Кручение.

Стержень испытывает кручение, если в его поперечных сечениях возникает крутящие моменты, т.е. моменты, лежащие в плоскости сечения.

Рис.1.

М_кр=Р×r – крутящий момент, Р – поперечная нагрузка, смещенная относительно оси.

Крутящий момент есть равнодействующая внутренних сил. В поперечном сечении скручиваемого стержня действуют непрерывно распределенные внутренние касательные напряжения (чистый сдвиг).

Рис.2.

Угол сдвига на поверхности стержня:

,

Угол сдвига на цилиндре произвольного радиуса r: g=rdj/dх.

Закон Гука при сдвиге:

, где G – модуль упругости 2-го рода.

Т.е. при кручении деформации сдвига касательные напряжения прямо пропорциональны расстоянию от центра тяжести сечения.

Определение касательных напряжения при кручении:

Крутящий момент в сечении представляет собой равнодействующий момент касательных напряжений:

, где trdF – элементарный крутящий момент внутренних сил, действующих на площадке dF.

, где - полярный момент инерции сечения.

Тогда dj/dx=М_кр/G×I_p

Подставив в закон Гука, получим:

, где W_p – полярный момент сопротивления.

Деформация вала при кручении:

Деформация вала длиной l:

- расчет вала на жесткость (условие жесткости).

Для круглого вала сплошного сечения:

По условию прочности можно подобрать диаметр вала:

Из условия жесткости:

34.Цифровая радиоэлектроника. Перспективы развития радиоэлектроники.

1) Двоичн.сист.счисления. Системы счисления (с.с.) используемые на практике характеризуются понятием экономичности. Самая удобная 2-ая с.с, используются 8-ая,16-ая, 10-ая. С.с. бывают 2-х типов : позиционная (значение символа зависит от образа и места которое он занимает 3, 30, 300) и не позиционная (римская с.с. - значение и символы не зависят от места его нахождения). Разряд- понимают положение символа в пространстве. х⁵ х⁴ х³ х² х¹ х⁰. Вес разряда- тот вклад кот-й вносит положение заряда в общее число. Nⁿ-основание ист. счисл (10,2,16). Перевод 10 в 2. К_р…К₂К₁К₀=К_рN^p+K₂N²+K₁N¹K₀N⁰

2) Логические уровни. ТТЛ (транзисторо-транзисторная логика) U_пит=0-5В.

КМОП (комплиментарные структуры

Металл-окисел-полупроводники). U_пит=0-15В. БИМОП, ТТЛШ, ЭСЛ.

3) Булева алгебра (коньюнкция – логическое умножение (И), дизьюнкция- логическое сложение (ИЛИ), инверсия -(НЕ).

4) Комбинационные устройства (автомат без памяти), (логич.элементы, шифраторы, дешифваторы, мультиплексоры).

Последовательносные устройства (автомат с памятью), (триггер, счетчик, регистры).

5) МПТ. Микропроцессор.

Структура МПС. Шина адреса, шина данных, РУ. ЦАП, АЦП (разрядность, шкала, разреш. способность, быстродействие).

Перспективы развития радиоэлектроники.

Переход на цифровые устройства, телевидение, связь).

Микроконтроллеры (МП, ОЗУ, ПЗУ, УВВ)

12. Соединение деталей машин(разъе- мные и нераз-е).

Под соединениями понимают узлы образованные соединительными деталями (заклепками, винтами) и прилегающими частями соединяемых деталей(напр фланцами), форма которых обычно подчинена задаче соединения.

Соединения: нераз-е(сварные, заклепочные, паяные, клеевые); разъемные(с натягом, резьбовые, клеммовые, клиновые, штифтовые, шпоночные, шлицевые, профильные).

Сварные-основаны на использовании сил молекулярного сцепления и получаемые путем местного нагрева деталей до расплавленного состояния (электродуговая, электрошлаковая сварка) или до тестообраз- ного состояния, но с прим-ем мех-й силы(контактная сварка).сварные соединения наиболее совершенные из неразъемных соединений, т.к. лучше других приближают составные детали к целым и позволяют изготовлять детали неограниченных размеров. Прочность сварных соединений равна прочности детали из целого металла.

