Основные требования к машинам и деталям

ИЗ ИСТОРИИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Прообразы отдельных деталей машин, в применении к ручному инструменту, оружию и приспособлениям, известны с глубокой древности. К самым первым относятся рычаг и клин. Предшественником современных передач гибкой связью следует считать лучковый привод вращения для добывания огня (тетива лука - палочка - дощечка с отверстием).

К первым деталям из числа работающих в условиях, близких к условиям работы в машинах, следует отнести колесо, ось и подшипник (древние колесницы). Из глубокой древности известно применение катков, ворота и блоков. Примерно 2000 лет назад были известны и описаны в сочинениях древних цепи, зубчатые и червячные редукторы. В литературе эпохи Возрождения (X-XV век) описаны канатные и ременные передачи, грузовые винты, подшипники, зубчатые колеса различной конструкции.

Таким образом, большинство принципиальных типов деталей машин было известно еще в древности или в период Возрождения.

История развития деталей машин в России свидетельствует о значительном вкладе русских механиков в эту область техники.Механику Петра I - Нартову А.К. принадлежит заслуга изобретения суппорта токарного станка. К.Д. Фролов впервые предложил использовать чугунные рельсы для внутризаводского транспорта. Ф.А. Блинов изобрел гусеничный ход, Р.А. Корейво - цельнометаллическую упругую муфту.

Теория и методы расчета деталей машин разрабатывались по мере появления и совершенствования конструкций. Первым исследователем в области деталей машин следует считать Леонардо да Винчи (1452-1519 гг.). Ему принадлежат исследования в области трения, износа, конструирования винтовых передач.

В разработке многих теоретических вопросов большая роль принадлежит русским ученым, например, Петрову Н.П. - теория смазки, Жуковскому Н.Е. и Чаплыгину С.А. - теория подшипников, работа упругого ремня на шкивах; Гохману Х.И. - теория зубчатых зацеплений и т.д.

Из иностранных ученых необходимо отметить Рейнольдса и Зоммерфельда -теория смазки, Гюйгенса - профиль зубчатых колес. Виллиса - исследования в области зубчатых зацеплений, Льюиса - расчеты прочности зубчатых передач и др.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МАШИНАХ И ДЕТАЛЯХ

Основные понятия

Машины состоят из деталей.

Деталь - часть машины, изготовленная из однородного по наименованию и марки материала без применения сборочных операций. Детали могут быть простыми (штифт, гайка, шпонка и др.) и сложными (станина станка, коленчатый вал). Число деталей в сложных машинках может составлять десятки и тысячи. Все машины и механизмы состоят из деталей, объединенных в сборочные единицы.

Сборочной единицей – называют изделия, составные части которого соединяют между собой на предприятии- изготовителе сборочными операциями.

Узел - сборочная единица, состоящая из ряда деталей, имеющих общее функциональное назначение (подшипник качения, редуктор и т.п.).

Деталями и узлами общего назначения называют такие, которые имеются почти во всех машинах (винты, валы, подшипники и др.). К деталям и узлам специального назначения относят такие, которые встречаются только в одном или нескольких типах машин (поршни, шпиндели станков, лопатки турбин и др.).

Механизм - это совокупность деталей, предназначенных для преобразования одного вида движения в другой.

Машина - механизм или система механизмов, предназначенные для облегчения физического и умственного труда человека. Другими словами машиной можно назвать устройство, выполняющее определенные действия для преобразования энергии, материалов или информации.

В зависимости от функционального назначения машины делятся на классы:

а) машины-двигатели - преобразуют энергию любого вида в механическую (электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания и др.);

б) машины-генераторы - преобразуют механическую энергию в другой вид энергии (динамомашины, компрессоры и др.);

в) технологические машины - предназначены для изменения размеров, формы, свойств или состояния предмета (металлообрабатывающие станки, машины пищевой и швейной промышленности и др.);

г) подъемно-транспортные машины - служат для перемещения людей, грузов, изделий (эскалаторы, подъемные краны, транспортеры и др.);

д) информационные машины - предназначены для преобразования информации (ЭВМ).

Основные требования к машинам и деталям

При проектировании большинства машин к ним предъявляются следующие основные требования:

а) работоспособность - состояние машины, при котором она способна выполнять заданные функции с сохранением параметров, установленных в нормативно-технической документации;

б) надежность - свойство изделия сохранять работоспособность в течение заданного промежутка времени;

в) экономичность - определяется стоимостью материала, затратами на производство и эксплуатацию;

г) эстетичность - совершенство внешних форм деталей, узлов и машины в целом;

д) технологичность – свойство изделия, удовлетворяющее заданными техническим требованиям и изготовленное по наиболее эффективной для заданного типа производства технологии, обеспечивающей минимальную затрату средств, времени и труда.