1. Która definicja projektowania w inżynierii mechanicznej jest słuszna?

A. Jest to procedura doboru cech materiałowych, geometrycznych i dynamicznych elementów maszyn

B. Jest to opracowanie informacji o sposobie zaspokojenia potrzeb człowieka

C. Jest to uszczegółowiony proces konstruowania

D. Jest to końcowy etap procesu wytwarzania

Projektowanie - racjonalizacja twórczych działań technicznych polegająca na projektowaniu systemów technicznych jako formalnej podstawy działania środków technicznych.

Polega ono na dobieraniu cech konstrukcyjnych (materiałowych geometrycznych
i dynamicznych).

2. Która definicja konstruowania w inżynierii mechanicznej jest słuszna?

A. Jest to procedura doboru cech materiałowych, geometrycznych i dynamicznych elementów maszyn

B. Jest to opracowanie informacji o sposobie zaspokojenia potrzeb człowiek

C. Jest to uszczegółowiony proces konstruowania

D. Jest to końcowy etap procesu wytwarzania

Konstruowanie - dobieranie cech konstrukcyjnych stanowiących logiczną podstawę identyfikacji konstrukcji

3. Projektowanie sekwencyjne to:

A. Inaczej projektowanie współbieżne

B. Tradycyjna forma projektowania realizująca kolejność: projektowanie zespołu, projektowanie elementów, przygotowanie dokumentacji warsztatowej

C. Nowoczesna forma projektowania realizująca kolejność: projektowanie elementów, wykonanie

dokumentacji warsztatowej, projektowanie zespołu

D. Nowoczesna forma projektowania realizująca kolejność: projektowanie elementów, wykonanie dokumentacji warsztatowej, projektowanie zespołu

Projektowanie sekwencyjne (tradycyjne) - proces projektowania podzielony jest na funkcjonalne zadania, przy czym rozpoczęcie kolejnego zadania następuje po zakończeniu, uzgodnieniu i ewentualnej korekcie zadania poprzedzającego.

Brak tu efektywnej współpracy między działami a pracownikami wykonującymi określone zadanie, ponadto jest ono źródłem znacznych kosztów i wydłuża znacznie czas wprowadzania produktu na rynek.

Przeciwieństwem jest projektowanie współbieżne, którego ideą jest równoległe wykonywania kolejnych zadań oraz współpraca różnych działów produkcji.

4. Rzeczywisty współczynnik bezpieczeństwa to:

A. Współczynnik wyznaczany po zakończeniu procesu konstruowania

B. Współczynnik zakładany przed rozpoczęciem procesu konstruowania

C. Współczynnik przyjmowany przed rozpoczęciem procesu projektowania

D. Współczynnik przyjmowany według zaleceń normowych

Rzeczywisty współczynnik bezpieczeństwa - nadwyżka granicy zmęczenia dla danej konstrukcji nad rzeczywistymi naprężeniami

Ogólny wzór na współczynnik:

Gdzie:

• Z - wytrzymałość zmęczeniowa dla danego cyklu obciążenia

• σ - naprężenia dla danego obciążenia

• γ - współczynnik wielkości przedmiotu

• β - współczynnik działania karbu

5. Obróbkę cieplno-chemiczną stalowych elementów stosujemy w celu

A. Podniesienia odporności na działanie ciepła

B. Podniesienia odporności na działanie czynników chemicznych

C. Podniesienia odporności na działanie ciepła i czynników chemicznych

D. Podwyższenia właściwości mechanicznych

Obróbkę cieplno-chemiczną stalowych elementów stosujemy w celu polepszenia własności mechanicznych i fizyczno-chemicznych materiału. Wywołane są one zmianami struktury w stanie stałym w wyniku zmian temperatury, czasu oraz działania ośrodka.

