5.1.3 Основные требования к машинам и деталям.

 

потребности производства, имеющего основной целью всемерное неуклонное повышение благосостояния трудящихся, определяют основные тенденции в развитии машиностроения: увеличение производительности и мощности машин, скоростей, давлений и других показателей интенсивности технологических процессов, повышение к. п. д. машин, уменьшение их массы и габаритов, широкую автоматизацию управления машинами, повышение их надежности и долговечности, снижение стоимости изготовления, повышение экономической эффективности эксплуатации, удобства и безопасности обслуживания.

С этими тенденциями непосредственно связаны общие требования, предъявляемые к машинам независимо от их назначения: высокая производительность; высокий к. п. д.; удобство и простота сборки, разборки, обслуживания и управления; низкая стоимость изготовления; надежность; долговечность и безопасность в работе; малые габариты и масса. Отсюда вытекают следующие основные требования к деталям любой машины:

прочность — деталь не должна разрушаться или получать остаточные деформации под влиянием действующих на нее сил в течение заданного срока службы;  жесткость — упругие перемещения, возникающие в детали под влиянием действующих на нее сил, не должны превышать некоторых допустимых заранее заданных величин;  износостойкость — износ детали в течение заданного срока службы не должен вызывать нарушения характера сопряжения ее с другими деталями и приводить к недопустимому уменьшению ее прочности;  малая масса и минимальные габариты — деталь должна иметь достаточные прочность, жесткость и износостойкость при минимально возможных габаритах и массе;  недефицитность материалов — удовлетворение всех предыдущих требований не должно осуществляться за счет применения дефицитных материалов, так как использование таких материалов приводит к резкому увеличению стоимости детали;  технологичность — форму и материал детали желательно выбирать такими, чтобы изготовление ее требовало наименьших затрат труда и времени;  безопасность — форма и размеры детали должны обеспечивать безопасность обслуживающего персонала при изготовлении и эксплуатации машины;  соответствие государственным стандартам — деталь должна удовлетворять действующим стандартам на формы, размеры, сорта и марки материала.

Наиболее распространенными материалами в машиностроении являются стали различных марок, чугуны, бронза, пластмассы, древесина, резина и др.

 

Требования, предъявляемые к машинам и их деталям (общие):

1. высокая производительность

2. экономичность

3. гарантированный срок службы

4. удобство и безопасность обслуживания

5. небольшие габариты и масса

6. транспортабельность

7. соответствие внешнего вида требованиям технической эстетики.

При конструировании и изготовлении машин должны строго соблюдаться ГОСТы.

Применение стандартных деталей и узлов уменьшает количество типоразмеров, обеспечивает взаимозаменимость, позволяет быстро и дешево изготавливать новые машины, а в период эксплуатации облегчает ремонт.

Одним из главных требований предъявляемых к машинам и их деталям, является технологичностьконструкции, которая значительно влияет на стоимость машин.

Технологичной называется такую конструкцию, которая характерна минимальными затратами при производстве и эксплуатации.

Технологичность характеризуется:

1. Применением в новой машине деталей с минимальной механической обработкой.

2. Унификацией данной конструкции, т.е. применением одинаковых деталей в различных узлах машины.

3. Максимальным применением стандартных конструктивных элементов деталей.

Процесс проектирования можно разделить на следующие этапы:

1. Выбор принципиальной схемы машины в зависимости от назначения, технических и эксплуатационных условий.

2. Построение расчетной схемы конструкции.

3. Определение действующих нагрузок

4. Выбор материалов с учетом механических свойств и стоимости

5. Предварительный (ориентировочный) расчет основных геометрических параметров.

6. Эскизное проектирование и детальная проработка.

7. Проверочный расчет по главным критериям работоспособности.

Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин.

Работоспособность ДМ оценивается рядом критериев.

1. Прочность – способность детали воспринимать заданные нагрузки без разрушения или возникновения пластических деформаций.

2. Жесткость – способность детали сохранять заданные размеры и формы при действии заданных нагрузок.

3. Износостойкость – способность детали сохранять заданные размеры трущихся поверхностей в течении определенного времени под действием заданных нагрузок.

4. Теплостойкость – способность конструкции работать в пределах заданных температур в течение заданного срока службы.

5. Виброустойчивость – способность конструкции работать в нужном диапазоне режимов, достаточно далеких от области резонанса.

Выполнение указанных критериев обеспечивает надежную работу ДМ.

Надежность – свойство деталей или изделий выполнять заданные функции с сохранением эксплуатационных характеристик во времени.