Раздел 3. Детали машин

Тема 3.1. Основные положения. Соединения.

Цели и задачи раздела «Детали машин». Основные определения. Механизм и машина. Классификация машин. Детали машин и сборочные единицы, их классификация.. Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин: прочность, жесткость.

Сварные соединения: достоинства, недостатки, область применения.

Заклепочные соединения. Общие сведения о соединениях с натягом.

Резьбовые соединения.

Раздел «Детали машин» (ДМ) изучает детали общего назначения, применяемые во всех машинах: соединения, передачи, детали вращения. Детали, присущие определённому виду машин, называются деталями специального назначения и изучаются на специальных курсах.

Машиной называется агрегат, производящий полезную работу. Машины бывают разнообразными. Они могут различаться по назначению, размерам и конструкции, но все состоят из одинаковых по форме и назначению элементов – деталей.

Деталью называется элементарная часть машины, не подлежащая разборке. Например: болт, гайка, вал. Деталь, к которой крепятся остальные детали, называется базовой. В токарном станке это станина, в автомобиле – рама, в ДВС – блок. Несколько деталей, соединённых между собой, называются узлом. Несколько соединённых узлов представляют собой сборочную единицу или машину.

Любая машина всегда состоит из 3-х механизмов:

• рабочий орган или исполнительный механизм;

• двигатель;

• передача.

Механизмом называется устройство, совершающее строго закономерное движение. Как правило, механизм является составной частью машины. Например: в двигателе имеется RIV (кривошипно-шатунный механизм), задача которого преобразовать поступательное движение поршня во вращательное движение вала.

Ко всем машинам предъявляются следующие требования:

• прочность;

• экономичность (высокий КПД);

• низкая стоимость;

• простота управления и безопасность обслуживания;

• эстетичность.

Проектированием машин занимается конструктор. При проектировании возможны два вида задач:

• по заданной нагрузке и допускаемому напряжению определить размеры детали;

• по имеющимся размерам деталей определить допускаемую нагрузку или проверить деталь на прочность.

При расчёте детали одни размеры должны быть округлены до стандартных, другие - принимаются конструктивно с последующей проверкой деталей на прочность.

Основные критерии работоспособности и расчёта деталей машин.

Работоспособность деталей оценивается рядом условий, которые диктуются режимом работы:

• прочность;

• жёсткость;

• износоустойчивость;

• теплостойкость;

• виброустойчивость.

Прочность – способность тела сопротивляться воздействию внешних нагрузок, не разрушаясь и сопротивляться воздействию пластичных деформаций.

Жёсткость – способность деталей сопротивляться изменению формы и размеров под действием внешних сил.

Износостойкость – способность деталей сохранять необходимые размеры трущихся поверхностей в течение заданного срока службы.

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

Виброустойчивость – способность конструкции работать в пределах заданного диапазона режимов работы, достаточно далёких от области резонансов.