Gépelemek I. vizsgasorokon előforduló kérdések Ismertesse az anyag- és gyártáshelyes alkatrész tervezés elveit az öntés példáján keresztül! Gyártáshelyesnek az a működési követelményeket kielégítő alkatrész tekinthető, amely az adott vállalati körülmények között és adott gyártási mennyiség esetén a legkisebb gyártási költséggel állítható elő. Mintagyártás: egyszerű geometriai formák, egyszerű gyártás, osztatlan modell, lehetőleg mag nélkül, de ha ez nem megoldható, akkor jól támasztható magokkal Formázás/modell kiemelése: 1:20-1:50 formázási ferdeség, alámetszések elkerülése, átmenetek jó lekerekítése Anyag öntése: ne legyen ugrásszerű falvastagságváltozás, a falvastagság a felöntés felé nő ( ellenőrző körök módszere ) Dermedés, lehűlés: irányított, lunker képződésének kerülése, ne legyen ugrásszerű falvastagságváltozás, szimmetrikus részek Alakkal záró kötések szilárdságtani ellenőrzésének lépései! Az alakkal záró kötések fő igénybevétele a felületi nyomás, viszont nem elég csak erre méretezni, legalább három ellenőrzésre szükség van: felületi nyomás, veszélyes keresztmetszet nyírása, alkatrészek saját szilárdsága. A nyomó igénybevételt egyszerűen kiszámíthatjuk a felületre merőleges nyomóerő (N) és az érintkező felület nagyságának (A) segítségével: = . A kötés megfelel, ha p ≤ pmeg ( megengedhető kötési nyomás ). A veszélyes keresztmetszetben ébredő nyírófeszültség ( = ) szempontjából megfelelő a kötés, ha τ ≤ τmeg. Az alkatrész saját szilárdságát mindig a tényleges alak- és igénybevétel alapján kell ellenőrizni. A terhelést az erőbevezetés helyétől el kell szállítani a terhelésátadó nyomó-felülethez. Haigh-diagram jellemző összefüggések! Különböző középfeszültség mellett felvett Wöhler-gorbék 10 %-os törési valószínűséghez tartózó kifáradási határát egy olyan közös diagramban ábrázolva, amelynek a vízszintes tengelyén a középfeszültség (σm), a függőleges tengelyén pedig az amplitúdó feszültség (σa) van felmérve, a Haigh diagramot kapjuk eredményül.
16
Embed
Gépelemek I. vizsgasorokon előforduló kérdések - glink.huglink.hu/hallgatoi_segedletek/files/31ce09f8d105ce31791ff6732105e7a3.pdf · Gépelemek I. vizsgasorokon előforduló
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Gépelemek I. vizsgasorokon előforduló kérdések
Ismertesse az anyag- és gyártáshelyes alkatrész tervezés elveit az öntés példáján
keresztül!
Gyártáshelyesnek az a működési követelményeket kielégítő alkatrész tekinthető, amely az adott vállalati
körülmények között és adott gyártási mennyiség esetén a legkisebb gyártási költséggel állítható elő.
Mintagyártás: egyszerű geometriai formák, egyszerű gyártás, osztatlan modell, lehetőleg mag nélkül, de ha ez
nem megoldható, akkor jól támasztható magokkal
Formázás/modell kiemelése: 1:20-1:50 formázási ferdeség, alámetszések elkerülése, átmenetek jó
lekerekítése
Anyag öntése: ne legyen ugrásszerű falvastagságváltozás, a falvastagság a felöntés felé nő ( ellenőrző körök
módszere )
Dermedés, lehűlés: irányított, lunker képződésének kerülése, ne legyen ugrásszerű falvastagságváltozás,
Az alakkal záró kötések fő igénybevétele a felületi nyomás, viszont nem elég csak erre méretezni, legalább
három ellenőrzésre szükség van: felületi nyomás, veszélyes keresztmetszet nyírása, alkatrészek saját
szilárdsága.
