1. Основные понятия: машина, узел, деталь.

Машина- механизм, предназначенный для преобразования энергии или для преодоления сил полезного сопротивления.

Деталь – изделие, изготовленное без применения сборочных операций. Детали могут быть простыми: гайка, шпонка и т.д. или сложными: коленчатый вал, корпусные детали и т.д..

Узел – изделие, состоящее из ряда деталей соединенных сборочными операциями и имеющее общее функциональное назначение (подшипник качения, муфта, редуктор и т.п.). Сложные узлы могут включать несколько простых узлов (подузлов); например, коробка передач включает подшипники, валы с насаженными на них зубчатыми колесами и т.п.

2. Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин.

Работоспособность деталей машин оценивают определенными критериями. По одному или нескольким критериям ведут расчет, цель которого определение размеров детали. Основные критерии: прочность, жесткость, износостойкость, виброустойчивость и др.

Прочность характеризует сопротивление детали пластической деформации (для деталей из пластичных материалов) или разрушению (для деталей из хрупких материалов). Прочность – главный критерий работоспособности.

Жесткость – способность детали сопротивляться изменению формы под воздействием внешней нагрузки.

Расчет на жесткость предусматривает ограничение упругих перемещений деталей в пределах, допустимых для конкретных условий работы. К таким условиям можно отнести качество работы сопряжений деталей (например, качество зацепления зубчатых колес и условия работы ухудшаются при больших прогибах валов) и технологические условия (например, точность и производительность обработки ухудшается при низкой жесткости деталей металлорежущего станка).

В точных машинах при относительно небольших нагрузках существенное значение имеет контактная жесткость, которая во многом зависит от шероховатости и волнистости сопряженных поверхностей деталей.

Износостойкость – способность детали сопротивляться истиранию на поверхности силового контакта с соседней деталью.

Для снижения износа необходимо правильно подбирать материалы трущихся деталей; обеспечить хорошие условия смазки; при малом скольжении в контакте следует использовать материалы с высокой твердостью поверхности; понижение температуры трущихся деталей благодаря хорошему охлаждению; защиту от попадания в зону трения абразивных частиц; замену внешнего трения внутренним; использовать эффект избирательного переноса.

Коррозионная стойкость – способность детали сохранять свои свойства в условиях химического воздействия агрессивной среды или электрохимического взаимодействия среды и материала.

Теплостойкость – способность детали сохранять свои расчетные параметры в условиях повышенных температур. Для улучшения теплостойкости следует выбирать материалы с малым коэффициентом линейного расширения, а так же жаропрочные материалы.

Виброустойчивость – способность детали работать в заданном режимдвижения без недопустимых колебаний. Для повышения виброустойчивости необходимо снижать неуравновешенность вращающихся деталей, а также исключать ситуации, при которых частота собственных колебаний совпадет с частотой изменения внешней нагрузки, так как при этом возникает явление резонанса, которое может привести к разрушению детали.

Надежность – это вероятность KH безотказной работы в течение заданного времени.

Поскольку отказ и безотказная работа взаимно противоположные события, то

KH + Q =1 , где, KH – коэффициент надежности, Q – вероятность отказа.

Вероятность KH безотказной работы машины KH, м равна по теореме умножения вероятностей произведению вероятностей безотказной работы отдельных деталей

KH,м = KH,1KH,2 ... KH,n = (1- Q1 )(1- Q2 ) ... (1 - Qn ).

Экономичность – это не критерий работоспособности, а хозяйственная выгодность изделия. В то же время при конструировании необходимо учитывать экономические факторы, однако дешовое изделие не должно стать

самоцелью.