двигатели и ЭУ», 160100.62 «Авиа- и ракетостроение» (2010)

Комплект аттестационных заданий (вопросов) для экзамена «Детали машин и основы

Конструирования» по направлениям: 160300 специальности 160301.65 «Авиационные

двигатели и ЭУ», 160100.62 «Авиа- и ракетостроение» (2010)

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

1. Что понимают под деталью машин? Какие детали машин общепромышленного применения вы знаете?
2. Дайте определение узла машины.
3. Назовите общие требования к машинам, сборочным единицам и деталям.
4. Что следует понимать под надёжностью машин и их деталей?
5. Какие решения обеспечивают технологичность конструкции?
6. Каковы основные критерии работоспособности и расчёта деталей машин. Чем обусловлен выбор критерия для расчёта?
7. Приведите примеры ограничения упругих перемещений деталей машин (условие жёсткости).
8. Как предотвратить изнашивание деталей машин?
9. Какие вредные последствия может вызвать нагрев деталей?
10. Дайте определение критерию «виброустойчивость».
11. Каково различие между проектировочным и проверочным расчетом?

ПЕРЕДАЧИ

1. В каких зубьях (шестерни или колеса) возникают большие изгибающие напряжения и почему?
2. В каких зубьях (шестерни или колеса) возникает большее нормальное контактное напряжение? От каких параметров прямозубой передачи зависят контактные напряжения?
3. Каково влияние числа зубьев на их форму и прочность?
4. Как и почему все стальные зубчатые колеса в зависимости от твердости зубьев делятся на две группы? Каковы особенности колес первой и второй группы?
5. Каковы основные достоинства и недостатки зубчатых передач по сравнению с другими передачами.
6. В чем сущность усталостной поломки зубьев? Меры по предупреждению поломки.
7. Почему в закрытых передачах усталостное выкрашивание является основным видом разрушения рабочей поверхности зубьев? Меры по предупреждению выкрашивания.
8. Что учитывают коэффициенты Z_H, Z_M и Ze, входящие в формулу для расчета на контактную прочность рабочих поверхностей зубьев.
9. От чего зависит коэффициент K_Hb, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий?
10. Как влияет на размер передачи величина коэффициента ширины венца колеса y_ba?
11. Что учитывает коэффициент формы зуба Y_F и почему он уменьшается с увеличением числа зубьев?
12. Каково условие равной прочности на изгиб зубьев шестерни и колеса при b₁=b₂? Почему не выполняется данное условие при одинаковом материале шестерни и колеса?
13. Что учитывают в расчетных формулах дополнительные коэффициенты K_Fb и K_FV и от чего они зависят?
14. В каком сечении и на какой стороне зуба возникают наибольшие напряжения изгиба?
15. Функции, выполняемые механическими передачами.
16. Основные и производные характеристики механических передач.
17. Виды разрушения зубчатых передач.
18. Основные сведения о проектном и проверочном расчетах зубчатых передач.
19. Как называется передача, имеющая передаточное отношение i > 1? Что такое передаточное число и передаточное отношение?
20. Как называется передача, имеющая передаточное отношение i < 1? Что такое передаточное число и передаточное отношение?
21. Что учитывает в расчетных формулах коэффициент K_a?
22. Увеличивается или уменьшается коэффициент концентрации нагрузки K_b при увеличении твердости активных поверхностей зубьев? Ответ обоснуйте.
23. Как влияет расположение зубчатых колес относительно опор на коэффициент концентрации нагрузки K_b?
24. На какой стороне зуба напряжения изгиба принимают за расчетные? Ответ обоснуйте.
25. Как и почему влияет модуль на прочность зуба при изгибе?
