1.Каковы достоинства и недостатки зубчатых передач?
2.Как классифицируются зубчатые передачи?
3.Какие передачи называются открытыми и какие закрытыми?
4.Какие основные требования предъявляются к профилям зубьев?
5.Почему преимущественно применяется эвольвентное зацепление?
6.Что такое модуль зубчатого зацепления?
7.Какая окружность зубчатого колеса называется делительной? Как определяются диаметры делительных окружностей для прямозубых и косозубых зубчатых колес?
8.На чем основан метод обкатки при обработке зубьев?
9. Какое минимальное число зубьев допускается для шестерен, нарезанных без смещения для различных видов зубчатых передач?
10.Каковы возможные причины выхода из строя зубчатых колес?
11.Как обеспечивается условие равнопрочности зубьев шестерни и колеса?
12.В чем заключаются преимущества и недостатки косозубых передач по сравнению с рямозубыми?
13.Что называется нормальным и торцовым модулями зацепления и какова зависимость между ними?
14.В каких случаях применяются конические зубчатые передачи? Каковы недостатки передачи коническими зубчатыми колесами?
15.Отчего зависит и каковы примерные значения КПД зубчатой передачи?
16.Как различаются зубчатые колеса по конструкции?
Студент должен:
иметь представление:
—о принципе работы передачи винт—гайка;
—о назначении передачи;
—о достоинствах, недостатках и области применения передачи винт — гайка;
—силовые соотношения в передаче;
—коэффициент полезного действия винтовой пары;
—основные параметры и расчетные коэффициенты;
—основы расчета передачи на износостойкость.
Общие сведения о винтовых механизмах. Силовые соотношения и КПД винтовой пары. Понятие о расчете передачи на износостойкость. Основные параметры и расчетные коэффициенты.
Литература 4, с. 223...238; 5, с. 472...476
Передача винт—гайка предназначена для преобразования вращательного движения одного из элементов пары в поступательное перемещение другого. При этом как винт, так и гайка могут иметь либо одно из названных движений, либо оба движения вместе.
К достоинствам винтовых механизмов относятся: простота получения медленного поступательного движения и возможность большого выигрыша в силе, плавность, бесшумность, способность воспринимать большие нагрузки, возможность осуществления перемещений с высокой точностью, простота конструкций.
Недостатками винтовых механизмов являются: большие потери на трение и, как следствие, низкий к.п.д. Во многих случаях применяют винты с углами подъема разьбы, обеспечивающими самоторможение, т.е. не превышающими угла трения, при этом к.п.д. винтовой пары оказывается ниже 50%.
Винты в винтовых механизмах в зависимости от назначения разделяют на грузовые (домкраты, прессы, тиски) и ходовые (служащие для точной передачи движения в станках, измерительных устройствах).
Нужно усвоить основные понятия и сведения о винтовой паре. Наиболее важным элементом передачи является резьба. Нужно рассмотреть профили стандартных резьб и их назначение. В отличие от крепежных резьб, в которых очень важна повышенная надежность против самоотвинчивания, в передачах винт —гайка требуется малое трение, поэтому для этих передач применяются резьбы с малым углом профиля. При изучении силовых соотношений в винтовой паре важно усвоить связь между осевыми и окружными усилиями, а также их зависимость от угла подъема и профиля резьбы. Эти сведения будут необходимы также при изучении червячных передач и резьбовых соединений.
Обратите внимание на то, что основная причина выхода из строя винтов и гаек передач — износ их резьбы, поэтому проектный расчет передачи винт —гайка производится на износостойкость. Сильно нагруженные винты проверяют на прочность, на совместное действие кручения и сжатия (или растяжения). Длинные винты, находящиеся под действием сжимающей силы, проверяют на устойчивость.
Студент должен:
иметь представление:
—о принципе работы цепной передачи;
—о назначении передачи;
—о достоинствах, недостатках и области применения цепных передач;
знать:
—классификацию приводных цепей;
—конструкции звездочек;
—принцип выбора системы смазки;
—основные геометрические и кинематические параметры цепной передачи;
—силы, действующие на волны передачи; уметь:
—подбирать цепи;
—выполнять расчет на износостойкость шарниров звена в цепи;
—определять шаг цепи.
