Основы конструирования и расчета деталей машин. Виды нагрузок, действующих на детали машин, критерии работоспособности

Содержание

Слайд 2

Библиография Гулиа, Нурбей Владимирович. Детали машин [Текст] : учебник / Н.

Библиография
Гулиа, Нурбей Владимирович. Детали машин [Текст] : учебник / Н. В.

Гулиа, В. Г. Клоков, С. А. Юрков ; ред. Н. В. Гулиа. - 2-е изд., испр. - СПб. [и др.] : Лань, 2010. - 415 с.
Дунаев П.Ф., Леликов О.П.
Конструирование узлов и деталей машин - 11-е изд., 2008.
Слайд 3

Иванов М.Н. Детали машин - 11-е изд., 2007. Курмаз Л.В. Детали

Иванов М.Н. Детали машин - 11-е изд., 2007.
Курмаз Л.В. Детали

машин. Проектирование - 2-е изд., 2005.
Клоков В.Г. Детали машин. Проектирование узлов и деталей машин; выбор материалов и методов их упрочнения - 2-е изд., 2007.
Курсовое проектирование деталей машин
С. А. Чернавский, К. Н. Боков, И. М. Чернин . - 3-е изд., 2005.
Атлас конструкций узлов и деталей машин О. П. Леликов. - 2-е изд., 2009.
Слайд 4

В данном курсе рассматриваются детали машин, наиболее общие для всего машиностроения.


В данном курсе рассматриваются детали машин, наиболее общие для всего

машиностроения.
Слайд 5

Задача конструктора состоит в создании машин, дающих наибольший экономический эффект и

Задача конструктора состоит в создании машин, дающих наибольший экономический эффект

и обладающих наиболее высокими технико-экономическими и эксплуатационными показателями, конкурентно-способными на внутреннем и внешнем рынках.
Главными показателями являются:
высокая производительность, экономичность, прочность, надежность, малые масса и металлоемкость, габариты, энергоемкость, объем и стоимость ремонтных работ, расходы на оплату труда операторов, высокий технический ресурс и степень автоматизации, простота и безопасность обслуживания, удобство управления, сборки и разборки.
Слайд 6

Основные требования, предъявляемые к машинам и механизмам

Основные требования, предъявляемые к машинам и механизмам

Слайд 7

ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ – изготовление изделия при минимальных затратах труда, времени и средств

ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ – изготовление изделия при минимальных затратах труда, времени и средств

при полном соответствии своему назначению.
ЭКОНОМИЧНОСТЬ – минимальная стоимость производства и эксплуатации.
РАБОТОСПОСОБНОСТЬ – состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции.
НАДЁЖНОСТЬ – свойство объекта сохранять во времени способность к выполнению заданных функций
(ГОСТ 27.002-83).
Слайд 8

Основными критериями качества машин считают: МОЩНОСТЬ – скорость преобразования энергии; ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

Основными критериями качества машин считают:
МОЩНОСТЬ – скорость преобразования энергии;
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ – объём

работы (продукции, информации), выполняемой в единицу времени;
КПД (коэффициент полезного действия) – доля дошедшей до потребителя энергии (мощности);
ГАБАРИТЫ – предельные размеры;
Слайд 9

ЭНЕРГОЁМКОСТЬ - расход топлива или электричества отнесённый к объёму работы (пройденному

ЭНЕРГОЁМКОСТЬ - расход топлива или электричества отнесённый к объёму работы (пройденному

расстоянию, произведённой продукции);
МАТЕРИАЛОЁМКОСТЬ – количество конструкционного материала машины, обычно отнесённого к единице мощности;
ТОЧНОСТЬ – способность максимально соответствовать заданному положению (скорости и т.п.);
ПЛАВНОСТЬ ХОДА – минимальные ускорения при работе машины.
Слайд 10

Успешная работа деталей и машин заключается в обеспечении работоспособности и надёжности.

Успешная работа деталей и машин заключается в обеспечении работоспособности и

надёжности.
Слайд 11

РАБОТОСПОСОБНОСТЬ деталей и машин определяется как свойство выполнять свои функции с

РАБОТОСПОСОБНОСТЬ деталей и машин определяется как свойство выполнять свои функции

с заданными показателями и
характеризуется следующими критериями:
Слайд 12

Критерии работоспособности: ПРОЧНОСТЬ – способность детали сопротивляться разрушению или необратимому изменению

Критерии работоспособности:
ПРОЧНОСТЬ – способность детали сопротивляться разрушению или необратимому изменению формы

(деформации);
ЖЁСТКОСТЬ – способность детали сопротивляться любой деформации;
Слайд 13

ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ – способность сохранять первоначальную форму своей поверхности, сопротивляясь износу; ТЕПЛОСТОЙКОСТЬ

ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ – способность сохранять первоначальную форму своей поверхности, сопротивляясь износу;
ТЕПЛОСТОЙКОСТЬ –

способность сохранять свои свойства при действии высоких температур;
ВИБРОУСТОЙЧИВОСТЬ – способность работать в нужном диапазоне режимов без недопустимых колебаний.
Слайд 14

НАДЁЖНОСТЬ определяется как свойство детали и машины выполнять свои функции, сохраняя

НАДЁЖНОСТЬ определяется как свойство детали и машины выполнять свои функции,

сохраняя заданные показатели в течение заданного
времени и, по существу, выражает собой перспективы сохранения работоспособности
Слайд 15

БЕЗОТКАЗНОСТЬ – способность сохранять свои эксплуатационные показатели в течение заданной наработки

БЕЗОТКАЗНОСТЬ – способность сохранять свои эксплуатационные
показатели в течение заданной наработки без

вынужденных перерывов.
ДОЛГОВЕЧНОСТЬ – способность сохранять заданные показатели до
предельного состояния с необходимыми перерывами для ремонтов и
технического обслуживания.

Надёжной можно считать машину, имеющую следующие свойства:

Слайд 16

РЕМОНТОПРИГОДНОСТЬ – приспособленность изделия к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и

РЕМОНТОПРИГОДНОСТЬ – приспособленность изделия к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и

неисправностей
посредством техобслуживания и ремонта.
СОХРАНЯЕМОСТЬ – способность сохранять требуемые эксплуатационные показатели после установленного срока хранения и транспортирования.
Слайд 17

При всей значимости всех описанных критериев, нетрудно заметить, что ПРОЧНОСТЬ ЯВЛЯЕТСЯ ВАЖНЕЙШИМ КРИТЕРИЕМ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И НАДЁЖНОСТИ.

При всей значимости всех описанных критериев, нетрудно заметить, что
ПРОЧНОСТЬ


ЯВЛЯЕТСЯ ВАЖНЕЙШИМ КРИТЕРИЕМ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И НАДЁЖНОСТИ.
Слайд 18

Общие принципы прочностных расчётов Все этапы проектирования, каждый шаг конструктора сопровождается

Общие принципы прочностных расчётов
Все этапы проектирования, каждый шаг конструктора сопровождается расчётами.

Это естественно, т.к. грамотно выполненный расчёт намного проще и в сотни раз дешевле экспериментальных испытаний.
Чаще всего конструктор имеет дело с расчётами на прочность.
Различают проектировочные и проверочные расчёты.
Слайд 19

Проектировочный расчёт выполняется, когда по ожидаемым нагрузкам, с учётом свойств материала

Проектировочный расчёт выполняется, когда по ожидаемым нагрузкам, с учётом свойств материала

определяются геометрические параметры деталей.
Проверочный расчёт выполняют, когда известна вся "геометрия" детали и максимальные нагрузки, а с учётом свойств материала определяются максимальные напряжения, которые должны быть меньше допускаемых.
Слайд 20

Математическая формулировка условия прочности любой детали очень проста: НАПРЯЖЕНИЯ В МАТЕРИАЛЕ

Математическая формулировка условия прочности любой детали очень проста:

НАПРЯЖЕНИЯ В МАТЕРИАЛЕ ДЕТАЛИ
ДОЛЖНЫ

БЫТЬ МЕНЬШЕ ДОПУСКАЕМЫХ

Допускаемые напряжения следует принимать меньше предельных, "с запасом":
[σ] = σпредельное / n,
где n - коэффициент запаса (обычно 1,2 < n < 2,5) .

σmax ≤ [σ] 

Слайд 21

Не существует абсолютной, полной и завершённой классификации всех существующих деталей машин,

Не существует абсолютной, полной и завершённой классификации всех существующих деталей машин,

т.к. конструкции их многообразны и, к тому же, постоянно разрабатываются новые.
В данном курсе рассматриваются следующие группы деталей машин:
Слайд 22

- ПЕРЕДАЧИ передают движение от источника к потребителю. - ВАЛЫ и

- ПЕРЕДАЧИ передают движение от источника к потребителю.
- ВАЛЫ и ОСИ

несут на себе вращающиеся детали передач.
- ОПОРЫ служат для установки валов и осей.
- МУФТЫ соединяют между собой валы и передают вращающий момент.
- СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ДЕТАЛИ (СОЕДИНЕНИЯ) соединяют детали между собой.
- УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ смягчают вибрацию и удары, накапливают энергию, обеспечивают постоянное сжатие деталей.
- КОРПУСНЫЕ ДЕТАЛИ организуют внутри себя пространство для размещения всех остальных деталей, обеспечивают их защиту.