Детали машин и основы конструирования

Требования к жесткости деталей машин определяются:

Условиями прочности деталей (в случае опасности неустойчивого равновесия или при ударных нагрузках). Устойчивость – критерий, определяющий размер:

Длинных и тонких деталей, работающих на сжатие.

Тонких пластин, подверженных сжатию в плоскости пластин.

Оболочек, подверженных внешнему давлению.

Полок тонкостенных волов.

Условиями работоспособности деталей совместно с сопряженными деталями.

Технологическими условиями.

Для машин массового производства диаметр валов определяется технологическими условиями.

Условиями удовлетворительной работы машины в целом.

Относится к машинам-орудиям. Толщина деталей должна быть идеальной – критерий размеров.

Жесткость деталей машин определяется собственной жесткостью и контактной.

Контактная жесткость – деформация в зоне контакта.

Контакт может быть в условиях:

Начального касания точки или по линии (сжатие шаров или цилиндров);

Повышения номинальной площади касания.

В обоих случаях деформация происходит с малой фактической площадью касания.

 Фактическая площадь касания составляет ничтожную часть от номинальной площади касания.

 

 Контактные деформации в этих случаях определяются с помощью экспериментальных установочных коэффициентов контактной подачи.

Износ – процесс постепенного изменения размеров деталей в результате трения.

Износ ограничивает долговечность деталей по следующим критериям:

По потерям точности (приборы, измерительный инструмент, прецизионные станки – очень точные)

По снижению КПД, увеличению утечек (цилиндр и поршень двигателя внутреннего сгорания)

По уменьшению прочности из-за снижения сечений, изменения состояния поверхности, неравномерного износа опор (вагоны, червячные колеса)

По увеличению шума (передача транспортных машин)

По полному истиранию (деталь не пригодна к работе).

Виды изнашивания в машинах делят на 3 группы:

Механическое (абразивные) – из-за царапания деталей друг другом;

Молекулярно-механическое (при схватывании или заедании) – для всех червячных, зубчатых передач и др.;

Коррозионно-механическое (продукты коррозии стираются механическим путем).

Интенсивность изнашивания, а следовательно, и срок службы детали зависят от давления, скорости скольжения, коэффициента трения и износостойкости материала.

При сравнительном анализе конструкции для оценки долговечности по износу, а также для распространения результатов эксперимента и опыта эксплуатации на др. условия, принимают расчет в сравнительной форме:

, где Р – давление, S – путь трения, m = 1…3.

 Для уменьшения изнашивания широко используют смазку трущихся поверхностей и защиту от загрязнения, применяют антифрикционные материалы, специальные виды ХТО поверхностей и т.д. Изнашивание выводит из строя большое число деталей машин. Оно значительно увеличивает стоимость эксплуатации, вызывая необходимость проведения периодических ремонтных работ. Износостойкость деталей машин существенно уменьшается при наличии коррозии.

Детали машин и основы конструирования