Общие сведения о цепных передачах: устройства, достоинства и недостатки, область применения. Приводные цепи и звездочки. Краткие сведения о подборе цепей и их проверочном расчете.
Литература 4, с. 268...280; 5, с. 427...436
Цепная передача относится к числу передач с промежуточным звеном (гибкой связью).
Цепная передача осуществляется при помощи бесконечной цепи, охватывающей две (или более) звездочки — колеса с зубьями специального профиля. Она служит для передачи движения только между параллельными валами. В отличие от ременной передачи цепная передача работает подобно зубчатой без проскальзывания.
При изучении темы "Цепные передачи" необходимо хорошо понять и усвоить достоинства и недостатки цепных передач, область их применения; ознакомиться с классификацией приводных цепей по ГОСТу, рассмотреть их конструкции, выяснить преимущества и недостатки различных типов цепей. Необходимо обратить внимание на выбор основных параметров цепных передач, на их кинематику, и силовые зависимости с учетом динамических нагрузок в приводных цепях. В связи с тем, что износ элементов передачи отрицательно сказывается на ее работе, основным видом расчета цепных передач является расчет на давление в шарнирных цепях.
1.Укажите достоинства и недостатки цепных передач и области их применения. Какие различают виды приводных цепей?
2.Чем определяется работоспособность цепных передач? Укажите причины, по которым цепные передачи выходят из строя.
3.Опишите конструкции звездочек для роликовых и зубчатых цепей.
Студент должен:
знать:
—назначение, принцип действия и область применения шарнирного четырехзвенника, рычажных, кривошипно —ползунных, кулисных, мальтийских и кулачковых механизмов;
уметь:
—составлять кинематические схемы шарнирного четырехзвенника, рычажного, кривошипно — ползунного, кулисного, мальтийского и кулачкового механизмов.
Рычажные механизмы. Шарнирный четырехзвенник. Кривошипно — ползунный механизм. Кулисные механизмы. Мальтийские механизмы. Назначение и область применения.
Кулачковые механизмы, их особенности, разновидности и роль в автоматизации технологических процессов.
Литература 4, с. 4...9; 5, с. 489...508
В современных приборах и машинах широкое распространение получили так называемые рычажные механизмы и в первую очередь кривошипно — шатунный механизм.
Кривошипно — шатунный механизм служит для преобразования вращательного движения кривошипа в возвратно —поступательное прямолинейное движение ползуна. Наоборот, когда ведущим звеном является ползун, возвратно — поступательное прямолинейное движение ползуна преобразовывается во вращательное движение кривошипа и связанного с ним вала.
Кулачковые механизмы применяют в тех случаях, когда перемещение, скорость и ускорение ведомого звена должны изменяться по заранее заданному закону, в частности, когда ведомое звено должно периодически останавливаться при непрерывном движении ведущего звена. При изучении темы "Общие сведения о некоторых механизмах" ознакомьтесь с устройством, принципом действия, областью применения механизмов возвратно —поступательного и колебательного движений; кривошипно — шатунных, кулисных, кулачковых; механизмов прерывистого одностороннего движения: мальтийских, храповых. Нужно уметь классифицировать механизмы по их функциональному назначению, кинематическим свойствам и конструктивным особенностям.
1.Назовите достоинства и недостатки червячных передач по сравнению с зубчатыми. В каких случаях применяется червячная передача?
2.Из каких материалов изготовляются червяки и венцы червячных колес?
3.Какие усилия возникают в червячном зацеплении и по каким формулам они вычисляются?
4.Какова зависимость КПД червячной передачи от числа витков червяка?
5.Укажите причины выхода из строя червячных передач и назовите критерии их работоспособности.
6.По каким критериям ведется расчет червячных передач?
7.Почему для червячных передач, работающих более или менее длительное время без перерывов, обязателен тепловой расчет?