A nyomó igénybevételt egyszerűen kiszámíthatjuk a felületre merőleges nyomóerő (N) és az érintkező felület
nagyságának (A) segítségével: 𝑝 =𝑁
𝐴. A kötés megfelel, ha p ≤ pmeg ( megengedhető kötési nyomás ).
A veszélyes keresztmetszetben ébredő nyírófeszültség ( 𝜏 =𝐹
𝐴𝜏 ) szempontjából megfelelő a kötés, ha τ ≤ τmeg.
Az alkatrész saját szilárdságát mindig a tényleges alak- és igénybevétel alapján kell ellenőrizni. A terhelést az
erőbevezetés helyétől el kell szállítani a terhelésátadó nyomó-felülethez.
Haigh-diagram jellemző összefüggések!
Különböző középfeszültség mellett felvett Wöhler-gorbék 10 %-os törési valószínűséghez tartózó kifáradási határát egy olyan közös diagramban ábrázolva, amelynek a vízszintes tengelyén a középfeszültség (σm), a függőleges tengelyén pedig az amplitúdó feszültség (σa) van felmérve, a Haigh diagramot kapjuk eredményül.
Biztonsági tényező értelmezése Haigh
diagramm esetén:
ha σm = áll. akkor 𝑛 =𝑁𝐴
𝑁𝑀
ha σm/σa = áll. akkor 𝑛 = 𝑂𝐵
𝑂𝑀
biztonsági terület értelmezése alkatrészre Haigh-diagram esetén:
Mi a rugók kihasználtsági foka?
Az egységnyi térfogatban tárolt energiát hasonlítja össze azzal az energiával, amelyet akkor kapnánk, ha a
rugóban mindenhol ugyanaz a feszültségállapot lenne.
𝑊
𝑉= 𝜂 ×
1
2×
𝜍2
𝐸 csavart rugó esetén pedig
𝑊
𝑉= 𝜂 ×
1
2×
𝜏2
𝐺
η: anyag kihasználtsági tényező σ: a rugó anyagára megengedhető húzófeszültség
V: rugó anyagának térfogata τ: a rugó anyagára megengedhető csúsztatófeszültség
E: a rugó anyagának húzó rugalmassági modulusa G: a rugó anyagának csúsztató rugalmassági modulusa
Húzott ( nyomott ) rúd esetén η = 1, egyszerű hajlított laprugó esetén η = 1/9, egyenszilárdságú hajlított
laprugó esetén pedig η = 1/3.
Vékony falú csőben ébredő feszültségek!
Tömítések csoportosítása!
1. Tömítőelemek relatív mozgása szerint – nyugvó (statikus)-, – elmozdulást megengedő (pl. védőharmonika)-, – mozgó: haladó vagy forgó tömítések. 2. Kivitel szerint – érintkező-, – érintkezés nélküli tömítések. 3. Alkalmazási terület szerint – csőkötések-, – hidraulikus/pneumatikus munkahengerek-, – tengelyek-, – egyéb, osztott elemek tömítései.
Wöhler görbe!
a = kisciklusú szakasz: gépészetben „nincs”, statikus terhelésekre méretezünk b = élettartam szakasz c = kifáradási határ:
elsősorban acélokra
jellemző, jellemzője, hogy az
alatta levő feszültségszinten
az alkatrészek gyakorlatilag
korlátlan élettartamúak.
Klein diagram!
A Klein-diagramon a meghúzási nyomaték látható az előfeszítő erő függvényében a súrlódási tényező két
lehetséges szélső értéke esetén. A kívánt meghúzási nyomaték csak bizonyos hibahatárral valósítható meg, így
meghatározható a csavar szárában ébredő minimális és maximális előfeszítő erő.
Rugók csillapítása!
A rugók felterhelésekor a bevitt
energiát nem kapjuk vissza teljes
egészében a rugó anyagában
jelentkező un. belső csillapítás-, vagy
a rugó felületén keletkező súrlódási
tényező az un. szerkezeti csillapítás-
vagy mindkettő miatt.
