Лекции по деталям машин. В данном курсе рассматривается теория, расчет и конструирование деталей машин, их соединений и узлов, наиболее характерных для современных технологических машин icon

Лекции по деталям машин. В данном курсе рассматривается теория, расчет и конструирование деталей машин, их соединений и узлов, наиболее характерных для современных технологических машин




НазваЛекции по деталям машин. В данном курсе рассматривается теория, расчет и конструирование деталей машин, их соединений и узлов, наиболее характерных для современных технологических машин
Сторінка1/8
Дата конвертації02.12.2012
Розмір0.92 Mb.
ТипЛекции
  1   2   3   4   5   6   7   8

ЛЕКЦИИ ПО ДЕТАЛЯМ МАШИН.

В данном курсе рассматривается теория, расчет и конструирование деталей машин, их соединений и узлов, наиболее характерных для современных технологических машин.

При этом в инженерных расчетах реальные конструкции заменяют идеализированными моделями или расчетными схемами, а сами расчеты становятся приближенными.

Погрешность приближенных расчетов компенсируют выработанными в результате обобщения предшествующего опыта нормами и рекомендациями (в основном путем выбора коэффициентов запасов прочности). В каждой отрасли машиностроения вырабатывают и периодически корректируют свои нормы запасов прочности.

Для определения размеров детали, ее материала выполняют предварительный расчет - проектный.

Проверочный расчет – уточненный расчет известной конструкции, выполняемый в целях проверки ее прочности или определения норм нагрузки.

Неоднозначность выбора расчетных схем, запасов прочности предопределяет неоднозначность результатов инженерных расчетов и самих конструкций.

Собственно конструирование и составление конструкторской документации проходит следующие этапы:

  • техническое задание (определяет назначение, производительность, долговечность, габариты, стоимость и т.п.);

  • техническое предложение (проводится обоснование разработки документации на основе анализа существующих и предлагаемых решений);

  • эскизный проект (разрабатываются варианты общего вида и основных узлов с целью выбора оптимального варианта);

  • технический проект (содержит чертежи общих видов, узлов и деталей, спецификацию, техническую документацию на изготовление и сборку и др.)

  • рабочий проект (разрабатываются общие виды и узлы изделия, уточняются конструкции деталей);

Что же такое машина и механизм?

Машиной называется искусственное соединение материальных тел, предназначенное для облегчения или замены физического или умственного труда человека и увеличения его производительности.

^ Машина – устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации.

Механизмом называется искусственно созданная система тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел.

С точки зрения выполняемых машинами функций, машины можно разделить на следующие классы:

а) энергетические машины;

б) рабочие машины;

в) информационные машины;

г) кибернетические машины;

Энергетической машиной называется машина, предназначенная для преобразования любого вида энергии в механическую (и наоборот). В первом случае она носит название машины – двигателя, во втором – машины – генератора.

Рабочей машиной называется машина, предназначенная для преобразования материалов. Рабочие машины подразделяются на транспортные и технологические.

Транспортной машиной называется рабочая машина, в которой преобразование материала состоит только в изменении положения основного перемещаемого объекта.

Технологической машиной называется рабочая машина, в которой преобразование материала состоит в изменении формы, свойства и положения материала или обрабатываемого объекта.

Информационной машиной называется машина для преобразования информации. Информационные машины подразделяются на контрольно-управляющие и математические машины.

Контрольно-управляющей машиной называется машина, которая преобразует получаемую информацию (контрольно-измерительную) с целью управления энергетической или рабочей машинами.

Математической машиной называется машина, которая преобразует информацию, получаемую в виде различных математических образов, заданных в форме отдельных чисел или алгоритмов.

Кибернетической машиной называется машина, заменяющая или имитирующая различные механические, физиологические или биологические процессы, присущие человеку и живой природе, и обладающая элементами искусственного интеллекта.

Процессы преобразования энергии, материалов и информации, выполняемые машиной, в некоторых случаях происходят без непосредственного участия человека. Такие машины получили название машин-автоматов.