6. Połączenia nitowe charakteryzują się

A. Dużą wrażliwością na działanie zmiennych obciążeń (jest to mój strzał)

B. Małą wrażliwością na działanie zmiennych obciążeń

C. Małą wrażliwością na działanie czynników chemicznych

D. Dużą wrażliwością na działanie czynników chemicznych

Połączenia nitowe uzyskuje się przez wywiercenie w łączonych przedmiotach otworów, a następnie założenie i zamknięcie nitów. Po zanitowaniu łączone elementy są do siebie dociśnięte, co pozwala na przeniesienie za pomocą tarcia działającej na połączenie siły tnącej.

• Gdy siła tnąca przekroczy wartość siły tarcia, nity poddane są obciążeniu ścinającemu.

• Połączenia nitowe oblicza się ze względu na:

• ścięcia nitów

• naciski powierzchniowe nitów

• rozerwanie łączonych blach

• Kształt nitów i ich wymiary są znormalizowane.

7. Dwa rozciągane płaskowniki o grubości "g" połączono w jednym przypadku spoiną czołową, a w drugim pachwinowym złączem zakładkowym. W którym przypadku uzyskano większą wytrzymałość złącza?

To zależy:

• jeśli spoina czołowa jest położona prostopadle do krawędzi płaskowników, to prawdopodobnie większą wytrzymałość będzie miało połączenie zakładkowe (przy odpowiedniej grubości zakładek, jeśli będą one oczywiście odpowiednio grube
  i wytrzymają obciążenie)

• jeśli spoina czołowa jest pod kątem 45⁰, to połączenia powinny być tej samej wytrzymałości.

8. Stale łatwo spawalne to takie, które

Stale łatwo spawalne to takie, które tworzą dobre złącze spawane bez dodatkowych środków ostrożności i zabiegów. Mają zawartość węgla do 0,25%.

W oznakowaniu symbolizowane są literą S.

9. Realizując połączenia zgrzewane, należy

A. Doprowadzić łączone elementy do stanu kruchości,

B. Doprowadzić powierzchnie łączonych elementów do stanu „ciastowatości

C. Chronić powierzchnie łączonych elementów przed wpływem temperatury

D. Obniżyć temperaturę powierzchni łączonych elementów poniżej temperatury otoczenia

Zgrzewaniem nazywa się zwykle proces łączenia materiałów w wyniku lokalnego ich ogrzania do stanu ciastowatości i dociśnięcia do siebie. Skuteczność procesu zgrzewania zależy głównie od docisku, temperatury i czasu trwania procesu.

W zależności od sposobu nagrzewania części łączonym rozróżnia się zgrzewanie:

• gazowe (np. palnikiem acetylenowo-tlenowym)

• elektryczne (wykonuje się je na specjalnych maszynach - zgrzewarkach):

  • iskrowe - po włączeniu prądu przedmioty są zbliżane do siebie. W tworzonej szczelinie powstaje łuk elektryczny, w którym topią się powierzchnie styku. Po nagrzaniu całej powierzchni łączonych części przerywa się dopływ prądu
    i dopiero wówczas wywiera się silny docisk części aż do ich zgrzania. Zgrzewanie iskrowe stosuje się do łączenia części o nierównych (lub niedokładnie oczyszczonych) powierzchniach styku.

  • oporowe (zwarciowe) - przedmioty łączone są dociskane przez cały czas trwania procesu elektrodami (zgrzewanie punktowe i liniowe) lub bezpośrednio (zgrzewanie czołowe). W tym przypadku elektrody są wykonane np. w postaci obejm zaciskanych na zgrzewanych elementach. Docisk części utrzymuje się jeszcze przez krótki czas po wyłączeniu prądu.

• termitowe - spalanie mieszaniny tlenków metali i sproszkowanego aluminium, umożliwiające bardzo szybkie nagrzanie części

• tarciowe - ciepło wytwarza się przez tarcie powierzchni styku przy zastosowaniu odpowiedniego docisku

Połączenia zgrzewane uzyskuje się również przez wywarcie dużego nacisku (na zimno) lub innymi metodami, stosując zgrzewanie zgniotowe, wybuchowe lub ultradźwiękowe.