8.Назовите существенные способы охлаждения червячных передач.
Студент должен:
иметь представление:
—о принципе работы ременной передачи;
—о назначении передачи;
—о достоинствах, недостатках и области применения ременных передач;
знать:
—классификацию ременных передач;
—типы приводных ремней;
—материалы ремней;
—конструкции шкивов и их материалы;
—способы натяжения ремней;
—силы и напряжения в ремне;
—основные геометрические и кинематические соотношения ременной передачи;
—критерии работоспособности ременной передачи; уметь:
—выполнять расчет по тяговой способности ремня;
—выполнять расчет на долговечность ремней.
Основные сведения о ременных передачах: устройство, достоинства и недостатки, область применения. Классификация ременных передач; типы приводных ремней и их материалы, способы натяжения ремня, основные геометрические и кинетические соотношения. Силы и напряжения в ремне. Скольжение ремня на шкивах. Критерии работоспособности и понятие о расчете ременной передачи.
Литература 4, с. 117...148; 5, с. 415...426
Передачу вращательного движения с одного вала на другой при значительных расстояниях между ними можно осуществить гибкой связью, используя силу трения между поверхностью шкива и гибким телом. Гибкой связью служат ремни.
В процессе изучения ременной передачи следует хорошо усвоить сравнительные характеристики различных типов передач и области их применения, а также конструкцию ремней и ознакомиться со стандартами на ремни. Рассматривая методику расчета ременной передачи по тяговой способности, обратите внимание на то, что прочность ремня не является достаточным условием, определяющим работоспособность передачи. Нужно понять, что для обеспечения достаточной долговечности ремня необходимо правильно выбирать отношение его толщины к диаметру малого шкива, а также такое межосевое расстояние, при котором число пробегов ремня в секунду будет не выше допустимого.
1.Какими достоинствами и недостатками обладают ременные передачи по сравнению с другими видами передач?
2.Перечислите основные типы приводных ремней и дайте их краткую характеристику (сравнительную).
3.Объясните сущность упругого скольжения ремня. Чем оно отличается от буксования?
4.От каких факторов зависит долговечность ремня? Каковы преимущества передачи с натяжным роликом перед открытой передачей?
1.Укажите область применения передачи винт —гайка.
2.Как определить выигрыш в силе, получаемый винтовой парой?
3.Из каких материалов изготовляются гайки передач?
4.Укажите критерии работоспособности и расчета деталей передачи винт — гайка.
Студент должен:
иметь представление:
—о принципе работы червячной передачи;
—о назначении червячной передачи;
—о достоинствах, недостатках и области применения; знать:
—классификацию червячных передач;
—материалы червяков и червячных колес;
—геометрические соотношения червячной передачи;
—силы, действующие в зацеплении червячной пары;
—передаточное число и КПД червячной передачи; уметь:
—выбирать основные параметры, расчетные коэффициенты и допускаемые напряжения;
—определять силы в зацеплении по моменту на ведомом валу и по метрическим параметрам червячного колеса и червяка;
—выполнять проектные расчеты червячных передач;
—выполнять проверочные расчеты валов червячных передач.
Общие сведения о червячных передачах: достоинства и недостатки, область применения. Материалы червяков и червячных колес. Геометрические соотношения в червячной передаче. Передаточное число. Силы, действующие в зацеплении. КПД червячной передачи. Основы расчета зубьев на контактную усталость и усталость при изгибе, формулы проверочного и проектного расчетов. Расчет вала червяка на жесткость. Краткие сведения о выборе основных параметров, расчетных коэффициентов и допускаемых напряжений. Тепловой расчет червячного редуктора.
Литература 4, с. 239...260; 5, с. 477...488
Для передачи движения между валами, оси которых перекрещиваются применяются червячные передачи. Червяк, насаженный на вал или (что чаще), изготовленный заодно с валом, вращает червячное колесо, расположенное на другом валу.
Червячная передача относится к числу так называемых зубчато — винтовых, т.е. имеющих признаки, характерные и для зубчатых, и для винтовых передач.
При изучении этой темы необходимо разобраться в устройстве червячной передачи, ее достоинствах, выяснить ее недостатки и области применения. Следует обратить внимание на конструкцию червяков и червячных колес. Размеры червячного колеса определяются в среднем сечении. Необходимо усвоить методику выбора числа витков червяка и числа зубьев колеса, связав их с передаточным числом червячной передачи. Следует уяснить, что с увеличением числа витков червяка одновременно увеличивается и износ рабочих элементов передачи, поэтому не рекомендуется применять червяки с числом витков более четырех. Расчет червячных передач имеет много общего с расчетом зубчатых передач, но расчет червячной передачи на контактную прочность — это и косвенный расчет на предотвращение заедания. Работоспособность червячной передачи зависит не только от прочности зубьев червячного колеса, но и от прочности и жесткости червяка, а также от качества смазки, которая по праву рассматривается как составная часть конструкции. С целью обеспечения работоспособности передачи следует выполнять тепловой расчет.
1.Что называется механизмом, звеном, кинематической парой?
2.Какие движения может иметь звено плоского механизма?
3.Дайте определение и приведите примеры механизмов с низшими и высшими парами.
4.Какие механизмы называются плоскими и какие— пространственными ?
5.Приведите примеры применения рычажных и кулачковых механизмов, а также механизмов прерывистого и непрерывного движения. К каким группам они относятся?
Студент должен:
знать:
—назначение, конструкции и материалы валов;
—назначение, конструкции осей;
—назначение, устройство шпоночных соединений;
—назначение, устройство шлицевых соединений;
—сравнительную характеристику шпоночных и шлицевых соединений; —типы стандартных шпонок;
—классификацию шлицевых соединений;
уметь:
—подбирать шпонки по справочнику в зависимости от диаметра вала;
выполнять расчеты на прочность шпоночных соединений при срезе и смятии;
выполнять расчет на прочность шлицевых соединений на смятие;
—выполнять проверочные расчеты валов на усталость, по справочникам уметь определять предел выносливости и вычислять коэффициент снижения предела выносливости.
Валы и оси, их назначение, конструкции и материалы. Оси вращающиеся и неподвижные. Основы расчета валов и осей на прочность и жесткость.
Типы шпоночных соединений и их сравнительная характеристика. Типы стандартных шпонок. Подбор шпонок и проверочный расчет соединения. Зубчатые (шлицевые) соединения, область применения.
Литература 4, с. 94...99, с. 281...294; 5, с. 502...517, с. 376...394
Детали, на которые насажены вращающиеся части (шкивы, зубчатые колеса и т.п.), называются осями или валами. Оси и валы различаются между собой по условиям работы. Оси, несущие на себе вращающиеся части, не передают моментов и подвергаются только изгибу; валы, являясь, как и оси, поддерживающими деталями, помимо того, передают момент и работают не только на изгиб, но и на кручение.
При изучении темы "Валы, оси, шпоночные и зубчатые соединения" уясните разницу между осью и валом и различие в их расчете на прочность. Запомните, что расчет на статическую прочность, как правило, предварительный проектный расчет, а расчет на усталость — проверочный расчет.
При проверочном расчете определяются коэффициенты запаса в опасных сечениях валов с учетом переменности действующих напряжений во времени, влияния концентрации напряжений и абсолютных размеров вала и т. д. Следует обратить внимание на то, что от жесткости валов и осей зависят условия работы подшипников, зубчатых передач, муфт и других сопряженных деталей. Так, например, при значительной деформации изгиба сильно ухудшаются условия зацепления зубчатых колес, а потому размеры вала должны быть проверены на жесткость. Изучите конструкции осей и валов и их опорных частей — шеек, шипов и пят.
1.В чем заключается разница между валом и осью?
2.Какие различают виды валов?
3.Что называется шипом, шейкой и пятой?
4.Как расчитываются валы на прочность?
5.Как производится расчет осей на прочность?