20 مفهومًا أساسيًا: كم عدد المفاهيم التي تتذكرها كمهندس ميكانيكي؟
1. ما هي أوضاع فشل الأجزاء الميكانيكية؟
الإجابة: كسر الجزء بأكمله، والتشوه المتبقي المفرط، وتلف السطح، والفشل الناجم عن تعطيل ظروف التشغيل العادية.
2. لماذا تتطلب الاتصالات المترابطة في كثير من الأحيان آليات القفل؟ ما هو جوهر القفل؟ ما هي إجراءات القفل الشائعة؟
الإجابة: على الرغم من أن الوصلات الملولبة القياسية تلبي عمومًا شروط القفل الذاتي-ولا تنفك من تلقاء نفسها، إلا أن الصامولة قد تنفك تدريجيًا تحت الاهتزاز أو أحمال الصدمات أو التقلبات الكبيرة في درجات الحرارة. يحدث ارتخاء الخيط في المقام الأول بسبب الدوران النسبي بين خيوط التزاوج؛ ولذلك، يجب تنفيذ تدابير القفل في التصميم العملي. تتضمن الإجراءات الشائعة ما يلي: 1. القفل القائم على الاحتكاك-المحافظة على الاحتكاك بين خيوط التزاوج (على سبيل المثال، استخدام غسالات زنبركية أو صواميل مربى)؛ 2. القفل الميكانيكي-باستخدام مكونات القفل (على سبيل المثال، الصواميل المشقوقة ودبابيس الكوتر)؛ 3. القفل الدائم (تغيير واجهة الخيط)-تعطيل أو تغيير العلاقة بين سلاسل التزاوج (على سبيل المثال، طريقة التأثير).
3. ما هو الغرض من تشديد الاتصال الملولب؟ اذكر بعض الطرق للتحكم في قوة الشد.
الإجابة: الغرض من الشد هو توليد تحميل مسبق في الترباس. يعمل التحميل المسبق على تحسين موثوقية الاتصال وإحكامه، مما يمنع الفجوات أو الانزلاق النسبي بين الأجزاء المتصلة تحت الحمل. تشتمل الطرق الفعالة للتحكم في قوة الشد على استخدام -مفاتيح قياس عزم الدوران أو مفاتيح عزم الدوران المعدة مسبقًا (قفل أداة التثبيت بمجرد الوصول إلى عزم الدوران المطلوب) أو التحكم في التحميل المسبق عن طريق قياس استطالة المسمار.
4. ما هو الفرق بين الانزلاق المرن والانزلاق الإجمالي (الانزلاق) في محركات الحزام؟ لماذا يوجد حد أدنى للقطر ($d_{min}$) للبكرة الصغيرة عند تصميم محرك الحزام V-؟
الإجابة: يعد الانزلاق المرن سمة متأصلة في محركات الحزام ولا يمكن تجنبه؛ ويحدث ذلك لأن الحزام عبارة عن جسم مرن ويوجد فرق في الشد بين الجانبين المشدودين والمرتخيين. من ناحية أخرى، يحدث الانزلاق الإجمالي (الانزلاق) بسبب التحميل الزائد؛ إنه وضع فشل يمكن-ويجب-تجنبه. السبب: يحدث انزلاق على البكرة الأصغر. كلما زاد الحمل الخارجي، زاد فرق التوتر بين الجانبين، مما يزيد من منطقة الانزلاق المرنة؛ عندما يحدث الانزلاق المرن عبر قوس التلامس بأكمله، يحدث الانزلاق الفعلي (الانزلاق الإجمالي). الانزلاق المرن هو تغير كمي، في حين أن الانزلاق هو تغيير نوعي. تتميز البكرات الصغيرة بأقطار صغيرة، وأقواس تلامس صغيرة، ومناطق تلامس احتكاكية صغيرة، مما يجعلها عرضة للانزلاق.