26. Увеличивается или уменьшается коэффициент формы зуба с увеличением числа зубьев? Ответ обоснуйте.
27. Увеличивается или уменьшается коэффициент формы зуба при положительном смещении инструмента? Ответ обоснуйте.
28. Увеличиваются или уменьшаются контактные напряжения в зубе при положительном смещении инструмента? Ответ обоснуйте.
29. Какие передачи рассчитывают на контактную прочность и проверяют на изгиб? Ответ обоснуйте.
30. Чему равна окружная сила F_t, если известны мощность N, угловая скорость w на зубчатом колесе и делительный диаметр d?
31. Какие напряжения [s_H]₁ или [s_H]₂ следует подставлять в формулу для определения a_W при проектном расчете передачи?
32. Почему коэффициент долговечности Y_N всегда ³1?
33. Как изменится допускаемое напряжение [s_F], если число циклов нагружения зубчатого колеса увеличится с 10 x 10⁶ до 20 x 10⁶?
34. Какой из коэффициентов безопасности S_F или S_H больше и почему?
35. Как учитывается при расчете зубьев на контактную прочность характер распределения нагрузки и динамичность ее действия?
36. Каким коэффициентом учитывается форма зуба при расчете зубьев на контактную прочность?Как и почему влияет форма зуба на контактную прочность?
37. Как и почему учитывается внутреннее зацепление зубьев при их расчете на контактную прочность?
38. В каком случае и насколько необходима разность значений твердости для шестерни и колеса? Ответ обоснуйте.
39. Как влияет твердость активной поверхности зубьев и их сердцевины на базовые числа циклов напряжений N_Hlim и N_Flim?
40. Опишите влияние положительного и отрицательного смещения на изгибную и контактную прочность зубьев.
41. Чему равна радиальная сила F_r, если известны мощность N и угловая скорость w на зубчатом колесе, делительный диаметр d и угол зацепления a_w?
42. Какой вид химико-термической обработки применяют для колес с внутренним зацеплением. Ответ обоснуйте.
43. Как изменяются в редукторе от ведущего к ведомому валу такие характеристики как мощность, вращающий момент, частота вращения?
44. Чем вызвана необходимость введения передачи как промежуточного звена между двигателем и исполнительным элементом машины?Приведите примеры применения передач.
45. От чего зависит значение допускаемого контактного напряжения для зубчатых колес?
46. От чего зависит значение допускаемого напряжения изгиба для зубчатых колес?
47. Как в расчетах на прочность зубчатых передач учитывают переменный режим нагружения?
48. Какое минимальное число зубьев должно иметь цилиндрическое прямозубое колесо при нарезании его без смещения инструмента?Ответ обоснуйте.
49. Как определяют общий КПД редуктора, если известны мощность Р₁ (Вт) на ведущем валу, вращающий момент Т₂ (Нм) и частота вращения n₂ (мин ^-1) ведомого вала?
50. Как определить, какой вращающий момент передает зубчатое колесо, если известны напряжения изгиба зуба σ_F в колесе, коэффициент нагрузки К_F, параметры колеса: m, z, b, Y_F ?
51. Как определить напряжение изгиба зуба в колесе, если известны крутящий момент Т, коэффициент нагрузки К_F, параметры колеса: m, z, b, Y_F ?
52. В чём разница между редуктором и мультипликатором?
53. Как изменяются в мультипликаторе от ведущего к ведомому валу такие характеристики передачи, как мощность, вращающий момент, частота вращения?
54. Силы в зацеплении цилиндрической прямозубой передачи.
55. Какие виды термической обработки применяют для повышения прочности и долговечности зубчатых передач?
56. От какой характеристики материала преимущественно зависят сопротивление контактной усталости и допускаемые контактные напряжения?

