Требования к конструкции деталей и сборочных единиц. Понятие работоспособности, технологичности, экономичности. Критерии работоспособности

Цель курса «Детали машин». Механизм и машина. Детали и сборочные единицы машин, их основные характеристики.

Детали машин — техническая дисциплина, в которой изучают методы, правила и нормы расчета и конструирования типовых деталей машин и сборочных единиц.

Целью является изучения основ расчета и конструирования деталей и узлов общего назначения с учетом режима работы и срока службы машины. При этом рассмотрим выбор материала, его термообработка, рациональные формы деталей, их технологичность и точность изготовления.

Изделие изготовленное из однородного материала без применения сборочных и монтажных операций называется деталью.

Изделия состоящее из нескольких деталей соединенных между собой сборочными операциями называется сборочными единицами.

В машиностроении различают детали и узлы общего и специального назначения.

Общего назначения: болты, гайки, валы, зубчатые колеса.

Специального назначения: применяются в некоторых машинах (шпиндели).

Требования к конструкции деталей и сборочных единиц. Понятие работоспособности, технологичности, экономичности. Критерии работоспособности.

Работоспособность — состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах установленных нормативно-технической документации.

Основные критерии работоспособности:

· прочность

· жесткость

· устойчивость

· теплостойкость

· виброустойчивость

Прочность — свойство материала сопротивляется нагрузкам без разрушения. Наиболее распространен метод оценки прочности деталей это сравнения расчетных (рабочих) напряжений, возникающих в опасном сечении при действии эксплуатационных нагрузок с допускаемыми напряжениями.

— условие прочности

Сравнение действительного коэффициента запаса прочности рассчитываются детали с допускаемым коэффициента запаса прочности.

Жесткость — способность детали сопротивляться изменению формы и размеров под нагрузкой.

Устойчивость, критерий работоспособность длинных стержней, а так же пластин подвергающих сжатию, силами лежащими в их плоскости, а также оболочек испытывающим внешнее давление либо осевое сжатие.

Износостойкость — свойство оказывающее сопротивление изнашиванию в определенных условиях трения.

Виброустойчивость — способность конструкций работать в нужном диапазоне режимов, исключающих резонанс.

Теплостойкость — способность конструкций работать в пределах заданных температур в течении заданного срока службы.

Технологичными называют детали и узлы требующие минимальных затрат, средств, времени и труда в производстве, эксплуатации и ремонте.

4. Принципы расчёта деталей машин на прочность (силовой и размерный факторы, рабочие и допускаемые напряжения).

В практике применяются проектный и проверочный методы расчета.

Проектный расчет дает возможность определить форму, размеры и материал деталей по заданным величинам внешних сил. При проведении проектного расчета должно быть три фактора:

силовой (нагрузочный)

размерный (геометрический)

механический (напряжение)

Силовой фактор при некоторых деформациях это может быть сила, крутящий момент, изгибающий момент. Нагрузка: статическая и динамическая.

Размерный фактор: площадь , момент сопротивления

— момент сопротивления изгибу (окружность)

— момент сопротивлению кручению (окружность)

— момент сопротивления изгибу (прямоугольник)

— момент сопротивления изгибу (квадрат)

Рабочее напряжение — напряжения, которые возникают в действительности при работе деталей.

Допускаемыми называют такие напряжения, при достижении которых прочность и долговечность еще можно считать обеспеченными.

Условия прочности на основные виды деформации: