Циклическая прочность (выносливость), предел длительной выносливости, предел ограниченной выносливости.

Циклическая прочность (выносливость) – способность материала воспринимать переменные напряжения без разрушения.

Предел выносливости – наибольшее напряжение цикла, которое с заданной вероятностью неразрушения может выдержать деталь или образец при практическом неограниченном числе циклов нагружения.

Величину предела выносливости определяют построением экспериментальных кривых усталости в координатах σ – N, где σ – максимальное нагружение цикла, N – число циклов нагружения до разрушения.

Кривая имеет наклонный участок и затем переходит в прямую. Пределу выносливости σ_R соответствует N₀. Базовое число циклов соответствует началу горизонтального участка кривой усталости. Наклонный участок кривой усталости аппроксимируется зависимостью:

,

Где m – показатель степени, зависящий от материала деталей, вида деформации и других факторов. Для стали m=6…9.

Наиболее опасным циклом изменения напряжения является знакопеременный симметричный цикл с

R=-1. Для этого цикла предел выносливости обозначается σ_-1.

Кроме предела выносливости, называемого пределом длительной выносливости, различают еще предел ограниченной выносливости σ_lim , соответствующему предельному числу циклов N_c < N₀.

Исходя из зависимости , можно записать:

Отсюда предел ограниченной выносливости для известного числа циклов:

Где K_L – коэффициент, учитывающий число циклов нагружения (долговечности).

При больших значениях показателя m небольшое изменение напряжения σ приводит к значительному изменению предельному числа циклов N. Поэтому для получения графика часто используют полулогарифмические или логарифмические координаты. При этом наклонный участок превращается в прямую.

Критерии работоспособности и расчета деталей машин: жесткость, износостойкость, теплостойкость, надежность, виброустойчивость.

Жесткость – способность деталей сопротивляться изменению их формы под действием приложенных к ним нагрузок.

Износостойкость – процесс постепенного уменьшения размеров и изменения формы поверхности детали в результате трения.

Теплостойкость – процесс при работе машины, который может привести к вредным последствиям:

- снижение прочности материала (ползучесть);

- потеря смазочных свойств смазок и, в связи с этим, увеличение интенсивности изнашивания;

- уменьшение зазоров в сопряжениях, которое может привести к заклиниванию;

- снижение точности работы машины и механизма.

Надежность – свойство изделия сохранить свою работоспособность в течение заданного промежутка времени, обусловленное безотказностью и долговечностью изделия.

Виброустойчивость – способность конструкции работать в полном диапазоне режимов без недопустимых колебаний.

Понятия: деталь, звено, кинематическая пара, кинематическая цепь, механизм.

Деталь – элементарная часть любого механизма, выполненная из однородного материала и неподлежащая операциям сборки и разборки (деталь может быть частью звена или самим звеном)

Звено – деталь или группа жестко соединенных между собой деталей (твердое тело).

Кинематическая пара – подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение.

Кинематическая цепь – связанная система звеньев, образующих между собой кинематические пары.

Механизм – система тел, предназначенных для преобразования независимого движения одного или нескольких тел в требуемое движение остальных тел в соответствии с заданным функциональным значением.

Высшие и низшие кинематические пары.

Если элементами кинематических пар являются точки или линии, то такие кинематические пары называются высшими (шар на плоскости, цилиндр на плоскости, зубчатое зацепление).

Низшие кинематические пары те, которые соприкасаются по каким-либо поверхностям (поступительная, вращательная, сферическая, винтовая)

Структурные схемы механизмов. Число степеней свободы механизма.

Число степеней свободы кинематической цепи относительно одного из звеньев называют степенью ее подвижности W.

У плоского механизма число степеней свободы W (число независимых координат) для отдельного взятого звена равно трем W=3

1. Перемещение по оси x

2. Перемещение по оси y

3. Поворот на угол φ, для низшей кинематической пары W=4 (x; y; φ; ) для высшей W=5.

Кинематика кривошипно-шатунного механизма.

Понятия: стандарт, унификация, взаимозаменяемость, коэффициент стандартизации.

Стандарты – документы, содержащие обязательные нормы, требования и правила, относящиеся к различным сферам человеческой деятельности, в том числе и процессу проектирования, производства, эксплуатации и ремонта машин.

Стандартизация – процесс установления и применения стандартов.

Унификация – разновидность стандартизации, связанная с сокращением разнообразия элементов одинакового функционального назначения, а также сведения к минимуму типоразмеров деталей и их элементов.

Взаимозаменяемость – свойство независимо изготовленных деталей или сборочных единиц обеспечивать у механизмов и машин работоспособное состояние при сборке и ремонте без специальной подгонки.

Коэффициент стандартизации – показатель для оценки уровня стандартизации той или иной конструкции.