1. Конструирование - это процесс, в результате которого определяются внешний вид и структура изделия. Результатом конструирования являются чертежи, рисунки, расчеты.

2. Работоспособность — это состояние объекта или субъекта, при котором оно способно выполнять заданную функцию с параметрами, установленными требованиями технической документации. Отказ — это нарушение работоспособности. Свойство элемента или системы непрерывно сохранять работоспособность при определённых условиях эксплуатации

3. Внешние, определяющие специфику работы – это: интенсивность, длительность, сложность (количество и упорядоченность элементов проблемной ситуации). К внутренним факторам относятся: уровень квалификации, индивидуально-психологические особенности, функциональное состояние.

4. 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.

5. Это способствует росту уровня взаимозаменяемости, повышению серийности, технического уровня и качества выпускаемой продукции, расширению объемов ее производства, улучшению организации инструментального хозяйства на предприятиях (объединениях). В результате значительно снижается себестоимость изделий. В масштабе всей промышленности может быть получена весьма весомая экономия.

6. Чем можно объяснить широкое применение сталей в машиностроении Сталь сплав железа с углеродом (до 2%), содержащий в меньших размерах, чем в других сплавах, такие элементы, как кремний, марганец, сера, фосфор и др.Сталь — самый распространенный материал в машиностроении. В отли­чие от чугуна она обладает ковкостью¹, большой прочностью, твердостью, вязкостью, хорошо обрабатывается резанием и хорошо сваривается.

7. Антифрикционные материалы (от англ. friction — трение) — это группа материалов, обладающих низким коэффициентом трения, или материалы способные уменьшить коэффициент трения других материалов. В качестве антифрикционных сплавов употребляют бронзы (словянные и безоловянные) и латуни. Подшипники изготавливают из бронзы в монометаллическом и биметаллическом исполнении. Для монометаллических подшипников используют оловянистые бронзы. Их микроструктура подробно рассмотрена в руководстве к выполнению лабораторной работы "Микроструктура медных сплавов"

8. Преимущества металлокерамических коронок:

   • Металлическая структура создает высокую прочность, что позволяет использовать материалы для изготовления несъемных мостовидных протезов и зубных шин.

   • Подгонка металлических слепков также может использоваться и для металлокерамической коронки.

   • Эстетический аспект может быть соблюден путем наложения керамического покрытия.

9. Классификация машин по функциональному назначению:

- энергетические (двигатели, генераторы).

- рабочие (транспортные, технологические).

- информационные (контрольно-управляющие, математические).

- кибернетические.

Машины состоят из механизмов.

По функциональной классификации различают:

- механизмы двигателей и преобразователей;

- исполнительные механизмы;

- передаточные механизмы;

- механизмы контроля, регулирования, наладки;

- механизмы подачи, питания, сортировки;

- механизмы счёта, взвешивания, упаковки.

Много общего с точки зрения структуры и методики расчёта их механических параметров.

Структурно-конструктивная классификация:

- рычажные механизмы;

- кулачковые механизмы;

- зубчатые механизмы (состоят из зубчатых колёс);

- комбинированные.

10. Прочность – критерии работоспособности и расчёта деталей машин.

Прочность – способность детали сопротивляться разрушению

Прочность оценивается нескольким способами:

а) по доп. напряжению

σ<=[σ]    τ<=[τ]    σ_экв<=[σ]

б) по коэф. запаса прочности

S_σ=σ_пред/σ >=[S]_σ     S_τ=τ_пред/τ >=[S]_τ

 в) по вероятности безотказной работы

Жёсткость Способность детали сопротивляться изменению формы под действием приложенных нагрузок наз. жёсткость

f<=[f]   φ<=[φ]

f и [f]  прогибы и доп прогибы

φ и [φ] углы поворота и доп углы поворота

Понятие критерии жёсткости входят устойчивость – критерий работоспособности длинных и тонких стержней, а также тонких пластин подвергающихся сжатию продольными силами и оболочек испытывающих внешнее давление.