Развитое машинное устройство, состоящее из двигателя, передаточных механизмов и рабочей машины, и в некоторых случаях контрольно-управляющих и счетно-решающих устройств, называется машинным агрегатом.

Механизмы, входящие в состав машины, весьма разнообразны. Одни из них представляют собой сочетание только твердых тел. Другие имеют в своем основном составе гидравлические, пневматические тела или электрические, магнитные и др. устройства. Соответственно такие механизмы называются гидравлическими, пневматическими, электрическими и т.д. С точки зрения их функционального назначения механизмы машины обычно делятся на следующие виды:

а) механизмы двигателей и преобразователей;

б) передаточные механизмы;

в) исполнительные механизмы;

г) механизмы управления, контроля и регулирования;

д) механизмы подачи, транспортировки, питания и сортировки обрабатываемых сред и объектов;

е) механизмы автоматического счета, взвешивания и упаковки готовой продукции.


^ КИНЕМАТИКА МЕХАНИЗМОВ

Всякий механизм состоит из отдельных деталей (тел). В механизмах стационарного типа детали являются неподвижными, другие детали движутся относительно них. Каждая подвижная деталь или группа деталей, образующих одну жесткую систему подвижных тел, носит название подвижного звена механизма.

Например, шатун двигателя является одним подвижным звеном, хотя шатун может состоять из нескольких деталей: тела шатуна, крышек, шатунных подшипников, болтов и т.д. Но он все же будет одним подвижным звеном, ибо все детали, из которых шатун состоит, будучи соединены, образуют одну жесткую систему тел, не имеющих движения друг относительно друга.

Все неподвижные детали образуют одну жесткую неподвижную систему тел, называемую неподвижным звеном или стойкой.

Таким образом, в любом механизме мы имеем одно неподвижное звено и одно или несколько подвижных звеньев.

Подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев называется кинематической парой.

^ Элементами звена называются поверхности, линии, точки звена, по которым оно может соприкасаться с другим звеном, образуя кинематическую пару.

Связанная система звеньев, образующих между собой кинематические пары, называется кинематической цепью.

Отсюда следует, что в основе всякого механизма лежит кинематическая цепь. Но не всякую кинематическую цепь можно называть механизмом. Механизм предназначен для осуществления заранее заданных закономерных движений. Поэтому только та кинематическая цепь будет механизмом, звенья которой осуществляют целесообразные движения, вытекающие из инженерных производственных задач, для выполнения которых сконструирован механизм.


^ КЛАССИФИКАЦИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАР.

Возможные соединения звеньев в кинематические пары весьма разнообразны.




Таким образом, на относительное движение каждого звена кинематической пары накладываются ограничения, зависящие от способа соединения звеньев пары. Эти ограничения будем называть условиями связи в кинематических парах.

Рассмотрим теперь, какие же связи и в каком количестве могут быть наложены на относительные движения звеньев кинематической пары.

Как известно, в общем случае всякое свободно движущееся в пространстве абсолютно твердое тело, положение которого определяется тремя произвольно выбранными точками А, В, С, обладает шестью степенями свободы. В самом деле, положение твердого тела в пространстве фиксируется координатами трех его точек - А, В и С, т.е. девятью координатами (Ха, Уа, Zа), (Хв, Ув, Zв) и (Хс, Ус, Zс). Между собой эти координаты связаны тремя условиями постоянства расстояний: АВ, ВС, СА. Таким образом, число независимых параметров, определяющих положение твердого тела в пространстве, равно шести и тело обладает шестью степенями свободы. Движение такого тала может быть всегда представлено как движение вокруг и скольжение вдоль трех выбранных взаимно перпендикулярных осей х, у, z. Вхождение звена в кинематическую пару с другим звеном налагает на относительные движения этих звеньев условия связи. Число этих условий связи не может быть меньшим единицы (ибо это означало бы, что звенья не соприкасаются, т.е. кинематическая пара перестает существовать) и должно быть меньше шести (т.к. в противном случае звенья теряют относительную подвижность и кинематическая пара переходит в жесткое соединение двух звеньев).