5. لماذا تعتمد ضغوط التلامس المسموح بها للتروس الدودية المصنوعة من حديد الزهر الرمادي والألمنيوم-والحديد البرونزي على سرعة انزلاق أسطح الأسنان؟
الإجابة: نظرًا لأن وضع الفشل الأساسي للتروس الدودية المصنوعة من حديد الزهر الرمادي والألومنيوم-الحديد البرونزي هو جرجر سطح الأسنان (تسجيل النقاط)، ويرتبط حدوث الجرجر بسرعة الانزلاق؛ ولذلك، فإن إجهاد الاتصال المسموح به يعتمد على سرعة الانزلاق. على النقيض من ذلك، فإن وضع الفشل الأساسي للتروس الدودية البرونزية المصنوعة من القصدير المصبوب هو تأليب سطح الأسنان، والذي يحدث بسبب إجهاد التلامس؛ وبالتالي، فإن إجهاد الاتصال المسموح به يكون مستقلاً عن سرعة الانزلاق.
6. قم بإدراج قوانين الحركة الشائعة لأتباع آلية الكامة وخصائص تأثيرها وسيناريوهات تطبيقها.
الإجابة: حركة السرعة الثابتة، وحركة التسارع والتباطؤ المستمر، والحركة التوافقية البسيطة (حركة تسارع جيب التمام). تشتمل الحركة ذات السرعة الثابتة على تأثير جامد ويتم استخدامها لتطبيقات التحميل-المنخفضة السرعة والخفيفة-. تشتمل حركة التسارع/التباطؤ المستمرة على تأثير ناعم وتستخدم لتطبيقات السرعة المتوسطة-إلى-المنخفضة-. تتضمن الحركة التوافقية البسيطة (حركة تسارع جيب التمام) تأثيرًا ناعمًا عندما تكون هناك فترة سكون (تستخدم في تطبيقات السرعة المتوسطة-إلى-المنخفضة-) ولا يوجد تأثير ناعم عندما لا تكون هناك فترة سكون (تستخدم لتطبيقات السرعة العالية-).
7. اذكر بإيجاز القانون الأساسي لشبك أسنان التروس.
بغض النظر عن الموضع الذي تتلامس فيه مقاطع الأسنان، فإن المرور الطبيعي المشترك عبر نقطة الاتصال يجب دائمًا أن يتقاطع مع الخط الذي يربط مراكز الدوران عند نقطة ثابتة لضمان نسبة انتقال ثابتة.
8. ما هي طرق التثبيت المحيطي للمكونات على العمود؟ (اذكر أربع طرق على الأقل.)
تشتمل طرق التثبيت المحيطي على: التوصيلات الرئيسية، والتوصيلات المخددة، والتوصيلات الملائمة للتداخل، ومسامير التثبيت، والتوصيلات الدبوسية، وتوصيلات الأكمام التوسعية. 9. ما هي الطرق الرئيسية للتثبيت المحوري للأجزاء المثبتة على العمود؟ ما هي خصائص كل منها؟ (اذكر أربعة أنواع على الأقل.)
تشتمل طرق التثبيت المحوري على: أكتاف العمود، وأطواق العمود، والأكمام، وألواح نهاية العمود-، وحلقات التثبيت المرنة. التثبيت عبر أكتاف العمود، وأطواق العمود، والأكمام موثوق به وقادر على تحمل القوى المحورية الكبيرة؛ حلقات الاحتفاظ المرنة يمكنها تحمل القوى المحورية الأصغر؛ تُستخدم الألواح الطرفية للعمود- لتأمين الأجزاء الموجودة في نهاية العمود.
10. لماذا يجب إجراء حساب التوازن الحراري لمحركات التروس الدودية المغلقة؟
تتضمن محركات التروس الدودية انزلاقًا نسبيًا واحتكاكًا عاليًا. علاوة على ذلك، فإن محركات التروس الدودية المغلقة لديها تبديد سيئ للحرارة وتكون عرضة للجرجر (الغضب)، مما يستلزم حساب التوازن الحراري.
11. ما هي النظريتين المتعلقتين بحساب قوة التروس؟ ما هي أوضاع الفشل التي يعالجونها على التوالي؟ ما هو معيار التصميم لمحرك تروس مغلق ذو أسطح ناعمة الأسنان؟
الإجابة: الحسابان مخصصان لقوة كلال ملامسة سطح الأسنان وقوة كلال انحناء جذر الأسنان. تعالج قوة إجهاد التلامس تأليب إجهاد السطح، بينما تعالج قوة إجهاد الانحناء كسر إجهاد الجذور. بالنسبة لمحرك تروس مغلق مع أسطح أسنان ناعمة، فإن معيار التصميم هو التصميم بناءً على قوة كلال ملامسة سطح السن ثم التحقق من قوة كلال ثني جذر السن.