11. Виброустойчивость – это способность машин и их деталей противостоять вибрации, которая повышает динамические нагрузки. Особенно опасны вибрации в транспортных быстроходных машинах. Расчет на виброустойчивость предполагает выбор конструкции такой жесткости, при которой исключаются явления резонанса

12. Износостойкость — это способность материала оказывать сопротивление стиранию. В результате износа изменяются размеры деталей, увеличиваются зазоры, возникают дополнительные динамические нагрузки. Большой износ может привести даже к поломке детали. Износ деталей снижается с повышением твердости и понижением шероховатости трущихся поверхностей. Для повышения износостойкости деталей применяют смазку, термическую и химико-термическую обработку рабочих поверхностей, для изготовления деталей применяют антифрикционные материалы и т.

Виды износа

Износ деталей машин зависит от:

• условий трения,

• свойств материалов,

• конструкции.

Износ можно рассматривать как механический процесс, осложнённый действием физических и химических факторов, вызывающих снижение прочности микрообъёмов поверхностного слоя.

По условиям внешнего воздействия на поверхностный слой различают износ:

• абразивный (закрепленным или незакрепленным абразивом, газоабразивный, гидроабразивный)

• кавитационный

• адгезионный

• окислительный

• тепловой

• усталостный

Абразивный

Сущность абразивного износа заключается в разрушении металла твердыми зернами абразива при пластическом деформировании и микрорезании трущихся поверхностей. Абразивный износ является ведущим для машин и оборудования горно-рудного производства, строительной, дорожной, почвообрабатывающей техники, инструмента производства кирпича, бетона и других строительных материалов.

Газоабразивный

Вызывается механическим действием твердых частиц, перемещаемых потоком газа. В этом случае разрушение металла происходит в результате срезания, выкрашивания, выбивания и многократного пластического деформирования его поверхностных микрообъемов. Этому виду износа подвержены детали трасс пневмотранспорта, лопатки пылевых вентиляторов и насосов, клапаны, корпусы и чаши загрузочных устройств доменных печей, сопла реактивных двигателей, работающих на твердом топливе и т.д.

Гидроабразивный

Гидроабразивный износ во многом сходен с газоабразивным, но носителем абразивных частиц является не газ, а жидкость. Гидроабразивному износу подвергаются рабочие колеса и улитки земснарядов и песковых насосов, лопасти и камеры гидротурбин, работающие на реках, несущих большое количество абразивных частиц, а также пульпопроводы гидротранспорта.

Кавитационный

Этот вид износа заключается в разрушении поверхности металла под действием ударов газовых пузырьков, образующихся в обтекающем изделие высокоскоростном потоке жидкости при перепадах давления. Кавитации подвержены гребные винты, лопасти и камеры проточного тракта гидротурбин, рабочие колеса и камеры различных гидромашин. Наличие коррозионной среды и абразивных частиц ускоряет процесс кавитационного изнашивания.

Адгезионный

Адгезионный износ при трении двух металлических поверхностей под нагрузкой происходит в условиях пластической деформации металла в точках контакта. Развитие деформации сопровождается сближением поверхностей вплоть до активизации сил сцепления между атомами контактирующих металлов и возникновением адгезии на ограниченных участках. Многократное повторение адгезионных связей с последующим их разрушением и отделением частиц металла составляет сущность адгезионного изнашивания. Этот вид износа происходит в подшипниках скольжения (коленчатые валы, оси, пальцы ковшевых цепей, ходовые части различных машин).

Тепловой

Тепловым износом называется процесс разрушения поверхностей деталей машин вследствие нагрева зоны трения до температуры размягчения металла. Разрушение при этом виде износа является следствием образования металлических связей: между контактирующими поверхностями, смятия, налипания и оплавления металла. Этот вид износа распространён в деталях тяжело нагруженных быстроходных машин, валки горячей прокатки, ножи для горячей резки проката, штампы для горячей штамповки, прессформы для литья под давлением, прошивной инструмент горячей прокатки труб.

Усталостный

Износ при поверхностной усталости возникает в результате периодического действия напряжений сдвига в приконтактных объемах металла. При длительном циклическом действии напряжений в поверхностном слое металла образуются усталостные трещины. Близкорасположенные трещины объединяются, что приводит к отделению тонких чешуек металла. Износ характерен для пар трения качения и скольжения (рельсовые пути железнодорожного транспорта, подкрановые пути грузоподъемных механизмов, детали и узлы горнодобывающего оборудования).