Итак, число условий связи S, наложенных на относительное движение каждого звена кинематической пары, может располагаться в пределах от 1 до 5, т.е.

1 S  5

Следовательно, число степеней свободы Н звена кинематической пары в относительном движении может быть выражено зависимостью Н = 6 – S .

Число степеней свободы звена кинематической пары в относительном движении может изменяться также от 1 до 5.

Все кинематические пары делятся на классы в зависимости от числа степеней свободы звеньев кинематической пары в их относительном движении.

Рассмотрим несколько простейших примеров:












Класс

Условия связи

Степени свободы

I

1

5

II

2

4

III

3

3

IV

4

2

V

5

1


Рассмотренные выше кинематические пары относились к парам, для которых мгновенные возможные движения их звеньев не зависят друг от друга. Однако в технике встречаются кинематические пары, для которых относительные движения их звеньев связаны какой-либо дополнительной геометрической зависимостью. Примером может служить винтовая пара, наиболее часто встречающаяся в механизмах. Здесь угол поворота винта и величина его перемещения вдоль его оси связаны между собой определенной закономерностью

h = h (),

следовательно, на относительное движение звеньев такой пары наложена еще одна дополнительная связь, выраженная этим соотношением. Поэтому винтовая пара – пара V класса.

Кинематические пары делятся на низшие и высшие. Кинематическая пара, которая может быть выполнена соприкасанием элементов ее звеньев только по поверхности, называется низшей. Кинематическая пара, которая может быть выполнена соприкасанием элементов ее звеньев только по линии или в точках, называется высшей.

Для того чтобы элементы кинематических пар находились в постоянном соприкасании, они должны быть замкнуты. Замыкание может быть либо геометрическим, либо силовым. Геометрическое замыкание осуществляется соответствующими геометрическими формами элементов звеньев кинематической пары. Силовое замыкание осуществляется силой веса, силой упругости пружины и т.п.


^ КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ЦЕПИ.

Кинематической цепью называется связанная система звеньев, образующих между собой кинематические пары.

Кинематические цепи делятся на простые и сложные.

^ Простой кинематической цепью называется такая цепь, у которой каждое звено входит не более чем в две кинематические пары.

Сложной кинематической цепью называется цепь, в которой имеется хотя бы одно звено, входящее более чем в две кинематические пары.

Простые и сложные кинематические пары в свою очередь делятся на замкнутые и незамкнутые.

Замкнутой называется кинематическая цепь, каждое звено которой входит, по крайней мере, в две кинематические пары.

Незамкнутой кинематической цепью называется кинематическая цепь, в которой есть звенья, входящие только в одну кинематическую пару.


Дадим определение механизма как частного случая кинематической цепи.

Механизмом называется такая кинематическая цепь, в которой при заданном движении одного или нескольких звеньев относительно любого их них все остальные звенья совершают однозначно определяемые движения.

Звено (звенья) механизма которому сообщается движение, преобразуемое в требуемое движение других звеньев механизма, называется входным звеном (входными звеньями).

Звено (звенья) механизма, совершающее требуемое движение, для которого предназначен механизм, называется выходным звеном (выходными звеньями).


^ СТЕПЕНЬ ПОДВИЖНОСТИ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Как известно, звено, на которое не наложено никаких условий связи, обладает шестью степенями свободы. Тогда, если число звеньев кинематической цепи равно k, то общее число степеней свободы, которыми обладают k звеньев до их соединения в кинематические пары, равно 6k.

