01. Требования, предъявляемые к машинам

Работоспособность – состояние деталей, при котором они правильно выполняют заданные функции с параметрами, установленными НТД.

Надежность – св-во изделия сохранять свою работоспособность в течение заданного промежутка времени.

Технологичность – св-во деталей и узлов, производство, ремонт и эксплуатация которых требует минимальных затрат времени и труда.

Экономичность - определяется стоимостью материала, затратами на производство и эксплуатацию.

Транспортабельность — возможность перемещения машины самоходом или перевозки ее на транспортных средствах по шоссейным и железным дорогам в собранном виде или разъединенной на минимальное число частей.

Эргономичность — это эффективность и удобство использования машины при наименьшей вероятности выхода из строя.

10. Расчет на прочность стержня винта

Растягивающая внешняя нагрузка без затяжки болтов:

σ = F / [(π/4)d₁²] ≤ [σ], где [σ] = 0,6[σ_т] Растягивающая внешняя нагрузка с затяжкой болтов:

σ_ЭК = 1,3F_ЗАТ/[(π/4)d₁²] ≤ [σ], где [σ] = σ_Т / S_Т Статическая внешняя нагрузка: σ = 1,3F_Р / [(π/4)d₁²] ≤ [σ], где [σ] = σ_Т / S_Т при неконтролируемой затяжке и

[σ] = σ_Т / (1,5…2,5) при контролируемой затяжке. Здесь F_P = F_ЗАТ + (0,2…0,3)F, F_ЗАТ = K_ЗАТF – при постоянной нагрузке K_ЗАТ = 1,25…2; при переменной нагрузке

K_ЗАТ = 2,5…4; при мягкой прокладке K_ЗАТ = 1,3…2,5; при металлической фасонной прокладке K_ЗАТ = 2…3,5; при металлической плоской прокладке K_ЗАТ = 3…5; F – внешняя нагрузка соединения приходящаяся на один болт. Поперечная внешняя нагрузка, болты поставлены с зазором, затяжка неконтролируемая:

σ_ЭК = 1,3F_ЗАТ/[(π/4)d₁²] ≤ [σ], где [σ] = σ_Т / S_Т Поперечная внешняя нагрузка, болты поставлены с зазором, затяжка контролируемая:

σ_ЭК = 1,3F_ЗАТ/[(π/4)d₁²] ≤ [σ], где [σ] = σ_Т / (1,5…2,5) Поперечная внешняя нагрузка, болты поставлены без зазора: τ = F/[(π/4)d²i] ≤ [τ], где i – число плоскостей среза (на рисунке i = 2), τ = 0,4σ_Т при статической внешней нагрузке, τ = (0,2…0,3)σ_Т при переменной внешней нагрузке. σ_см = F/(d·δ₂) ≤ [σ_см], для крайней детали

σ_см = F/(2d·δ₂) ≤ [σ_см], где для стали [σ_см] = 0,8σ_т, для чугуна [σ_см] = (0,4…0,5)σ_в

02. Условия нормальной работы машин

Прочность - способность ДМ сопротивляться разрушению. Явл-ся осн. критерием большинства ДМ, т.к. разрушение частей машины приводит к простоям и несчастным случаям. Бывает статическая и усталостная. Потеря статич. прочности происходит тогда, когда значения рабочих напряжений превышают предел статич. прочности. σ =< [σ], τ=<[τ]; [σ]= σ_пр/n, n – коэф-т запаса усталостной прочности. [n]=[n₁]*[n₂]*[n₃], n₁- коэф-т, учитывающий точность определения напряжений в деталях. N2 - учитывающий однородность материалов. N3 – учитывающий требования безопасности к узлам и деталям. Потеря сопротивления усталости происходит в результате длительного действия переменных напряжений, превы­шающих предел выносливости материала. Сопро­тивление усталости значительно понижается при наличии дефектов производства (царапины, трещины и пр.)

Износостойкость. Изнашивание — процесс постепенного изменения размеров дета­лей в результате трения. При этом увеличиваются зазоры, что изменяет качественные х-ки механизмов: точность, КПД, прочность, шумность, полное истирание. Изнашивание бывает механическое, коррозионно-механическое, молекулярно-механическое. Срок службы: t=[u_изн]/γ_изн , в часах. [u_изн] – допускаемый износ в мм, γ_изн – интенсивность износа мм/ч.

Жесткость – способность ДМ воспринимать действ. нагрузку без появления недопустимых деформаций.

Жесткость характеризуется изменением размеров и формы де­тали под нагрузкой. Проверочный расчет жесткости необходимо производить по условиям y=<[y], θ=<[θ], φ=<[φ].

Виброустойчивость – способность конструкции работать в нужном режиме без недопустимых колебаний. Вибрации вызывают дополнительные пере­менные напряжения и, как правило, приводят к усталостному раз­рушению деталей. В связи с по­вышением скоростей движения машин опасность вибраций возра­стает, поэтому расчеты на колебания приобретают все большее значение. Колебания бывают вынужденные (вызываемые периодическими силами) и автоколебания (возмущающие силы вызываются самими колебаниями).

Теплостойкость – сохранение работоспособности без чрезмерного нагрева. Нагрев деталей машин может вызвать следу­ющие вредные последствия: понижение прочности материала, увеличение изнашивания деталей; изменение зазоров в сопряженных деталях, которое может привести к заклиниванию; понижение точности работы маши­ны. Чтобы не допустить вредных последствий перегрева на работу машины, выполняют тепловые расчеты. Ур-е теплового баланса Ф₁=Ф₂, Ф₁- кол- во теплоты выделяющееся в сек. Ф₁=Р₁(1-η_мех), Р₁- мощность, Ф₂ – кол-во теплоты отводимое от машины. Ф₂=К_тS(t_мех-t_o), К_т- коэф. теплоотдачи, S-площадь теплоотдачи, t_o – темп. окр. среды. t_мех – внутр. темп. механизма.