Фреттинговый

Фреттинговый износ — механический износ тел, пребывающих в контакте, в условиях малых колебательных перемещений. Достаточны относительные перемещения поверхностей с амплитудой от 0,025 мкм. Микросмещения соединённых поверхностей происходят вследствие деформаций деталей в условиях нагружения и вибраций, сопровождающих работу машин и оборудования. Фреттинговый износ возникает, например, в заклёпочных, резьбовых, шлицевых, шпоночных и штифтовых соединениях.

13. Водородное изнашивание обнаруживается в узлах трения машин и технологического оборудования различных отраслей техники и по широте проявления может бьггь сравнимо с абразивным изнашиванием.

Водородное изнашивание зависит от концентрации водорода в поверхностных слоях трущихся деталей. Водород выделяется из материала нары трения или из окружающей среда (смазочного материала, топлива, воды и т.д.) и ускоряет изнашивание.

Водородное изнашивание вызвано следующими процессами, происходящими в зоне трения:

- интенсивным выделением водорода при трении в результате трибо-дсструкции водородосодержащих материалов;

- адсорбцией водорода на поверхности трения;

- диффузией водорода в деформированный слой стальных деталей;

- разрушением поверхности вследствие одновременного развития большого числа зародышей трещин по всей зоне деформирования; для разрушения характерно мгновенное образование мелкодисперсного порошка материала деталей;

- повышением хрупкости поверхностных слоев стальных и чугунных деталей, вызывающим более интенсивное изнашивание.

Практически все поверхности трения стальных и чугунных деталей содержат повышенное количество водорода и, следовательно, подвержены повышенному изнашиванию.

Кроме разложения в зоне контакта смазочного материала, топлива или пластмассы благоприятные условия для водородного изнашивания создаст также наличие в воздухе паров воды.

Существует два основных вида изнашивания поверхностей стальных и чугунных деталей под воздействием водорода:

- изнашивание диспергированием;

- изнашивание разрушением.

При водородном изнашивании диспергированием (ВИДИС) не наблюдается каких-либо видимых изменений в поверхностных слоях трущихся деталей. На поверхностях нет вырывов, задиров, заметного переноса материала с одной поверхности трения на другую. Поверхности трения могут иметь блеск, невидимые невооруженным глазом мелкие царапины, расположенные в направлен™ скольжения. Однако за несколько часов работы деталей в режиме ВИДИС линейный износ поверхностей трения может составить до 0,5 мм и более (при нормальной эксплуатации деталей износ составляет до 0,01 мм).

При водородном изнашивании разрушением (ВИРАЗ) поверхностный слой стальных или чугунных деталей разрушается мгновенно на глубину до 1...2 мкм. Это происходит, когда поверхностный слой накапливает большое количество водорода. Водород попадает в микротрещины, поры, межкристалличсскис границы и т.д. При трении происходит периодическое деформирование поверхностного слоя, и объем дефектных мест (полостей) изменяется. Поступающий в полости водород, не имея возможности выйти обратно при уменьшении объема полости, стремится се расширить, создавая высокое напряжение. Повторение цикла вызывает накопление усталости материала поверхностного слоя до тех пор, пока внутреннее давление в полостях не вызовет разрушение по веем развившимся и соединившимся трещинам.

Повреждения от ВИРАЗ могут наблюдаться, например, в топливных насосах. Катастрофический износ поверхностей стальных закаленных роторов и сопряженных с ними бронзовых золотников проявляется в виде крупных задиров и микропсрсноса, т.е. в намазывании микроскопических лепестков стали на поверхность бронзового золотника. К повышенной интенсивности изнашивания поверхностей трения может вести небольшой перекос ротора относительно золотника.

Другим примером повреждения от ВИРАЗ является перенос чугуна на пластмассу в узлах трения чугун - пластмасса, применяемых в тормозных устройствах некоторых машин.

14. Конструкцио́нная сталь — сталь, которая применяется для изготовления различных деталей, механизмов и конструкций в машиностроении и строительстве и обладает определёнными механическими, физическими и химическими свойствами. Конструкционные стали подразделяются на несколько подгрупп. Сталь представляет собой железоуглеродистый сплав с содержанием углерода до 2% и наличием других элементов. Чем больше углерода в стали, тем выше ее твердость и статическая прочность, но меньше пластичность. Сталь имеет следующие свойства, характерные для машиностроительных материалов: высокие механические характеристики; возможность получения заготовок деталей из поковок, отливок, проката; хорошую обрабатываемость на станках; способность к термической обработке и т. п.

Стали различают по следующим признакам:

1) по применению — строительные, конструкционные и стали со специальными свойствами (магнитные, электрические, жаростойкие, коррозионностойкие и т. п.);

2) по химическому составу — углеродистые и легированные;

3) по качеству производства — обыкновенного качества, качественные и высококачественные;

4) по требованиям поставки — по механическим характеристикам, по химическому составу, по механическим характеристикам и химическому составу.

Сталь углеродистая обыкновенного качества (ГОСТ 380–88) подразделяется на группу А, поставляемую по механическим свойствам, группу Б, поставляемую по химическому составу, и подгруппу В, поставляемую по механическим свойствам и химическому составу.

Для изготовления деталей машин наиболее часто применяют сталь группы А. Это наиболее распространенная и дешевая сталь. Она маркируется в порядке возрастания прочностных характеристик и содержания углерода Ст1, Ст1кп, Ст2, Ст2кп, СтЗ, СтЗкп, ..., Ст 7. Индекс «кп» в некоторых марках указывает, что сталь недостаточно раскислена. Поэтому она более дешевая, но ее качество несколько хуже.

Сталь углеродистая качественная конструкционная (ГОСТ 1050–88) поставляется с гарантированными химическим составом и механическими свойствами. Эта сталь делится на две группы: с нормальным содержанием марганца (марки 08, 08кп, 10, 10кп; 15, 15кп, 20, ..., 85) и с повышенным содержанием марганца (марки 15Г, 2ОГ, 25Г, ЗОГ, ..., 70Г). В обозначениях марок двухзначная цифра показывает содержание углерода в сотых долях процента. Сталь с повышенным содержанием марганца характеризуется повышенной прочностью и износоустойчивостью при несколько пониженной вязкости.

Легированная конструкционная сталь (ГОСТ 4543–71) делится на качественную и высококачественную. В зависимости от содержания основных легирующих элементов стали бывают хромистые (20Х, 40Х), хромоникелевые (20ХН, 12ХНЗА), хромоникелевольфрамовые (18ХНВА) и т. д. В марках буквы обозначают: Х — хром, Н — ни­кель, В — вольфрам, Ф — ванадий, Г — марганец, С — кремний, Ю — алюминий и т. д. Цифры после букв указывают процентное содержание легирующих элементов. Высококачественная сталь в конце обозначения марки содержит букву А. Легированная сталь — дорогой материал и применяется в особо ответственных деталях.

Конструкционные стали углеродистые и легированные по содержанию углерода (С) и способности воспринимать термическую обработку разделяют на низкоуглеродистые (до 0,25% С) — цементируемые, среднеуглеродистые (0,25—0,6% С) — улучшаемые и закаливаемые, высокоуглеродистые (свыше 0,6% С) — закаливаемые.

Винипласт — полихлорвиниловая смола. Имеет высокую прочность, химическую стойкость и хорошие электроизоляционные свойства. Из винипласта изготовляют трубы для подачи агрессивных газов и жидкостей, защитные покрытия для металлических резервуаров, детали вентиляционных установок, электроизоляционные покрытия и т. п.).

Полиакрилат (органическое стекло) — прозрачная пластмасса, выпускаемая в виде листов или пресс-порошков.

15. Чугун. Содержание углерода в чугуне составляет более 2%. Кроме желе­за и углерода, в состав чугуна входят примеси: кремний, марганец, сера и фосфор. Последние два из них вредные.

Чугуны могут быть белыми, серыми, ковкими и высокопрочными, анти­фрикционными и легированными.

Серые чугуны имеют повышенное содержание кремния. Углерод, в отли­чие от белого чугуна, находится в них в свободном состоянии в виде чешуек графита. Серые чугуны являются основным материалом для производства чугунных отливок. Сплавы, из которых изготовляют отливки, должны об­ладать хорошими литейными свойствами: жидкотекучестью, незначи­тельной усадкой^*, однородностью структуры, отсутствием неметалличес­ких включений и т. д.

