Основные критерии работоспособности деталей машин


Ряды предпочтительных чисел

Стандарт (ГОСТ) – это технический закон, соблюдение которого является безоговорочным и обязательным.

Одной из основ стандартизации являются ряды предпочтительных чисел, получившие широчайшее применение в машиностроении для размеров, передаточных чисел, нагрузок, мощностей, скоростей и других параметров.

По ГОСТ 8032-84 принято пять рядов чисел геометрической прогрессии

(наиболее экономически выгодной) со знаменателем j = 101/ n, которые обозна-

чают буквой R (по имени автора, Шарля Ренара, 1879 г.) и цифрой показателя n:

n          
φ 1,6 1,25 1,12 1,06 1,03
ряд R5 R10 R20 R40 R80

Наиболее распространенным является "средний" ряд чисел R20:

1 1,12 1,25 1,4 1,6 1,8
2 2,24 2,5 2,8 3,15 3,55
4 4,5 5 5,6 6,3 7,1
8 10.      

Примечание. Подчеркнутые цифры образуют ряд R10.

Предпочтительные числа других порядков можно получить переносом запятой в любую сторону, т.е. умножением на 10, 102… 10–2, 10–1 и т.д.

На основе рядов предпочтительных чисел построены стандарты конкретных объектов. Например, по ГОСТ 6636-69 ряды нормальных линейных размеров обозначают Ra (Ra10, Ra20 и т.д.).

Зная числа рядов, можно иметь "в голове" параметры многих стандартов.

 

Основные критерии работоспособности деталей машин

 

Критерий – это "мерило значения чего-либо", граница допустимости решения, ограничение целевой функции.

Важнейшими критериями работоспособности деталей машин являются прочность, жесткость, износостойкость, теплостойкость, вибрационная устойчивость.

При конструировании работоспособность деталей обеспечивают выбором материала и расчетом размеров по основному критерию. Выбор критерия обусловлен характером воздействия нагрузки, среды и вызываемым видом отказа.

В настоящее время самым распространенным критерием работоспособности является прочность.

Прочность – это способность детали сопротивляться разрушению или потере формы под действием приложенных к детали нагрузок. Этому критерию должны удовлетворять все детали и узлы.

На основании принципа независимости действия сил любое сложное напряженное состояние можно разложить на простые виды: растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг (кручение), срез – это внутренние напряжения в сечениях деталей.

На поверхности соприкосновения (контакта) двух деталей под нагрузкой возникают поверхностные напряжения. Если размеры площадок контакта одного порядка с другими размерами деталей, то говорят о напряжениях смятия sсм. Если хотя бы один из размеров площадки контакта существенно мал по сравнению с другими размерами, то возникают контактные напряжения.

Исследованием контактных напряжений занимался Генрих Герц (Hertz). В его честь эти напряжения обозначают с индексом "Н": sН, τН.

В "Теории упругости" различают две контактные задачи:

а) с первоначальным (до приложения нагрузки) контактом по линии,

например, сжатие двух цилиндров по общей образующей (рис. 1.1);

Вследствие упругих деформаций под действием сжимающей нагрузки w = F / l линия контакта переходит в узкую полоску шириной 2а (2а << r), на которой возникают контактные напряжения sН, изменяющиеся по эллиптическому закону.

Формула Герца для первоначального контакта по линии: sН = ZE (w / rпр)1/2 £ [sH] , (1.1)

где w = F / l – удельная (на 1 мм длины линии контакта) линейная нагрузка, Н/мм; ZE – коэффициент влияния механических свойств материалов деталей;

   
1/ rпр = 1/r1 ± 1/r2 – приведенная кривизна поверхностей контакта: r1 и r2 – радиусы кривизны. Знак плюсконтакт двух выпуклых тел (рис. 1.1), знак минусконтакт выпуклого r1 и вогнутого r2 тел.

 

Рис. 1.1 Рис. 1.2

 

б) с первоначальным контактом в точке, например, сжатие шара на плоскости (рис. 1.2).

Числовые значения sН намного превышают другие виды напряжений и даже пределы текучести sТ и прочности sВ. Например, в подшипниках качения sНmax = = 4200 МПа, а sТ = 1700 МПа и sВ = 1900 МПа у стали ШХ15 для них.

Кроме sН , в зоне контакта возникают также касательные напряжения

tНmax = 0,3sНmax в точке, отстоящей от поверхности контакта на глубину 0,78а.

Отсутствие мгновенного разрушения объясняется тем, что в зоне действия sН и tН материал находится в условиях всестороннего объемного сжатия.

Рассчитав величины отдельных составляющих напряжений, по принципу суперпозиции (наложения) с учетом векторного характера, можно определить суммарное или эквивалентное напряжение sЕ. Например, для совместных напряжений изгиба s и кручения t: sЕ = (s2 + 3t2) 1/2 £ [s].

По критерию [s] делают оценку прочности изделия.



Дата добавления: 2021-07-22; просмотров: 307;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.013 сек.