Соединение звеньев кинематической пары накладывает различное число связей на относительное движение звеньев, зависящее от класса пар. Если число пар I класса, в которые входят звенья рассматриваемой кинематической цепи, равно Р1, число пар II класса - Р2, число пар III класса – Р3, число пар IV класса – Р4 и число пар V класса - Р5, то из 6k степеней свободы, которыми обладали звенья до их вхождения в кинематические пары, необходимо исключить те степени свободы, которые отнимаются вхождением звеньев в кинематические пары.Тогда Н, которым обладает кинематическая цепь, равно


H = 6k – 5 P5 – 4P4 – 3P3 – 2 P2 – P1

В конструкциях применяются обычно замкнутые или не замкнутые кинематические цепи, у которых одно из звеньев неподвижно, т.е. является стойкой.

В этом случае общее число степеней свободы цепи уменьшится на шесть и число степеней свободы относительно неподвижного звена будет равно:


= H – 6.

Число степеней свободы кинематической цепи относительно звена, принятого за неподвижное, называется степенью подвижности.

Если обозначим n – число подвижных звеньев кинематической цепи, то получим

= 6n - 5P5 – 4P4 – 3P3 – 2 P2 – P1

или формулу подвижности (или структурную формулу кинематической цепи общего вида).

Эта формула в несколько ином виде впервые была дана П.И. Сомовым в 1887г. и развита А.П. Малышевым в 1923 г и носит название формулы Сомова-Малышева.

Рассмотрим пример:

А – V кл.

В – V кл.

С – IV кл

Д – III кл

= 6n - 5P5 – 4P4 – 3P3 = 6· 3 - 5· 2 - 4·1 – 3 · 1=1


Необходимо выяснить, как связаны между собой определенность движения звеньев механизма и его степень подвижности. Как было показано, степень подвижности характеризует число степеней свободы механизма относительно звена, принято за неподвижное (стойку). Тогда, если механизм обладает одной степенью подвижности, то одному из звеньев механизма мы можем предписать относительно стойки какой-либо вполне определенный закон движения (одну обобщенную координату механизма), например, вращательное, поступательное или винтовое движение с заданными скоростями. При этом все остальные звенья механизма получают вполне определенные движения, являющиеся функциями заданного. Если механизм обладает двумя степенями подвижности, то необходимо задать одному из звеньев два независимых движения (две обобщенные координаты механизма) относительно стойки или двум звеньям по одному независимому движению относительно стойки и т.д. Например, механизм, показанный на рис., как это было выяснено, обладает одной степенью подвижности. Следовательно, сообщив одному из его звеньев движение по определенному закону, мы получаем вполне определенные движения всех остальных звеньев этого механизма.


^ ОСНОВНЫЕ КРИТЕРИИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И

РАСЧЕТА ДЕТАЛЕЙ МАШИН.


Деталь – часть машины, которую изготовляют без сборочных операций. Детали могут быть простыми (винт, шпонка) или сложными (коленчатый вал, корпус редуктора).

Несколько деталей, собранных в одно целое, образуют сборочную единицу или узел.

Узел – законченная сборочная единица, состоящая из ряда деталей, имеющих общее функциональное назначение (подшипник качения, муфта, редуктор).

Основные требования к конструкции детали – ее надежность и экономичность.

Надежность – свойство изделия сохранять во времени свою работоспособность.

Экономичность определяется стоимостью материала, затратами на производство и эксплуатацию.

Работоспособность – состояние изделия, при котором оно способно нормально выполнять заданные функции.

Отказы деталей машин в основном связаны с разрушением, изнашиванием и недостаточной жесткостью.

При конструировании работоспособность деталей обеспечивают выбором материала и расчетом размеров по основному критерию.

Основные критерии работоспособность и расчета деталей машин:

Прочность – важнейший критерий работоспособности.

Прочность – способность детали сопротивляться разрушению или возникновению недопустимых пластических деформаций под действием приложенных к ней нагрузок. Это абсолютный критерий. Ему должны удовлетворять все детали.

Различают разрушение деталей вследствие потери статической прочности или сопротивления усталости.

Потеря статической прочности происходит тогда, когда значение рабочих напряжений превышает предел статической прочности материала (напр.,σв) (случайные перегрузки, скрытые дефекты детали).

Потеря сопротивления усталости происходит в результате длительного действия переменных напряжений, превышающих предел выносливости материала (напр.,σ-1) (сопротивление усталости значительно понижается при наличии концентраторов, например, связанных с конструктивной формой детали (канавки, галтели) или с дефектами производства (царапины, трещины …)).

Прочность оценивают (рассчитывают) по:

  1. допускаемым напряжениям;

  2. запасам прочности;

  3. статистическим запасам прочности;

1. Условие прочности детали по допускаемому напряжению σmax [σ], где σmax– наибольшее напряжение в некоторой точке детали, [σ] – допускаемое напряжение.

Эти расчеты наиболее просты и удобны для обобщения опыта конструирования путем накопления данных о напряжениях в конструкциях машин массового выпуска, опыт эксплуатации которых велик.


2. Условие прочности при расчете по запасам прочности n=, где n – запас прочности, σпред – предельное напряжение (предел прочности при постоянных нагрузках, предел выносливости при переменных нагрузках).

Величина σпред отражает геометрию детали, технологию ее изготовления и условия нагружения, поэтому величина необходимого запаса прочности имеет стабильное значение.

3. Статистические запасы прочности являются более обоснованными характеристиками прочности.

Расчет по статистическим запасам прочности выполняют для ответственных конструкций.


^ ВИДЫ НАГРУЗОК.


Важным при расчетах на прочность является точное выявление действительных эксплуатационных нагрузок. Их подразделяют на постоянные и переменные. В то же время постоянные нагрузки могут вызывать переменные напряжения. Так, при вращении вала, нагруженного изгибающим моментом, одни и те же волокна его оказываются то в растянутой, то в сжатой зоне. Так же поочередный вход в зацепление зубьев зубчатых передач вызывает в них периодическое изменение напряжений.

Основные механические характеристики материалов (предел текучести σт, временное сопротивление σв) определяют при постоянных нагрузках.

Большинство машин работает при переменных нагрузках.

Переменность нагружения обусловлена периодическим изменением нагрузок и, соответственно, напряжений.

Продолжительность одного цикла нагружения называют периодом и обозначают Т.

Характеристикой напряженности детали является цикл напряжений – совокупность последовательных значений напряжений за один период их изменения при регулярном нагружении.

Цикл напряжений характеризуют максимальным σmax, минимальным σmin и средним σm напряжениями, амплитудой σа напряжений, периодом Т, коэффициентом асимметрии R= σmin / σmax . Основные циклы напряжений: асимметричный (крепежные винты, пружины), отнулевой (зубья зубчатых колес), симметричный (валы, вращающиеся оси).

Разрушение деталей машин, длительное время подвергающихся действию переменных напряжений, происходит при значительно меньших напряжениях, чем временное сопротивление или предел прочности.





Под действием переменных напряжений возникают необратимые изменения физико-механических свойств материала – усталостные повреждения (образование микротрещин, их развитие и разрушений материала). Процесс накопления повреждений называют усталостью.

Число циклов напряжений, выдержанных нагруженной деталью до усталостного разрушения, называют циклической долговечностью, которую можно оценить с помощью кривых усталости. Кривые усталости получают опытным путем, задавая испытуемым образцам различные значения напряжений σ = σmax и определяя число N циклов, при которых происходит их разрушение. Кривые усталости описывают степенной функцией · N =C




Как видно, разрушающее напряжение σ существенно меньше при большем числе циклов нагружения. Поэтому детали, рассчитанные на длительную работу, имеют большие размеры.

Результаты испытаний имеют существенное рассеивание. Так, при испытаниях подшипников качения разрушение первого и последнего подшипника из партии в 50 шт. отличается по времени работы в 30 раз. По какому же времени вести расчет?

Если по среднему, то надежность – 50%.

Тогда половина подшипников будет разрушаться раньше расчетного срока. Если ориентироваться на разрушение первого подшипника, то конструкция получится громоздкой и тяжелой. Следовательно, необходимо при расчете устанавливать уровень надежности в зависимости от степени ответственности узла.

Жесткость – способность детали сопротивляться изменению формы и размеров под нагрузкой. Роль этого критерия работоспособности возрастает в связи с тем, что прочностные характеристики материалов постоянно улучшают, что позволяет уменьшить размеры деталей, а упругие характеристики (модуль упругости) при этом не изменяются. Так, за последние 30 лет временное сопротивление σв легированных сталей повысили от 500 до 1500 МПа при неизменном значении модуля упругости Е=2 · 105 МПа.

В большинстве случаев основным критерием расчета валов является жесткость, а не прочность.

Практические расчеты на жесткость проводят в форме ограничения упругих деформаций в пределах, допустимых для конкретных условий работы.

^ Износостойкость деталей машин

Износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию. Под изнашиванием понимают процесс разрушения и отделения вследствие трения материала с поверхности тела, проявляющийся в постепенном изменении размеров и формы. В результате увеличиваются зазоры в подшипниках, направляющих, зацеплениях. Снижается мощность, КПД, надежность, точность, увеличивается шум.

Почти в 90% случаев выхода из строя машин причиной является изнашивание.

Износ можно уменьшить, если разделить трущиеся детали смазочным материалом.

Универсального и общепринятого метода расчета на изнашивание нет. В большинстве случаев расчет проводят в форме ограничения действующих давлений контакта Р< [Р].

^ Коррозионная стойкость. Коррозия - процесс постоянного разрушения поверхностных слоев металла в результате окисления. Из-за коррозии ежегодно теряется до 10% выплавляемого металла. Коррозия особенно опасна для поверхностей трения и деталей, работающих при переменных напряжениях.

Для защиты от коррозии применяют антикоррозионные покрытия или изготавливают детали из специальных коррозионно-устойчивых материалов (нержавеющая сталь, пластмассы)

Теплостойкость – способность конструкции работать в пределах заданных температур в течение заданного срока службы.

Нагрев деталей в процессе работы машины приводит к:

  1. снижению механических характеристик материала и к появлению пластических деформаций – ползучести;

  2. уменьшению зазоров в подвижных сопряжениях деталей и, как следствие, схватыванию, заеданию, заклиниванию;

  3. снижению вязкости масла и несущей способности масляных пленок.


Для обеспечения нормального теплового режима работы проводят тепловые расчеты, определяют по уравнению теплового баланса среднюю установившуюся температуру при работе машины. Для повышения теплоотдачи предусматривают охлаждающие ребра, принудительное охлаждение и т.д.

Виброустойчивость – способность конструкции работать в диапазоне режимов, достаточно далеких от области резонанса.

Вибрации снижают качество работы машин, увеличивают шум, вызывают дополнительные напряжения в деталях. Особенно опасны резонансные колебания. С ростом скоростей движения (вращения) деталей расчеты на виброустойчивость приобретают все большее значение. Периодическое изменение сил от неуравновешенности вращающихся деталей, погрешностей изготовления вызывают вынужденные колебания. При совпадении или кратности частоты вынужденных колебаний и частоты собственных колебаний наблюдается явление резонанса, амплитуда колебаний достигает больших значений, происходит разрушение.

Расчеты на виброустойчивость выполняют для машины в целом. Они сводятся к определению частот собственных колебаний механической системы и обеспечению их несовпадений с частотой вынужденных колебаний.


^ НАДЕЖНОСТЬ МАШИН


Различают три периода, от которых зависит надежность: проектирование, производство, эксплуатация.

При проектировании закладываются основы надежности.

При производстве обеспечивают все средства повышения надежности, заложенные конструктором.

При эксплуатации реализуется надежность изделия.

Отказ – событие, заключающееся в полной или частичной утрате работоспособности.

Показатели качества изделия по надежности и безотказности, долговечности и ремонтопригодности.

Безотказность – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение заданного времени.

Долговечность – свойство изделия длительно сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при соблюдении норм эксплуатации. Под предельным понимают такое состояние изделия, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна.

