Ф.2.3 Механика. Детали машин и основы конструирования

2
Введение
Рабочая программа учебной дисциплины «Детали машин и основы
конструирования» предназначена для подготовки бакалавров и реализации
государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки
выпускников по направлению 180100 Кораблестроение и океанотехника.
В
процессе
представления
проверочных
изучения
о
деталях,
и
дисциплины
узлах,
проектировочных
у
студента
механизмах,
расчетов
формируются
машинах;
основных
названия
элементов
механических передач, выбора наиболее рациональных типов механических
передач в зависимости от режима работы и специфических требований.
1 Цели и задачи дисциплины
Цель дисциплины - ознакомить студентов со всеми вопросами
машиностроения
и
построения
машин,
деталей
машин
и
основ
конструирования машин и механизмов.
Задачи дисциплины состоят в привитии студенту основ знаний:
- об основных требованиях к конструкции деталей машин и критериях
работоспособности и расчета деталей машин;
- о особенностях расчета деталей машин; выбора материалов;
использования
вероятностных
методов
расчета;
надежности
машин;
оптимизации конструкций.
2. Начальные требования к освоению дисциплины
Начальные требования к освоению дисциплины «Детали машин и
основы конструирования» определены следующими дисциплинами:
- Математика
- Физика
- Теоретическая механика
- Теория механизмов и машин
3
- Черчение
- Детали машин и основы конструирования
- Технология металлов
3 Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате теоретического изучения дисциплины студент должен знать:
- основные критерии работоспособности деталей машин и виды отказов;
- основы теории и расчета деталей и узлов машин;
- типовые конструкции деталей и узлов машин, их свойства и области
применения;
- основы автоматизации расчетов и конструирования деталей и узлов
машин.
В результате практического изучения дисциплины студент должен
знать:
- самостоятельно конструировать узлы машин общего назначения по
заданным выходным параметрам.
- самостоятельно подбирать справочную литературу, стандарты, а так
же прототипы конструкций при проектированию.
-
учитывать
экономичности,
при
конструкции
ремонтопригодности,
требования
технологичности,
стандартизации,
промышленной
эстетики, унификации машин, охраны труда, экологии.
- выбрать наиболее подходящие материалы для деталей машин и
рационально их использовать.
- выполнять расчеты деталей и узлов машин пользуясь справочной
литературой и стандартизации.
- оформлять графическую и текстовую часть конструкторскую
документацию в полном соответствии с требованиями ЕСКД и ЕСДП.
-
пользоваться
при
подготовке
расчетной
и
графической
документацией типовыми программами ЭВМ.
4
4 Объем дисциплины и виды учебной работы
4.1 Очная форма обучения
вид учебной работы
всего часов
общая трудоемкость
дисциплины
лекции
лабораторные занятия
практические занятия
всего самостоятельная
работа)
в том числе: курсовое
проектирование
расчетно-графические
работы
рефераты
другие виды
вид итогового контроля
(экзамен, зачет)
108
распределение по
семестрам
(5 семестр)
108
36
18
54
36
18
54
48
48
-
-
экзамен
экзамен
4.2 Содержание лекционного курса (наименование раздела, темы,
краткое содержание)
Введение
Роль и значение курса в системе подготовки бакалавра. Роль
машиностроения в экономике. Основные направления развития конструкций
машин.
Основные
задачи курса. Связь курса с общетехническими и
специальными дисциплинами.
Тема 1 Общие вопросы проектирования деталей и узлов машин.
Основные
требования
к
деталям
и
узлам
машин.
Понятия
работоспособности, технологичности, экономичности.
5
Критерии работоспособности деталей машин. Прочность (модели
нагружения, модели разгружения). Конструктивные и технологические
методы повышения прочности. Жесткость деталей машин, ее влияние на
работоспособность. Теплоустойчивость и веброустойчивость деталей машин.
Основы триботехники деталей. Природа трения скольжения, режимы
трения. Природа изнашивания. Конструктивные и технологические способы
повышения износостой кости сопряжений.
Стадии проектирование узлов и деталей машин.
Раздел 3 Соединения
Характеристика и назначения соединений классификация составных
единиц
Тема3.1 Резьбовые соединения
Характеристика и область применения. Соединения болтами, винтами
и
шпильками.
Материалы
резьбовых
соединений.
Понятие
о
самоторможении и сопротивлении резьбовых соединений. Расчет резьбовых
соединений при совместном действии силы затяжки и внешней нагрузки, не
лежащей
в
плоскости
работоспособности
стыка.
резьбовых
Виды
повреждений
соединений.
и
Особенности
критерии
расчета
и
конструирования многоболтовых соединений.
Тема 3.2 Сварные соединения
Характеристика и области применения. Основные конструкции
сварочных швов. Виды их повреждений и критерии работоспособности.
Расчеты
сварочных
швов
при
постоянных
во
времени
нагрузках.
Допускаемые напряжения.
Тема 3.3 Паяные и клеевые соединения, клеммовые соединения.
6
Характеристика
и
области
применения.
Расчет
на
прочность
соединения пайкой. Расчет на прочность соединения склеиванием. Качество
клееного соединения.
Конструкция и применение клеммовых соединений. Расчет на
прочность клеммовых соединений.
Тема 3.4 Соединения с натягом
Характеристика,
особенности
технологии
сборки
и
критерии
работоспособности. Расчет соединений с натягом.
Тема 3.5 Шпоночные и штифтовые соединения
Сравнительная
повреждения
и
характеристика
критерии
и
области
работоспособности.
применения.