A csillapítás mérőszáma:
Ψ =𝑊𝑠
𝑊1
Szerkezeti csillapítás ( Coulomb féle súrlódás ): a csillapítás ezen típusa pl. a gyűrűs rugóknál fordul elő.
Belső csillapítás ( Viszkózus csillapítás ): ez a csillapítási típus gumi és műanyag rugókra jellemző. Minél
nagyobb az alakváltozási sebessége, annál nagyobb lesz a rugó ellenállása.
Ismertesse a tervezői gyakorlatban szokásos terhelés-modelleket!
A mérnök általában egy adott élettartamra tervezi a berendezéseit, ezért számára a terhelés, mint időfüggvény
a legfontosabb.
Ismertesse a tervezői munka szakaszait és a konstruktőr 3as feladatát!
A tervezői munka folyamatára különböző tervezés-módszertani elméletek léteznek, de mindegyikben
felismerhetőek közös mozzanatok: probléma felismerése – beillesztés a tanultak rendszerébe – az eddigi
eredmények számbavétele – megoldási elv kidolgozása – konkrét adatok meghatározása – kivitelezés -
ellenőrzés
Első: A méretezés alapjául szolgáló terhelések meghatározása, terhelésmodell felállítása. Terhelés alatt azokat
a külső hatásokat/kényszereket értjük, amelyek hatással vannak a szerkezet működésére, élettartamára,
használhatóságára. A terhelés-modell megalkotásához a terhelésanalízis elmélete és gyakorlata nyújt
segítséget.
Második: Igénybevételek és határállapotok feltárása. Előre fel kell ismerni a meghibásodási, tönkremeneteli
lehetőségeket ( módszer: pl. FMEA ). Tönkremenetelt okozhat pl. súrlódás, hőmérséklet, mozgás, közegek,
sugárzások hatásai, villamos, optikai tulajdonságok változása, biológiai károsodás, stb. Mindezek elvezethetnek
a legveszélyesebb tönkremeneteli módhoz, a töréshez, amely összefüggésben van az elem feszültségi és
alakváltozási állapotával
Harmadik: Méretezés. A szerkezeti elem szükséges kialakítását és méretét oly módon állapítjuk meg, hogy a
már meghatározott terhelésből kiindulva kiszámítjuk az igénybevételi állapotot és ezt összevetve az előírt
határállapottal, megállapítjuk, hogy a szerkezeti elem biztonsága/megbízhatósága. Az alkatrészek biztonságát a
klasszikus értelmezés szerint a határállapotra jellemző érték és az igénybevételi állapotot jellemző érték
hányadosa adja meg. Amennyiben ez nagyobb 1-nél, feltesszük, hogy az alkatrész megfelel az elvárásoknak. A
gyakorlat alapján ügyelni kell az alkatrészben létrejövő halmozódó károsodásokra is, amelyek befolyásolják a
szerkezeti elem teherbírását. Különböző elméletek alapján megszületett az üzemi szilárdság fogalma, továbbá
szerepet kap a biztonság tönkremeneteli valószínűséggel való kifejezése.
Forrasztott kötés előnyei, hátrányai!
Előnyök:
különböző fémek nagy vastagságkülönbséggel is összeköthetőek
alacsony forrasztási hőmérséklet, így nem keletkeznek hő okozta feszültségcsúcsok, elhúzódások,
repedések
jó tömítettséget biztosít
jó a villamos vezetőképessége
rövid szerelési idő
forraszanyag rugalmassága kisebb mint az alapanyagé rugalmas kötés alakul ki
A csavar és a közrefogott elemek a terhelés hatására rugalmasan deformálódnak. A csavar megnyúlik, a
közrefogott elemek összenyomódnak. Mivel a deformáció a rugalmas tartományban marad, a csavarkötést
összekapcsolt rugókkal modellezhető. A csavar megnyúlását és a közrefogott elemek összenyomódását egy
diagramon ábrázolva megkapjuk az előfeszítési háromszöget.