10. Złącza klejone należy tak kształtować, aby

A. Występowały w nich tylko naprężenia rozciągające

B. Występowały w nich głównie naprężenia ścinające

C. Nie występowały w nich naprężenia ścinające

D. Występowały w nich wszystkie rodzaje naprężeń

Projektując połączenia klejowe należy dążyć do takiego ich ukształtowania, aby w skleinie występowały naprężenia ścinające lub ściskające. Należy unikać takiego ukształtowania połączenia kiedy występują naprężenia rozrywające.

11. Które uporządkowanie zarysów gwintów odpowiada rosnącej sprawności?

A. Trapezowy symetryczny, trapezowy niesymetryczny, prostokątny, trójkątny

B. Trapezowy niesymetryczny, trapezowy symetryczny, trójkątny, prostokątny

C. Trójkątny, trapezowy symetryczny, trapezowy niesymetryczny, prostokątny

D. Prostokątny, trapezowy symetryczny, trapezowy niesymetryczny, trójkątny

12. W obciążonej osiowo stalowej śrubie współpracującej ze stalową nakrętką o wysokości H = 1,0 d

A. Krytyczne naprężenia wystąpią w rdzeniu śruby

B. Krytyczne naprężenia wystąpią w zwojach gwintu nakrętki

C. Krytyczne naprężenia wystąpią w zwojach gwintu śruby

D. Naprężenia w rdzeniu śruby są takie same jak naprężenia w zwojach gwintu

13. Gwint okrągły charakteryzuje się

A. Większą wytrzymałością zmęczeniową niż gwint trójkątny

B. Mniejszą wytrzymałością zmęczeniową niż gwint trójkątny

C. Mniejszą wytrzymałością zmęczeniową niż gwint prostokątny

D. Mniejszą wytrzymałością zmęczeniową, niż gwint trapezowy symetryczny

Gwint okrągły charakteryzuje się dużą wytrzymałość zmęczeniową, zwłaszcza przy obciążeniu udarowym.

Stosuje się go w połączeniach spoczynkowych, często montowanych i demontowanych, np.
w przewodach pożarowych, złączach wagonowych.

14. Walcowe połączenia wciskowe charakteryzują się

A. Niewrażliwością na zmiany temperatury

B. Dużą wrażliwością na zmienne obciążenia

C. Możliwością uzyskania dużej nośności

D. Współcześnie nie są stosowane

Połączenia wciskowe powstają w wyniku montażu części o większym wymiarze zewnętrznym (np. wałka) z częścią obejmującą (oprawą) o mniejszym wymiarze wewnętrznym.

Podstawowym parametrem charakteryzującym połączenia wciskowe jest wcisk N (ujemny luz). Wciskiem N nazywa się dodatnią różnicę wymiarów średnic wałka (d_z) i otworu w oprawie (D_w) przed ich połączeniem:

Podczas montażu połączenia w obu częściach powstają odkształcenia sprężyste wywołujące docisk na powierzchniach styku. Dzięki temu jest możliwe przenoszenie obciążeń przez to połączenie (siły wzdłużnej lub momentu skręcającego).

W zależności od technologii montażu rozróżnia się połączenia:

• wtłaczane (walcowe lub stożkowe) - uzyskuje się je przez wtłoczenie czopa w oprawę. W zależności od wymiaru przedmiotu i wartości wcisku nacisk poosiowy wywiera się za pomocą prasy hydraulicznej lub prasek ręcznych, a w przypadku małych przedmiotów - za pomocą młotka.

• skurczowe - powstają w wyniku zastosowania odpowiednich zabiegów cieplnych przed montażem połączenia: podgrzania oprawy lub rzadziej czopa wału (w połączeniach rozprężnych). Zastosowanie jednego z tych zabiegów umożliwia swobodne wsunięcie czopa w oprawę, a po osiągnięciu temperatury otoczenia przez część ogrzaną (oziębioną) - uzyskanie odpowiedniego docisku części łączonych.