Расчет
Виды
ненапряженных
шпоночных соединений (призматическими и сегментными шпонками).
Тема 3.6 Шлицевые соединения
Конструкция и классификация. Основные критерии работоспособности
и расчета шлицевых соединений.
Раздел 4 Механический привод и основные типы механических
передач
Назначение и структура механического привода, его характеристика.
Назначение и классификация передач.
Тема 4.1 Зубчатые передачи
Характеристика и область применения зубчатых передач. Основные
параметры. Материалы и термообработка.
Понятие о контактных напряжениях. Критерии работоспособности
зубчатых передач. Расчет зубчатых передач на усталость по изгибу.
7
Расчетная модель и расчетные формулы. Расчет цилиндрических зубчатых
передач на контактную выносливость. Определение расчетной нагрузки в
зубчатых передачах. Коэффициенты концентрации и динамичности нагрузки.
Допускаемые напряжения для зубчатых передач.
Тема 4.2 Косозубые передачи
Область применения, геометрические, эксплуатационные особенности.
Специфика расчета.
Тема 4.3 Конические зубчатые передачи
Классификация конических зубчатых передач. Теометрические и
эксплуатационные особенности. Специфика расчета.
Тема 4.4 Червячные передачи
Червячные передачи, их характеристика и область применения. Виды
червяков. Стандартные параметры червячной передачи. Материалы колеса и
червяка. Критерии работоспособности и виды отказов. Расчет допускаемых
напряжений. Определение коэффициента нагрузки в червячных передачах.
Расчет червячных передач на контактную выносливость и на усталость по
изгибу.
КПД червячных передач, его расчет. Способы повышения КПД. Расчет
червячных передач на нагрев.
Раздел 5 Опоры, валы и оси, муфты.
Тема 5.1 Опоры
Роль опор в машинах. Классификация опор. Подшипники качения, их
характеристика.
Область
применения.
Классификация.
Основные
конструкции. Распределение нагрузки по телам качения. Виды повреждений
подшипников
и
критерии
работоспособности.
Принципы
выбора
8
подшипников качения. Определение эквивалентной нагрузки.
Выбор
подшипников по динамической грузоподъемности.
Тема 5.2 Валы и оси
Валы и оси, их роль в машинах. Конструктивные разновидности валов.
Материалы и термообработка. Расчет валов на прочность (условный по
крутящему моменту и по статической несущей способности).
Темы 5.3 Муфты
Муфты,
их
роль
в
машинах.
Виды
погрешности
взаимного
расположения валов. Классификация муфт.
Глухие муфты, их конструкция (1-2 примера) и расчет. Жесткие
компенсирующие муфты, конструкция и расчет (1-2 примера). Упругие
муфты и их свойства. Компенсирующая и демпфирующая способность.
Характеристика упругой муфты (линейная и нелинейная). Конструкция и
расчет
упругих
муфт
(1-2
примера).
Понятие
об
управляемых
и
самоуправляемых муфтах.
Курсовое проектирование (цель, типовая тематика)
Цель типового проектирования – формирование у студента навыков
самостоятельного
конструирования
машин.
Проект
должен
быть
завершающе частью курса.
Тематика задания на курсовое проектирование должна удовлетворять
следующим требованиям:
1. Максимально
охватить
изучаемый
курс
и
смежные
общетехнические дисциплины.
2. Быть возможно ближе привязанной к профилю специальности.
3. Предусматривать возможность использования расчетов на ЭВМ.
4. Предусматривать возможность рассмотрения в пределах одного
задания нескольких альтернативных вариантов конструкторских решений.
9
Темы курсовых проектов:
1. Приводы конвекторов (ленточных, цепных и др.)
2. Приводы
технологического
оборудования
(технологические
агрегаты, транспортные устройства)
3. Приводы транспортных машин
4. Приводы испытательных машин и установок
5. Приводы манипуляторов и роботов
5 Содержание практических занятий.
п/п
1
Номер
раздела
3
2
3
3
3
4
4
5
5
6
5
Наименование практического занятия.
Расчет болтовых соединений нижнего подшипника
шатуна двигателя внутреннего сгорания (2 часа)
Расчет сварочного соединения, выполненного точечной
сваркой и нагруженного по соответствующей схеме (2
часа)
Расчет соединений с натягом. Подбор посадки,
обеспечивающей соединение червячного колеса с валом.
(2 часа)
Синтез эвольвентного зубчатого зацепления с
параллельными осями. (4 часа)
Выбор подшипников по динамической и статической
грузоподъемности. (4 часа)
Расчет нагрузок, действующих на валы и опоры. (4 часа)
6 Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Основная литература
1. Теория механизмов и механика машин: Учеб для втузов/К.В.
Фролов, С.А. Попов, А.К. Мусатов; Под ред. К.В. Фролова. – 3-е изд., стер. –
М.: Высш. шк., 2008
10
Дополнительная литература
1. Бернштейн С.А.Детали машин и основы конструирования.–М.:
Высш. шк., 2008.-464с.
2.
И.А.Биргер,
Р.Р.Мавлютов
Детали
машин
и
основы
конструирования. –М.: Наука, 2008.-560с.
3. Е.Ф.Винокуров, Н.Г.Петрович, Л.И.Шевчук Детали машин и основы
конструирования. -Минск: Вышейш. шк., 2009.-227с.
4. К.П.Горбачев, Е.Г.Краснов, В.В.Субботницкий и др. Основы
механики деформируемого твердого тела. –Владивосток: Изд-во «Уссури»,
2007. -166с.
