1. Основные требования к машинам и механизмам.

Работоспособность и надежность деталей машин характеризуются определенными условиями, или критериями. По одному или нескольким критериям ведут расчет, цель которого - определение размеров и материалов деталей машин. Остальные выбирают, исходя из накопленного опыта или по аналогии с существующими конструкциями. Важнейшими критериями являются прочность, жесткость, износостойкость, теплостойкость, виброустойчивость, надежность. [1, с. 5].
Фактические нагрузки, действующие на деталь, свойства материала, из которого она изготовлена, могут существенно отличаться от расчетных, причем эти отклонения носят случайный характер и предварительно не могут быть учтены. Для того чтобы обеспечить надежную работу детали и изделия в целом, наибольшие допускаемые напряжения [?] и [?] принимаются в n раз меньшими предельных или опасных напряжений? оп и? оп, при которых деталь разрушается или получает остаточные деформации: [?] = ?оп/n; [?] = ?оп/n.

При расчете на прочность при статической нагрузке в качестве опасного напряжения для пластичных материалов принимается предел текучести? т или? т, а для хрупких - предел прочности? в и? в.

Коэффициент запаса прочности n принимается равным произведению ряда коэффициентов: n = n1*n2*n3.

Коэффициент n1 учитывает степень точности определения нагрузок и напряжений. При повышенной точности расчета n1 принимается равным 1,2...1,5, при меньшей точности расчета - 2...3.

Коэффициент n2 учитывает отклонения механических характеристик материала и неоднородность его свойств. При расчете на прочность в случае статической нагрузки хрупких материалов по пределу прочности значение n2 для высокопрочной стали при низком отпуске принимают равным 2...3; для хрупких однородных материалов - 3...4; для весьма хрупких неоднородных материалов - 4...6. При расчетах повышенной точности учитывается масштабный фактор - влияние абсолютных размеров изделия, при увеличении которых допускаемые напряжения снижаются.

Коэффициент n3 учитывает степень ответственности детали, а также её стоимость и принимает следующие значения: для малоответственных и недорогих деталей n3 = 1,0...1,2; для случаев, когда поломка детали вызывает остановку машины, n3 = 1,3; для случаев, когда поломка детали вызывает аварию, n3 = 1,5.

Расчет на растяжение и сжатие. При проектном расчете площадь поперечного сечения детали, см2: F => P/[?]р, здесь P - сжимающая или растягивающая сила, кгс; [?]р - допускаемое напряжение при растяжении, кгс/см2.

При проверочном расчете определяют фактическое напряжение? и сопоставляют его с допускаемым [?]: ?р = P/F <= [?]р.

Расчет на изгиб. Растягивающие и сжимающие напряжения, кгс/см2, вызываемые изгибом, достигают наибольших значений в слоях, наиболее удаленных от нейтрального слоя, и определяются по формуле: ? = M/W, здесь M - изгибающий момент, кгс*см; W - момент сопротивления, см3.

При проектном расчете необходимый момент сопротивления: W => Mmax/[?]и см3, здесь [?]и - допускаемое напряжение при изгибе, кгс/см2.

Проверочный расчет ведётся по условию прочности: ?max = Mmax/W <= [?]и

Расчет на кручение. Если на стержень действует пара сил, создающая крутящий момент Mк, то в поперечных сечениях стержня возникают касательные напряжения? к. Наибольшей величины эти напряжения достигают на поверхности стержня, кгс/см2: ?кmax = Mк*r/Iр = Mк/Wр, здесь Mк - крутящий момент, кгс*см; Iр - полярный момент инерции, см4; r - радиус стержня, см; Wр = Iр/r - момент сопротивления при кручении, см3.

При проектном расчетенеобходимый момент сопротивления, см3: Wр = Mк/[?]к, здесь [?]к - допускаемое напряжение при кручении, кгс/см2.

При проверочном расчете наибольшее касательное напряжение: ?кmax = Mк/Wр <= [?]к. [2, с. 16...21].

Литература: 1. Левятов Д. С. Расчеты и конструирование деталей машин. М. :Высш. школа, 1979.

2. Справочник техника-конструктора. Самохвалов Я. А. , Левицкий М. Я. , Григораш В. Д. Киев, "Техніка", 1978.