1.Основы проектирования деталей машин. Основные понятия.

«Детали машин» являются первым из расчетно-конструкторских курсов, в котором изучают основы проектирования машин и механизмов.

Любая машина состоит из деталей. Деталь- такая часть машины, которую изготовляют без сборочных операций. Детали могут быть простыми (гайка, шпонка) или сложными (коленчатый вал, корпус редуктора). Детали объединяют в узлы.

Узел (сборочная единица) представляет собой совокупность деталей, объединенных общим функциональным назначением (подшипник качения, редуктор). Сложные узлы могут включать несколько простых узлов(редуктор включает подшипники, валы с насаженными на них зубчатыми колесами)

Среди большого разнообразия деталей и узлов машин выделяют такие, которые применяют почти во всех машинах (болты, валы, муфты, механические передачи). Эти детали (узлы) называют деталями общего назначения. Все другие детали (поршни, лопатки турбин, гребные винты) относятся к деталям специ­ального назначения и изучают в специальных курсах.

Поэтому любое усовершенствование методов расчета и конст­рукции этих деталей, позволяющее уменьшить затраты матери­ала, понизить стоимость производства, повысить долговечность, приносит большой экономический эффект.

2.Требования, предъявляемые машинам и механизмам.

Выс. производительность, работоспособность, надежность, технологичность, экономичность, эстетичность.

Работоспособность-сост-ие дет. при котором они способны нормально выполнять заданные f с параметрами установленными нормативно тех-ой докумен-ии (ту, гост, ос). Она харак-ся определенными условиями-критериями: прочностью, жесткостью, износостойкостью,

Надежность-это св-во изделия выполнять f сохраняя свои эксплотационные показатели в заданных пределах в течении заданного промежутка времени.

Технологичностью-называют дет и узлы требующие минимальных затрат средств, времени, труда в производстве, эксп-ии и ремонте.

При оценке эконом-ти учитывают затраты на проектирование, изготовление, эксплот, ремонт.

Эстетичность-совершенство внешних форм деталей, узлов, машины в целом, их красивый внешний вид.

3.Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин.

Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин- прочность, жесткость, износостойкость, коррозионная стойкость, теплостойкость, виброустойчивость.

Прочность является главным критерием работоспособности большинства деталей.

Различают разрушение деталей вследствие потери статичес­кой прочности или сопротивления усталости. Потеря статической прочности происходит тогда, когда значение рабочих напряже­ний превышает предел статической прочности материала (G_B). Потеря сопротивления усталости происходит в результате длительного действия переменных напряжений, превышающих предел выносливости материала (G_-1). Жесткость характеризуется изменением размеров и формы детали под нагрузкой.Расчет на жесткость предусматривает ограничение упругих перемещений деталей в пределах, допустимых для конкретных условий работы. Такими условиями могут быть условия работы сопряженных деталей (например, качество зацепления зубчатых колес и условия работы подшипников ухудшаются при больших прогибах валов).

Изнашивание-процесс постепенного изменения размеров деталей в результате трения. При этом увеличиваются зазоры в подшипниках, в направляющих, в зубчатых зацеплениях, в цилиндрах поршневых машин. Установлено, что при современном уровне техники 85...90% машин выходят из строя в результате изнашивания и только 10... 15% по другим причинам.(молек, мех, короз.)

коррозия—процесс постоянного разрушения поверхностных слоев металла в результате окисления. Коррозия является причиной преждевременного разрушения многих конструкций. Из-за коррозии ежегодно теряется до 10% выплавляемого металла. Коррозия особенно опасна для поверхностей трения и деталей, работающих при переменных напряжениях. При этом существенно сокращаются износостойкость и сопротивление усталости. Для защиты от коррозии применяют антикоррозионные покрытия или изготовляют детали из специальных коррозионно-устойчивых материалов, например нержавеющих сталей и пласт­масс. Особое внимание уделяется деталям, работающим в прису­тствии воды, пара, кислот, щелочей и других агрессивных средах. Расчетов на долговечность по коррозии нет.

Теплостойкость. Нагрев деталей машин может вызвать следующие вредные последствия: понижение прочности матери­ала и появление ползучести; понижение защищающей способ­ности масляных пленок, а следовательно, увеличение изнашива­ния деталей. Чтобы не допустить вредных последствий перегрева на работу машины, выполняют тепловые расчеты и, если необ­ходимо, вносят соответствующие конструктивные изменения (например, искусственное охлаждение).

Виброустойчивость. Вибрации вызывают дополнительные переменные напряжения и, как правило, приводят к уст­алостному разрушению деталей. В некоторых случаях вибрации снижают качество работы машин.