24.2.Виды нагрузок, действующих на детали машин

В процессе эксплуатации каждая машина испытывает различные виды нагрузок.

Рабочей нагрузкой называют силу или момент воспринимаемые детально или узлом в процессе эксплуатации изделия.

Рабочая нагрузка может быть постоянной или переменной в зависимости от характера ее изменения во времени. К постоянным можно отнести, например, нагрузку от собственного веса.

При эксплуатации детали машин, как правило, испытывают переменные нагрузки, характер которых зависит от систематических или случайных факторов, вызывающих эти нагрузки.

В зависимости от способа воздействия на деталь нагрузки могут быть статическими и динамическими.

Статические нагрузки обычно бывают постоянными без возникновения колебаний системы. Динамические нагрузки вызывают удар или колебания системы. В связи с переменным характером рабочих нагрузок, вводят понятия о номинальной, эквивалентной и расчетной нагрузках.

Максимальная или длительно действующая нагрузка в установившемся режиме называется номинальной (номинальные мощность, момент, частота вращения, скорость и т.д.).

Эквивалентной называется такая постоянная нагрузка, которой можно заменить фактические действующую переменную рабочую нагрузку, считая ее равноценной в отношении соответствующих критериев надежности, (например, долговечность, прочность…).

Для зубчатой передачи

,

где К_долг – коэффициент долговечности, зависящий от графика изменения рабочей нагрузки и от того, какая из них принята в качестве номинальной.

Расчетной называется условная постоянная нагрузка, определяемая (рабочей нагрузкой) с учетом ее характера воздействия на объект. Она служит для определения размеров деталей машин, учитывает местные условия.

где К_к – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения

нагрузки по контактным поверхностям;

К_д – коэффициент динамичности;

К_у – коэффициент, зависящий от условий работы и передачи нагрузки (например, за счет сил трения, сцепления и т.д.).

Предварительные расчеты можно выполнять, принимая:

Q_расч ≈ Q_ном

24.3.Основные сведения о проектировании и конструировании

Разработка новых изделий осуществляется инженерно-техническим персоналом путем проектирования и конструирования. Если производство изделий есть их изготовление по имеющемуся описанию, то проектирование – это процесс получения такого описания. Проектирование предшествует конструированию и представляет собой поиск научно-обоснованных, технически осуществимых и экономически целесообразных инженерных решений. Проектирование это выбор некоторого способа действий, в частном случае – это создание системы, способной решить поставленную задачу.

Конструированием создается конкретная, однозначная конструкция изделия. Конструкция – это устройство, взаимное расположение частей и элементов машины, прибора, определяющееся его назначением. В процессе конструирования создаются изображения и виды изделия, выбирается материал, устанавливаются требования к шероховатости поверхностей, создается техническая документация. Конструирование опирается на результаты проектирования и уточняет все инженерные решения, принятые при проектировании (т.е. при расчете основных параметров изделия, расчеты на прочность, оптимизации и т.д.).

Проектирование и конструирование, дополняя друг друга, служат одной цели: разработке нового изделия, которое не существует или существует в другой форме. Это виды творческой, умственной деятельности, когда в уме разработчика создается конкретный мыслительный образ, реализуемый затем в конкретной материальной форме на производстве в изделии.

По ГОСТ 2.101-68 изделием называется любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии.

Конструировать [construere] – значит создавать конструкцию механизма, машин, сооружения с выполнением их проектов и расчетов.