Do podstawowych zalet zalicza się:

• dokładną współosiowość części łączonych

• brak elementów dodatkowych (w połączeniach bezpośrednich)

• proste i tanie wykonanie

• dużą obciążalność połączeń (przy dużym wcisku - nawet obciążeniami zmiennymi i udarowymi)

Wadami połączeń wciskowych są:

• znaczne naprężenia montażowe, grożące zniszczeniem materiałów, zwłaszcza wykonanych z kruchych materiałów

• trudność uzyskania żądanego wcisku, zależnego (przy seryjnej produkcji) m. in. od uzyskanych wymiarów części - różnych w granicach tolerancji wykonania

• konieczność stosowania dodatkowych zabezpieczeń przy przewidywanych przeciążeniach o nieustalonej wielkości.

15. W modelu wytrzymałościowym połączenia ze sworzniem ciasno pasowanym

A. Najistotniejsze są naprężenia skręcające

B. Najistotniejsze są naprężenia rozrywające

C. Najistotniejsze są naprężenia zginające

D. Najistotniejsze są naprężenia ścinające

Przy zastosowaniu sworzni pasowanych na wcisk oblicza się je na ścinanie.

16. Połączenia wielowypustowe są

a) Tanie i łatwe do wykonania przy produkcji jednostkowej

b) Drogie i trudne do wykonania przy produkcji jednostkowej

c) Współcześnie nie są stosowane

d) Stosowane tylko przy obciążeniach statycznych

Połączenia wielowypustowe należą do najczęściej stosowanych połączeń kształtowych. Są to połączenia bezpośrednie: na czopie wału są wykonane wypusty, współpracujące z odpowiednimi rowkami w piaście.

Podstawowe zalety:

• umożliwiają uzyskanie dokładnego osiowania

• zmniejszenie nacisków jednostkowych (lub stosowanie większych obciążeń), w porównaniu z połączeniami wpustowymi

• zmniejszenie oporów tarcia przy przesuwaniu elementów w połączeniach ruchowych

• piasty kół mają mniejszą długość niż w połączeniach wypustowych, co decyduje m. in. o bardziej zwartej konstrukcji oraz możliwości zmniejszenia wymiarów urządzenia.

Metody wykonywania wielowypustów:

• frezowanie

• walcowanie

17. Wykres Wöhlera

Wykres wytrzymałości zmęczeniowej Wöhlera przedstawia wpływ amplitudy naprężenia cyklu σ_a na liczbę cykli N powodujących złom (zmęczenie materiału). Na wykresie tym można wyróżnić trzy zasadnicze zakresy:

1. wytrzymałości zmęczeniowej niskocyklowej

2. wytrzymałości zmęczeniowej ograniczonej

3. wytrzymałości zmęczeniowej nieograniczonej

Wytrzymałość nieograniczona jest taką wartością cyklu zmęczeniowego, która nie spowoduje złomu, mimo iż liczba cykli wzrasta nieograniczenie.

Natomiast granicą zmęczenia lub wytrzymałością zmęczeniową Z_G nazywa się największe naprężenie σ_max , przy którym próbka lub element nie ulegają zniszczeniu po osiągnięciu granicznej, umownej liczby cykli N_G. Ta liczba cykli, zwana również bazową liczbą cykli, wynosi 10*10⁶ cykli dla stali i innych stopów żelaza i 100*10⁶ cykli dla stopów metali nieżelaznych.

σ_m - naprężenie średnie cyklu

18. Wysoka gładkość powierzchni jest

(?)

19. Koła wagonów ciągnionych przez lokomotywę, są osadzone na

a. Wałach

b. Półwałkach

c. Osiach

d. Wałach lub osiach

Koła wagonów ciągnionych przez lokomotywę, są osadzone na osiach. (?)

