75. Понятие оптимальный вариант конструкции детали. Основные свойства, которыми должна обладать детали

При разработке конструкции быстроизнашивающихся деталей наряду с расчетом рекомендуется использовать результаты экспериментальных исследований, проведенных различными организациями с целью улучшения возможности увеличения долговечности аналогичных объектов. При конструировании необходимо подвергать экспериментальной проверке наиболее ответственные узлы машин.

Оптимальным вариантом конструкции детали узла или машины называют такой вариант, который в максимальной степени отвечает основным требованиям, предъявляемым к данной конструкции в сфере производства и эксплуатации. При этом деталь, узел или машина в целом должны обладать следующими свойствами: функциональной работоспособностью, технологичностью, долговечностью, ремонтопригодностью, равнопрочностью основных деталей, лёгкой сменяемостью деталей с пониженной долговечностью, экономичностью при изготовлении и эксплуатации.

76. Основные критерии работоспособности. Особенности этих критериев

В число основных критериев работоспособности деталей машин, которыми необходимо руководствоваться при проектировании, относятся прочность, жесткость и долговечность.

Критерии прочности и жесткости являются общими для всех деталей. Критерий долговечности имеет смысл для деталей, работающих при циклических нагрузках в условиях ограниченной выносливости, подверженных изнашиванию либо другим видам постепенного накопления эффекта повреждений (коррозия, ползучесть) и имеющих поэтому ограниченный срок службы.

77. Прочность деталей машин

Прочность в процессе эскизного проектирования и расчетов, целью которых является установление необходимых размеров и форма ДМ, обеспечивающих их работу без поломок и остаточной деформации в течение гарантируемого срока службы проектируемого объекта, является прочность.

В целях экономии материала и облегчении веса конструкции необходимо стремиться к равномерному распределению напряжений по сечению детали. При проектировании детали, работающей на изгиб или кручение рационально принимать сечение с большим значением момента инерции.

Важным фактором при конструировании является обеспечение условий, предотвращающих появление недопустимых перегрузок в деталях машины, дисбаланс быстровращающихся деталей, вибрации. Для снижения вредного влияния концентраторов напряжений при проектировании деталей необходимо не допускать резких переходов, применять разгружающие выточки, канавки, отверстия, удалять металл, практически не участвующий в работе.

Конструктивное оформление основных деталей должно осуществляться исходя из условий работы и необходимости обеспечения заданного срока службы.

78. Жесткость деталей машин

Под действием внешних нагрузок отдельные элементы конструкции могут деформироваться и перемещаться относительно друг друга, несмотря на то, что возникающие в них напряжения значительно ниже предельных. Способность деталей сопротивляться такого рода изменениям формы называется жесткостью. Недостаточная жесткость конструкции является причиной поломок отдельных деталей. Жесткость зависит от модуля упругости или модуля сдвига материала, момента инерции сечения, длины элемента и других факторов.

Чем выше упругие свойства материала, чем больше момент инерции сечения и чем меньше продольные размеры, тем меньше деформации и, следовательно, тем больше жесткость деталей.

Необходимая жесткость обеспечивается: правильным выбором материала детали, их термической обработкой, применением рациональных форм сечения, правильным расположением опор, ограниченным применением сложных сварных конструкций и др.