Politechnika Poznańska, WMRiT, Transport

Sem 4 - 2010-2011,

PKM - wykłady Dudziak

1. RACJE ISTNIENIA WYTWORU

1. Racja celowości technicznej

2. Racja celowości ekonomicznej

3. Racja technologiczności konstrukcji

RACJA CELOWOŚCI TECHNICZNEJ - konstrukcja jest to obraz maszyny lub formy użytkowej posiadającej zespół cech konstrukcyjnych ze względu na określoną funkcję, powstający w umyśle konstruktora

Maszyna jest to twór materialny wykorzystujący zjawiska fizyczne w celu wykonania pracy użytecznej lub przekształcenia energii

Forma użytkowa jest to twór materialny, który nie wykonuje pracy, a służy człowiekowi do codziennego użytku

RACJA CELOWOŚCI EKONOMICZNEJ

Konstruowanie to proces tworzenia konstrukcji, która rejestrowana jest w postaci dokumentacji technicznej, na którą składają się:

-rys. złożeniowy całej konstrukcji

-rys. złożeniowe jej zespołów i podzespołów

-rys. wykonawcze (warsztatowe) wszystkich części składowych nieznormalizowanych wchodzących w skład konstrukcji

-obliczenia, opisy itd.

Proces konstruowania ogólnie można podzielić na:

-stadium koncepcyjne, -stadium robocze

KONSTRUKCJA TECHNOLOGICZNA

Konstrukcję można nazwać technologiczną jeżeli spełnia podstawowe postulaty dotyczące jej:

-postulat pracy: wydajność, funkcyjność, ekonomiczność

Jednocześnie spełnia wymagania jej dotyczące:

-wykonania: łątwość, niski koszt, dobór najodpowiedniejszych materiałów, łatwy montaż i demontaż itp.

-użytkowania: niezawodność, łatwość obsługi, łatwość naprawy, trwałość, wytrzymałość i sztywność

2. Narysować w dwu rzutach połączenie wpustowe i nanieść podstawowe wielkości

Dp- średnica piasty

lp- długość piasty

lo-długość obliczeniowa

t₁-głębokość rowka w piaście

dł. rzeczywista l_rz=lo+b

3. PRZYKŁADY RYSUNKOWE SPOIN, DLA KAŻDEGO PODAĆ GRUBOŚĆ OBLICZENIOWĄ

czołowe

-jednostronne (4-12mm)

-dwustronne (12-40mm)

-pachwinowa (3<=a<=0,7·g_min)

wypukła, wklęsła

-krawędziowa: -grzbietowa:

-otworowe (owalne, okrągłe (kołkowe))

spoiny leżące niesymetrycznie względem osi

4. WYJAŚNIĆ POSZCZEGÓLNE ZNACZENIE SKŁADNIKÓW ZALEŻNOŚCI (dot. spoin) K'=z•z₀•k

K'=z·z_0·k

z=współczynnik jakości spoiny (z=0,5 lub 1)

z₀-współczynnik statycznej wytrzymałości spoiny

z_a=współczynnik zmęczeniowy wytrz. spoiny

k'-naprężenia dopuszczalne dla spoin przy różnych odkształceniach

k-naprężenia dopuszczalne dla materiałów łączonych

5. Zalety i wady połączeń klejonych. Zasady obliczania tych połączeń

Zalety:

-prostota i szybkość

-niska temp. procesu (do200-250⁰C) (stąd brak skurczów termicznych)

-można łączyć różne materiały

-można łączyć bardzo cienkie elementy

Wady:

-utrata własności klejących w dłuższym okresie czasu

-wrażliwość na zmianę temp.

-konieczność stosowania docisku

Połączenia klejone liczymy tak samo jak połączenia lutowane czyli:

liczymy na ściskanie:

R_t-wytrzymałość kleju na ścinanie

x_R-współczynnik bezpieczeństwa

x_R=3 obciążenie stałe

x_R=5 obciążenie tętniące

x_R=8 obciążenie wahadłowe

Rt=10-30 MPa klejone na zimno (20-60⁰C)-->R_t dla kleju

Rt=10-60 MPa klejone na gorąco (140-200⁰C)

6. NAPISAĆ ZA POMOCĄ SYMBOLI NAPRĘŻENIA DOPUSZCZALNE NA ZGINANIE OBUSTRONNIE ZMIENNE I PODAĆ OD CZEGO ONO ZALEŻY

kg₀ - naprężenia dopuszczalne przy zginaniu dwustronnie zmiennym

Xz - współczynnik bezpieczeństwa

Z - wytrzymałość zmęczeniowa

Zależą od występowania złożonego stanu naprężeń, wtedy wyznaczamy

7. Jaki warunek wytrzymałościowy decyduje o zniszczeniu gwintu w nakrętce połączonej ze sobą śrubą obciążoną siłą P?

Gwint może ulec zniszczeniu pod wpływem:

