20 základných pojmov: Koľko si ich pamätáte ako strojný inžinier?
1. Aké sú spôsoby porúch mechanických častí?
Odpoveď: Zlomenie celej časti, nadmerná zvyšková deformácia, poškodenie povrchu a porucha spôsobená narušením bežných prevádzkových podmienok.
2. Prečo závitové spojenia často vyžadujú uzamykacie mechanizmy? Čo je podstatou zamykania? Aké sú bežné uzamykacie opatrenia?
Odpoveď: Zatiaľ čo štandardné závitové spoje vo všeobecnosti spĺňajú podmienky samosvornosti{0}}a neuvoľňujú sa samy, matica sa môže postupne uvoľňovať pri vibráciách, nárazovom zaťažení alebo pri výrazných teplotných výkyvoch. Uvoľnenie závitu je primárne spôsobené relatívnou rotáciou medzi protiľahlými závitmi; preto musia byť uzamykacie opatrenia implementované v praktickom dizajne. Bežné opatrenia zahŕňajú: 1. Blokovanie-na základe trenia-udržiavanie trenia medzi protiľahlými závitmi (napr. pomocou pružných podložiek alebo poistných matíc); 2. mechanické uzamykanie-pomocou uzamykacích komponentov (napr. drážkované matice a závlačky); 3. Trvalé uzamknutie (zmena rozhrania vlákna)-narušenie alebo zmena vzťahu medzi spájajúcimi sa vláknami (napr. metóda nárazu).
3. Aký je účel utiahnutia závitového spojenia? Uveďte niekoľko metód na ovládanie uťahovacej sily.
Odpoveď: Účelom utiahnutia je vytvoriť predpätie v skrutke. Predpätie zvyšuje spoľahlivosť a tesnosť spojenia, zabraňuje vzniku medzier alebo relatívnemu kĺzaniu medzi spájanými časťami pri zaťažení. Efektívne metódy kontroly uťahovacej sily zahŕňajú použitie momentových-kľúčov na meranie alebo prednastavených momentových kľúčov (uzamknutie upevňovacieho prvku po dosiahnutí požadovaného uťahovacieho momentu) alebo riadenie predpätia meraním predĺženia skrutky.
4. Aký je rozdiel medzi elastickým sklzom a hrubým sklzom (preklzávaním) pri remeňových pohonoch? Prečo existuje limit minimálneho priemeru ($d_{min}$) pre malú kladku pri navrhovaní pohonu klinovým remeňom?
Odpoveď: Pružný sklz je prirodzenou vlastnosťou remeňových pohonov a nedá sa mu vyhnúť; vyskytuje sa preto, že remeň je elastické teleso a existuje rozdiel v napätí medzi napnutou a uvoľnenou stranou. Hrubý sklz (šmyk) je na druhej strane spôsobený preťažením; je to režim zlyhania, ktorému sa dá-a treba{2}} vyhnúť. Dôvod: Na menšej kladke dochádza k preklzávaniu. Čím väčšie je vonkajšie zaťaženie, tým väčší je rozdiel v napätí medzi oboma stranami, čo zvyšuje elastickú sklzovú zónu; keď dôjde k elastickému sklzu cez celý kontaktný oblúk, dôjde k skutočnému sklzu (hrubému sklzu). Pružný sklz je kvantitatívna zmena, zatiaľ čo sklz je kvalitatívna zmena. Malé kladky majú malý priemer, malé oblúky kontaktu a malé trecie kontaktné plochy, vďaka čomu sú náchylné na skĺznutie.
5. Prečo sú prípustné kontaktné napätia pre závitovkové kolesá zo sivej liatiny a hliníka-železného bronzu závislé od rýchlosti posuvu povrchov zubov?
Odpoveď: Pretože primárnym poruchovým režimom pre závitovkové kolesá zo sivej liatiny a hliníka-železného bronzu je odieranie povrchu zubov (ryhovanie) a výskyt odierania súvisí s rýchlosťou posuvu; preto ich prípustné kontaktné napätie závisí od rýchlosti sklzu. Na rozdiel od toho, primárnym spôsobom poruchy pre závitovkové kolesá z liateho cínového bronzu je prehĺbenie povrchu zubov, ktoré je spôsobené kontaktným napätím; teda ich prípustné kontaktné napätie je nezávislé od rýchlosti posuvu.
6. Uveďte spoločné zákonitosti pohybu pre kladičky vačkového mechanizmu, ich nárazové charakteristiky a scenáre ich použitia.
Odpoveď: Pohyb konštantnou rýchlosťou, konštantný pohyb zrýchlenia/spomalenia a jednoduchý harmonický pohyb (kosínusový pohyb zrýchlenia). Pohyb konštantnou rýchlosťou zahŕňa tuhý náraz a používa sa pri aplikáciách s nízkou-rýchlosťou a miernym{2}}záťažom. Konštantný pohyb zrýchlenia/spomalenia zahŕňa jemný náraz a používa sa pre aplikácie so strednou-až{5}}nízkou-rýchlosťou. Jednoduchý harmonický pohyb (kosínusový pohyb zrýchlenia) zahŕňa mäkký náraz, keď je čas zotrvania (používa sa pre aplikácie so strednou-až{9}}nízkou{10}}rýchlosťou) a žiadny mäkký náraz, keď nie je čas zotrvania (používa sa pre-vysokorýchlostné aplikácie).
7. Stručne uveďte základný zákon záberu zubov ozubených kolies.
Bez ohľadu na polohu, kde sa profily zubov dotýkajú, spoločná normála prechádzajúca kontaktným bodom musí vždy pretínať čiaru spájajúcu stredy otáčania v pevnom bode, aby sa zabezpečil konštantný prevodový pomer.
8. Aké sú spôsoby obvodovej fixácie komponentov na hriadeli? (Uveďte aspoň štyri metódy.)
Metódy obvodovej fixácie zahŕňajú: perové spoje, drážkové spoje, spoje s presahom, nastavovacie skrutky, kolíkové spoje a spoje rozpínacích objímok. 9. Aké sú hlavné metódy axiálnej fixácie dielov namontovaných na hriadeli? Aké sú vlastnosti každého z nich? (Uveďte aspoň štyri typy.)
Metódy axiálnej fixácie zahŕňajú: osadenie drieku, objímky drieku, objímky,-koncové dosky drieku a elastické prídržné krúžky. Upevnenie cez ramená hriadeľa, objímky hriadeľa a objímky je spoľahlivé a schopné odolať značným axiálnym silám; elastické poistné krúžky znesú menšie axiálne sily; koncové dosky hriadeľa-sa používajú na zaistenie častí na konci hriadeľa.
10. Prečo sa musí vykonať výpočet tepelnej bilancie pre uzavreté pohony so závitovkou?
Šnekové prevody zahŕňajú relatívne kĺzanie a vysoké trenie; okrem toho majú uzavreté závitovkové prevody slabý odvod tepla a sú náchylné na odieranie, čo si vyžaduje výpočet tepelnej bilancie.
11. Aké sú dve teórie týkajúce sa výpočtu pevnosti ozubeného kolesa? Ktorým poruchovým režimom sa venujú? Aké je konštrukčné kritérium pre uzavretý ozubený prevod s mäkkými povrchmi zubov?
Odpoveď: Tieto dva výpočty sú pre kontaktnú únavovú pevnosť povrchu zubov a únavovú pevnosť v ohybe koreňov zubov. Kontaktná únavová sila rieši povrchovú únavovú jamku, zatiaľ čo ohybová únavová sila rieši únavové lámanie koreňov. V prípade uzavretého ozubeného prevodu s mäkkými povrchmi zubov je kritériom návrhu navrhnúť na základe kontaktnej únavovej pevnosti povrchu zubov a potom overiť únavovú pevnosť koreňa zuba v ohybe.
12. Aké sú funkcie spojok a spojok? Aký je medzi nimi rozdiel?
Odpoveď: Funkciou spojok a spojok je spojiť dva hriadele tak, aby sa otáčali spolu a prenášali krútiaci moment. Rozdiel je v tom, že hriadele spojené spojkou nie je možné počas prevádzky oddeliť-oddelenie si vyžaduje zastavenie stroja a demontáž častí-zatiaľ čo spojka umožňuje zapnutie alebo vypnutie oboch hriadeľov kedykoľvek, keď je stroj v prevádzke.
13. Aké sú nevyhnutné podmienky, aby olejový film uniesol zaťaženie?
Odpoveď: 1. Medzi dvoma povrchmi v relatívnom pohybe musí byť vytvorená klinová-štrbina; 2. Dva povrchy oddelené olejovým filmom musia mať určitú relatívnu rýchlosť kĺzania so smerom, ktorý zabezpečuje, že mazací olej vstupuje do širokého konca a vystupuje z úzkeho konca; 3. Mazací olej musí mať primeranú viskozitu a zásoba oleja musí byť dostatočná. 14. Stručne opíšte význam označenia, charakteristiky a scenáre použitia pre model ložiska 7310.
Odpoveď: Význam označenia: 7 - guľkové ložisko s kosouhlým stykom; (0) - normálna šírka (možno vynechať); 3 - séria so stredným priemerom; Vnútorný priemer ložiska 10 - je 50 mm.
Charakteristiky a aplikácie: Schopné súčasne znášať radiálne a axiálne zaťaženia v jednom smere; vyznačuje sa vysokou obmedzujúcou rýchlosťou; zvyčajne sa používa v pároch.
15. Ktorý typ pohonu by mal byť v prevodovom systéme pozostávajúcom z ozubených, remeňových a reťazových pohonov vo všeobecnosti umiestnený na najvyšší-rýchlostný stupeň a ktorý na najnižší-rýchlostný stupeň? Aký je dôvod tohto usporiadania?
Odpoveď: Vo všeobecnosti platí, že remeňový pohon je nastavený na najvyšší-rýchlostný stupeň a reťazový pohon na najnižší-rýchlostný stupeň. Remeňové pohony ponúkajú plynulý chod a schopnosť tlmiť nárazy a pohlcovať vibrácie, vďaka čomu sú prospešné pre motor, keď sú umiestnené vo vysoko-rýchlostnom stupni. Reťazové pohony generujú počas prevádzky hluk a sú vhodné pre aplikácie s nižšou-rýchlosťou, takže sú zvyčajne umiestnené na úrovni nízkych-otáčok.