5. Гастев В.А. Краткий курс сопротивления материалов. -М.: Наука.
2007.-456с.
6. Заславсвий Б.В. Краткий курс сопротивления материалов. -М.:
Наука. 2007.-456с.
7. В.Н.Заяц, М.К.Балыкин, И.А.Голубев Детали машин и основы
конструирования. Минск:БГПА, 2008. -1 часть 113с., 2 часть 117с.
8. Ицкович Г.М. Детали машин и основы конструирования. –М.: Высш.
шк., 2008.-351с.
9. Кинасошвили Р.С. Детали машин и основы конструирования.
Краткий учебник. -М.: Наука. 2008.-384с.
10. Кочетов В.Т., Кочетов М.В., Павленко А.Д. Детали машин и основы
конструирования: Учеб. пособие для вузов.- СПб.: БХВ-Петербург, 2008.544с.
Электронные образовательные ресурсы
1. Демин О.В., Буланов В.Е. Механика: основы проектирования
деталей машин: Учебное пособие. – Тамбов: Издательство ТГТУ, 2009
[Электронный
ресурс].
–
Режим
доступа
[http://window.edu.ru/resource/096/73096].
2. Гордин П.В., Росляков Е.М., Эвелеков В.И. Детали машин и основы
конструирования:
Учебное
пособие.
-
СПб.:
Изд-во
СЗТУ,
2009
11
[Электронный
ресурс].
–
Режим
доступа
[http://window.edu.ru/resource/460/40460].
3. Мурин А.В., Осипов В.А. Основы конструирования деталей и узлов
машин: Курсовое проектирование. Учебное пособие / Под ред. А.В. Мурина.
- Томск: Изд-во ТПУ, 2009 [Электронный ресурс]. – Режим доступа
[http://window.edu.ru/resource/612/75612].
7 Перечень типовых экзаменационных вопросов
Критерии
работоспособности,
конструкционные
материалы.
Надежность. Способы повышения надежности. Квалификация и типы
соединений. Основные требования к соединениям. Основные типы резьб и
области их применения. Основные типы крепежных деталей и способов
стопорения. Как повысить равномерность распределения нагрузки по виткам
резьбы гайки?
По каким напряжениям рассчитывают резьбу? Какое напряжение
является главным для крепежных и ходовых резьб? Как рассчитывают болты,
поставленные с зазором и без зазора в соединениях при сдвигающей
нагрузке. Каковы способы повышения усталостной прочности болтов при
переменной внешней нагрузке? Как образуется заклепочное соединение? Что
такое коэффициент прочности
и заклепочное соединение? Соединения
сварные встык и внахлестку, достоинства и недостатки. В чем преимущества
вогнутой
формы
поперечного
сечения
углового
шва?
Почему
не
рекомендуется применять длинные фланговые швы. Факторы, влияющие на
прочность сварных соединений. Области применения точечной и шовной
контактной сварки. Где применяют соединения пайкой и склеиванием.
Подготовка деталей перед пайкой и склеиванием. Основные виды
шпоночных соединений, их применения. Почему шпонки рассчитывают по
напряжениям смятия, а не на срез? В чем преимущества шлицевого
соединения по сравнению со шпоночным? Критерии работоспособности
12
шлицевых соединений. Оценка прессового соединения по сравнению со
шпоночным и шлицевым. По каким натягам рассчитывают прочность
соединения и прочность деталей? Почему в прессовом соединении
наблюдается коррозионно-механическое
изнашивание? Способы его
уменьшения. Типы механических передач, их назначение и характеристики.
Основные геометрические параметры зубчатых передач. Скольжение в
зацеплении. Как оно распределяется по профилю зуба? Коэффициент
торцового
перекрытия.
Контактные
напряжения.
Критерии
работоспособности и виды разрушения зубьев зубчатых передач. Силы в
зацеплении цилиндрической прямозубой передачи. Как влияют модуль и
число
зубьев
на
контактные
напряжения?
Расчет
прямозубой
цилиндрической передачи по направлениям изгиба. Особенности расчеты
косозубых (шевронных) передач. Причины плавности и бесшумности. Силы
в
зацеплении
Особенности
косозубой
расчета
цилиндрической
косозубых
передач
(шевронной)
по
напряжениям
передаче.
изгиба.
Конические зубчатые передачи, их оценка по сравнению с цилиндическими.
Области применения. Основные геометрические параметры конической
передачи. Силы в зацеплении прямозубой конической передачи. По каким
критериям распределяют общее передаточное отношение по ступеням
многоступенчатой передачи? Какие потери определяют КПД зубчатой
передачи и каково его приближенное значение. Какие материалы и виды
термической
обработки
применяют
для
повышения
прочности
и
долговечности зубчатых передач? Как учитывают переменность режима
нагрузки при определении запускаемых напряжений?
Планетарные передачи – устройство и кинематика, оценка и
применение. Силы в зацеплении планетарной передачи и особенности
расчета на прочность. По каким условиям выбирают числа зубьев колес
планетарной передачи? Чем отличается овы кинематика червячной передачи
от зубчатой? Почему КПД. Червячной передачи меньше чем у зубчатой?
Способы его повышения. Силы в зацеплении червячной передачи. Каковы
13
устройство и принцип действия волновой передачи? Каковы особенности
преобразования движения в зубчатой и фрикционной волновых передачах?
Каковы основные критерии работоспособности и расчета волновых передач.
Каковы достоинства и недостатки фрикционных передач. Ременные передачи
- принцип действия, типы ремней. Силы в ветвях ремня, напряжение в ремне.