-naprężeń tnących, -naprężeń gnących, -nacisków powierzchniowych

O zniszczeniu gwintu głównie decydują naciski powierzchniowe

8. Rysunek śruby wkręconej w nagwintowany przelotowo otwór

9. Rysunek śruby wkręconej w ślepy, nagwintowany częściowo otwór

10. Z jakich warunków wytrzymałościowyh wyliczamy osie?

Osie liczymy na zginanie oraz na naciski powierzchniowe (w zależności od sposobu konstrukcji):

naprężenia zginające

Wx - wskaźnik przekroju zależy od momentu bezwładności

Wx=

naciski powierzchniowe:

11. Na czym polega różnica pomiędzy wałem a osią

Różnica pomiędzy wałem, a osią polega na tym, że oś nie przenosi momentu skręcającego, pomijając tarcie w łożyskach. Osie mogą być stałe lub ruchome. Wały z kolei: pędniane i maszynowe

12. Narysować czop wzdłużny, oznaczyć siły

13. Narysować czop poprzeczny, oznaczyć siły

14. Narysować dowolne sprzęgło nierozłączne

sprzęgło tulejowe (łączone kołkami)

15. Przedstawić fazy włączania sprzęgła ciernego

I faza poślizgu, II faza wyrównania prędkości. III faza stabilnej pracy, IV przeciążenie momentu

16. Narysować hamulec szczękowy (bębnowy)

17. Narysować przykłady hamulców taśmowych

cięgnowe: a) zwykły, b) różnicowy, c) sumowy

18. Klasyfikacja sprzęgieł nierozłącznych

a) niepodatnie skrętnie: tulejowe, łubkowe, tarczowe, kołnierzowe

luźne:

-proste: kłowe, zębate, oldhama

-przegubowe: cardana, Rzeppa, membranowe, sprężynowe

b) podatnie skrętnie:

sprężynowe, oporowe, tulejowe

19. Klasyfikacja sprzęgieł rozłącznych

a) sterowane z zewnątrz:

-włączane przy różnej prędkości obrotowej: cierne: promieniowe, osiowe, obwodowe

-włączane przy równej prędkości obrotowej: kształtowe: kołowe, zębate

b) samoczynne

-sterowane siłą bezwładności: cierne, rozruchowe, proszkowe

-sterowane kierunkiem napędu: jednokierunkowej: zapadkowe cierne

20. Przypadki tarcia ślizgowego

Tarcie ślizgowe występuje pomiędzy panwią łożyska ślizgowego z czopem wałi podczas jego ruchu.

Wyróżniamy tarcie:

-posuwiste(statyczne-dynamiczne)

-toczne

Jeżeli koła toczą się bez poślizgu to V₁=V₂

-przełożenie przekładni

Jeżeli i<1 to przekładnia jest reduktorem

Jeżeli i>1 to -||- jest multiplikatorem

współczynnik tarcia poślizgowego

f=T/N, gdzie f-współ. tarcia, T-siła tarcia posuwistego, N-siła dociskająca trące powierzchnie

toczne:

T=(uN)/R

21. Rodzaje smarowania

Smarowanie jest to nałożenie smaru lub innej substancji smarnej na części współpracujące maszyn i urządzeń

Wyróżniamy smarowania:

-hydrodynamiczne, -hydrostatyczne, -elastohydrodynamiczne

Ze względu na sposób obsługi maszyny wyróżnia się:

-smarowanie ręczne

-samoczynne: grawitacyjne, knotowe, zanurzeniowe, rozbryzgowe, powielane

-automatyczne

22. Łożyska ślizgowe. Rodzaje i budowa

Łożysko ślizgowe - nie posiadające ruchomych elementów pośredniczących. Czop wału lub inny obrotowy element jest umieszczony w cylindrycznej panewce z pasowaniem luźnym

Łożyska ślizgowe dzialą się na:

-suche (okresowo smarowane smarem stałym lub wogółe), powietrzne, olejowe, [hydrodynamiczne, hydrostatyczne] -> w zależności od kierunku obciążeń działających na łożysko

-poprzeczne - przyjmują obciążenia prostopadłe do osi obrotu wału

-poprzeczno-wzdłużne - obciążeia prostopadłe jak i zgodne z kierunkiem osi obrotu

-wzdłużne - obciążone siłami działającymi zgodnie z kierunkiem osi obrotu wału

Budowa łożyska ślizgowego:

-łożysko poprzeczne: -korpus(czop osadzony bezpośrednio lub pośrednio ) elementem pośrednim jest osadzona w korpusie tuleja, której powierzchnia wewnętrzna stanowi panew łożyska

•Łożyska ślizgowe poprzeczne (a);

•Łożyska ślizgowe wzdłużne (b);

23. Warunki powstawania klina smarnego

, c₁-współczynnik proporcjonalności przecieków,
-lepkość dynamiczna oleju

Jak wynika z zależności powyższej wzrost lepkości oleju przyczynia się do wzrostu ciśnienia p w układzie smarowania. Jest to zjawisko korzystne z punktu widzenia mechanizmu powstawania klina smarnego. Jednak znaczny spadek lepkości dynamicznej oleju lub przedostaniem się paliwa lub płynu z układu chłodzenia do miski olejowej może spowodować niekorzystne warunki współpracy węzła związane z występowaniem tarcia granicznego w strefie kontaktu smarnych elementów

