными?
o не вызывающие критическую деформацию и разрушение бруса
o направленные перпендикулярно плоскости сечения
o направленные параллельно плоскости сечения
o лежащие в плоскости сечения
· Тест 37
Центр тяжести площади треугольника расположен:
o в точке пересечения биссектрис
o в точке пересечения высот
o в точке пересечения медиан
o на равном расстоянии от вершин углов треугольника
· Тест 38
Сколько оборотов совершит диск за 10 секунд, если его угловая скорость ω = 10 π рад/сек?
o 10 оборотов
o 20 оборотов
o 50 оборотов
o 100 оборотов
· Тест 39
Пластической (остаточной) деформацией называется:
o деформация, сохраняющаяся после прекращения действия нагрузки.
o деформация, продолжающая увеличиваться после снятия нагрузки.
o деформация, изменяющаяся пропорционально величине нагрузки.
o деформация, полностью исчезающая после прекращения действия нагрузки.
· Тест 40
Какое из перечисленных разъемных соединений деталей является подвижным?
- шпоночное
- шлицевое
- резьбовое
- штифтовое
· Тест 42
Как изменятся контактные напряжения, если нагрузка на зубчатую передачу возрастает в четыре раза?
o Не изменятся.
o Возрастут в два раза.
o Возрастут в четыре раза.
o Возрастут в 16 раз.
· Тест 43
Какая из приведенных формул применима для определения нормального ускорения точки при криволинейном движении:
o aн = 2S/t2
o aн = v2/ρ
o aн = F/m
o aн = d v/ d t
· Тест 44
Способность материала сопротивляться деформациям называется:
o долговечность
o надежность
o жесткость
o прочность
· Тест 45
Для каких целей нельзя применить зубчатую передачу?
o Передача вращательного движения с одного вала на другой.
o Дискретное изменение частоты вращения одного вала по сравнению с другим.
o Бесступенчатое изменение частоты вращения одного вала по сравнению с другим.
o Преобразование вращательного движения вала в поступательное.
· Тест 46
Определить силу F, необходимую для равномерного перемещения груза G = 250 Н по шероховатой горизонтальной плоскости, если коэффициент трения f = 0,3
o F=125Н
o F=50Н
o F=100Н
o F=75Н
· Тест 47
Какое из перечисленных свойств не относится к главным факторам, влияющим на усталостный предел выносливости детали:
o наличие концентраторов напряжений
o абсолютные размеры детали (ее величина)
o тип передачи, передающей мощность на деталь
o состояние поверхности детали
· Тест 48
Что из перечисленного можно отнести к недостаткам планетарных зубчатых передач в сравнении с обычными зубчатыми передачами:
o увеличенные габариты и масса передачи
o повышенная нагрузка в каждом зацеплении, высокая нагрузка на валы, оси и опоры
o повышенные требования к точности изготовления и сборки, большое количество деталей
o непостоянство передаточного отношения
· Тест 49
Осевой момент инерции круглого сечения диаметром d можно приближенно определить по формуле:
o ≈ 0,05d4
o ≈ 0,2d3
o ≈ πd2/4
o ≈ 0,1d4
· Тест 50
Работа силы тяжести не зависит:
o от длины траектории, по которой перемещается центр тяжести тела
o от массы тела
o от вертикального перемещения центра тяжести тела
o от ускорения свободного падения
· Тест 51
Какое из приведенных отношений является передаточным числом одноступенчатой передачи?
o z1/z2
o d1/d2
o ω2/ω1
o ω1/ω2
· Тест 52
Сколько оборотов в минуту совершает колесо автомобиля, если его угловая скорость ω = 3π рад/сек?
o 50
o 45
o 30
o 12
· Тест 53
Величина давления в 1000 Н/м2 равнозначна:
o 1 МПа
o 12 атм
o 1 кПа
o 1000 мм рт. столба
· Тест 54