ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин из "Детали машин Издание 3 " Для того чтобы быть надежными, детали прежде всего должны быть работоспособными, т. е. находиться в таком состоянии, в котором они могут выполнять заданные функции в пределах технических требований (подробнее о надежности см. стр. 17). [c.6] Работоспособность деталей оценивают по прочности, износостойкости, жесткости, теплостойкости, вибрационной устойчивости. [c.6] Значение того или иного критерия для данной детали определяют по условиям работы. Например, для крепежных винтов главным критерием является прочность, а для ходовых винтов — износостойкость. [c.6] При конструировании деталей их работоспособность обеспечивают главным образом выбором соответствующего материала и расчетом размеров изделия по основным критериям работоспособности. [c.6] Прочность является главным критерием работоспособности для большинства деталей. Непрочные детали не могут работать. Следует помнить, что поломки частей машины приводят не только к простоям, но и к несчастным случаям. [c.6] Различают статические и усталостные поломки деталей. Статические поломки происходят тогда, когда величина рабочих напряжений превышает предел статической прочности материала а . Это связано обычно со случайными перегрузками, не учтенными при расчетах, или со скрытыми дефектами деталей (раковины, трещины и т. п.). Усталостные поломки вызываются длительным действием переменных напряжений, величина которых превышает характеристики усталостной прочности материала (например, 0,1). [c.6] Усталостная прочность деталей значительно понижается при наличии концентраторов напряжений, связанных с конструктивной формой детали (галтели, канавки, резьбы и т. п.) или с де( ктами производства (царапины, трещины и пр.). [c.6] Основы расчетов на прочность изучают в курсе сопротивления материалов. В курсе деталей машин общие законы расчетов на прочность рассматривают в приложении к конкретным деталям и придают им форму инженерных расчетов. В инженерных расчетах большое внимание уделяют выбору расчетных схем и величин допускаемых напряжений (запасов прочности). [c.7] Неправильное назначение запаса прочности может привести к разрушению детали или к завышению веса конструкции и к перерасходу материала. В условиях больших масштабов производства машин перерасход материала приобретает весьма важное значение. Необоснованное увеличение веса таких машин, как транспортные, существенно понижает, их эксплуатационные характеристики. [c.7] Факторы, влияющие на величину необходимого запаса прочности конкретной детали, весьма многочисленны и разнообразны степень ответственности детали, однородность материала и надежность его испытаний, точность расчетных формул и определения расчетных нагрузок, влияние технологии изготовления детали, сборки узлов и т. д. [c.7] Если учесть, кроме того, все разнообразие условий работы современных машин и деталей, а также методов их производства, то станут очевидными большие трудности в раздельной количественной оценке влияния перечисленных факторов на величину запасов прочности. Поэтому в каждой отрасли машиностроения, основываясь на своем опыте, вырабатывают свои нормы запасов прочности для конкретных деталей. Эти нормы в приложении к расчету деталей общего назначения указаны в отдельных главах настоящего курса. Нормы запасов прочности не являются стабильными. Их периодически корректируют по мере накопления опыта и роста уровня техники. Наличие норм не умаляет существенного значения квалификации конструктора при выборе величин коэффициентов запаса прочности. [c.7] Кроме обычных видов разрушения (поломок) деталей, в практике наблюдаются случаи разрушения их поверхности. Последние связаны с контактными напряжениями. [c.7] Теорию контактных напряжений, как правило, не изучают в курсе Сопротивление материалов . Эти напряжения являются предметом курса Теория упругости . Расчеты многих деталей машин, изучаемые в данном курсе, выполняют по контактным напряжениям. [c.7] Поэтому ниже излагаются краткие сведения о контактных напряжениях и о разрушениях деталей, связанных с этими напряжениями. Кроме того, приводятся (без вывода) и объясняются те формулы, которые используются в дальнейшем как исходные для разработки методов расчета по контактным напряжениям. [c.7] Контактные напряжения возникают в месте соприкасания двух деталей в тех случаях, когда размеры плоищдки касания малы по сравнению с размерами деталей (сжатие двух шаров, шара и плоскости, двух цилиндров и т. п.) . [c.7] Если величина контактных напряжений больше допускаемой, то на поверхности деталей появляются вмятины, борозды, трещины или мелкие раковины. Подобные повреждения наблюдаются, например, у фрикционных, зубчатых, червячных и цепных передач, а также в подшипниках качения. [c.8] Достаточно полное изложение теории контактных напряжений в форме, доступной для инженера, можно найти в [13]. Основоположником теории контактных напряжений является Н. Herz (1881). В его честь приписывают индекс Н контактным напряжениям. [c.8] Формула (0.1) справедлива не только для круговых, но и для любых других цилиндров. Для последних Rl и будут радиусами кривизны в точках контакта. При контакте цилиндра с плоскостью = оо. Знак минус в формуле (0.2) принимается в случае, когда поверхность одного из цилиндров вогнутая (внутренний контакт). [c.9] В зоне контакта материал подвергается трехосному сжатию . При этом максимальные касательные напряжения Хц действуют в точках, расположенных в плоскости уг на расстоянии 0,8а от поверхности контакта, где а — половина ширины площадки контакта. [c.9] Во многих случаях практики контакт деталей сопровождается скольжением, при котором поверхности контакта дополнительно нагружаются касательными силами трения. [c.9] Вернуться к основной статье