2.1.Требования к машинам и деталям
-высокая производительность,
-экономичность изготовления и эксплуатации,
-необходимая точность, надежность и долговечность,
-удобство и безопасность обслуживания,
-транспортабельность,
-соответствие внешнего вида требованиям технической эстетики.
Стандартизация в области деталей машин охватывает материалы, геометрические параметры, нормы точности, последовательность создания и характер конструкторской документации, правила оформления чертежей. Пользуется конструктор стандартами – государственными (ГОСТы ), отраслевые ( ОСТы ), предприятий ( СТП ).Стандартизация изделий, узлов и деталей предполагает их унификацию т.е. приведение изделий функционального одинакового назначения к единообразию, включающее обеспечение преемственности при изготовлении и эксплуатации.
2.2.Критерии работоспособности и расчета деталей машин.
(Выбор обусловлен условиями работы и характером возможного разрушения)
Прочность – способность детали сопротивляться разрушению или возникновению недопустимых пластических деформаций. Основа – правильное определение расчетных нагрузок и допускаемых напряжений. Повысить прочность можно путем выбора рациональной формы поперечного сечения детали, устранением концентраторов напряжений, введением поверхностного упрочнения, устранением напряжений изгиба.
Метод оценки прочности – расчет по допускаемым напряжением по условиям прочности.
σmax<[σ] или f<[f] допускаемые напряжения при статической нагрузке есть отношение предельного напряжения (предел текучести – для пластичных, предел прочности – для хрупких материалов) к допускаемому коэффициенту запаса прочности [s]. Предельное напряжение при переменных нагрузках – предел выносливости. Допускаемое напряжение при расчетах на усталость определяются в зависимости от характера приложения нагрузки, числа циклов нагружения, концентрации напряжений, качества поверхности, размеров деталей и других факторов. Завышение коэффициента запаса прочности ведет к значительному увеличению массы и габаритов конструкции, увеличивает ее стоимость.
Жесткость – способность детали сопротивляться изменению формы и размеров под нагрузкой. Нормы жесткости устанавливают на основе обобщения опыта эксплуатации машин. Рациональное расположение опор, применение рационального профиля (двутавр вместо сплошного круглого). Жесткость вала определяют работу подшипников, зубчатых, червячных передач.
Износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию, т.е. процессу разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела при трении. Зависит от физико-механических свойств материала, термообработки и шероховатости поверхностей, от величины давлений или контактных напряжений, скорости скольжения, смазки, режима работы. Расчет на износостойкость ведут по допускаемым давлениям [p], установленным практикой (расчеты шлицевых соединений, подшипников скольжения).
Износостойкость повышает применение в конструкциях уплотняющих устройств, защищающих детали от попадания абразивных частиц, повышение твердости, равномерное распределение давлений по поверхности контакта, разделение трущихся поверхностей смазочным материалом.
Теплостойкость – способность конструкции работать в пределах заданных температур в течении заданного срока службы. Перегрев снижает прочность, ухудшает свойства смазочного материала. Тепловые расчеты проводят для червячных и волновых передач, подшипников скольжения.
Виброустойчивость – способность конструкции работать в диапазоне режимов, достаточно далеких от области резонансов. Вибрация снижает качество работы машин, увеличивает шум, вызывает дополнительные напряжения в деталях.
Контактные напряжения – напряжения и деформации, возникающие при взаимном нажатии двух соприкасающихся тел криволинейной формы. (Их оценка впервые была дана в работах немецкого физика Г.Герца в 1881 – 1882 годах). Работоспособность деталей машин, находящихся под действием контактных напряжений, определяется сопротивлением усталости рабочих поверхностей этих деталей.
ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ И ЭКОНОМИЧНОСТЬ
Технологичность – соответствие изделия требованиям производства деталей и эксплуатации.
Требования – материалоемкость, применение в конструкции стандартных и унифицированных деталей и узлов, трудоемкость изготовления (измеряемое в нормо-часах количество труда, необходимое для изготовления изделия без учета покупных деталей), технологическая себестоимость (сумма затрат на осуществление технологических процессов без учета покупных деталей), коэффициент стандартизации (отношение количества стандартных деталей к общему их количеству без учета крепежных деталей)