Достоинства ценной передачи. Какие типы цепей наиболее распространены.
По какому критерию выполняют расчет цепной передачи. Проектный и
проверочный расчет вала. Статистическая прочность вала.
Жесткость
вала. Классификация подшипников. Какие материалы применяют для
подшипников
скольжения.
Основные
типы
подшипников
качения.
Динамическая и статическая грузоподъемность подшипника. Для чего
используют
муфты.
Достоинства
и
недостатки
глухих
муфт?
Комплектующие муфты. Упругие муфты, их функции. Сцепные муфты, их
разновидность. Самоуправляемые муфты, их классификация.
14
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ФИЛИАЛ ДВФУ В Г. БОЛЬШОЙ КАМЕНЬ
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
по дисциплине «Детали машин и основы конструирования»
180100.62 Кораблестроение и океанотехника
15
г. Большой Камень
16
Тема «Общие понятия и критерии работоспособности»
Укажите номер правильного ответа
1. Часть конструкции, изготовленную из материала одной марки
без применения сборочных операций называют…
1) деталью;
2) рамой;
3) узлом.
2.
Совокупность
изделий,
соединенных
на
предприятии
изготовителе и предназначенных для совместной работы называют…
1) рамой;
2) деталью;
3) узлом.
3. Вероятность безотказной работы изделия в течение заданного
промежутка времени называют…
1) сроком службы;
2) надежностью;
3) долговечностью.
4. Полная продолжительность работы узла при установленной
системе технического обслуживания называется…
1) надежностью;
2) долговечностью;
3) сроком службы.
5. Главным критерием работоспособности является…
1) износостойкость;
2) прочность;
3) жесткость.
6. Условие прочностной надежности определяется с помощью
запаса прочности S по формуле…
17
1) S 
 разр
 S  ;
 max
2) S 
 разр
 S  ;
 max
3) S 
 max
 S  .
 разр
7. Допускаемое значение запаса прочности определяется как
S   S S S
1
2
3
, где S 1 ,S 2 и S 3 учитывают…
1) точность расчета, технологичность, степень ответсвенности;
2) точность расчета, однородность механических свойств,
степень ответственности;
3) условия эксплуатации, однородность механических свойств,
степень ответственности.
8. Коэффициент ассиметрии цикла R равен…
1)
 max
;
 min
2)
3)
 min
;
 max

max
  min 
 max
.
9. При симметричном цикле нагружения коэффициент ассиметрии
цикла R равен…
1) 0,5;
2) 1;
3) –1.
10.
При
пульсирующем
цикле
нагружения
коэффициент
ассиметрии цикла R равен…
1) 1;
2) 0;
3) –1.
18
11.
При
ассиметричном
цикле
нагружения
коэффициент
ассиметрии цикла R равен…
1) 0;
2) 0,2;
3) –1.
12. Кривая выносливости в логарифмических координатах имеет
вид…
1) синусоиды;
2) прямой;
3) ломанной прямой.
13. Базовое число циклов перемены напряжений для сталей
равно…
1) 10 7 ;
2) 10 9 ;
3) 10 4 .
14. Значения коэффициента долговечности не могут быть
меньше…
1) 2;
2) 0,8;
3) 1.
15. Значения коэффициента долговечности не могут быть
больше…
1) 1,2;
2) 1,4;
3) 2,4.
16. При действии переменных нагрузок на срок службы детали не
влияет…
1) масса детали;
2) размер детали;
3) качество обработки поверхности.
19
17. Шлифовка поверхности детали при переменных нагрузках…
1) не влияет на срок службы;
2) увеличивает срок службы;
3) уменьшает срок службы.
18. С увеличением абсолютных размеров деталей при переменных
нагрузках их относительная прочность…
1) снижается;
2) увеличивается;
3) не изменяется.
19. Изменение формы при переменных нагрузках прочность
детали…
1) не изменяет;
2) увеличивает;
3) уменьшает.
20. При одинаковых напряжениях в деталях и постоянной нагрузке
наличие в одном из них отверстия…
1) уменьшает прочность детали;
2) увеличивает прочность детали;
3) детали практически являются равнопрочными.
21. При переменных нагрузках наличие в детали шпоночного
паза…
1) уменьшает долговечность детали;
2) не влияет на срок службы;
3) увеличивает долговечность детали.
22. Основная цель конструирования машин…
1) повышение долговечности;
2) повышение экономической эффективности;
3) повышение производительности.
23. Максимального повышения экономической отдачи машины
можно, в первую очередь, добиться за счет…
20
1) повышения производительности;
2) снижения эксплуатационных расходов;
3) повышения срока службы.
24. При создании машины приоритетным является…
1) низкое энергопотребление;
2) высокая производительность;
3) создание безопасных условий труда.
25.
При
создании
мобильных
машин
по
сравнению
со
стационарными, в первую очередь, следует обращать внимание на…
1) применение автоматизации;
2) снижение массы;
3) повышение надёжности.
Тема «Сварные соединения»
Укажите номер правильного ответа
1. Наименьшая концентрация напряжений возникает в угловых
сварных швах с профилем…
1) нормальным (в виде равнобедренного треугольника);
2) вогнутым;
3) выпуклым.
2. Основное требование при проектировании сварных конструкций –
обеспечение…
1) прочности соединяемых деталей;
2) прочности сварного шва;
3) равнопрочности шва и детали.
3. При качественном выполнении стыкового шва разрушение обычно
происходит…
21
1) в зоне термического влияния;
2) по сварному шву;
3) на стыке шва и детали.
