PKM opracowanie_3.doc

(2720 KB) Pobierz
PKM –OPRACOWANIA PYTAŃ

PKM –OPRACOWANIA PYTAŃ

 

PROCES PROJEKTOWANIA I KONSTRUOWANIA

 

1. Co to jest konstrukcja? Co to jest maszyna?

 

MASZYNA – jest sztucznym układem materialnym, który dzięki zewnętrznej energii służy do przekształcania masy, energii lub informacji.

 

                               

 

KONSTRUKCJA – jest opisem lub inaczej wyznaczonych rozmiarów dopuszczalnych dla struktur (cech geometrycznych lub materiałowych) i stanów (cech dynamicznych) wytworu. Rozmiary te są nieprzekraczalne pod groźbą uznania, że wytwór jest wadliwy.

 

2. Wymień rodzaje cech konstrukcyjnych i wyjaśnij je na dowolnym przykładzie.

 

Cechy konstrukcyjne:

- geometryczne cechy konstrukcyjne - to logiczna suma postaci konstrukcyjnej i układu   wymiarów będącą koniecznym i wystarczającym warunkiem dla wytwórców podejmujących wykonanie wytworu według zamierzonej konstrukcji (przykłady to np. struktura zewnętrzna wytworu)

- materiałowe cechy konstrukcyjne (przykład to np. materiał, struktura wewnętrzna)

- dynamiczne cechy konstrukcyjne – to stan wytworu wywołany głównie podczas montażu maszyn (przykłady to np. cechy montażowe – siły, docisk; moment z jakim należy dokręcić śrubę lub siła z jaką należy wbić klin)

 

3. Wymień rodzaje cech konstrukcyjnych i wyjaśnij je na przykładzie połączenia klinowego co rozumiemy pod tymi pojęciami?

 

Cechy konstrukcyjne:

- geometryczne cechy konstrukcyjne - to logiczna suma postaci konstrukcyjnej i układu   wymiarów będącą koniecznym i wystarczającym warunkiem dla wytwórców podejmujących wykonanie wytworu według zamierzonej konstrukcji (przykład to np. struktura zewnętrzna klinu)

- materiałowe cechy konstrukcyjne (przykład to np. materiał z jakiego wykonany będzie klin, dobór stali)

- dynamiczne cechy konstrukcyjne – to stan wytworu wywołany głównie podczas montażu maszyn (przykłady to np. cechy montażowe -  siła, docisk; siła z jaka należy wbić klin)

 

WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWA

 

1. Narysuj wykres Soderberga i zaznacz na nim linie odpowiadającą krytycznym naprężeniom elementu z karbem.

 

          

 

2. Narysuj wykres Soderberga i zaznacz na nim wyraźnie naprężenia o przebiegu narysowanym poniżej (rysunek będzie dołączony)

 

ogólna postać wykresu Soderberga (nie wiem co będzie trzeba zrobić!!!)

           

 

3. Narysuj wykres Soderberga dla elementu z karbem

 

          

 

4. Przedstaw na wykresie Soderberga jak definiowana jest liczba bezpieczeństwa dla elementu z karbem, w którym występują tylko wahadłowe naprężenia skręcające

 

NIE WIEM!!!!!!!!

 

5. Wyjaśnić (na rysunku) w oparciu o wykres Soderberga jak definiowana jest liczba bezpieczeństwa dla prostego stanu naprężeń (np. rozciągania) zmiennych w czasie.

 

Liczba bezpieczeństwa

s =  σ krytyczne / σ kryterialne

 

6. Zdefiniuj liczbę kształtu oraz wymień czynniki mające wpływ na jej wielkość.

 

Jest to wielkość opisująca różne rodzaje karbu. Jest to stosunek naprężeń maksymalnych wywołanych karbem w tworzywie idealnie sprężystym (izotropowym), do naprężeń nominalnych (obliczeniowych, kryterialnych). Jest to funkcja rodzaju obciążenia i cech geometrycznych ujęta za pomocą wykresów, tablic, wzorów.

αk = σmax

σ = 4P/πd2

 

USA

α0 = σmax0

σ0 = 4P/πD2

 

gdzie:

σmax – maksymalne naprężenia w przekroju wywołane spiętrzeniem naprężeń

σ - naprężenia nominalne w przekroju

αk zależy od:

- rodzaju naprężeń

- rodzaju karbu

Liczbę kształtu można zmniejszyć poprzez zmniejszenie naprężeń maksymalnych.

Największy wpływ karbu na liczbę kształtu jest przy rozciąganiu a najmniejszy przy skręcaniu.

 

7. Zdefiniuj liczbę kształtu oraz przedstaw sposoby jej zmniejszania

 

(definicja ta sama co powyżej)

 

Sposoby zmniejszania liczby kształtu:

- liczbę kształtu można zmniejszyć poprzez zmniejszenie naprężeń maksymalnych

- poprzez karby odciążające

- poprzez stereomechaniczne zmniejszanie naprężeń

 

8. Zdefiniuj liczbę działania karbu oraz podaj czynniki mające wpływ na jej wielkość.

 

  βk = Zo/Zok

 

Stosunek wytrzymałości zmęczeniowej próbki gładkiej Zo do wytrzymałości zmęczeniowej próbki z karbem Zok.