Meghúzás
𝐹𝑘 = 𝐹𝑣 × tan ∝ +𝜌′ 𝐹𝑘 = 𝐹𝑣 × tan ∝ −𝜌′ ∝> 𝜌′
∝≤ 𝜌′
Fk=kerületi erő Fv=előfeszítő erő
α=menetemelkedési szög
ρ’=látszólagos súrlódási félkúpszög
Minőségkör!
felfogása szerint a vevő elvárásait, igényeit kell kielégíteni, a termékekkel a vevő elégedettségének minél magasabb szintjét kell elérni. A minőségi kör szemlélteti, hogy a tervező munkája során feladatait a vevői követelmények szabják meg, miközben a nyilvánvaló igények kielégítése mellett felmutatjuk és kielégítjük a rejtett igényeket is. A tervezés során figyelembe kell venni a termék teljes életútját – tervezéstől, gyártástól egészen az újrahasznosításig – úgy, hogy közben gazdaságosan teljesítsük a vevő igényeit.
Lazítás Önzáró
Smith diagram!
Különböző középfeszültség mellett felvett Wöhler-gorbék 10 %-os törési valószínűséghez tartózó kifáradási
határát egy olyan közös diagramban ábrázolva, amelynek a vízszintes tengelyén a középfeszültség (σm), a
függőleges tengelyén pedig a középfeszültség és az amplitúdó feszültség (σa) összege van felmérve, a Smith
diagramot kapjuk eredményül. ( bal oldal Smith, jobb oldal közelítő Smith, VDI ajánlása szerint )
Mi a tengely, mi a forgórész? Tengelyek csoportosítása!
Azokat a gépelemeket, amelyek forgó alkatrészeket hordoznak vagy csapágyakon támaszkodva forognak,
tengelyeknek nevezzük.
A tengelyeket a rászerelt tárcsákkal, dobokkal, görgőkkel együtt forgórészeknek nevezzük.
Tengelyek csoportosítása:
Szerkezeti kialakítás szerint a tengelyeknek két fő típusa van:
• Hordozó tengelyek
álló hordozó tengely (a tengelyre szerelt alkatrészek forognak, pl. gépjárművek)
forgó hordozó tengely (a tengely együtt forog a rászerelt alkatrésszel)
• Közlő tengelyek: a közlő tengelyek feladata a forgó szerkezeti elemek hordozása mellett forgatónyomaték
továbbítása is. A forgatónyomatékot fogaskerékkel, csigával, lánckerékkel, szíjtárcsával, kötéltárcsával stb.
lehet a tengellyel közölni, vagy onnan elvezetni.
Rugók funkciói!
Rugóknak azokat a szerkezeti elemeket tekintjük, amelyek jellemzője, hogy terhelés hatására alakjukat
károsodás nélkül nagymértékben változtatják. Funkciójuk:
Ütközések és lengések felvétele: ahhoz, hogy a lökéseket fel tudjuk venni anélkül, hogy túl nagy erők
ébredjenek, az erő támadáspontjának jelentős nagyságú elmozdulást kell biztosítani. Tipikus példák:
járművek futóműiben alkalmazott rugók, a stabil munkagépek alapozásában használt rugók, az
érzékeny műszerek talpában lévő finom rugók, stb.
Energia tárolás: az energia bevitele és visszanyerése közötti idő nincs korlátozva, vagyis elvileg
bármikor visszanyerhető az energia ( rugó jósága ). Példák: garázskapu, mechanikus óra rugója,
felhúzós játékok, stb.
Adott erő, adott nyomaték beállítása: a beállított erőnél nagyobb nem valósítható meg az adott
berendezéssel. Példák: biztonsági szelep rugója, fékrugók, nyomatékkulcs rugója
Erő- és nyomaték mérése, szabályozása: rugós mérlegek, tengelykapcsoló rugók
Erő- és nyomaték átvitel: rögzítő elemek, rugós kapcsok
Dinamikus rendszerek elhangolása: rugós lengéscsillapítók
Dinamikus rendszerek rezonanciára hangolása: rázószita, fárasztógépek
Milyen igénybevételekre méretezzük a reteszkötést? Adja meg a betűk jelentését!