7. Контактная прочность деталей машин и методы ее повышения.
Работоспособность некоторых деталей машин (фрикционные, зубчатые, червячные и цепные передачи, подшипники качения) определяет контактная прочность, т.е. прочность их рабочих поверхностей, контактирующих под нагрузкой. Разрушение поверхностей происходит из-за действия контактных напряжений в месте контакта двух прижатых друг к другу деталей.
Если величина
контактных напряжений больше допускаемой
(
),
то на поверхности деталей возникают
вмятины, борозды, раковины и трещины.
При вращении
цилиндров под нагрузкой каждая точка
их сопряженных поверхностей нагружается
только во время прохождения зоны
контакта, а контактные напряжения 
в этих точках изменяются по прерывистому
отнулевому циклу.
Циклическое действие контактных напряжений является причиной усталостного разрушения сопряженных поверхностей (на поверхностях контакта возникают усталостные микротрещины).
Методы увеличения контактной прочности деталей машин:
- увеличение поверхностной твердости;
- уменьшение шероховатости;
- применение смазки;
- замена растягивающих напряжений сжимающими (постоянные растягивающие напряжения уменьшают сопротивление усталости, а сжимающие затрудняют зарождение и рост усталостных трещин)
6. Усталость материалов деталей машин. Влияние различных факторов (поверхностного упрочнения, абсолютных размеров и т.Д.) на предел выносливости деталей машин.
Усталость - процесс постепенного накопления повреждений материала (трещин) под действием переменных напряжений.
Соротивление усталости - способность материала воспринимать многократные действия переменных напряжений от заданной нагрузки без разрушения называют
В местах, где резко меняется площадь
поперечного сечения деталей, напряжение
распределяется неравномерно, т.е.
возникает концентрация напряжений.
Влияние концентрации напряжений на
предел выносливости учитывают эффективным
коэффициентом концентрации напряжений
:
,
где 
- предел выносливости гладкого образца;
- предел выносливости образца (детали)
с концентратором напряжений при том же
виде нагружения.
С увеличением абсолютных размеров
детали их предел выносливости снижается,
т.к. с увеличением размеров детали растет
в объеме детали и количество дефектов,
возрастает вероятность того, что данные
дефекты попадут в зону концентрации
напряжений. Влияние абсолютных размеров
детали на предел выносливости учитывают
коэффициентом влияния абсолютных
размеров поперечного сечения 
:
,
где 
- предел выносливости стандартного
лабораторного образца диаметром 
;
- предел выносливости образца (детали)
диаметром 
.
С увеличением шероховатости поверхности
детали предел выносливости понижается.
Микронеровности поверхности создают
условия для образования микротрещин и
сами являются концентраторами напряжений.
Влияние состояния поверхности на предел
выносливости учитывают коэффициентом
влияния качества обработки поверхности
:
,
где 
- предел выносливости испытуемого
образца (детали) с определенной обработкой
поверхности; 
- предел выносливости стандартного
тщательно отполированного образца.
Для повышения несущей способности
деталей используют разные способы
поверхностного упрочнения: цементацию,
закалку ТВЧ, наклеп. Упрочнение поверхности
детали значительно повышает предел
выносливости, что и учитывают коэффициентом
влияния поверхностного упрочнения 
:
,
где 
- предел выносливости образца (детали)
с поверхностным упрочнением;
- предел выносливости стандартного
лабораторного образца.
На практике характеристики сопротивления
усталости ответственных деталей
определяют экспериментально – с помощью
испытаний деталей в условиях, приближенных
к условиям эксплуатации. При этом
используют коэффициенты снижения
предела выносливости 
и 
,
учитывающие все приведенные выше
коэффициенты:
и 
.
Тогда предел выносливости детали в рассматриваемом сечении:
и 
,
где - предел выносливости гладких стандартных образцов.