14 Допускаемые напряжения и запасы прочности

Существуют два главных направления выбора напряжений и запасов прочности.

Первое направление (в значительной мере устаревшее) заключается в предварительном выборе запаса прочности, установлении допу­стимых напряжений на основании этого запаса и определении сечений и моментов инерции деталей по формулам сопротивления материа­лов и теории упругости с учетом главных на­грузок на расчетном режиме (обычно режим максимальной мощности или частоты враще­ния).

Второе, современное направление стремится к полному и точному выяснению фактических напряжений, действующих в детали. В помощь аналитическому определению напряжений привлекают экспериментальные методы. Со­четание аналитических и экспериментальных методов позволяет более точно установить распределение напряжений. По мере совер­шенствования и уточнения расчетных методов число неизвестных факторов уменьшается, а число определяемых увеличивается.

В числе неопределимых факторов остаются внутренние напряжения, вызываемые макро-и микродефектами структуры, а также напря­жения, возникающие из-за Неточностей изгото­вления и монтажа. Эти факторы необходимо учитывать при установлении запаса прочно­сти.

Кроме того, в запасе прочности должна быть отражена степень ответственности дета­ли и возможные последствия ее поломки. Если поломка детали сопряжена с опасностью ава­рии и выхода из строя машины, то запас прочности увеличивают.

Запас прочности представляют как произве­дение частных коэффициентов, каждый из ко­торых отражает одну из неопределенностей расчета. Некоторые исследователи проводят диффе­ренциацию еще дальше, представляя запас прочности как произведение многих (до десяти и более) частных коэффициентов, охватываю­щих все или почти все факторы неопределен­ности, перечисленные выше. Затем дают ре­цепты по выбору численных значений каждого из них в зависимости от степени достоверно­сти расчета, качества изготовления, сложности формы деталей и т. д.

15 Механизм и машина. Классификация машин

Машиной называется устройство, создаваемое человеком, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации с целью полной замены или облегчения физического и умственного труда человека, увеличения его производительности. Под материалами понимаются обрабатываемые предметы, перемещаемые грузы и т. д.

Машина, в которой все преобразования энергии, материалов и информации выполняются без непосредственного участия человека, называется автоматом.

Машину характеризуют следующие признаки: - преобразование энергии в механическую работу или преобразование механической работы в другой вид энергии; - определенность движения всех ее частей при заданном движении одной части; - искусственность происхождения в результате труда человека.

Все многообразие машин можно разделить по характеру рабочего процесса на классы: машины-двигатели — энергетические машины, предназначенные для преобразования энергии любого вида (электрической, тепловой и т. д.) в механическую энергию (твердого тела); машины-преобразователи — энергетические машины, предназначенные для преобразования механической энергии в энергию любого вида (электрические генераторы, воздушные и гидравлические насосы и т. д.); транспортные машины, преобразующие механическую энергию двигателя в энергию перемещения масс и предназначенные для перемещения людей и грузов; технологические машины, предназначенные для преобразования обрабатываемого предмета, состоящего в изменении его размеров, формы, свойств или состояния; информационные машины, предназначенные для получения и преобразования информации.

В машине можно выделить следующие основные части: приемник, непосредственно воспринимающий действие внешних сил, приводящих машину в движение (например, поршень в двигателе); исполнительные механизмы, производящие работу, для получения которой предназначена машина (например, шпиндель станка); передаточные механизмы, или приводы, служащие для передачи и преобразования движения от приемника к исполнительному механизму (например, кривошипный механизм, редуктор и др.). Кроме указанных основных частей машина имеет части для управления и регулирования движения, а также неподвижную часть (станину, фундамент), служащую для поддержания движущихся звеньев машины.