20. Między trwałością łożysk tocznych a ich nośnością istnieje związek

a)

b) σm N = ZG

c) L = (P/C)k

d) L = C + P

Gdzie:

• L - trwałość łożyska [mln obr]

• C - nośność ruchowa łożyska

• P - obciążenia zastępcze

• q - współczynnik zależny od rodzaju łożyska

21. Równanie Reynoldsa pozwala na

a) Wyznaczenie rozkładu ciśnienia w filmie olejowym łożyska ślizgowego

b) Wyznaczenie trwałości łożysk tocznych

c) Wyznaczenie lepkości kinematycznej w funkcji temperatury

d) Wyznaczenie lepkości dynamicznej, przy znanej lepkości kinematycznej

Równanie Reynoldsa opisuje przepływ smaru w szczelinie łożyska. Jest modelem matematycznym zjawiska klina smarnego.

Równanie jest stosowane do obliczeń warunków działania łożyska ślizgowego.

22. Lepkość dynamiczna to

a) Pojęcie związane z mechaniką ciał stałych

b) Właściwość spoin klejowych poddanych dynamicznym obciążeniom

c) Istotny wskaźnik charakteryzujący kleje termoutwardzalne

d) Jeden z parametrów charakteryzujących ciekły środek smarny

Lepkość dynamiczna wyraża stosunek naprężeń ścinających do szybkości ścinania:

Gdzie:

• τ - naprężenia ścinające

• F - siła ścinająca

• A - pole powierzchni ścinanej

• - szybkość ścinania

Lepkość dynamiczna jest stosowana w obliczeniach łożysk hydrodynamicznych
i hydrostatycznych.

23. Związek między napięciami w cięgnach przekładni pasowej to:

a) S1/S2 = e^μα

b) Nie jest znana jego postać

c) S1 = e S2

d) S1 + S2 = eμα

Indeks C - cięgno czynne

(napędzające)

Indeks B - cięgno bierne

(napędzane)

24. Ewolwenta to

a) Prosta łącząca środki kół zębatych

b) Krzywa powstała przez odtaczanie punktu na prostej z okręgu, często opisująca bok zęba

c) Krzywa charakteryzująca zmiany lepkości oleju przekładniowego

d) Krzywa opisująca bok zęba w przekładni cykloidalnej

Ewolwenta jest to krzywa zakreślana przez punkt Y prostej toczącej się bez poślizgu po innej krzywej - ewolucie.

Ewolwenta, której fragment stanowi boczny zarys zębów powstaje jako tor dowolnego punktu obtaczanej bez poślizgu po okręgu zwanym okręgiem zasadniczym. Jest to ewolwenta kołowa.

25. Zęby ewolwentowe powinny być korygowane, gdy

Zęby ewolwentowe powinny być korygowane, gdy tylko jest to możliwe. Dzięki korekcji bowiem można uzyskać korzystniejsze ze względów wytrzymałościowych kształty zębów (np. korekcja dodatnia uzębienia zewnętrznego powoduje zwiększenie grubości stopy zęba,
z czym wiąże się zmniejszenie naprężeń gnących w podstawie zęba lub możliwość dopuszczenia większych obciążeń).

Przy korekcji dodatniej korzystna jest też, ze względu na naprężenia stykowe, krzywizna zębów, gdyż wraz ze wzrostem współczynnika przesunięcia x zarys zęba zewnętrznego utworzony jest przez odcinek ewolwenty bardziej oddalony od koła zasadniczego, a więc o coraz mniejszej krzywiźnie.

Korekcja dodatnia pociąga za sobą także pewnie ujemne skutki, jak zwiększenie poślizgu, czy wzrost wartości tocznego kąta przyporu, wywołującego wzrost siły międzyzębnej. Nie mogą one jednak przesłaniać wyraźnych korzyści wytrzymałościowych.