Федеральное агентство по образованию

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КАМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ИНЖЕНЕРНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

КУРС ЛЕКЦИЙ « ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ»

2008

НАБЕРЕЖНЫЕ ЧЕЛНЫ

Детали машин.

1.1 Классификация деталей машин.

Деталь – составная часть машины, изготовленная без сборочных операций.

Детали машин делятся:

• детали соединений (сварные, резьбовые, заклепочные, соединение вал-ступица, шпоночные, шлицевые, натяг, профильные и т. д.);

• детали вращений (валы, оси);

• детали передач (передачи с гибкой связью, ременные, цепные, передачи зацеплением – зубчатые, планетарные, червячные, фрикционные и т. д.);

• детали поддерживающие (подшипники);

• корпусные детали и пружины;

• детали муфт.

1.2. Критерии работоспособности деталей машин.

1. Прочность – способность детали, обеспечить работоспособность конструкций в течение заданного срока службы без разрушений. Прочность бывает статическая и при переменных нагрузках (выносливость или усталость).

2. Жёсткость – способность конструкции сопротивляться деформациям.

3. Износостойкость – способность конструкций сопротивляться износу (изменению форм и размеров в результате трения).

4. Теплостойкость – способность обеспечить работоспособность конструкции в условиях повышенных температур.

5. Вибростойкость – способность детали или конструкции работать в условиях вибраций и колебаний.

6. Надёжность – способность безотказной работы конструкции.

1.2.1 Статическая прочность. Виды нагружения, разрушения и условия прочности различных конструкций.

Виды нагружения:

1. Растяжение-сжатие (разрыв):

- сварные, резьбовые соединения, цепные, ременные передачи.

2. Изгиб (излом):

- ременные, зубчатые, планетарные, червячные передачи, валы, оси, муфты.

Круглое сечение:

Прямоугольное сечение:

3. Кручение (срез):

- валы и шлицевые соединения.

Круглое сечение:

4. Срез (возникший в результате нагружения поперечными силами Q):

- сварные, заклёпочные, шпоночные соединения (зависит от марки материала и работы констр.).

5. Смятие (подвергаются конструкции из-за силы, действующей перпендикулярно плоскости смятия):

- шпоночные, шлицевые соединения.

6. Контактное нагружение (контакт выкрашивания происходит в случае сдавливания криволинейных поверхностей):

Формула Герца (напряжения при контактном нагружении):

q – удельная нагрузка, приходящаяся на единицу длины контактирующих линии;

ρ_пр – приведённый радиус кривизны контактирующих поверхностей;

Е₁, Е₂ – модули упругости контактирующих деталей (Е=2·10⁵ МПа);

μ₁, μ₂ – коэффициент Пуассона (μ=0,3 – сталь).

1.2.2 Прочность при переменных нагрузках (выносливость).

Кривая Веллера (для каждого материала) – кривая выносливости:

σ

σ_lim

N_R

N_б

N

N

σ_R

σ_lim – предел выносливости материала

Предел выносливости материала – максимальное напряжение, которое выдерживает деталь при достаточно большом числе циклов не разрушаясь.

N_б – базовое число циклов;

N_R – текущее число циклов;

σ_R – соответствующее ему напряжение;

m – показатель степени функции.

k_HL – коэффициент долговечности.

Если k_HL<1, его принимают равным 1 из условия экономичности.

σ_lim, N_б – выписываются из справочного материала.