Комплект учебно-тренировочных материалов для подготовки студентов к итоговой государственной аттестации по специальности 190605 «Техническая эксплуатация подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования» (стр. 8 )

4) Механические повреждения детали

63. Укажите, какой из методов наиболее эффективен для достижения точности сборки деталей автомобиля?

1) Метод полной взаимозаменяемости

2) Метод групповой взаимозаменяемости

3) Метод регулирования

4) Метод пригонки

64. Укажите, какой признак не является характерным для поточного метода сборки?

1) За рабочим местом закреплена одна сборочная операция

2) Процесс сборки механизирован

3) На всех рабочих местах время сборки одинаково

4) Сборочные работы выполняют высококвалифицированные рабочие

II. Перечень вопросов для проверки навыков выполнения практических и расчетных работ на втором этапе государственного итогового междисциплинарного экзамена.

Практическая часть по учебной дисциплине «Техническая механика»

 

Построить эпюры продольных сил, нормальных напряжений и определить абсолютное удлинение детали, если Р1=50кН; Р2=90кН; F1=500мм2; F2=400мм2; E=2*1011 Па.

Решение:

1. Разбиваем деталь на участки, получим

, , .

2. Применяя метод сечений, строим эпюру продольных сил.

N1=-P1= -50кН = N2

N3= - P1+P2 = -50 + 90 = 40кН

Выбираем масштаб, проводим нулевую линию и строим эпюру.

3. Строим эпюру нормальных напряжений.

s1 = N1/F1 = (-50*103 )/ 500 = -100 Н/мм2

s2 = N2/F2 = (-50*103 )/ 400 = -125 Н/мм2

s3 = N3/F2 = (40*103 )/ 400 = 100 Н/мм2

Выбираем масштаб, проводим нулевую линию и строим эпюру.

Самый опасный участок, у которого s = 125 Н/мм2.

4. Определяем абсолютное удлинение детали.

Dl = Dl1 + Dl2 + Dl3 = - 250 – 125 + 150 = -225 мкм.

Dl1 = (N1 * l1 )/ E *F1 = - 50 * 103 * 0,5 / 2*1011*500*10-6 = - 25*103 /1000 *105 =

= - 0,025 * 10-2 м = - 250 мкм.

Первый участок уменьшает свою длину на 250 мкм.

Dl2 = (N2 * l2 )/ E *F2 = - 50 * 103 * 0,2 / 2*1011*400*10-6 = - 10*103 /800 *105 =

= - 0,0125* 10-2 м = - 125 мкм.

Второй участок уменьшает свою длину на 125 мкм.

Dl3 = (N3 * l3 )/ E *F2 = 40 * 103 * 0,3 / 2*1011*400*10-6 = 12*103 /800 *105 =

= 0,015* 10-2 м = 150 мкм.

Третий участок увеличивает свою длину на 150 мкм.

Вся деталь уменьшает свою длину на 225 мкм = 0,225 мм.

1. Составить кинематическую схему привода, состоящего из: двигателя, муфты, ременной передачи, цилиндрического редуктора, цепной передачи, рабочего органа;

2. Определить передаточные отношения привода и всех ступеней;

3. Определить угловые скорости на валах привода;

4. Определить КПД каждого элемента и общий КПД привода;

5. Определить мощность на каждом валу привода, если: Nдв=10кВт,

wдв = 160 рад/сек, wр. о = 4 рад/сек, Д1=30 мм, Д2=120 мм, Z3=22, Z4=88.

Решение:

1.

2. u рем = Д2/Д1 = 120/30 = 4; u цил = Z4/Z3 = 88/22 = 4;

u общ = wдв /wр. о = 160/4 =40; u цеп = u общ / u рем * u цил = 40/4 *4 = 2,5.

3. wI = wдв = 160 рад/сек;

wII = wI / u рем = 160/4 = 40 рад/сек;

wIII = wII / u цил = 40/4 = 10 рад/сек;

wIV = wIII / u цеп = 10/2,5 = 4 рад/сек = wр. о;

4. По таблице (Дунаев стр.7) определяем КПД всех передач и подшипников привода:

ηрем = 0,96; ηцил = 0,97; ηцеп = 0,94; ηподш = 0,99;

ηобщ = ηрем * ηцил * ηцеп * η4подш = 0,96 * 0,97 * 0,94 * 0,994 = 0,84

5. NI = Nдв * ηподш = 10 * 0,99 = 9,9 кВт

NII = NI * ηподш * ηрем = 9,9 * 0,99 * 0,96 = 9,4 кВт

NIII = NII * ηподш * ηцил = 9,4 * 0,99 * 0,97 = 9,0 кВт

NIV = NIII * ηподш * ηцеп = 9,0 * 0,99 * 0,94 = 8,4 кВт

 

Проверить прочность детали, построив эпюры продольных сил и нормальных напряжений. Определить форму и размеры сечений реальной детали, если:

P1 = 20 кН, P2 = 50 кН, F1 = 200 мм2, F2 = 400 мм2, [s] p = 150 Н/мм2.

