Основные требования, предъявляемые к машинам и механизмам: работоспособность, надежность, технологичность, экономичность, эргономичность, ремонтопригодность.

Работоспособность – состояние машин, при котором они способны нормально выполнять заданные функции параметрами, установленными нормативно-технической документацией.

Надёжность - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Технологичность – состояние машин, требующие минимальных затрат средств, времени, труда в производстве, эксплуатации и ремонте.

Экономичность – учет затрат на проектирование, изготовление, эксплуатацию и ремонт.

Эргономичность – совершенство и красота внешних форм машины и удобство обслуживания.

Ремонтопригодность – приспособленность изделия к предупреждению и обнаружению причин возникновения его отказов, повреждений и устранению их последствий путем проведения ремонтов и технологического обслуживания

Критерии работоспособности и расчета деталей машин: прочность, условие прочности при действии нормальных и касательных напряжениях; допускаемые напряжения в зависимости от механических характеристик материала; условия прочности при различных видах деформации.

Прочность – способность детали сопротивляться разрушению или возникновению пластических деформаций под действием приложенных к ней нагрузок.

Условие прочности при действии нормальных и касательных напряжениях:

Допускаемые напряжения определяются в зависимости от механических характеристик материала и ответственности детали.

Для пластичных материалов:

где и – предел текучести материала, [S] – допускаемое значение коэффициента запаса прочности.

Для хрупких и малопластичных материалов:

где и – предел текучести материала.

Условие прочности при различных видах деформации:

1. Растяжение – сжатие:

, где F – продольная сила, А – площадь поперечного сечения детали;

2. Смятие (поверхностная деформация):

, где – площадь поверхности контакта деталей;

3. Сдвиг – срез:

, где – площадь поверхности среза;

4. Кручение:

, где – крутящий момент, – полярный момент сопротивления сечения детали;

5. Изгиб:

, где – изгибающий момент, – осевой момент сопротивления сечения.

Переменные напряжения и циклы изменения напряжений, характеристики циклов нагружения.

При действии переменных напряжений, циклически меняющихся во времени, в материале детали происходят необратимые изменения, приводящие к возникновению микроскопических трещин, развитие которых вызывает усталостное разрушение детали. Переменные напряжения характеризуются циклами изменения напряжений:

- отнулевой цикл;

- знакопеременный симметричный цикл;

- знакопостоянный ассиметричный цикл;

- знакопеременный симметричный цикл.

Циклы нагружений характеризуются следующими величинами:

1. Наибольшим по алгебраической величине напряжением ;

2. Наименьшим по алгебраической величине напряжением ;

3. Средним напряжением цикла ;

4. Амплитудой цикла ;

5. Коэффициентом симметрии цикла

При R=0, ( цикл называется отнулевым.

При R=-1, ( цикл называется симметричным. Этот цикл наиболее неблагоприятен для работы деталей, так меняется не только величина напряжений, но и знак.

При R=1, ( цикл называется асимметричным. Действуют наиболее благоприятные статические напряжения.