Заклепочные соединения (ЗС) образуют постановкой заклепок в совмещенные отверстия соединяемых элементов и расклепкой с осаживанием. Заклепка-стерженькруглого сечения с головками на концах, одна-закладная, выполняется на заготовке заранее, другая-замыкающая, формируется при клепке. ЗС делят на: силовые(используются в металических конструкциях, в строительных сооружениях); силовые плотные(исп в котлах и трубах, работающих под давлением). Недостаток – повышенный расход металла, высокая стоимость, неудобные конструктивные формы в связи с необходимостью наложения одного листа на другой или применение спец накладок.Практич прим-е ЗС: 1)соединения, в которых нагрев при сварке недопустим из-за опасности отпуска термообработанных деталей или коробления окончательно обработанных точных деталей.2) соед-я несвариваемых материалов 3) соед-я в самолетах 4) соед-я в автомобилестроении для рам грузовых машин. Клепка бывает холодным и горячим способами. Виды заклепок: З со сплошным стержнем, З полупустотелые, З с потайной головкой, взрывная З, болт-З, З с большим сопротивлением сдвигу, пустоте -лые З.

Паяные соединения-неразъемные соединения, обеспечиваемые силами молекулярного взаимодействия м/у соединяемыми деталями и припоем. Припой-сплав или металл, вводимый в расплавленном состоянии в зазор м/у соединяемыми деталями и имеющий более низкую температуру плавления чем соед детали. Связь в паяном шве основана на: растворении металла деталей в расплавленном припое; взаимной диффузии элементов припоя и металла соед деталей; бездиффузной атомной связи.

Клеевые соед-я-это соед-я неметаллическим веществом посредством поверхностного схватывания (адгезии) и внутренней межмолекулярной связи (когезии) в клеящем слое. Достоинства КС: соединение разнородных материалов, тонких листов, герметичность, уменьшенная масса. Недостаток-их слабая работа на неравномерный отрыв, что накладывает требования на конструкцию соединений. Для особопрочных соед испытывающих произвольную нагрузку включ неравномерный отрыв и вибрацию применяют комбинированные, клеесварные, клеезаклепочные, клеерезьбовые соед-я.

Соед-я деталей с натягом-это напряжен –ные соед-я, вкоторых натяг создается необходимой разностью посадочных размеров насаживаемых одна на другую деталей.Достоинства-возможность выполнения их для больших нагрузок и хорошее восприятие ударных нагрузок, цилиндрические и конические соед-я просты в изготовлении, обеспечивают хорошее центрирование и не требуют спец крепежных деталей. Недостатки-сложность сборки и разборки (повреждения посадочных поверхностей при разборке).

Резьбовые соед-я- соед-я с помощью резьбы. Резьба образуется путем нанесения на поверхность детали винтовых канавок с сечением согласно профилю резьбы. Кроме крепежных целей винтовые пары применяют для поступательного движения (точное перемещение).

Клеммовые соед-я-основаны на действии сил трения в которых необходимое давление создается затяжкой винтов. Применяют для закрепления на валах деталей типа кривошипов, шкивов, установочных колец при необходимости последующих перестановок.

Клиновые соед-я-соединение затягиваемое клином. Пример: соединение стержня со втулкой. В стержне есть клиновой паз, в втулке-паз постоянного сечения. Соед-е затягивают, забивая клин. Достоинства: быстрота сборки и разборки, простота конструкции. КС раздел на: силовые(предназнач для прочного скрепления деталей); установочные(для установки и регулирования положения деталей).

Штифтовые соед-я осущ-ся непосредственно при применении штифтов. Штифты предназнач для точного фиксирования детали, передачи небольших нагрузок (винт на лодочн двиг). Штифты бывают: цилиндрические, конические, разрезные.

Шпоночные соед-я Шпонка- деталь, устанавливаемая в пазах двух соприкасающихся деталей и припятствующая повороту или сдвигу этих деталей. Применяют для передачи вращающего момента. ШС делятся на две группы: ненапряженные(осущ-ся призматич-ми и сегментными шпонками); напряженные- клиновыми шпонками.

Шлицевые соед-я-соед-я образуемые выступами-зубьями на валу, входящими во впадины-шлици соответствующей формы в ступице. Достоинства: большая несущая способность, большая усталостная прочность вала, хорошая центрация и лучшее направление при передвижении вдоль вала.

Профильные соед-я-соед-я с поверхностью контакта имеющей плавный некруглый профиль без шпонок. Достоинства:отсутствие источников концентрации напряжений кручения, самоцентрирование, пониженный шум.