16. Čo spôsobuje-nerovnomernú rýchlosť reťazových pohonov? Aké sú hlavné ovplyvňujúce faktory? Za akých podmienok môže zostať okamžitý prevodový pomer konštantný?
Odpoveď: 1) Hlavnou príčinou nerovnomernej rýchlosti reťazových pohonov je „polygónový efekt“. 2) Hlavné ovplyvňujúce faktory sú: rýchlosť reťaze, rozstup reťaze a počet zubov ozubeného kolesa. 3) Okamžitý prevodový pomer zostáva konštantný (konkrétne konštantný na 1) iba vtedy, keď je počet zubov na hnacom a hnanom ozubenom kolese rovnaký ($z_1=z_2$, tj $R_1=R_2$) a stredová vzdialenosť pohonu je násobkom rozstupu p$).
17. Prečo je čelná šírka pastorka ($b_1$) vo valcovom reduktore o niečo väčšia ako šírka veľkého ozubeného kolesa ($b_2$)? Je pri výpočte sily koeficient šírky tváre ($\\psi_d$) založený na $b_1$ alebo $b_2$? prečo? Obrázok
Odpoveď: 1) Aby sa predišlo zmenšeniu šírky čela záberu-a následnému zvýšeniu pracovného zaťaženia-spôsobeného osovým nesúososťou počas montáže, čelná šírka pastorka ($b_1$) je o niečo väčšia ako šírka ozubeného kolesa ($b_2$); 2) Koeficient čelnej šírky ($\\psi_d$) sa vypočíta na základe čelnej šírky ozubeného kolesa ($b_2$), pretože $b_2$ predstavuje skutočnú šírku kontaktu, keď pár valcových ozubených kolies zaberá.
18. Prečo v remeňovom pohone musí byť malý priemer remenice $d_1 \\ge d_{\\min}$ a uhol opásania hnacej remenice $\\alpha_1 \\ge 120^\\circ$? Odporúčaná rýchlosť pásu je zvyčajne medzi 5 a 25 m/s; aké sú následky, ak rýchlosť prekročí tento rozsah?
Odpoveď: 1) Menší priemer remenice má za následok vyššie ohybové napätie v remene; preto je určený minimálny priemer, aby sa zabránilo nadmernému namáhaniu v ohybe; 2) Uhol opásania hnacej kladky ($\\alpha_1$) ovplyvňuje maximálnu efektívnu ťažnú silu; menší $\\alpha_1$ túto silu znižuje. Na zvýšenie maximálnej efektívnej ťažnej sily a zabránenie skĺznutiu sa vo všeobecnosti vyžaduje $\\alpha_1$ $\\ge 120^\\circ$; 3) Ak je rýchlosť remeňa príliš nízka, znamená to, že malý priemer remenice je príliš malý, čo si vyžaduje vyššiu efektívnu ťažnú silu ($F_e$) a väčší počet remeňov ($z$), čo zväčšuje veľkosť zostavy pohonu. Naopak, ak je rýchlosť príliš vysoká, odstredivá sila ($F_c$) bude nadmerná. Rýchlosť pásu by sa teda mala udržiavať v rozsahu 5–25 m/s.
19. Výhody a nevýhody skrutkových mechanizmov s valivými-kontaktmi.
Odpoveď: Výhody: 1) Minimálne opotrebovanie; vôľu možno eliminovať a zvýšiť tuhosť pomocou metód nastavenia (vytvorením určitej miery pred-deformácie), čo vedie k vysokej presnosti prenosu; 2) Bez-samoblokovania-, čo umožňuje konverziu lineárneho pohybu na rotačný pohyb. Nevýhody: 1) Zložitá štruktúra a náročná výroba; 2) V niektorých mechanizmoch je potrebné ďalšie samouzamykacie zariadenie, aby sa zabránilo spätnému otáčaniu.
20. Zásady výberu kľúča?
Obrázok
Odpoveď: Výber zahŕňa dva aspekty: typ a rozmery. Typ by sa mal vybrať na základe štrukturálnych charakteristík kľúčového spojenia, prevádzkových požiadaviek a pracovných podmienok. Rozmery by sa mali určiť v súlade so štandardnými špecifikáciami a požiadavkami na pevnosť; rozmery kľúča pozostávajú z prierezu-(šírka *b* × výška *h*) a dĺžky *L*. Rozmery prierezu -(*b* × *h*) sú vybrané z noriem na základe priemeru hriadeľa *d*. Dĺžka kľúča *L* je vo všeobecnosti určená dĺžkou náboja (tj *L* Menšia alebo rovná dĺžke náboja), zatiaľ čo pri vodiacom paralelnom pere je určená ako dĺžkou náboja, tak aj posuvnou vzdialenosťou; typicky dĺžka náboja *L'* ≈ (1,5–2) × *d*.