4. Напряжение растяжения в стыковом шве определяется как…
1)
F
;
l
2) Fl ;
3)
5.
Fl

.
Касательное
напряжение
в
угловом
шве,
нагруженном
растягивающей силой F равно…
1) 0,7 Fkl ;
2)
F
;
0,7kl
3)
0,7 Fk
.
l
6. Нормальное напряжение изгиба в стыковом шве определяется как…
1)
2М
;
Wx
2) MWx ;
3)
M
.
Wx
7. Напряжения в стыковом шве от изгибающего момента и
растягивающей
(сжимающей) силы определяются как…
1)
M
 Fl ;
Wx
2)
M F
 ;
Wx l
22
3)
M
 Fl .
Wx
8. Касательные напряжения во фланговом шве…
1) распределены равномерно по длине шва;
2) больше на середине шва;
3) больше на концах шва.
9. Сварное соединение «внахлёст» выполняют с помощью швов…
1) угловых;
2) стыковых;
3) любых.
10. При сварке встык двух листов зазор между деталями должен быть
не менее …
1) 0 мм;
2) 2 мм;
3) 5 мм.
11. При выполнении шва внахлёстку при толщине деталей  длина
нахлёста должна быть не менее…
1)  ;
2) 2 ;
3) 4 .
12. Форма разделки кромок шва зависит от…
1) марки электрода;
2) марки стали;
3) толщины детали.
13. Косой шов применяется…
1) для экономии электродов;
2) для обеспечения равной прочности детали и шва;
3) исходя из эстетических соображений.
14. Достоинством сварного шва является…
1) хороший контроль качества шва;
23
2) хорошая работа при переменных нагрузках;
3) экономия металла по сравнению с другими типами соединений.
15. Сварное соединение встык равных по толщине деталей может быть
выполнено с помощью…
1) любых швов;
2) стыковых швов;
3) угловых швов.
16. Допускаемое напряжение для [ P' ]
для материала свариваемого
шва равно…
1)
В
;
S
2)
Т
;
S
3)
 1
S
.
17. Допускаемые напряжения для швов при постоянной нагрузке
равны…
1)  р/    p  ;  /    р 1 ;
2)  р/    p 1 ;  /    р  ;
3)  р/    p  ;  /    р/ 1 .
18. При переменных нагрузках на сварной шов допускаемая нагрузка…
1) не меняется;
2) увеличивается;
3) уменьшается.
19. При переменных нагрузках на сварной шов учитывают…
1) толщину деталей;
2) массу деталей;
3) вид и цикл нагружения.
24
20. Напряжение  ' в комбинированных сварных швах, нагруженных
моментом М в плоскости стыка, равно…
1)
2)
М max
;
Ip
MI p
 max
;
3) MI p  max .
21. Вал диаметром d приваренный торцом к листу металла толщиной
 угловым швом выдержит крутящий момент равный…
1) 0,7d 2  / ;
2) 0,7d 2  / ;
3) 0,35d 2  /  .
22. При сварке сложной составной конструкции присоединительные
отверстия следует просверлить…
1) в любое время;
2) после сварки;
3) до сварки.
23. Процесс разрушения соединения проще контролировать в…
1) соединении склеиванием;
2) заклёпочном соединении;
3) сварном соединении.
24.
Наиболее
перспективным
направлением
в
развитии
конструирования соединений деталей машин является их…
1) пайка;
2) заклёпка;
3) сварка.
25. В сварных стыковых швах разделка кромок целесообразна при
толщине деталей больше…
25
1) 5 мм;
2) 7 мм;
3) 10 мм.
Тема «Резьбовые соединения»
Укажите номер правильного ответа
1. В крепёжных резьбовых соединениях применяют резьбу…
1) трапецеидальную;
2) треугольную;
3) прямоугольную.
2.
Основным
критерием
работоспособности
крепёжных
резьб
является…
1) жёсткость;
2) износостойкость;
3) прочность.
3.
Прочность
болта,
нагруженного
растягивающей
силой,
определяется…
1) наружным диаметром резьбы;
2) длиной резьбовой части;
3) внутренним диаметром резьбы.
4. Для затянутого болта при отсутствии внешней нагрузки в расчёте
принимают эквивалентное напряжение равным…
1)  Э   р   к ;
2)  Э  1,3 р ;
3)  Э   к .
5. При замене резьбы с крупным шагом на резьбу с мелким шагом
прочность
26
стержня болта, нагруженного растягивающей силой…
1) увеличивается;
2) уменьшится;
3) не изменится.
6.
С
уменьшением
угла
подъёма
резьбы
тенденция
к
самоотвинчиванию резьбового соединения…
1) увеличивается;
2) уменьшается;
3) не изменяется.
7. С увеличением длины гаечного ключа момент трения в резьбе…
1) увеличивается;
2) уменьшается;
3) не изменяется.
8. Угол подъёма резьбы ψ равен:
;
1) arctg  p


d

2
;
2) arctg  p


d

1
.
3) arctg  ph

 d 2 
9. Коническая резьба обладает лучшей…
1) уплотнением;
2) жёсткостью;
3) прочностью.
10. Угол профиля дюймовой резьбы равен … градусов
1) 30;
2) 55;
3) 60.
11. Угол трения в резьбе больше у … резьбы
1) прямоугольной;
27
2) дюймовой;
3) метрической.
12. КПД резьбы равен…
1)
tg
;
tg (   )
2)
tg (   )
;
tg
3)
tg
.
tg
13. По закону Жуковского нагрузка на шестой виток меньше, чем на
первый, в … раз
1) 3;
2) 5;
3) 7.