Чтобы улучшить механическое свойство серого чугуна, был найден спо­соб воздействия на графит в тот момент, когда он только образуется в жид­ком чугуне. Способ этот называется модифицированием. Он за­ключается в том, что за несколько минут до заливки в форму в ковш вводят примерно 1% модификатора, например, ферросилиция с алюминием. Леги­рование, т. е. добавление хрома, марганца, никеля или молибдена, повыша­ет прочность³ серого чугуна.

Основные марки серых чугунов, применяемых в машиностроении приве­дены в табл. 1.

Белый чугун получается при быстром охлаждении во время заливки ме­талла в форму. Он имеет уменьшенное содержание кремния или повышен­ное содержание марганца, тверд и хрупок. Используется в основном для пе­редела в сталь.

Ковкий чугун^** получается при длительном отжиге белого чугуна. В изломе такой чугун имеет серебристо-белый цвет. Он очень хрупок и об­ладает такой твердостью, которая совершенно исключает механичес­кую обработку. Чтобы изменить структуру ковкого чугуна, его модифи­цируют.

Модифицированный чугун имеет значительно большую прочность, чем обычный серый чугун. По прочности он приближается к некоторым маркам стали, но хрупкость его остается прежней. Чтобы повысить прочность чугу­на и одновременно улучшить его вязкость⁵, производят модифицирование металлом магнием. Такой чугун называют высокопрочным.

Примерное назначение некоторых марок чугуна, применяемых для изготовления деталей

Табл. 1

Высокопрочный чугун марок 35...100 по ГОСТ 7293-85 при­меняют для ответственных деталей и сложной конфигурации (коленчатые валы, корпуса насосов, поршневые кольца и т. п.).

Ковкий чугун по ГОСТ 1215-79 выпускают двух классов: — ферритного — Ф марок КЧ 30-6; КЧ 33-8; КЧ 35-10; КЧ 37-12; — перлитного — П марок КЧ 45-7; КЧ 35-5; КЧ 55-4; КЧ 60-3; КЧ 65-3; КЧ 70-2. Первые применяют для деталей, не работающих на истирание (рычаги, вилки, кре­стовины, фланцы и т. п.), вторые — для трущихся деталей (коленчатые и кулачковые валы, кулачки, муфты, тормозные барабаны и т. д.). Пример. Обозначение серого чугуна СЧ 15 ГОСТ 1412-85, где: СЧ — условное обозначение серого чугуна; 15 — цифровое обозначе­ние временного сопротивления МПа.10^-1, Пример. Обозначение высокопрочного чугуна ВЧ 50 ГОСТ 7293-85, где: ВЧ — условное обозначение высокопрочного чугуна; 50 — цифровое обозначение временного сопротивления МПа.10^-1. Пример. Обозначение отливки из ковкого чугуна ферритного класса КЧ 30-6-Ф ГОСТ 1215-79, где: КЧ — условное обозначение ковкого чугуна; 30 — цифровое обозна­чение временного сопротивления разрыву МПа(кгс/мм²); 6 — отно­сительное удлинение; Ф — указание на ферритный класс.

Пример. Обозначение отливки из ковкого чугуна перлитного класса КЧ 60-3-П ГОСТ 1215-79, где: КЧ — условное обозначение ковкого чугуна; 60 — цифровое обозна­чение временного сопротивления разрыву МПа(кгс/мм²); 3 — отно­сительное удлинение; П — указание на перлитный класс.

Примечание. В обозначении чугуна определение «серый», «ковкий», «высокопрочный» не пишут.

17. Технологичной называют такую конструкцию, которая изготовляется при минимальных затратах труда, времени и средств в конкретных условиях производства и обеспечивает заданные эксплуатационные показатели. Технологичность детали в большой мере определяется ее формой, рациональным выбором материала и вида термообработки, способом получения заготовки, требуемой точностью изготовления и шероховатостью обрабатываемых поверхностей. Технологичность деталей должна полностью соответствовать технологичности машины. Детали должны быть изготовлены так, чтобы были обеспечены возможность сборки и разборки узлов машины, удобный осмотр и смазка трущихся поверхностей, легкая замена изношенных частей при ремонте и т. п.

Правильный выбор способа получения заготовки во многом определяет возможность применения необходимого материала, минимальные габаритные размеры и вес, наименьшую стоимость готовой детали и т. д. Заготовкой называют деталь первоначальной формы. Окончательная форма детали придается чаще всего в процессе механической обработки на станках. Заготовки могут быть получены отливкой, ковкой, штамповкой, нарезкой из проката, сваркой и автогенной резкой.