Ремонтопригодность – свойство изделия, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособности путем технического обслуживания и ремонта.

Временные понятия надежности: наработка, ресурс и срок службы.

Наработка – продолжительность или объем работы изделия (в часах, километрах пробега, числах циклов нагружения).

^ Ресурс – суммарная наработка изделия от начала эксплуатации до перехода в предельное состояние (в часах, километрах пробега и др.).

Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации изделия от начала до перехода в предельное состояние. Выражают обычно в годах. Срок службы включает наработку изделия и время простоев.

Основные показатели надежности:

по безотказности - вероятность без отказной работы и интенсивность отказов;

по долговечности – средний и гамма процентный ресурс;

по ремонтопригодности – вероятность восстановления.

^ Вероятность безотказной работы – вероятность того, что в заданном интервале времени не возникает отказ изделия. Если за время t наработки из числа N одинаковых изделий были изъяты из-за отказов n изделий, то вероятность безотказной работы изделия

P (t) = (N-n)/N = 1-n/N

Вероятность безотказной работы сложного изделия равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных его элементов

P (t) =P1(t) · P2 (t) · …· Pn (t).

Следовательно, чем больше элементов в изделии, тем ниже его надежность.

^ Интенсивность отказов λ (t) – отношение числа n отказавших в единицу времени t изделий к числу изделий (N-n), исправно работающих в данный отрезок времени, при условии, что отказавшие изделия не восстанавливают и не заменяют новыми:

λ (t) =n/[(N – n)t].

Вероятность безотказной работы можно оценить по интенсивности отказов

P (t) =1-λ (t) · t

Для деталей машин в качестве показателя их долговечности используют средний ресурс (математическое ожидание ресурса в часах работы, километрах пробега, миллионах оборотов).

Вероятностью восстановления – вероятность того. Что время восстановления работоспособного состояния изделия не превысит заданное значение.


^ КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ.


При выборе материала учитывают следующие факторы: соответствие свойств материала главному критерию работоспособности (прочность, жесткость, износостойкость …), требования к массе и габаритам детали и машины в целом, другие требования, связанные с назначением детали, условиями ее эксплуатации, соответствие свойств материала конструктивной форме и способу обработки детали (штампуемость, свариваемость, литейные свойства…), стоимость.

Для изготовления деталей машин применяются стали, чугуны, алюминиевые, магниевые, титановые и медные сплавы.

Стали – железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода до 2%.

Сталь – основной материал, широко применяемый в машиностроении. Она сравнительно недорога и производится в больших количествах. Сталь обладает ценным комплексом механических, физико-химических и технологических свойств. Стали классифицируют по химическом составу, назначению, качеству, степени раскисления и структуре.


^ Классификация по химическому составу.

По химическому составу стали подразделяются на углеродистые и легированные. Сталь, свойства которой в основном зависят от содержании углерода, называют углеродистой. Углеродистые стали по содержанию углерода подразделяют на низкоуглеродистые (до 0,25% С), среднеуглеродистые (0,25 –0,6% С) и высокоуглеродистые (более 0,6%С). С увеличением содержания углерода возрастает прочность и снижается пластичность. В обозначении марки стали среднее содержание углерода в сотых долях процента показывают первые две цифры (например, сталь 45 содержит 0,45% углерода).

Легированной называют сталь, в состав которой входят специально введенные элементы для придания ей требуемых свойств. По количеству введенных легирующих элементов легированную сталь делят на низколегированную (с суммарным содержанием легирующих элементов до 2,5%), среднелегированную (2,5 10%) и высоколегированную (свыше 10%). В зависимости от введенных элементов различают стали, например, хромистые, марганцовистые, хромоникелевые и т.п.

Процентное содержание в стали легирующих присадок указывают цифрами после буквы (например, сталь 12 X 2Н4 содержит в среднем 0.12 % углерода, 2 % хрома, 4% никеля).

Легированные стали дороже углеродистых.


^ Классификация по назначению.

