ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин из "Детали машин " Работоспособность деталей оценивается по критериям работоспособности. К ним относятся прочность, жесткость, износостойкость, виброустойчивость и др. [c.18] Работоспособностью называют такое состояние деталей, при котором они способны нормально выполнять заданные функции с параметрами, установленными нормативнотехнической документацией (стандартами, техническими условиями и т. п.). [c.18] Прочность — главный критерий работоспособности большинства деталей, характеризующий длительную и надежную работу машин. Этим критерием оценивают способность детали сопротивляться разрушению или пластическому деформированию под действием приложенных к ней нагрузок. Основы расчетов на прочность изучают в курсе Сопротивление материалов . В курсе Детали машин общие законы расчетов на прочность рассматривают применительно к конкретной детали и придают им вид инженерных расчетов. Прочность деталей машин (особенно при переменной внешней нагрузке) зависит от концентрации напряжений, а также от физико-механического состояния поверхностного слоя (остаточных напряжений и других факторов). [c.18] Назначение требуемого коэффициента запаса прочности или, что практически то же самое, выбор допустимого напряжения представляет собой очень ответственную и сложную задачу, правильное решение которой в значительной степени определяет возможность получения при проектировании надежных и в то же время легких и экономичных конструкций, Требуемый (допустимый) коэффициент запаса прочности [п] зависит от ряда факторов, основные из которых следующие точность применяемых методов расчета и расчетных схем, правильность учета действующих на деталь нагрузок и характера их приложения (статические, ударные и т. п.), точность данных о концентрации напряжения, степень ответственности детали, степень однородности применяемого материала, изученность его свойств. [c.19] Если детали работают в масле (зубчатые и червячные передачи, подшипники, некоторые фрикционные передачи), то этот процесс развивается следующим образом. На опережающей поверхности 1 трещина (рис. 1.11, а) ориентирована таким образом, что в зону наибольших контактных давлений масло сначала попадает под поверхностный конец трещины, вследствие чего масло из трещины выдавливается. Трещина на отстающей поверхности 2 ориентирована таким образом, что в зону наибольших давлений она подходит открыты м, выходящим на поверхность концом (рис. 1.11, б). При встрече с сопряженной поверхностью края трещины смыкаются (рис, 1.11, е), и давление в слое масла, находящегося внутри нее, резко возрастает. [c.20] Подвергаясь высокому давлению, масло развивает трещину до тех пор, пока не произойдет выкрашивание частиц металла (рис. 1Л1, г). Такой вид разрушения рабочих поверхностей называют усталостным выкрашиванием (контактной усталостью). [c.21] Первое решение задачи о напряженном состоянии в зоне контакта упругих тел, так называемой контактной задачи, дал в 1882 г. Г. Герц. По его имени контактным напряжениям Од присвоен индекс Я. [c.21] Определение контактных напряжений рассмотрим на примере сжатия двух цилиндров с параллельными осями (рис. 1.12). [c.21] Под действием сжимающих сил Рп возникают упругие деформации, площадка контакта принимает вид полоски ЬЬ и контактные напряжения Оя распределяются по ее ширине б. [c.21] Формула (1.3) получена для круговых цилиндров, материалы которых имеют коэффициент Пуассона х = 0,3. [c.21] В инженерных расчетах формула Герца преобразуется в зависимости от конфигурации и условий работы конкретных деталей. [c.21] Наряду с рассмотренными показателями прочность деталей машин зависит также от ряда конструктивнотехнологических факторов. К числу важнейших относится конфигурация детали. [c.21] Сформулируем некоторые общие принципы образования конструктивных форм деталей машин. [c.21] Соблюдение этого положения очень важно, так как при резких переходах в зоне сопряжения сечений наблюдается значительная концентрация напряжений, снижающая прочность детали при действии в ее сечениях переменных напряжений. [c.22] Принцип обеспечения равнопрочности является одним из основных общих принципов конструирования машин. [c.22] Большинство деталей машин подвержено изгибу и кручению, при которых максимальные напряжения возникают в поверхностных слоях деталей. На поверхности расположены основные источники концентрации напряжений, поэтому разрушение деталей, как правило, начинается с поверхности. Именно прочность поверхностного слоя деталей в ряде случаев имеет определяющее значение. Для повышения конструкционной прочности деталей машин широко применяют поверхностные упрочнения, реализуемые различными способами (см. 1.5). [c.22] Жесткость. Упругие перемещения (утлы поворота поперечных сечений, прогибы и т. д.), возникающие в деталях машин под действием рабочих нагрузок, не должны превышать некоторых допускаемых значений, определяемых назначением и условиями работы конструкции. [c.22] Способность деталей сопротивляться изменению формы и размеров под действием сил называется жесткостью. Расчеты, в основу которых положено условие огра1шчения упругих перемещений, называют расчетами на жесткость. Различают собственную жесткость детали, обусловленную деформациями всей детали, и контактную, которая связана с деформациями только поверхностных слоев в местах контакта. [c.22] Из курса Сопротивление материалов известно, что жесткость деталей зависит не только от формы и размеров поперечного сечения, но и от модуля упругости материала. Для стали модуль упругости почти не зависит от ее химического состава и термообработки, поэтому для деталей, размеры которых лимитированы требованиями жесткости, нецелесообразно применять высококачественные легированные стали, если, конечно, их применение не обусловлено какими-либо иными соображениями и требованиями (например, коррозионной стойкостью и др.). [c.23] В настоящее время роль жесткости как критерия работоспособности непрерывно возрастает в связи с повышением требований к точности машин под нагрузкой, повышением быстроходности, снижением массы и габаритов деталей. [c.23] Вернуться к основной статье