4. Основные сведения о деталях машин

1. Детали машин и требования к ним

Любая машина состоит из отдельных, не поддающихся разборке частей, называемых деталями.

Детали, которые входят в состав самых различных машин, выполняя одну и ту же роль, называют деталями общего назначения.

Их можно разделить на две основные группы:

• соединительные детали (болты, винты, шпильки, гайки, заклепки и т.п.);

• детали передач (валы, оси, опоры осей и валов, муфты).

К современным машинам предъявляется много общих требований, главными из которых являются:

• высокая производительность;

• высокий коэффициент полезного действия;

• удобство и простота изготовления и обслуживания;

• надежность, долговечность и безопасность работы;

• малые масса и габаритные размеры.

В соответствии с этим определяются и основные требования к деталям машин:

• прочность – деталь не должна разрушаться или получать остаточные деформации;

• жесткость – упругие деформации элементов детали должны быть весьма малы и не превышать допустимых, заранее заданных величин;

• износостойкость – в течение заданного срока работы износ не должен вызывать нарушения характера сопряжения деталей и не приводить к недопустимому уменьшению прочности;

• малая масса – деталь должна быть прочной, жесткой и износостойкой при минимальных массе и габаритных размерах;

• технологичность – форма и размеры детали должны быть такими, чтобы при ее изготовлении были наименьшие затраты труда и времени;

• соответствие государственным стандартам – отдельные конструктивные элементы деталей (например, резьба) или форма и размеры деталей в целом (болты, заклепки и др.) не могут быть выполнены по оригинальной разработке конструктора, а должны соответствовать единым нормативам.

2. Соединения деталей машин

Применяемые в машиностроении соединения деталей можно разделить на две основные группы: разъемные и неразъемные.

Неразъемные соединения не допускают разборку собранных деталей (могут быть разобраны лишь путем разрушения соединенных элементов). Эти соединения применяются для упрощения технологии изготовления деталей или для сокращения расхода дефицитных материалов.

К неразъемным соединениям относятся соединения сваркой, пайкой, склеиванием, заклепками, запрессовкой, гибкой.

Разъемные соединения допускают разборку соединенных деталей без разрушения деталей и скрепляющих элементов. Эти соединения применяют по технологическим, конструктивным и эксплуатационным соображениям. Например, для транспортабельности крупногабаритные изделия лучше расчленять на отдельные механизмы.

К разъемным относятся соединения резьбовые, шпоночные, шлицевые, штифтовые и клиновые.

К соединениям предъявляют следующие основные требования:

• статическая и усталостная прочность (явление разрушения материала от действия переменных напряжений называют усталостью материала);

• равнопрочность самого соединения с материалом соединяемых деталей;

• жесткость;

• плотность;

• сохранение физических и химических свойств материала в местах соединения (например, при сварке металл получает вблизи сварного шва литую структуру, что приводит к ухудшению механических свойств материала);

• универсальность способа, т.е. применимость способа для соединения деталей различной формы и размеров, изготовленных из разнообразных материалов;

• возможность многократных сборок и разборок без дополнительных технологических операций.