Стали по назначению делят на конструкционные. инструментальные и стали специального назначения с особыми свойствами.

Конструкционные стали представляют наиболее обширную группу, предназначенную для изготовления деталей машин, приборов и элементов строительных конструкций.

Инструментальные стали подразделяют на стали для изготовления режущего, измерительного инструментов и штампов холодного и горячего деформирования.

Стали специального назначения – это нержавеющие (коррозионно-стойкие), жаростойкие, жаропрочные, износостойкие и др.


^ Классификация по качеству.

Стали по качеству классифицируют на стали
  1   2   3   4   5   6   7   8



Схожі:

Лекции по деталям машин. В данном курсе рассматривается теория, расчет и конструирование деталей машин, их соединений и узлов, наиболее характерных для современных технологических машин iconДокументи
1. /+Теория механизмов и машин/Аннотациучебника.doc
2. /+Теория...

Лекции по деталям машин. В данном курсе рассматривается теория, расчет и конструирование деталей машин, их соединений и узлов, наиболее характерных для современных технологических машин iconМуфты передают вращающий момент без изменения его
Большинство машин и технологических систем состоит из отдельных узлов. Для обеспечения кинематической и силовой связей валы узлов...
Лекции по деталям машин. В данном курсе рассматривается теория, расчет и конструирование деталей машин, их соединений и узлов, наиболее характерных для современных технологических машин icon1. основи розрахунку та конструювання типових машин
Машин» – включає питання з дисциплін: «Опір матеріалів», «Деталі машин», «тмм», «Теоретична механіка»
Лекции по деталям машин. В данном курсе рассматривается теория, расчет и конструирование деталей машин, их соединений и узлов, наиболее характерных для современных технологических машин iconВалы и оси. Назначение, конструкции валов и осей
...
Лекции по деталям машин. В данном курсе рассматривается теория, расчет и конструирование деталей машин, их соединений и узлов, наиболее характерных для современных технологических машин iconЛитература Учебник иванов детали мишин м.: Высш шк. 2000. Шелофаст Детали мишин П. Г. Гузенков Детали машин м.: Высш шк. 1986 -359 с. Пособия учебно-справочные
Целью курса является приобретение студентом навыков проектирования, освоение методов расчета и изучение конструкций основных деталей...
Лекции по деталям машин. В данном курсе рассматривается теория, расчет и конструирование деталей машин, их соединений и узлов, наиболее характерных для современных технологических машин iconМетодические указания для проведения практических занятий по разделу курсового проекта по дисциплинам «Детали машин» и«Прикладная механика» для студентов технических специальностей
«Расчет червячной передачи» по дисциплинам «Детали машин» и «Прикладная механика» для студентов технических специальностей дневной...
Лекции по деталям машин. В данном курсе рассматривается теория, расчет и конструирование деталей машин, их соединений и узлов, наиболее характерных для современных технологических машин iconДокументи
1. /ДСТУ ГОСТ ЕН 1837-2003 Безопасность машин. Внутреннее освещение машин..pdf
Лекции по деталям машин. В данном курсе рассматривается теория, расчет и конструирование деталей машин, их соединений и узлов, наиболее характерных для современных технологических машин iconДокументи
1. /Грис Д.Конструирование компиляторов для цифровых вычислительных машин.1975.djvu
Лекции по деталям машин. В данном курсе рассматривается теория, расчет и конструирование деталей машин, их соединений и узлов, наиболее характерных для современных технологических машин iconАссоциация "Надежность машин и сооружений"
На базе Института проблем прочности нан украины функционирует Ассоциация "Надежность машин и сооружений" ("Надежность"), которая...
Лекции по деталям машин. В данном курсе рассматривается теория, расчет и конструирование деталей машин, их соединений и узлов, наиболее характерных для современных технологических машин iconДокументи
1. /ДСТУ EN 1005-2.2005 Безопасность машин. Физические возможности человека. Часть 2. Ручное...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©te.zavantag.com 2000-2017
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи