тех мех. Тех Мех. Основные критерии работоспособности деталей и узлов машин. Работоспособность
 Скачать 26.24 Kb.
|
|
К большинству машин предъявляются следующие требования: высокая производительность;экономичность производства и эксплуатации; технологичность;равномерность хода;высокий кпд; точность работы; компактность, надежность и долговечность; удобство и безопасность обслуживания;транспортабельность; соответствие внешнего вида требованиям технической эстетики, современный дизайн. Применение в машине стандартных деталей и узлов уменьшает количество типоразмеров, обеспечивает взаимозаменяемость, облегчает ремонт машин. Одним из главных требований, предъявляемых к деталям, является технологичность, которая значительно влияет на их стоимость. Следует предусматривать максимально возможное применение стандартных узлов и деталей. Существенными показателями технологичности конструкции являются ее материалоемкость, трудоемкость изготовления и себестоимость. Технологичной считают такую конструкцию, для которой характерны минималь-ные затраты при производстве и эксплуатации. Основные критерии работоспособности деталей и узлов машин. Работоспособность – это состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции в пределах технических требований. Основные критерии работоспособности оценивают: - прочностью – способность сопротивляться разрушению; - жесткостью – способность сопротивляться изменению формы и размеров ( или допускать изменение в установленных пределах); - износостойкостью – способность сохранять необходимые размеры в течение заданного срока; - теплостойкостью – способность работать в пределах заданных температур; - вибрационной устойчивостью – способность работать в диапазоне далеком от области резонансов. Основными машиностроительными материалами являются: стали – сплав на основе железа с содержанием углерода до 2% и другими элементами. Свойства сталей улучшают легированием, т.е. добавлением в сплав вольфрама чугун- содержит углерода более 2%(2%-4%), обладает хорошими литейными и антифрикционными свойствами(малый коэффициент трения) цветные сплавы- сплавы на основе меди(латуни и бронзы), алюминия(силумины, дуралюмины), магния и мягких металлов неметаллические материалы – пластмассы, древесные, резиновые, текстильные и другие. В современных машинах используют: композиционные материалы – это композиции из тонких высокопрочных волокон(углерода, бора, стекла) и пластичной основы(матрицы) – металлической, керамической или полимерной. Такое строение материалов обеспечивает высокую надежность при переменном напряжении. порошковые материалы – получают прессованием и последующим спеканием в пресформах из смесей металлических и неметаллических порошков. Этим материалом можно придать особые свойства, которые не могут быть получены традиционными способами: высокую твердость, пористость, антифрикционность. Динамическое действие нагрузок Удар. Механические колебания Явление удара возникает в том случае, когда скорость движения рассматриваемого тела или связанных с ним тел изменяется за очень короткий период времени, измеряемый иногда тысячными долями секунды. Благодаря такому резкому изменению скорости от ударяемого тела на ударяющее во время удара передаются весьма большие ускорения, направленные в сторону, обратную движению ударяющего тела, а значит, передаются и большие силы инерции, вызывающие значительные напряжения в обоих соударяющихся телах. Исследования характера изменений инерционных сил в процессе удара весьма затруднительно, поэтому решение инженерных задач строится обычно на основе приближенной теории упругого удара, в которой применяются следующие основные допущения: 1) Кинематическая энергия ударяющего тела полностью переходит в потенциальную энергию деформации ударяемого тела; при этом пренебрегают энергией, идущей на деформацию ударяющего тела и основания, на котором находится ударяемое тело, а также на тепловые, магнитные и электрические явления. 2) Закон распределения напряжений и деформаций по объему ударяемого тела остается таким же, как и при статическом действии тел ; при этом не учитывается изменение этого распределения в том месте, где происходит соударение тел, а также за счет колебаний высокой частоты, сопровождающих явление удара во всем объеме тела. При выборе расчетных схем в условиях динамического нагружения вводится допущение о неизменности физико-механических характеристик Е, G, μ, σт и т.п., соответствующих статическим условиям нагружения. Для движущейся системы можно в каждый момент времени рассматривать состояние равновесия любой ее части под действием внешних усилий и сил инерции. В практических расчетах на удар широко используется энергетический метод, основанный на законе сохранения энергии. Динамические напряжения, возникающие при ударе, вычисляются следующим образом:   где σст и τст– нормальное и касательное напряжения в рассматриваемой точке при статическом нагружении системы, μ – динамический коэффициент (динамический коэффициент может обозначаться как μ или kд).. Если задана высота падения ударяющего тела Н, динамический коэффициент определяется по формуле:  , где это перемещение точки соударения в ударяемой системе при статическом действии веса ударяющего тела (может быть обозначено как ∆ст ).Если известна скорость падения ударяющего тела в момент касания с ударяемым телом υ, для вычисления динамического коэффициента используется выражение:  где: g=9,81м/сек2 –ускорение свободного падения, С учетом масс соударяемых тел расчет kд можно проводить по следующим формулам  здесь m– масса ударяющего тела; М=m+mк, где mк – приведенная масса ударяемой системы. Для вычисления приведенной массы ударяемой системы часто применяется выражение  , где mi— масса i– го элемента системы, δkk – перемещение точки сосредоточения приведенной массы ударяемой системы при действии единичной силы, прикладываемой в этой же точке, δik – перемещение точки сосредоточения массы i– го элемента ударяемой системы при действии единичной силы, прикладываемой в точке сосредоточения приведенной массы системы. |