24. Klasyfikacja łożysk tocznych

Podział ze względu na element toczny:

-łożysko kulkowe (najbardziej uniwersalne ze względu na jednoczesną możliwość przenoszenia sił poprzecznych sił poprzecznych i wzdłużnych (najniższy współczynnik tarcia: 0,2-0,3 um)

-walcowe - pierścienie nie siedzą w sposób demontowany, są rozbieralne, jeden z pierścieni daje się zacisnąć, współ. tarcia: 0,0011

-igiełkowe - element toczny ma bardzo małą średnicę ut=0,0045 największy współ. tarcia

-stożkowe (elementy toczne demontowane)

-baryłkowe (są z natury wachliwe)

-sztywne -wachliwe -samonastawne

Podział ze względu na kompletność obudowy:

pełne, półpełne (pozbawiona 1 pierścienia), złożeń toczny (wianuszek) bez 2 pierścieni, same elementy toczne

Podział wg. odmian rozmiarowych:

-ze wzg. na średnicę wew. łożyska

- -||- na bardzo małą śrewew, b.lekkie,lekkie, średnice, ciężkie

-ze wzg. na szerokość łozyska: wąskie, normalne, szerokie

-w zależności od wysokości łożyska: niskie, normalne, wysokie

25. Budowa łożyska tocznego

Podstawowymi elementami lożyska tocznego są:

-części toczne: kształt kulkowy, rolkowy, beczułkowy, igiełkowy, stożkowo-rolkowy

-koszyk, -pierścienie z bieżniami

Części składowe łożyska tocznego:

-bieżne główne, -bieżne pomocnicze, -pierścień wewnętrzny, -koszyk, -części toczne

-pierścień zewnętrzny

26. Jakie naprężenia występują na styku kół w przekładniach ciernych

W przekładniach ciernych na styku kół wystepują naprężenia:

-stykowe: występują pod wpływem siły nacisku. Występują w walcach ścieskanych oraz w zębach

-naprężenia zmęczeniowe (nap. stykowe) powstają przy współpracy kół ciernych

, wzór Herza

27. Wady i zalety przekładni cięgnowych w stosunku do przekładni łańcuchowych

Zalety: zastępowanie przekładni jako sprzęgła przeciążeniowego

Wady: -wyciąganie się cięgna, -konieczność wyrównania naciągnięć, -niemożliwość przenoszenia dużych obciążeń małym kącie opasania (

28. Rodzaje pasów w przekładniach cięgnowych (rysunki)

Mamy 3 rodzaje cięgień (pasów)

-płaskie, -trapezowe (klinowe), -okrągłe

Podział ze zgl. na matriał z których są wykonane:

-poliuregani, -tarciowe, -polinretan włókna

Przekładnie cięgnowe: a) z pasem płaskim, klinowym lub okrągłym, b) łańcuchowe, c)rodzaje pasów i łańcuchów

29. Podział i zastosowanie przekładni łańcuchowych

Ze wzg. na rodz. łańcucha dzielą się na:

-nośne, -transportowe(w przenośnikach), -napędowe(w przekładniach)

Zastosowanie:

- głównie tam gdzie występują trudności w zast. przekładni zębatej lub pasowej tj. w wyciągach i przenośnikach

-jako przekładnie mechaniczne: w maszynach rolniczych, w obrabiarkach, przemyśle motoryzacyjnym i rowerowym

30. Podział kół zębatych

zależnie od kształtu wieńca, koła zębate dzielimy na:

koła walcowe: o zębach: prostych, skośnych, daszkowych, łukowych

koła stożkowe: o zębach prostych, skośnych, łukowych

31. Co to jest moduł koła zębatego

Moduł koła zębatego jest to iloraz
, czyli moduł zęba
, gdzie p-podziałka zęba p=s+e, s-łukowa grubość zęba na średnicy podziałowej, e-łukowa wielkość wrębu na średnicy podziałowej

, z - zliczba zębów

Moduł m jest wielkością znormalizowaną przez Polską normę. Przykładowy szereg modułów: 0,06; 0,12; 0,5; 1,2; 4,8 ... 60, d-średnica podziałowa koła zębatego

32. Kształty zarysu zęba

h_a-wysokość głowy zęba

h_f - wysokość stopy zęba

c-luz wierzchołkowy

h=h_a+h_f - wysokość całkowita

33. ???

34. Graniczna liczba zębów

Określono najmniejszą liczbę zębów, przy której nie występuje podcięcie (powodujące skrócenie odcinka przyporu oraz osłabienie wytrzymałości zęba u podstawy).

Teoretyczna graniczna liczba zębów z_g:

z_g =

Praktyczna graniczna liczba zębów z`_g:

z`_g = ⋅ z_g

dla α_o = 20^o z_g = 17 z`_g = 14

dla α_o = 15^o z_g = 30 z`_g = 25

1

Podstawy Konstrukcji Maszyn (PKM) Egzamin, Semestr 4

---