ВАЛЫ

1. Почему чаще применяют ступенчатую форму вала?
2. В чем состоит расчет валов на статическую прочность?
3. Как влияет недостаточная жесткость вала на работу зубчатой передачи, подшипников?
4. Какая разница между валом и осью, и какие деформации испытывают вал и ось при работе?
5. По формуле t_k£[t_k] можно проверить прочность…(валов или осей)? Ответ обоснуйте.Запишите формулу для определения расчетного значения напряжения кручения t_k
6. Каковы преимущества полых валов?
7. Какие функциональные участки имеют валы?
8. В чем состоит расчет валов на жесткость?
9. Какова цель проектировочного расчета вала, как он производится, какой обычно диаметр вала определяют и почему?
10. От чего зависит радиус галтельного перехода на опорном, для установки подшипников, деталей и на свободном участках вала?
11. Каковы основные критерии работоспособности валов и осей и какими параметрами их оценивают?
12. По какой формуле производят проектный расчет вала?
13. По какой формуле определяют запас прочности вала (оси) S_T по пределу текучести σ_т?
14. Перечислите этапы проектирования и расчёта валов и осей.
15. Как определить запас прочности S_T по пределу текучести σ_т, если известны диаметр оси d и действующий на ось изгибающий момент М?
16. Как определить диаметр вала d из расчета на прочность по деформации кручения, если известны крутящий момент Т и допускаемое напряжение кручения [τ_К]?
17. Как определить запас прочности S_T по пределу текучести_, если известны диаметр вала d и действующий на него изгибающий момент М и крутящий момент Т?
18. Как учитывается изгиб при проектном расчёте валов?
19. Какие расчёты валов выполняют как проверочные?
20. По каким напряжениям выполняют проектный расчёт вала и почему при этом уменьшают допускаемые напряжения?
21. Какая ось требует расчета на усталостную прочность?
22. Почему вал рассчитывают на сопротивление усталости даже при постоянной нагрузке?
23. Зачем нужна проверка жёсткости вала и какие параметры при этом определяют?

ОПОРЫ

1. Из каких деталей состоят подшипники качения? Какова роль сепараторов в подшипниках?
2. Достоинства и недостатки подшипников качения.
3. Как классифицируются подшипники качения по направлению воспринимаемой нагрузки, по форме тел качения и по габаритным размерам?
4. Какие внутренние диаметры имеют подшипники 206 и 306? Какой из представленных подшипников имеет большую динамическую грузоподъемность и почему?
5. Укажите основные причины выхода из строя (потери работоспособности) подшипников качения.
6. Дайте определение паспортной (базовой) динамической грузоподъёмности подшипников качения.
7. В каком кольце подшипника в зонах их контакта с телами качения возникают наибольшие контактные напряжения и почему?
8. Дайте определение эквивалентной динамической нагрузке на подшипник. Как она вычисляется?
9. Дайте определение паспортной (базовой) статической грузоподъёмности подшипников качения.
10. Какая вычисляется эквивалентная статическая нагрузка подшипников?
11. За какое кольцо захватывают подшипник при демонтаже с вала?
12. Какие существуют способы крепления колец подшипников на валах?
13. В каком случае выбор подшипника производят по статической грузоподъёмности?
14. Как при подборе подшипников качения учитывают переменный режим нагружения?
15. От чего зависят коэффициенты K_д и K_т входящие в формулу для расчета эквивалентной динамической нагрузке?
16. Определите расчетную долговечность подшипников L_h если известна эквивалентная нагрузка P_rбазовая долговечность C и частота вращения подшипника n.
17. Каковы особенности конструкции и работы сферических подшипников? Где они применяются?
18. Могут ли быть подшипники качения без колец?
19. Могут ли радиальные шарикоподшипники воспринимать осевую нагрузку?
20. Какие различают основные типы шарико- и роликоподшипников по конструкции?
21. Какие различают опоры по способности фиксировать осевое положение вала?
22. Для каких типов подшипников определяют эквивалентную динамическую радиальную нагрузку?
23. Для каких типов подшипников определяют эквивалентную динамическую осевую нагрузку?
24. Как в расчетах долговечности подшипника L учитывают условия эксплуатации?
25. Как в расчетах долговечности подшипника L учитывают повышенный уровень надежности?
26. Почему выгоднее вращение внутреннего кольца?
27. Чему равна окружная скорость сепаратора в зависимости от окружной скорости вала?

СОЕДИНЕНИЯ

Сварные соединения

1. Какие преимущества имеют сварные соединения?

2. Как рассчитывают сечение сварного углового шва (на разрыв и на срез; только на срез; только на разрыв)? Покажите сечение по которому происходит разрушение.