14. Болты, соединяющие плоские детали, нагружённые сдвигающей
силой, поставленные без зазора, работают на…
1) изгиб;
2) срез;
3) растяжение.
15. При креплении детали к полке швеллера без косой шайбы
напряжение в болте увеличивается в … раз
1) 3;
2) 5;
3) 9 .
16. Правило конструирования крышек резервуаров, наполненных газом
под давлением, формулируется так:
1) жёсткие болты и податливые стыки;
2) жёсткие стыки и податливые болты;
3) жёсткие стыки и болты.
28
17. При расчёте ходовых резьб основной расчёт производят по
напряжениям
1) среза;
2) сжатия;
3) смятия.
18. При расчёте крепёжных резьб основной расчёт производят по
напряжениям…
1) растяжения;
2) среза;
3) смятия.
19. Условие самоторможения резьбы:
1)   ;
2)   ;
3)   .
20. При затяжке болтового соединения усилие рабочего на ключе
меньше растягивающей болт силы в … раз
1) 30 – 50;
2) 70 – 100;
3) 10 – 30.
21. В соединении болтами плоских деталей, нагруженных сдвигающей
силой,
неподвижность детали обеспечивается силой трения если…
1) болт поставлен в отверстие без зазора;
2) болт поставлен в отверстие с зазором;
3) соединение заклёпочное.
22. Если винт и гайка, нагруженные осевой силой, изготовлены из
одного материала, то по условию среза прочнее будет виток…
1) винта;
2) гайки;
3) прочность одинакова.
29
23. Нестандартной является резьба…
1) метрическая;
2) упорная;
3) прямоугольная.
24. При растяжении внутренний диаметр резьбы d 1 должен быть не
менее…
0,5
 4F 
 ;
1) 

  p 
0,5
 4F
2) 
  p 
 4F 
3) 

   

 ;


0,5
.
25. Условием равнопрочности винта и гайки является…
1) H  1,2d ;
2) H  d ;
3) H  0,8d .
Тема «Шпоночные, шлицевые, прессовые и клеммовые
соединения»
Укажите номер правильного ответа
1. Основной расчёт призматических шпонок производится по
напряжениям…
1) среза;
2) смятия;
3) сжатия.
30
2. Размеры
сечения
призматической
шпонки
определяются
в
соответствии с…
1) диаметром вала;
2) передаваемым моментом;
3) режимом работы.
3. При необходимости установки второй шпонки она предпочтительно
ставится на валу через … градусов
1) 90;
2) 120;
3) 180.
4. Рабочая длина шпонки равна всей длине…
1) шпонки;
2) шпонки без одного участка скругления;
3) шпонки без участков скругления.
5. Рабoчая длина призматической шпонки определяется по формуле…
1) lP 
2Т
dt2  см 
2) lP 
2Т
;
dt2  
3) lP 
Т
.
dt2  
;
6. Соединение сегментной шпонкой следует использовать…
1) на любом участке;
2) в середине вала;
3) на концах валов.
7. Жёсткое фиксирование деталей в окружном направлении с
возможностью
их взаимного осевого перемещения осуществляют соединения…
1) шпонкой;
2) шлицами;
31
3) прессовые.
8. Центрирование шлицевых соединений с прямобочными зубьями не
может осуществляться…
1) по обоим диаметрам;
2) по наружному диаметру и боковой поверхности;
3) по внутреннему диаметру и боковой поверхности.
9. Соединения с эвольвентными шлицами центрируются в основном…
1) по внешнему диаметру;
2) по боковым поверхностям зубьев;
3) внутреннему диаметру.
10. Центрирование по внешнему или внутреннему диаметру шлицов
применяют…
1) для простоты сборки-разборки;
2) для повышения прочности соединения;
3)
сопряжённых
при
повышенных
требованиях
к
точности
вращения
деталей.
11. Наиболее технологично центрирование шлицов по…
1) боковым поверхностям;
2) внутреннему диаметру;
3) наружному диаметру.
12. Центрирование по внутреннему диаметру шлицев осуществляют
при…
1) больших окружных усилиях;
2) высокой скорости вращения;
3) высокой твёрдости ступицы.
13. Соединения с посадкой на конус работают и рассчитываются как…
1) фрикционные;
2) шпоночные;
3) фрикционные со страховкой в виде шпонки.
14. Наиболее часто прессовые соединения выполняют…
32
1) прессованием;
2) нагревом втулки;
3) охлаждением вала.
15. Какое утверждение не верно: «Соединения с натягом…»
1) обладают пониженной прочностью при переменных нагрузках;
2) дороги и сложны в выполнении;
3) характерны отсутствием жёсткой фиксации.
16. Какое утверждение верно: «Соединения с натягом…»
1) могут воспринимать значительные статические и динамические
нагрузки;
2) обладают повышенной прочностью при переменных нагрузках;
3) имеют узкую область применения.
17. По формуле Ляме определяют в соединении с натягом…
1) натяг;
2) давление;
3) момент сдвига.
18. При равном передаваемом моменте наибольшую массу имеют
соединения…
1) клеммовые;
2) шпоночные;
3) прессовые.
19. Клиновые шпонки используют в передачах…
1) быстроходных;
2) тихоходных;
3) во всех типах передач.
20. Достоинством клиновых шпонок является…
1) хорошее центрирование детали;
2) высокая прочность соединения;
3) быстрая сборка-разборка.