12. ما هي وظائف أدوات التوصيل والقوابض؟ ما هو الفرق بينهما؟
الإجابة: تتمثل وظيفة كل من أدوات التوصيل والقوابض في توصيل عمودين بحيث يدوران معًا وينقلان عزم الدوران. يتمثل الاختلاف في أن الأعمدة المتصلة بواسطة أداة التوصيل لا يمكن فصلها أثناء التشغيل-يتطلب الفصل إيقاف الماكينة وتفكيك الأجزاء-بينما يسمح القابض بتعشيق العمودين أو فصلهما في أي وقت أثناء تشغيل الماكينة.
13. ما هي الشروط اللازمة لفيلم الزيت لدعم الحمل؟
الإجابة: 1. يجب أن تتشكل فجوة على شكل إسفين - بين السطحين في حركة نسبية؛ 2. يجب أن يكون للسطحين المنفصلين بطبقة الزيت سرعة انزلاق نسبية معينة، مع اتجاه يضمن دخول زيت التشحيم إلى الطرف العريض والخروج من الطرف الضيق؛ 3. يجب أن يتمتع زيت التشحيم بلزوجة مناسبة، ويجب أن يكون إمداد الزيت كافيًا . 14. صف بإيجاز معنى التعيين والخصائص وسيناريوهات التطبيق لنموذج المحمل 7310.
الإجابة: معنى التسمية: 7 - محمل كروي ذو اتصال زاوي؛ (0) - العرض العادي (يمكن حذفه)؛ 3 - سلسلة متوسطة القطر؛ 10 - القطر الداخلي للحامل 50 ملم.
الخصائص والتطبيقات: قادر على تحمل الأحمال الشعاعية والأحمال المحورية في اتجاه واحد في نفس الوقت؛ يتميز بسرعة تحديد عالية. تستخدم عادة في أزواج.
15. في نظام النقل الذي يشتمل على التروس والسير والمحركات المتسلسلة، ما هو نوع المحرك الذي يجب وضعه بشكل عام في مرحلة السرعة الأعلى-، وأي نوع في مرحلة السرعة الأدنى-؟ ما هو سبب هذا الترتيب؟
الإجابة: بشكل عام، يتم وضع محرك الحزام في مرحلة -السرعة الأعلى، ويتم وضع محرك السلسلة في مرحلة-السرعة الأقل. توفر محركات الحزام التشغيل السلس والقدرة على تخفيف الصدمات وامتصاص الاهتزازات، مما يجعلها مفيدة للمحرك عند وضعها في مرحلة -السرعة العالية. تولد محركات الأقراص المتسلسلة ضوضاء أثناء التشغيل وهي مناسبة للتطبيقات ذات السرعة المنخفضة-، لذا يتم وضعها عادةً في مرحلة السرعة- المنخفضة.
16. ما الذي يسبب-السرعة غير المنتظمة في محركات السلسلة؟ ما هي العوامل المؤثرة الرئيسية؟ تحت أي ظروف يمكن أن تظل نسبة الإرسال اللحظي ثابتة؟
الإجابة: 1) السبب الرئيسي لعدم انتظام -السرعة في المحركات المتسلسلة هو "التأثير المضلع". 2) العوامل الرئيسية المؤثرة هي: سرعة السلسلة، وميل السلسلة، وعدد أسنان العجلة المسننة. 3) تظل نسبة النقل اللحظي ثابتة (على وجه التحديد، ثابتة عند 1) فقط عندما يكون عدد أسنان القيادة والعجلات المسننة متساويًا ($z_1=z_2$، أي $R_1=R_2$) وتكون المسافة المركزية لمحرك الأقراص عددًا صحيحًا مضاعفًا لمسافة ($p$).