 

  βk = 1 + ηkk - 1)

 

ηk – liczba wrażliwości na działanie karbu

 

9. Opisz wielkości występujące we wzorze βk = 1 + ηkk - 1)

 

βk liczba działania karbu (stosunek wytrzymałości zmęczeniowej próbki gładkiej Zo do wytrzymałości zmęczeniowej próbki z karbem Zok)

ηk - liczba wrażliwości na działanie karbu (dla tworzyw niewrażliwych na karb: ηk =0, dla tworzyw wrażliwych na karb ηk =1)

αk - liczba kształtu (jest to wielkość opisująca różne rodzaje karbu. Jest to stosunek naprężeń max. wywołanych karbem w tworzywie idealnie sprężystym (izotropowym), do naprężeń nominalnych (obliczeniowych, kryterialnych), jest to funkcja rodzaju obciążenia i cech geometrycznych ujęta za pomocą wykresów, tablic, wzorów.)

 

10. Narysuj przykładowy wykres Wohlera (np. dla rozciągania) opisz jego osie, oznacz  i  opisz podstawową wielkość z niego odczytywaną

 

 

N* - graniczna liczba cykli

Z – wytrzymałość zmęczeniowa próbki gładkiej bez karbu (to się chyba odczytuje z wykresu)

Zor – wytrzymałość zmęczeniowa dla obustronnego rozciągania

Zjr : Zog : Zos:…

 

POŁĄCZENIA GWINTOWE

 

1. Moment M potrzebny do pokonania oporów podczas dokręcania śruby określa wzór M = 0.5 dm Q tg( γ + ρ ). Opisz wielkości występujące w tym wzorze.

 

dmśrednica medialna (średnia) gwintu (0,9 d)

Q – siła rozciągająca rdzeń śruby

γ – średni kąt pochylenia gwintu

ρ – kąt tarcia ( μ= tg ρ)

 

2. Narysuj i objaśnij rozkład sił występujących podczas dokręcania obciążonego połączenia samohamownego.

 

Warunek samohamowności:

 

T = N * μ = Q cosγ + μ ≥ Q sinγ

 

gdzie:

T - siła tarcia

Q – siła rozciągająca rdzeń śruby

N – siła nacisku

μ – liczba tarcia (μ ≥ tgγ)

γ – średni kąt pochylenia gwintu (tgγ = S/(π*dm))

dm – średnia średnica gwintu (dm=(d+dr)/2)

 

Stosowane jest pojęcie kata tarcia ρ:

μ = tgρ

Warunek samohamowności przyjmuje wtedy postać:

ρ>γ

 

Dokręcanie:

 

Siła Q – siła rozciągająca rdzeń śruby

Siła H – siła przyłożona na średnicy średniej gwintu w kierunku prostopadłym do osi śruby:

- wywołuje dokręcanie śruby (czyli zwiększanie siły Q)

- występuje tylko podczas dokręcania śruby

- nie należy jej mylić z siłą przyłożoną do końca klucza podczas dokręcania śruby

 

 

POŁĄCZENIA ŚRUBOWE

 

1. Określ podstawową różnicę istoty działania połączenia śrubowego luźnego i pasowanego. Narysuj przekroje tych połączeń w płaszczyźnie zawierającej oś śruby

i zaznacz na nich najważniejszą różnicę między nimi.

 

Śruby pasowane:                                                Śruby luźne:

- śruba i otwór są pasowane ciasno                    - miedzy śruba i otworem jest luz

- nakrętka jest dokręcana z niewielkim              - nakrętka jest dokręcana z dużym

   momentem                                                          momentem co wywołuje dużą Q

- siła P wywołuje naprężenia ścinające                 ściskającą blachę

   w rdzeniu śruby                                               - siła P przenoszona jest przez siły

- warunek wytrzymałościowy:                              między blachami

            P ≤ Fw ∙ i ∙ Rs/s                                        - warunek wytrzymałościowy:

  Fw – pole powierzchni przekroju rdzenia                      P ≤ Q ∙ i ∙ μ/s

  śruby                                                                    Q – siła w rdzeniu śruby

  Rs – wytrzymałość na ścinanie                            μ – liczba tarcia

  i – liczba powierzchni ścinanych                         i – liczba płaszczyzn, w których

  s – liczba bezpieczeństwa                                     występują siły tarcia (=2)

                                                                               s – liczba bezpieczeństwa

 

2. i 3. – nie wiem jaki tu będzie rysunek dołączony

 

 

POŁĄCZENIA CZOPOWE

 

1. Przedstaw podstawową różnicę między połączeniem wpustowym i klinowym.

Wymień 2 najważniejsze zalety połączeń klinowych.

 

Zarówno połączenia wpustowe, jak i klinowe należą do grupy połączeń kształtowanych pośrednich.

Podstawowa różnica:

Połączenia wpustowe przenoszą tylko moment obrotowy, a klinowe przenoszą dodatkowo siłę poosiową. Ponadto w połączeniach tych w innych miejscach występują luzy (zaznaczono na rysunku) - a co za tym idzie - inny jest rozkład naprężeń.

 

Połączenie wpustowe:

- naciski powierzchniowe:

P = F/k·l0≤Pdop

- ścinanie wpustu

T = F /l0 · b P**

Wady:

- możliwość przenoszenia małych obciążeń

- nie może przenosić sił poosiowych

- stosujemy pojedynczo

Zalety:

- zachowują dużą współosiowość koła względem piasty

- nie wprowadzają bardzo dużych naprężeń w piaście

- można stosować połączenia ruchowe

 

Połączeni klinowe:

Wady:

- brak możliwości statecznej kontroli obciążenia wstępnego

...

Zgłoś jeśli naruszono regulamin