20 základních pojmů: Kolik si jich jako strojní inženýr pamatujete?
1. Jaké jsou způsoby selhání mechanických částí?
Odpověď: Zlomení celého dílu, nadměrná zbytková deformace, poškození povrchu a porucha způsobená narušením normálních provozních podmínek.
2. Proč závitové spoje často vyžadují uzamykací mechanismy? Co je podstatou zamykání? Jaká jsou běžná zamykací opatření?
Odpověď: Zatímco standardní závitové spoje obecně splňují podmínky samosvornosti-a neuvolňují se samy, matice se může postupně uvolnit při vibracích, rázovém zatížení nebo výrazných teplotních výkyvech. Uvolnění závitu je primárně způsobeno relativní rotací mezi protilehlými závity; proto musí být uzamykací opatření implementována v praktickém provedení. Mezi běžná opatření patří: 1. Tření-zajištění-udržující tření mezi protilehlými závity (např. pomocí pružných podložek nebo pojistných matic); 2. Mechanické uzamykání-pomocí uzamykacích součástí (např. drážkované matice a závlačky); 3. Trvalé zamykání (změna rozhraní vlákna)-narušení nebo změna vztahu mezi párovanými vlákny (např. metoda dopadu).
3. Jaký je účel utažení závitového spoje? Vyjmenujte několik metod ovládání utahovací síly.
Odpověď: Účelem utažení je vytvořit předpětí ve šroubu. Předpětí zvyšuje spolehlivost a těsnost spoje, zabraňuje vzniku mezer nebo relativnímu klouzání mezi spojovanými částmi při zatížení. Efektivní metody pro řízení utahovací síly zahrnují použití momentových-klíčů na měření nebo přednastavených momentových klíčů (zablokování spojovacího prvku, jakmile je dosaženo požadovaného utahovacího momentu) nebo řízení předpětí měřením prodloužení šroubu.
4. Jaký je rozdíl mezi elastickým prokluzem a hrubým prokluzem (smykem) u řemenových pohonů? Proč je při navrhování pohonu klínovým řemenem stanoven minimální průměr ($d_{min}$) pro malou řemenici?
Odpověď: Elastické prokluzování je přirozenou vlastností řemenových pohonů a je nevyhnutelné; k tomu dochází, protože pás je elastické těleso a existuje rozdíl v napětí mezi napnutou a uvolněnou stranou. Hrubý skluz (smyk) je naopak způsoben přetížením; je to režim selhání, kterému se lze-a musí{2}} vyhnout. Důvod: Na menší kladce dochází k prokluzování. Čím větší je vnější zatížení, tím větší je rozdíl v napětí mezi oběma stranami, což zvyšuje elastickou skluzovou zónu; když dojde k elastickému skluzu přes celý oblouk kontaktu, dojde ke skutečnému skluzu (hrubému skluzu). Elastické prokluzování je kvantitativní změna, zatímco prokluzování je kvalitativní změna. Malé řemenice mají malý průměr, malé oblouky kontaktu a malé třecí kontaktní plochy, takže jsou náchylné ke sklouznutí.
5. Proč jsou přípustná kontaktní napětí pro šneková kola ze šedé litiny a hliníku-litiny bronzová závislá na rychlosti posuvu povrchů zubů?
Odpověď: Protože primárním způsobem poruchy u šnekových soukolí z šedé litiny a hliníku-litiny je oděr povrchu zubu (rýhování) a výskyt oděru souvisí s rychlostí posuvu; proto jejich dovolené kontaktní napětí závisí na rychlosti posuvu. Naproti tomu primárním způsobem poruchy u šnekových kol z litého cínového bronzu je důlkové poškození povrchu zubů, které je způsobeno kontaktním napětím; jejich dovolené kontaktní napětí je tedy nezávislé na rychlosti posuvu.
6. Vyjmenujte společné zákony pohybu pro kladičky vačkového mechanismu, jejich nárazové charakteristiky a scénáře jejich použití.
Odpověď: Pohyb konstantní rychlostí, pohyb konstantního zrychlení/zpomalení a jednoduchý harmonický pohyb (kosinusový pohyb zrychlení). Pohyb konstantní rychlostí zahrnuje tuhý náraz a používá se pro aplikace s nízkou-rychlostí a mírným-zátěžem. Konstantní pohyb zrychlení/zpomalení zahrnuje měkký dopad a používá se pro středně-až{5}}nízkorychlostní-aplikace. Jednoduchý harmonický pohyb (pohyb s kosinusovým zrychlením) zahrnuje měkký dopad, když je prodleva (používá se pro středně-až{9}}nízkorychlostní{10}}aplikace), a žádný měkký dopad, když není žádná prodleva (používá se pro vysoko-rychlostní aplikace).
7. Stručně uveďte základní zákon záběru zubů ozubených kol.
Bez ohledu na polohu, kde se profily zubů dotýkají, musí společná normála procházející kontaktním bodem vždy protínat linii spojující středy otáčení v pevném bodě, aby byl zajištěn konstantní převodový poměr.
8. Jaké jsou způsoby obvodového upevnění součástí na hřídeli? (Uveďte alespoň čtyři metody.)
Metody obvodové fixace zahrnují: perové spoje, drážkové spoje, spoje s přesahem, stavěcí šrouby, kolíkové spoje a spoje rozpínacích objímek. 9. Jaké jsou hlavní metody axiální fixace dílů namontovaných na hřídeli? Jaké jsou vlastnosti každého z nich? (Uveďte alespoň čtyři typy.)
Mezi metody axiální fixace patří: osazení dříku, objímky dříku, objímky,-koncové destičky dříku a elastické pojistné kroužky. Fixace prostřednictvím osazení hřídele, nákružků hřídele a objímek je spolehlivá a schopná odolat značným axiálním silám; elastické pojistné kroužky vydrží menší axiální síly; koncové desky hřídele-se používají k zajištění dílů na konci hřídele.
10. Proč musí být proveden výpočet tepelné bilance pro uzavřené šnekové převody?
Šnekové převodovky zahrnují relativní klouzání a vysoké tření; navíc uzavřené šnekové převody špatně odvádějí teplo a jsou náchylné k oděru (zadírání), což vyžaduje výpočet tepelné bilance.
11. Jaké jsou dvě teorie týkající se výpočtu pevnosti ozubeného kola? Které způsoby selhání se zabývají? Jaké je konstrukční kritérium pro uzavřený ozubený převod s měkkými povrchy zubů?
Odpověď: Tyto dva výpočty jsou pro kontaktní únavovou pevnost povrchu zubu a únavovou pevnost v ohybu kořene zubu. Kontaktní únavová pevnost řeší povrchovou únavovou důlkovou korozi, zatímco únavová pevnost v ohybu řeší únavové přetržení kořene. U uzavřeného ozubeného převodu s měkkými povrchy zubů je kritériem návrhu navrhnout na základě kontaktní únavové pevnosti povrchu zubu a poté ověřit únavovou pevnost kořene zubu v ohybu.
12. Jaké jsou funkce spojek a spojek? Jaký je mezi nimi rozdíl?
Odpověď: Funkcí spojek i spojek je spojit dva hřídele tak, aby se otáčely společně a přenášely krouticí moment. Rozdíl je v tom, že hřídele spojené spojkou nelze během provozu oddělit-oddělení vyžaduje zastavení stroje a demontáž dílů-zatímco spojka umožňuje zapnout nebo vypnout oba hřídele kdykoli, když je stroj v chodu.
13. Jaké jsou nezbytné podmínky, aby olejový film unesl zatížení?
Odpověď: 1. Mezi oběma povrchy v relativním pohybu musí být vytvořena klínová-mezera; 2. Dva povrchy oddělené olejovým filmem musí mít určitou relativní kluznou rychlost se směrem, který zajišťuje, že mazací olej vstupuje do širokého konce a vystupuje z úzkého konce; 3. Mazací olej musí mít vhodnou viskozitu a zásoba oleje musí být dostatečná. 14. Stručně popište význam označení, charakteristiky a scénáře použití pro model ložiska 7310.
Odpověď: Význam označení: 7 - kuličkové ložisko s kosoúhlým stykem; (0) - normální šířka (lze vynechat); 3 - řada středního průměru; Vnitřní průměr ložiska 10 - je 50 mm.
Charakteristiky a použití: Schopné současně vydržet radiální zatížení a axiální zatížení v jednom směru; vyznačuje se vysokou omezující rychlostí; obecně se používá v páru.
15. Jaký typ pohonu by měl být v převodovém systému obsahujícím ozubené, řemenové a řetězové pohony obecně umístěn na nejvyšší-rychlostní stupeň a který na nejnižší-rychlostní stupeň? Jaký je důvod tohoto uspořádání?
Odpověď: Obecně platí, že řemenový pohon je umístěn na nejvyšší-rychlostní stupeň a řetězový pohon na nejnižší-rychlostní stupeň. Řemenové pohony nabízejí hladký chod a schopnost tlumit otřesy a pohlcovat vibrace, díky čemuž jsou prospěšné pro motor, když jsou umístěny ve vysokorychlostním- stupni. Řetězové pohony generují během provozu hluk a jsou vhodné pro aplikace s nižšími-rychlostmi, takže jsou obvykle umístěny ve fázi nízké-rychlosti.
16. Co způsobuje-nestejnoměrnou rychlost řetězových pohonů? Jaké jsou hlavní ovlivňující faktory? Za jakých podmínek může zůstat okamžitý převodový poměr konstantní?
Odpověď: 1) Primární příčinou nestejnoměrné rychlosti u řetězových pohonů je „polygonový efekt“. 2) Hlavními ovlivňujícími faktory jsou: rychlost řetězu, rozteč řetězu a počet zubů řetězového kola. 3) Okamžitý převodový poměr zůstává konstantní (konkrétně konstantní na 1) pouze tehdy, když je počet zubů na hnacím a hnaném řetězovém kole stejný ($z_1=z_2$, tj. $R_1=R_2$ rozteče v p$) a středová vzdálenost je násobek vzdálenosti pohonu p$).
17. Proč je čelní šířka pastorku ($b_1$) u válcového převodu o něco větší než u velkého ozubeného kola ($b_2$)? Je při výpočtu síly koeficient šířky obličeje ($\\psi_d$) založen na $b_1$ nebo $b_2$? Proč? Obraz
Odpověď: 1) Aby se zabránilo zmenšení šířky čela záběru-a následnému zvýšení pracovního zatížení- způsobenému axiálním nesouosostí během montáže, je čelní šířka pastorku ($b_1$) o něco větší než šířka ozubeného kola ($b_2$); 2) Koeficient šířky čela ($\\psi_d$) se vypočítá na základě šířky čela ozubeného kola ($b_2$), protože $b_2$ představuje skutečnou šířku kontaktu při záběru dvojice válcových ozubených kol.
18. Proč u řemenového pohonu musí být malý průměr řemenice $d_1 \\ge d_{\\min}$ a úhel ovinutí hnací řemenice $\\alpha_1 \\ge 120^\\circ$? Doporučená rychlost pásu je obvykle mezi 5 a 25 m/s; jaké jsou důsledky, když rychlost spadne mimo tento rozsah?
Odpověď: 1) Menší průměr řemenice má za následek vyšší ohybové napětí v řemenu; proto je specifikován minimální průměr, aby se zabránilo nadměrnému namáhání v ohybu; 2) Úhel opásání hnací kladky ($\\alpha_1$) ovlivňuje maximální efektivní tažnou sílu; menší $\\alpha_1$ tuto sílu snižuje. Pro zvýšení maximální efektivní tažné síly a zabránění prokluzování je obecně požadováno $\\alpha_1$ $\\ge 120^\\circ$; 3) Pokud je rychlost řemenu příliš nízká, znamená to, že malý průměr řemenice je příliš malý, což vyžaduje vyšší efektivní tažnou sílu ($F_e$) a větší počet řemenů ($z$), což zvětšuje velikost sestavy pohonu. Naopak, pokud je rychlost příliš vysoká, odstředivá síla ($F_c$) se stane nadměrnou. Rychlost pásu by tedy měla být udržována v rozsahu 5–25 m/s.
19. Výhody a nevýhody šroubových mechanismů s valivými-kontakty.
Odpověď: Výhody: 1) Minimální opotřebení; Vůli lze eliminovat a zvýšit tuhost pomocí metod nastavení (vytvoření určitého množství před-deformace), což vede k vysoké přesnosti přenosu; 2) Bez-samoblokování-umožňující konverzi lineárního pohybu na rotační pohyb. Nevýhody: 1) Složitá struktura a obtížná výroba; 2) U některých mechanismů je vyžadováno další samosvorné -zajištění, aby se zabránilo zpětnému otáčení.
20. Zásady pro výběr klíče?
Obraz
Odpověď: Výběr zahrnuje dva aspekty: typ a rozměry. Typ by měl být vybrán na základě konstrukčních charakteristik klíčového spojení, provozních požadavků a pracovních podmínek. Rozměry by měly být určeny v souladu se standardními specifikacemi a požadavky na pevnost; rozměry klíče se skládají z průřezu- (šířka *b* × výška *h*) a délky *L*. Rozměry průřezu (*b* × *h*) jsou vybrány z norem na základě průměru hřídele *d*. Délka klíče *L* je obecně určena délkou náboje (tj. *L* Menší nebo rovna délce náboje), zatímco u vodícího pera je určena jak délkou náboje, tak posuvnou vzdáleností; typicky délka náboje *L'* ≈ (1,5–2) × *d*.