Литые заготовки получают, заливая расплавленный металл в специальные (земляные или металлические) формы. Материал для литой заготовки должен обладать жидкотекучестыо, легкоплавкостью, малой усадкой и т. п. Литьем можно получить деталь сложной формы с малыми припусками на обработку или даже без дополнительной обработки (точное литье), но оно экономически выгодно лишь при крупносерийном и массовом производстве вследствие больших затрат средств на изготовление моделей. К недостаткам литых деталей относятся их пониженная надежность, плохая сопротивляемость ударным и вибрационным нагрузкам, невозможность изготовления с тонкими и резко различными по толщине стенками.

Вследствие неравномерного остывания металла и его усадки при охлаждении в литой заготовке могут появиться пороки (раковины, трещины, коробление), внутренние напряжения. Все это приводит к снижению механической прочности металла.

Чтобы предупредить появление указанных явлений при конструировании литых деталей, необходимо придавать им наиболее простую форму, предусматривать равномерную толщину стенок. Если последнее невозможно, то необходимо создать постепенный переход от толстой стенки к тонкой. Чтобы не появлялись трещины, углы детали необходимо закруглять. Для свободного извлечения модели из формы следует предусмотреть литейные уклоны порядка 1/5—1/10. Толщина стенок чугунных литых деталей должна быть не менее 8—10 мм, а стальных — не менее 10—12 мм. Сталь имеет худшие литейные свойства, чем чугун. Она значительно дороже чугуна, поэтому там, где это возможно, вместо стали следует применять для отливок чугун.

Заготовки, изготовленные ковкой, более прочны, чем литые, однако процесс изготовления их более дорогой. Поэтому кованые заготовки применяют для наиболее ответственных деталей. Сложные по форме и большие детали ковать трудно, а иногда и невозможно. Поэтому кованые заготовки рекомендуется применять для деталей сравнительно простых форм. Свободная ковка малоэкономична и может быть использована лишь в индивидуальном производстве.

Штамповку применяют в серийном и массовом производстве. Она отличается высокой производительностью, поэтому экономически более выгодна, чем ковка. Материал для штампованных деталей должен обладать высокой пластичностью. Для того чтобы при штамповке металл хорошо затекал во все углубления штампов, необходимо предусматривать соответствующие уклоны и закруглять все наружные углы выступающих элементов детали.

Сварку применяют преимущественно для изготовления деталей из уголков, швеллеров, профильного проката, листов и т. д. (станин, рам, шкивов, барабанов и т. п.). Часто выгодно применять сварку в комбинации со штамповкой. При этом получают экономичные, легкие тонкостенные заготовки сложной формы.

Фасонные заготовки из толстых листов получают при помощи автогенной резки.

Для получения деталей машин точных размеров и низкой шероховатости поверхности их заготовки обрабатывают резанием. Обработка резанием стоит дорого, поэтому при проектировании деталей необходимо стремиться к сокращению механической обработки на станках. Для уменьшения отхода металла в стружку форма и размеры заготовки должны быть близкими к форме и размерам готовой детали. При проектировании деталей, подвергаемых механической обработке, следует отдавать предпочтение деталям цилиндрической и конической формы, а также плоским как наиболее простым и дешевым в изготовлении. Одновременно следует стремиться к минимальному числу и минимальной площади обрабатываемых поверхностей.

Технологичность тесно связана с масштабом и условиями производства. Например, сварная конструкция, будучи технологичной при индивидуальном производстве, может оказаться нетехнологичной при массовом производстве, где более целесообразно применять литье или штамповку.

Повышение точности изготовления деталей машин, снижение шероховатости обрабатываемых поверхностей влечет за собой повышение трудоемкости и стоимости их изготовления. Поэтому как точность, так и шероховатость поверхности не должны быть более высокими, чем требуется для обеспечения нормальной работы машины.

18. Работоспособностью называют такое состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями технической документации (стандартами, техническими условиями и т. п.). Требования, предъявляемые к деталям машин, без выполнения которых нормальная работа машины невозможна, называют основными критериями работоспособности. Основные критерии работоспособности: прочность, жесткость, износостойкость, теплостойкость, виброустойчивость, надежность и пр.