3. Как рассчитывают стыковые сварные соединения, нагруженные осевой силой?

4. Как рассчитывают лобовые угловые сварные швы при нагружении осевой силой?

5. Как рассчитывают фланговые угловые сварные швы при нагружении осевой силой?

6. Чему равно допускаемое напряжение для стыкового сварного соединения, нагруженного осевой силой (; 0,9 ; 0,6 )? Ответ обоснуйте.

7. Чему равно допускаемое напряжение для углового сварного шва, нагруженного осевой силой (; 0,9 ; 0,6 )? Ответ обоснуйте.

8. Область применения точечной и шовной контактной сварки.

Заклепочные соединения

1. Как выполняют проверку прочности тела заклепки?
2. На какой вид деформации рассчитывают заклепку? Как рассчитывают?
3. Как выполняют проверку прочности листов заклепочного соединения?
4. Как учитывают наличие сил трения в заклепочном соединении? Наличие сил трения уменьшает или увеличивает деформацию заклепок при нагружении соединения?
5. Каковы достоинства и недостатки заклепочных соединений?
6. Типы заклепок. Конструкции заклепочных швов.

Резьбовые соединения

1. Дайте определение следующим параметрам резьбы: профиль, шаг, ход, угол профиля и угол подъёма.
2. Какие различают типы резьб по профилю, по назначению?
3. Почему метрическая резьба с крупным шагом имеет преимущественное применение? Когда применяют резьбы с мелким шагом?
4. В чем основное достоинство болтового соединения?
5. Когда применяют шпильки и винты вместо болтов?
6. Какие применяют способы стопорения резьбовых соединений?
7. Какие напряжения испытывают болт при затяжке соединения?
8. Какие напряжения испытывают предварительно затянутый болт, поставленный с зазором, при нагружении соединения сдвигающей силой?
9. Какие напряжения испытывают болт, поставленный без зазора в отверстие из-под развертки, при нагружении соединения сдвигающей силой?
10. Из какого условия и как определяют высоту стандартной гайки?
11. Есть ли необходимость определять расчетное напряжение среза в резьбе для винта и для гайки отдельно, если они изготовлены из одного материала? Ответ обоснуйте.
12. Как рассчитывают болты (винты, шпильки), если болт не затянут и нагружен осевой растягивающей силой?
13. Как рассчитывают болты (винты, шпильки), если болт затянут силой F_зат., внешняя нагрузка отсутствует.
14. Как рассчитывают болты, если болт, установленный в отверстие с зазором, нагружен поперечной силой?
15. Как рассчитывают болты, если болт, установленный в отверстие без зазора, нагружен поперечной силой?
16. Как рассчитывают болты, если внешняя нагрузка раскрывает стык деталей?
17. Какими средствами обеспечивают надежность соединения по условию нераскрытия стыка?

Шпоночные соединения

1. Как определить σ _см у соединения с призматической шпонкой длиной l_p, высотой площади смятия h-t₁, передающего момент Т, валом диаметром d?
2. Основные виды шпоночных соединений. Недостатки шпоночных соединений.
3. Почему шпонки рассчитывают по напряжениям смятия, а не среза?

Шлицевые соединения

1. Каково назначение шлицевых соединений? Их разновидности.

2. Какие применяют способы центрирования шлицевых прямобочных и эвольвентных соединений? Чем обусловлен выбор способа центрирования?

3. Каковы основные критерии работоспособности шлицевых соединений? Как устанавливают размеры шлицевых соединений?

4. Какой профиль (прямоугольный, эвольвентный) шлицевых соединений отличает меньшая концентрация напряжений?

5. Какой метод центрирования следует применять в прямобочных шлицевых соединениях, передающих большие вращающие моменты в условиях реверсивного нагружения?

Муфты

1. 40. Каково назначение муфт? Какие различают муфты по управляемости?

2. 41. Чем обусловлена необходимость применения компенсирующих муфт?

3. 42. Виды несоосности валов. Какие муфты компенсируют их вредное влияние?