21. Напряжённым является соединение…
33
1) сегментной шпонкой;
2) клиновой шпонкой;
3) призматической шпонкой.
22. Из
геометрических параметров шпонки по диаметру вала
выбирают…
1) ширину;
2) высоту;
3) длину.
23. Назначение призматической шпонки состоит в том чтобы…
1) соединить детали для передачи крутящего момента;
2) закрепить деталь от перемещения вдоль оси вала;
3) предохранить машину от поломок.
24. От перемещения вдоль оси вала деталь закрепляют…
1) шлицевым соединением;
2) призматической шпонкой;
3) соединением деталей с натягом.
25. К разъёмному относится соединение…
1) с натягом вала и втулки;
2) заклёпочное;
3) клеммовое.
Тема «Зубчатые цилиндрические передачи»
Укажите номер правильного ответа
1. Эвольвента образуется при…
1) перекатывании кривой линии по окружности;
2) скольжении прямой линии по окружности;
3) перекатывании прямой линии по окружности.
2. Полюс зацепления – это точка, в которой…
34
1) происходит касание зубьев;
2) нормаль к касающимся поверхностям зубьев пересекается с
линией центров колёс;
3) нормаль пересекается с перпендикуляром из центра шестерни.
3. При уменьшении модуля зацепления прочность зубьев на изгиб…
1) увеличивается;
2) уменьшается;
3) не изменяется.
4.
Непрерывность
и
плавность
работы
зубчатой
передачи
обеспечивается…
1) увеличением модуля зацепления;
2) смещением исходного контура зубьев;
3) перекрытием работы одной пары зубьев другой.
5. Допустимая окружная скорость зубчатой передачи зависит от…
1) точности изготовления;
2) модуля;
3) межосевого расстояния.
6. Наиболее характерным повреждением зубьев колёс закрытых
передач с твёрдостью по Бринеллю не более 350 является…
1) излом;
2) абразивный износ;
3) усталостное выкрашивание.
7. С увеличением угла наклона зубьев косозубых колёс осевая сила в
зацеплении…
1) увеличивается;
2) уменьшается;
3) не изменяется.
8. Угол наклона зубьев косозубых цилиндрических ограничен…
1) суммарной длиной контактных линий;
2) величиной осевой силы;
35
3) минимальным числом зубьев шестерни.
9. Величина окружной силы в зацеплении определяется как…
1)
2)
T2 d 2
;
2
T2
;
d2
3)
2T2
.
d2
10. Модуль зацепления равен…
1)
р

;
2) р ;
3) рz .
11. КПД открытой цилиндрической передачи равно…
1) 0,97 – 0,99;
2) 0,94 – 0,96;
3) 0,90 – 0,92.
12. Приведенное число зубьев равно…
1) Z v 
Z
;
cos3 
2) Z v 
Z
;
cos2 
3) Z v 
Z
.
cos 
13. Базовой для определения размеров зубьев является окружность…
1) основная;
2) начальная;
3) делительная.
14. Стандартное значение угла зацепления равно … градусов
1) 15;
36
2) 20;
3) 30.
15. Высота головки зуба цилиндрической передачи равна…
1) m ;
2) 1,25m ;
3) 2,25m .
16. Диаметр окружности впадин цилиндрической зубчатой передачи
равен…
1) mz ;
2) mz  2m ;
3) mz  2,5m .
17. При угловом смещении …
1) Χ   0 ;
2) Χ   0 ;
3) Χ   0 .
18. Коэффициент формы зуба зависит…
1) от приведенного числа зубьев;
2) от коэффициента смещения;
3) от приведенного числа зубьев и коэффициента смещения.
19. В косозубом цилиндрическом зацеплении осевая сила равна…
1) Ft tg ;
2) Ft cos  ;
3) Ft sin  .
20. Нормальный модуль равен торцевому умноженному на…
1) cos  ;
2) sin  ;
3) tg .
21. Формула Герца применяется для расчёта зубчатых передач по
напряжениям…
37
1) среза;
2) контактным;
3) изгиба.
22. Коэффициент формы зубьев учитывает их форму…
1) у основания;
2) по диаметру делительной окружности;
3) у вершины.
23. В
цилиндрической
косозубой
передаче
модуль принимают
стандартным в…
1) торцевом сечении;
2) нормальном сечении;
3) среднем сечении.
24. Ширина зубчатого колеса цилиндрической зубчатой передачи
определяется умножением коэффициента ширины ψ ba на…
1) межосевое расстояние;
2) диаметр делительной окружности шестерни;
3) модуль.
25. Цилиндрические зубчатые передачи применяют, если валы
передач…
1) пересекаются;
2) параллельны;
3) перекрещиваются.
38
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ БИЛЕТЫ
Билет №1
по дисциплине: Детали машин и основы конструирования
1. Назовите основные задачи сопротивления материалов.
2. Объясните в чем сущность метода сечения.
3. Расчет напряжения среза и смятия заклепочного соединения.
4. Задача.
Билет №2
по дисциплине: Детали машин и основы конструирования
1. В чем сущность расчета
а) на прочность
б) на жесткость
в) на устойчивость
2. Деформация при растяжении и сжатии. Закон Гука.
3. Назовите виды напряженных состояний.
4. Задача.
Билет №3
по дисциплине: Детали машин и основы конструирования
1. Испытание материалов. Виды испытаний.
2. Что такое степень статической неопределимости.
3. Графическое определение напряжений (Круг Мора).
Билет №4
по дисциплине: Детали машин и основы конструирования
1. Диаграмма растяжения и сжатия.
