Введення
В«Деталі машинВ» є першим з розрахунково-конструкторських курсів, в якому вивчають основи проектування машин і механізмів.
Будь-яка машина (механізм) складається з деталей.
Деталь - така частина машини, яку виготовляють без складальних операцій. Деталі можуть бути простими (Гайка, шпонка і т.п.) або складними (колінчастий вал, корпус редуктора та ін.) Деталі частково або повністю об'єднують у вузли. Вузол являє собою закінчену складальну одиницю, що складається з ряду деталей, що мають загальне функціональне призначення (підшипник кочення, муфта, редуктор і т.п.). Складні вузли можуть включати кілька простих вузлів, наприклад, редуктор включає підшипники, вали з насадженими на них зубчастими колесами і т.п.
Серед великої різноманітності деталей і вузлів машин виділяють такі, які застосовують майже у всіх машинах (болти, вали, муфти, механічні передачі тощо). Ці вузли називають деталями загального призначення. Всі інші деталі (поршні, лопатки турбін) відносять до деталей спеціального назначения.
Деталі загального призначення застосовують в машинобудуванні в дуже великих кількостях. Тому будь-яке удосконалення методів розрахунку і конструкції цих деталей, що дозволяє зменшити витрати матеріалу, знизити вартість виробництва, підвищити довговічність, приносить великий економічний ефект. Основні вимоги до конструкції деталей машин: досконалість конструкції деталі оцінюють по її надійності та економічності. Під надійністю розуміють властивість виробу зберігати в часі свою працездатність. Економічність визначають вартістю матеріалу, витратами на виробництво і експлуатацію.
Основні критерії працездатності і розрахунку деталей машин - міцність, жорсткість, зносостійкість, корозійна стійкість, теплостійкість, вібростійкість. Значення того чи іншого критерію для даної деталі залежить від її функціонального призначення та умов роботи. Наприклад, для кріпильних гвинтів головним критерієм є міцність, а для ходових гвинтів - зносостійкість. При конструюванні деталей їх працездатність забезпечують в основному вибором відповідного матеріалу, раціональної конструктивною формою і розрахунком розмірів за головними критеріями. Міцність є головним критерієм працездатності більшості деталей.
Жорсткість характеризується зміною розмірів і форми деталі під навантаженням. Розрахунок на жорсткість передбачає обмеження пружних переміщень деталі в межах, допустимих для конкретних умов роботи.
Зношування - процес поступової зміни розмірів деталей в результаті тертя. При цьому збільшуються зазори в підшипниках, в напрямних, у зубчастих зачеплення, в циліндрах поршневих машин тощо Встановлено, що при сучасному рівні техніки 85 ... 90% машин виходять з ладу в результаті зношування та тільки 10 ... 15% з інших причин.
Особливості розрахунку деталей машин. Для того щоб скласти математичний опис об'єкта розрахунку і по можливості просто вирішити завдання, в інженерних розрахунках реальні конструкції замінюють ідеалізованими моделями або розрахунковими схемами. Наприклад, при розрахунках на міцність, по суті, несуцільний і неоднорідний матеріал деталей розглядають як суцільний і однорідний, ідеалізують опори і форму деталей. При цьому розрахунок стає наближеним. У наближених розрахунках велике значення мають правильний вибір розрахункової моделі, вміння оцінити головні і відкинути другорядні фактори. Зазначимо, однак, що неточності розрахунків на міцність компенсують в основному за рахунок запасів міцності. При цьому вибір коефіцієнтів запасів міцності стає досить відповідальним етапом розрахунку. Занижене значення запасу міцності призводить до дозволу деталі, а завищене - до невиправданого збільшення маси виробу і перевитрати матеріалу.
В інженерній практиці зустрічаються два види розрахунку: проектний і перевірочний. Проектний розрахунок - попередній, спрощений розрахунок, що виконується в процесі розробки конструкції деталі (машини) з метою визначення її розмірів і матеріалу. Перевірочний розрахунок - уточнений розрахунок відомої конструкції, що виконується в метою перевірки її міцності або визначення норм навантаження. Вибір матеріалів для деталей машин є відповідальним етапом проектування. Правильно вибраний матеріал значною мірою визначає якість деталі і машини в цілому. Вибираючи матеріал, враховують в основному наступні фактори: відповідність властивостей матеріалу головному критерію працездатності (міцність, зносостійкість і ін); вимоги до масою і габаритами деталі і машини в цілому; інші вимоги, пов'язані з призначенням деталі і умов її експлуатації і інші чинники. Проектування машин та їх деталей є особливим видом інженерного творчості. Для прийняття вдалих технічних рішень недостатньо знань однієї лише теорії. Необхідно так само знайомство з існуючими конструкціями і вміння в них критично розібратися; знання технологічних основ виготовлення деталей; знання умов роботи проектованої маши...
