Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Критерии работоспособности и расчета деталей машин
К основным критериям работоспособности деталей машин относят прочность, жесткость, износостойкость, к дополнительным - теплостойкость, виброустойчивость и др. Прочность - способность детали воспринимать приложенные нагрузки без разрушения или возникновения пластических деформаций. Чаще всего прочность является главным критерием работоспособности большинства деталей. Основной метод расчета деталей на прочность - это расчет по допускаемым напряжениям. Согласно этому методу условия прочности при статическом нагружении имеют вид:
и ; или и , ;
где s, t - нормальные и касательные напряжения в опасных сечениях, найденные по одной из гипотез прочности; [s], [t] - допускаемые напряжения при статических нагрузках; ns, nt - действительные (расчетные) коэффициенты запаса прочности; [ns], [nt] - допускаемые (требуемые, заданные или нормативные) коэффициенты запаса прочности для рассчитываемой детали. Расчёты на прочность дают возможность определить размеры и формы деталей, выдерживающих заданную нагрузку, при наименьших затратах материала. Для выбора допускаемых напряжений и коэффициентов запаса прочности используют два метода: табличный и дифференциальный. Табличный метод заключается в выборе искомых величин допускаемых напряжений и коэффициентов запаса прочности по специальным таблицам, составленным научно-исследовательскими институтами и организациями, проектирующими машины и приведенным в справочной литературе. Дифференциальный метод (применяется реже) заключается в определении искомых величин по формулам, учитывающим различные факторы, влияющие на прочность рассчитываемой детали. Необходимо отметить, что зачастую детали машин имеют сложную форму, работают в различных условиях и не всегда возможно получить точную формулу для их расчета. Поэтому часто при расчете деталей машин применяют различные приближенные и эмпирические формулы, в которые входят поправочные коэффициенты, устанавливаемые из опытов и подтвержденные практикой конструирования и эксплуатации. Жесткость - способность детали сопротивляться изменению формы и размеров под действием приложенных нагрузок. Расчет на жесткость предусматривает ограничение упругих перемещений деталей в пределах, допускаемых для конкретных условий работы.
Иногда решающим является не критерий прочности, а критерий жесткости, т.к. он задает большие размеры деталей. Обычно рассматривают продольную, крутильную и контактную жесткость. Требования к жесткости деталей машин определяют следующие условия: • прочность детали при неустойчивом равновесии, а также при ударных нагрузках; • работоспособность детали совместно с сопряженными деталями; • динамическая устойчивость; • технологические условия; • удовлетворительная работа машины в целом.
Износостойкость - способность детали сохранять необходимые размеры трущихся поверхностей в течение заданного срока службы. Большое количество деталей машин выходит из строя вследствие износа. Следует стремиться назначить размеры деталей с учетом того, чтобы изнашиваемая деталь проработала заданный срок службы. Ограничение срока службы наступает: • из-за потери точности; • снижения КПД; • снижения прочности; • возрастания шума при работе; • полного истирания детали. Изнашивание - процесс разрушения поверхностных слоев при трении, зависящий от величины давления деталей друг на друга, скорости скольжения, коэффициента трения, шероховатости поверхностей и других факторов. Существуют различные виды изнашивания: усталостное, абразивное, коррозионно-механическое и др.
Рис. 1. Виды изнашивания
Механическое изнашивание – срезание и пластическое деформирование микронеровностей при относительном перемещении сопряженных поверхностей, объемное пластическое деформирование, повреждение поверхностей абразивными частицами, повреждение в результате развития усталостных трещин и др.
Молекулярно-механическое изнашивание. При больших значениях sн в результате разрушения оксидных пленок и пластического деформирования отдельные участки сопряженных поверхностей вступают в контакт, при котором происходит молекулярное сцепление, называемое схватыванием. При дальнейшем перемещении происходит разрушение «мест соединения». Этот процесс называется заеданием. Опасной формой заедания является задир, когда поверхность повреждается в виде борозд глубиной 100-200 мкм. Коррозионно-механическое изнашивание происходит в результате изнашивания коррозионных пленок под воздействием нормальных сил и сил трения. В результате появляются «вторичные» пленки, которые тоже изнашиваются. Это изнашивание окислительное. Изнашивание возникающее при очень малых относительных перемещениях сопряженных поверхностей, обусловленное деформациями и люфтами называется фреттинг-коррозией. Изнашивание деталей можно уменьшить выбором материалов, путем их химико-термической обработки, другими упрочняющими методами, соблюдением режима смазывания деталей. Теплостойкость - способность деталей нормально работать в заданном температурном режиме в пределах установленного срока службы. Работа большинства машин связана с повышенными режимами или тепловыделением при преодолении сил трения между отдельными деталями. В результате возникает ряд вредных явлений в работающей машине: • уменьшается несущая способность детали вследствие снижения механических характеристик материала при повышении температуры; • уменьшается защитная способность масляного слоя; • изменяются рабочие зазоры в подвижных соединениях; • изменяются свойства трущихся поверхностей; • понижается точность машины
Виброустойчивость - способность конструкции работать в нужном режиме без недопустимых колебаний, близких к области резонансов. Этот критерий обусловливает способность конструкции работать в необходимом диапазоне режимов без недопустимых колебаний и вибраций. Вибрации вызывают дополнительные переменные напряжения и приводят к усталостному разрушению. Виброустойчивость рассматривает: • вынужденные колебания; • автоколебания (самовозбуждающиеся); • возникновение шума при работе машины.
При расчете по рассмотренным критериям искусство конструктора состоит в том, чтобы найти наиболее рациональный вариант исполнения детали, узла, машины, при котором достигается самый высокий технико-экономический эффект при уже заданных материальных затратах.
Этапы проектирования машин
Основной задачей проектирования и конструирования машин является разработка документации, необходимой для их изготовления, монтажа, испытаний и эксплуатации. Проектированием называется разработка общей конструкции изделия, а конструирование включает детальную проработку всех элементов реальной конструкции. Процесс проектирования можно разделить на следующие основные этапы.
1. Выбор принципиальной схемы машины в зависимости от ее назначения и условий работы с ориентацией на существующие образцы-аналоги. 2. Составление упрощенных расчетных схем деталей с учетом характера их взаимодействия друг с другом. 3. Определение нагрузок, действующих на детали. 4. Выбор материала деталей с учетом его стоимости, обрабатываемости, физико-механических свойств и т.д. 5. Проведение расчетов основных размеров деталей по критериям работоспособности. Как правило, эти расчеты, основанные на ряде допущений и применении приближенных и эмпирических формул, являются предварительными и носят название проектных (или проектировочных). 6. Подробная конструктивная проработка узлов и деталей с указанием на рабочих чертежах всех размеров, допусков, параметров шероховатости поверхностей, специальных технических требований и т.п. 7. Проведение проверочных расчетов, заключающихся в определении запасов прочности в опасных сечениях деталей, деформаций (прогибов и углов поворота сечений), рабочих температур и т.д., и сопоставлении их с допускаемыми значениями. В случае несоответствия заданным критериям, вносят изменения в конструкцию, после чего повторяют проверочные расчеты.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-19; просмотров: 619; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.15.180.175 (0.012 с.) |