Решение:

 

1. Разбиваем деталь на участки, получим

2. Применяя метод сечений строим эпюру продольных сил.

N1= P1= 20кН = N2

N3= P1-P2 = 20 - 50 = - 30кН

3. Строим эпюру нормальных напряжений.

s1 = N1/F1 = (20*103 )/ 200 = 100 Н/мм2

s2 = N2/F2 = (20*103 )/ 400 = 50 Н/мм2

s3 = N3/F2 = (-30*103 )/ 400 = -75 Н/мм2

Самый опасный участок – первый, на котором нормальные напряжения самые большие s1 = 100 Н/мм2 и они меньше допускаемых напряжений [s] p = 150 Н/мм2 , условие прочности соблюдается.

Недогрузка 150 – 100% х=100*100 = 66,67% => 33,33%

100 – х 150

Если расчетное напряжение хотя бы на одном участке будет больше допускаемого, то условие прочности не соблюдается, считается перегрузка и предлагаются варианты соблюдения прочности.

4. На рисунке детали методом наложения изображена форма и размеры реальной детали.

Выполнить проектный расчет вала прямозубого цилиндрического редуктора, начертить эскиз вала, указать все его диаметры и объяснить назначение каждой шейки вала, если Мкр = 870 Н*м, [t]кр = 25 Н/мм2.

Решение:

1. Определяем минимально возможный диаметр вала

d = 3Ö Мкр/0,2*[t]кр = 3Ö 870 * 103/0,2* 25 = 3Ö 174 * 103 = 10 * 5,6 = 56 мм.

2. Производим конструирование и начертание эскиза вала редуктора.

Т. к. это вал редуктора, то он находится в герметичном корпусе, причем самый маленький диаметр под рабочий орган принимаем 56 мм. Все последующие шейки вала должны быть кратны 5 мм, потому что с таким интервалом выпускаются стандартные подшипники качения. Поэтому, шейка будет под уплотнение и диаметром 60 мм, шейка - под подшипник качения и диаметром 65 мм, шейка

- под рабочий орган – диаметром 70 мм, шейка - технологический бурт диаметром 75 мм, шейка - под подшипник диаметром 65 мм.

 

Построить эпюры крутящих моментов. Проверить прочность вала. Определить форму и размеры сечений реального вала, если:

m1 = 4 kH*м; m2 = 7 kH*м; m3 = 5 kH*м; d = 70 мм; [t]кр = 45 Н/мм2.

1. Разбиваем вал на участки, начиная со свободного конца.

2. Строим эпюру крутящих моментов:

Мкр1 = m1 = 4 kH*м;

Мкр2 = m1 - m2 = 4 – 7 = - 3 kH*м;

Мкр2 = m1 - m2 + m3 = 4 – 7 + 5 = 2 kH*м;

Выбираем масштаб, проводим нулевую линию и строим эпюру.

Самый опасный участок, на котором самый большой крутящий момент

Мкрмах = 4 kH*м;

3. Определяем полярный момент сопротивления.

Wp = p * d3/16 = 3,14 * 703 /16 = 67313,75 мм3;

4. Определяем расчетные касательные напряжения на каждом участке вала.

t1 = Мкр1 / Wp = (4*103*103 )/ 67313,75 = 59,4 Н/мм2;

t2 = Мкр2 / Wp = (3*103*103 )/ 67313,75 = 44,6 Н/мм2;

t3 = Мкр3/ Wp = (2*103*103 )/ 67313,75 = 29,7 Н/мм2;

Условия прочности не соблюдаются, т. к. расчетное напряжение на первом участке больше допускаемого t1 = [t]кр; 59,4 > 45 Н/мм2;

Перегрузка вала составляет:

45 – 100% х = 59,4 * 100 / 45 = 132% - 100% = 32%

59,4 - х%

5. Предполагаются технические решения, которые обеспечат соблюдение условия прочности вала во всех сечениях, например:

а) выполнить вал из другого материала

б) изменить размеры вала на участках

в) уменьшить внешние моменты

г) упрочить опасный участок

6. На рисунке детали методом наложения изображена форма и размеры реального вала.