17. في مخفض التروس الأسطواني، لماذا يكون عرض وجه الترس الصغير ($b_1$) أكبر قليلاً من عرض الترس الكبير ($b_2$)؟ عند حساب القوة، هل يعتمد معامل عرض الوجه ($\\psi_d$) على $b_1$ أو $b_2$؟ لماذا؟ صورة
الإجابة: 1) لمنع انخفاض عرض وجه الشبكة-وما يترتب على ذلك من زيادة في حمل العمل-الناجم عن اختلال المحاذاة المحورية أثناء التجميع، أصبح عرض وجه الترس الصغير ($b_1$) أكبر قليلاً من عرض الترس ($b_2$)؛ 2) يتم حساب معامل عرض الوجه ($\\psi_d$) بناءً على عرض وجه الترس ($b_2$)، حيث يمثل $b_2$ عرض الاتصال الفعلي عندما يتشابك زوج التروس الأسطوانية.
18. في محرك الحزام، لماذا يجب أن يكون قطر البكرة الصغيرة $d_1 \\ge d_{\\min}$ وزاوية التفاف البكرة الدافعة $\\alpha_1 \\ge 120^\\circ$؟ تتراوح سرعة الحزام الموصى بها عادةً بين 5 و25 م/ث؛ ما هي العواقب إذا كانت السرعة خارج هذا النطاق؟
الإجابة: 1) يؤدي قطر البكرة الأصغر إلى ارتفاع ضغط الانحناء في الحزام؛ ولذلك، يتم تحديد الحد الأدنى للقطر لتجنب الإجهاد الانحناء المفرط؛ 2) تؤثر زاوية التفاف البكرة الدافعة ($\\alpha_1$) على أقصى قوة سحب فعالة؛ أصغر $\\alpha_1$ يقلل من هذه القوة. لزيادة الحد الأقصى لقوة السحب الفعالة ومنع الانزلاق، مطلوب بشكل عام $\\alpha_1$ أن يكون $\\ge 120^\\circ$; 3) إذا كانت سرعة الحزام منخفضة جدًا، فهذا يعني أن قطر البكرة الصغير صغير جدًا، مما يتطلب قوة سحب فعالة أعلى ($F_e$) وعددًا أكبر من الأحزمة ($z$)، مما يزيد من حجم مجموعة محرك الأقراص. على العكس من ذلك، إذا كانت السرعة عالية جدًا، تصبح قوة الطرد المركزي ($F_c$) مفرطة. وبالتالي، ينبغي الحفاظ على سرعة الحزام ضمن نطاق 5-25 م/ث.
19. مزايا وعيوب -آليات اللولب الملامس المتداول.
الإجابة: المزايا: 1) الحد الأدنى من التآكل؛ يمكن التخلص من رد الفعل العكسي وزيادة الصلابة من خلال طرق الضبط (إنشاء قدر معين من التشوه المسبق-)، مما يؤدي إلى دقة نقل عالية؛ 2) عدم القفل -الذاتي-، مما يسمح بتحويل الحركة الخطية إلى حركة دوارة. العيوب: 1) الهيكل المعقد والتصنيع الصعب. 2) في بعض الآليات، يلزم وجود جهاز قفل ذاتي إضافي-لمنع التدوير العكسي.
20. مبادئ لاختيار المفتاح؟
صورة
الجواب: الاختيار يشمل جانبين: النوع والأبعاد. يجب اختيار النوع بناءً على الخصائص الهيكلية للاتصال الرئيسي ومتطلبات التشغيل وظروف العمل. يجب تحديد الأبعاد طبقاً للمواصفات القياسية ومتطلبات القوة؛ تتكون أبعاد المفتاح من المقطع العرضي - (العرض *b* × الارتفاع *h*) والطول *L*. يتم تحديد أبعاد المقطع العرضي - (*b* × *h*) من المعايير بناءً على قطر العمود *d*. يتم تحديد طول المفتاح *L* بشكل عام من خلال طول المحور (أي *L* أقل من أو يساوي طول المحور)، بينما بالنسبة للمفتاح الموازي الإرشادي، يتم تحديده من خلال طول المحور ومسافة الانزلاق؛ عادة، طول المحور *L'* ≈ (1.5–2) × *d*.