39
2. Напряжения по наклонным площадкам при осевом растяжении,
сжатии.
3. Понятия о главных напряжениях.
Билет №5
по дисциплине: Детали машин и основы конструирования
1. Что называется пределом прочности.
2. Способы раскрытия статически неопределимых систем.
3. Объясните классические теории прочности.
Билет №6
по дисциплине: Детали машин и основы конструирования
1. Сопротивление разрушению. Отрыв и срез.
2. Методы расчета на сдвиг. Заклепочное соединение.
3. Кручение, понятие о крутящем моменте.
Билет №7
по дисциплине: Детали машин и основы конструирования
1. Чистый сдвиг.
2. Геометрические характеристики плоских сечений.
3. Определение напряжений при кручении вала круглого сечения.
Гипотезы.
Билет №8
по дисциплине: Детали машин и основы конструирования
40
1. Вычисление напряжений по площадкам, перпендикулярным к оси
стержня.
2. Случай вычислений напряжений, возникающих на октаэдрической
площадке.
3. Различие односрезных и многосрезных соединение. Расчет.
Билет №9
по дисциплине: Детали машин и основы конструирования
1. Построение эпюры крутящих моментов на валу. Правила знаков.
2. Расчетные напряжения по разным теориям прочности.
3. Напряжение при плосконапряженном состоянии.
Билет №10
по дисциплине: Детали машин и основы конструирования
1. Напряжение при объемном напряженном состоянии.
2. Понятия о теориях прочности.
3. Потенциальная энергия упругой деформации при сложном
напряженном состоянии.
Билет №11
по дисциплине: Детали машин и основы конструирования
1. Теории хрупкого разрушения (теории хрупкого отрыва).
2. Осевой момент инерции.
3. Вычисление напряжений при объемном напряженном состоянии с
помощью кругов Мора.
41
Билет №12
по дисциплине: Детали машин и основы конструирования
1. Теории вязкого разрушения (теории срезов).
2. Чистый сдвиг, напряжения и деформации. Закон Гука.
3. Вычисление момента инерции сложной фигуры (Примеры фигур).
Билет №13
по дисциплине: Детали машин и основы конструирования
1. Теория прочности потенциальной энергии. Форма изменения.
2. Чистый сдвиг. Напряжения деформации.
3. Момент инерции при параллельном перемещении оси.
Билет №14
по дисциплине: Детали машин и основы конструирования
1. Статически неопределимые системы.
2. Диаграмма растяжения. Механические характеристики материала.
3. Поперечная деформация. Коэффициент поперечной деформации.
Закон Гука.
42
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ФИЛИАЛ ДВФУ В Г. БОЛЬШОЙ КАМЕНЬ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
по дисциплине «Детали машин и основы конструирования»
180100.62 Кораблестроение и океанотехника
г. Большой Камень
43
Основная литература
1. Теория механизмов и механика машин: Учеб для втузов/К.В.
Фролов, С.А. Попов, А.К. Мусатов; Под ред. К.В. Фролова. – 3-е изд., стер. –
М.: Высш. шк., 2008
Дополнительная литература
1. Бернштейн С.А.Детали машин и основы конструирования. – М.:
Высш. шк., 2008.-464с.
2.
И.А.
Биргер,
Р.Р.
Мавлютов
Детали
машин
и
основы
конструирования. – М.: Наука, 2008.-560с.
3. Е.Ф.Винокуров, Н.Г.Петрович, Л.И.Шевчук Детали машин и основы
конструирования. - Минск: Вышейш. шк., 2009.-227с.
4. К.П.Горбачев, Е.Г.Краснов, В.В. Субботницкий и др. Основы
механики деформируемого твердого тела. – Владивосток: Изд-во «Уссури»,
2007. -166с.
5. Гастев В.А. Краткий курс сопротивления материалов. - М.: Наука.
2007. - 456с.
6. Заславсвий Б.В. Краткий курс сопротивления материалов. - М.:
Наука. 2007.-456с.
7. В.Н.Заяц, М.К.Балыкин, И.А.Голубев Детали машин и основы
конструирования. Минск: БГПА, 2008. -1 часть 113с., 2 часть 117с.
8. Ицкович Г.М. Детали машин и основы конструирования. – М.:
Высш. шк., 2008.-351с.
9. Кинасошвили Р.С. Детали машин и основы конструирования.
Краткий учебник. - М.: Наука. 2008.-384с.
10. Кочетов В.Т., Кочетов М.В., Павленко А.Д. Детали машин и основы
конструирования: Учеб. пособие для вузов.- СПб.: БХВ-Петербург, 2008.544с.
44
Электронные образовательные ресурсы
1.
Демин О.В., Буланов В.Е. Механика: основы проектирования
деталей машин: Учебное пособие. – Тамбов: Издательство ТГТУ, 2009
[Электронный
ресурс].
–
Режим
доступа
[http://window.edu.ru/resource/096/73096].
2.
Гордин П.В., Росляков Е.М., Эвелеков В.И. Детали машин и основы
конструирования:
[Электронный
Учебное
пособие.
ресурс].
–
СПб.:
Изд-во
Режим
СЗТУ,
2009
доступа
[http://window.edu.ru/resource/460/40460].
3.
Мурин А.В., Осипов В.А. Основы конструирования деталей и узлов
машин: Курсовое проектирование. Учебное пособие / Под ред. А.В. Мурина.
- Томск: Изд-во ТПУ, 2009 [Электронный ресурс]. – Режим доступа
[http://window.edu.ru/resource/612/75612].
45