Надежность (общая) — свойство изделий выполнять в течение заданного времени или заданной наработки свои функции, сохраняя в заданных пределах эксплуатационные показатели. Надежность изделия обусловливается долговечностью, безотказностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью их. Надежность деталей машин в значительной степени зависит от запасов по основным критериям работоспособности и определяется качеством их изготовления.

Долговечность — свойство изделия сохранять работоспособность до определенного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта.

19. Параметры передач. Конструкция зубчатых колес

Для угла a = 20° = 0,349066 рад in ν 20° = 0,014904 рад. Функ­ция (11.12)табулирована. Передачу рассчитывают в следующем порядке. 1. Известны Х| и х2 (выбор см. ниже). Определяют ίηναή1, и аы, из зависимостей (11.11) и (11.12) и межосевое расстояние по (11.10). 2. Известно aw. Определяют cosaw из зависимости (11.10) и jr, ±jct по формуле (11.11). Суммарное смещение распределя­ют между Xj и х2 (см. § 11.3). 11.3. Параметры передач. Конструкция зубчатых колес Межосевое расстояние. Определяется по зависимости (11.10). Косозубые передачи выполняют в большинстве случаев без смеще­ния, т. е. ат, = а,, так как межосевое расстояние можно изменять за счет угла наклона зубьев. В целях уменьшения номенклатуры кор­пусов стандартных редукторов межосевые расстояния стандартизо­ваны (40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200...2500 мм). Передаточное число — это отношение числа зубьев колеса к числу зубьев шестерни и - z2j Z\ . В понижающей передаче оно численно равно передаточному отношению (отношению угловых скоростей ведущего и ведомого колес ω,/ω2 по абсолютному значению). Значения ы>1. Максимальные значения 5...8, в ки­нематических передачах — до 15 в целях уменьшения количества ступеней. Для колес с высокой твердостью Η > 350 НВ и = 4...5, так как при больших значениях и диаметр шестерни по зависимо­сти (11.2) получается существенно меньше диаметра вала. Числа зубьев шестерни. Предпочтительно выбирать боль­шими из возможных для уменьшения стоимости зубокарезания, потерь на трение (см. § 11.14) и увеличения коэффициента пере­крытия. Однако для колес с высокой твердостью по условию прочности получаются малые межосевые расстояния и большие модули. Поэтому числа зубьев необходимо уменьшать, что видно из зависимости (11.10). Рекомендуют z, =20...24 при Н<300НВ, z,=17...20 при 35<HRC, <52, г, =11...17 при HRC3 > 52 , г2 - Z|H . Минимальное число зубьев при отсутствии подрезания Для прямозубых колес без смещения при a = 20° zmin =17 , косозубых г1Шп α 17/cos3 β. Для колес со смещением zmjn = = 10...12. Зависимость (11.13) получена из условия ΠΝ>ΠΒ, где ΠΝ — часть линии зацепления при нарезании; ΠΝ - = mzsin α/(2ΰ05β); UB = m{h*a-x)jsina (см. рис. 11.4,6). Модуль. В зубчатых передачах при твердости Η <350 НВ т = (0,01... 0,02)а,„, при твердости H>45HRC, m = = (0,016...0,0315)«ц,. Модуль в нормальном сечении выбирают стандартным (см. исходный контур).

 Зубчатой передачей называется меха­низм, служащий для передачи вращательного движения с одного вала на другой и изменения частоты вращения посредством зубчатых колес и реек.

Зубчатое колесо, сидящее на передающем вращение валу, называется веду­щим, а на получающем вращение — ведомым. Меньшее из двух колес со­пряженной пары называют шестерней; большее — колесом; тер­мин «зубчатое колесо» относится к обеим деталям передачи.

Зубчатые передачи представляют собой наиболее распространенный вид передач в современном машиностроении. Они очень надежны в работе, обеспечивают постоянство передаточного числа, компактны, имеют высо­кий КПД, просты в эксплуатации, долговечны и могут передавать любую мощность (до 36 тыс. кВт).

К недостаткам зубчатых передач следует отнести: необходимость высо­кой точности изготовления и монтажа, шум при работе со значительными скоростями, невозможность бесступенчатого изменения передаточного числа.

В связи с разнообразием условий эксплуатации формы элементов зубча­тых зацеплений и конструкции передач весьма разнообразны.