Основные требования, предъявляемые к деталям и сборочным единицам машин
ЛЕКЦИЯ 1
Введение. Основы проектирования деталей машин
Целью курса «Детали машин и основы конструирования» является изучение основ расчета и конструирования деталей и узлов общего назначения.
Конструирование. Конструирование – творческий процесс создания оптимального варианта машины в документах (главным образом, в электронных моделях и чертежах) на основе теоретических расчетов, конструкторского, технологического и эксплуатационного опыта.
Последовательность создания документов при конструировании Конструирование машин выполняют в несколько стадий, установленных ГОСТ 2.103-68. Для единичного производства это:
1.Разработка технического предложения
2.Разработка эскизного проекта
3.Разработка технического проекта
4.Разработка рабочей документации для изготовления изделия.
5.Корректировка документации по результатам изготовления и испытания изделия
Основные определения
Деталь - изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций
Рис.1. Детали автомобиля
Детали по эксплуатационному признаку можно разделить на:
детали общего назначения (болты, шайбы, гайки и др.);
Рис.2. Детали общего назначения
детали специального назначения (лопатки, диски турбин и др.).
Рис.3. Рабочее колесо газовой турбины Рис.4. Паровая турбина
|
|
Сборочная единица - изделие, составные части которого подлежат соединению на предприятии-изготовителе посредством сборочных операций
Рис. 5. Общий вид крестовины: 1 – крестовина; 2 – пыльник; 3 – манжетное уплотнение; 4 – игольчатый подшипник; 5 – упорный подшипник; 6 – корпус игольчатого подшипника (стакан); 7 – стопорное кольцо.
Узел - законченная сборочная единица, состоящая из деталей общего функционального назначения.
Рис. 6. Рулевое управление Рис.7. Ходовая часть
Машина - устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации с целью замены или облегчения физического и умственного труда человека.
Рис.8. Токарный станок
Механизм
Механизм есть система тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких твердых тел в требуемые движения других тел.
Рис.9.Редуктор
Разделим детали, сборочные единицы и узлы машин на типовые группыпо характеру их использования:
передачи передают движение от источника к потребителю;
Рис.10. Цепная передача Рис.11. Фрикционная передача
|
|
валы и оси несут на себе вращающиеся детали передач;
Рис.12. Валы и оси
опоры служат для установки валов и осей;
Рис.13. Конструкция промежуточной опоры карданного вала:
1 - вилка;
2 - упругая подушка;
3 - подшипник промежуточной опоры
муфты соединяют между собой валы и передают вращающий момент;
Рис.14. Втулочно-пальцевая муфта
соединительные детали (соединения) соединяют детали между собой
Рис.15. Болтовое соединение Рис.16. Сварное соединение
упругие элементы смягчают вибрацию и удары, накапливают энергию, обеспечивают постоянное сжатие деталей;
Рис.17. Упругая подвеска автомобиля
корпусные детали организуют внутри себя пространство для размещения всех остальных деталей, обеспечивают их защиту.
Рис.18. Модуль впуска Рис.19. Корпус редуктора
Основные требования, предъявляемые к деталям и сборочным единицам машин
· Надежность;
· Работоспособность;
· Экономичность в изготовлении и эксплуатации;
· Удобство и безопасность обслуживания;
· Соблюдение норм и правил технической эстетики и эргономики (к деталям, непосредственно контактирующим с человеком-оператором (ручки и рычаги управления, элементы кабин машины, приборные щитки и т.п.).
|
|
Понятие о надежности машин
Надежность – свойство детали или машины в целом выполнять заданные функции с сохранением эксплуатационных показателей в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки (для двигателя – в часах; для авто – в тыс. км пробега и т.д.). | |||
Это комплексное свойство, которое в себя включает следующее | |||
1.Безотказность – свойство изделия сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки без вынужденных перерывов в заданных условиях эксплуатации. | 2. Ремонтопригодность – приспособленность изделия к предупреждению, обнаружению и устранению причин отказов путем проведения технического обслуживания (ТО) и ремонтов. | 3.Сохраняемость – свойство изделия непрерывно сохранять (в заданных пределах) значения установленных для него показателей качества во время и после хранения и при транспортировке. | 4.Долговечность – свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния (по эффективности, безопасности) с необходимыми перерывами для ТО и ремонта. |
Надёжностьтрудно рассчитать количественно, она обычно оценивается как вероятность безотказной работы на основании статистики эксплуатации группы идентичных машин.
|
|
Отказ – событие, нарушающее работоспособность. Отказы делятся на: постепенные и внезапные; полные и частичные; устранимые и неустранимые. Расчет вероятности безотказной работы P(t) базируется на статистических данных, математическом моделировании и т.п.
, (1)
где N0 – число испытанных деталей (одного наименования); Nt – число деталей отказавших за время наработки t.
Вероятность P(t) безотказной работы машины в целом:
, (2)
где , , – вероятности безотказной работы отдельных элементов машины.
Интенсивность отказовλ(t)
Параметром надёжности машин является интенсивность отказов λ(t) - отношение числа отказавших объектов в единицу времени к среднему числу объектов, работающих в данный отрезок времени, при условии, что отказавшие объекты не восстанавливаются и не заменяются исправными.
Ресурсные испытания и наблюдения над большими выборками объектов показывают, что в большинстве случаев интенсивность отказов изменяется во времени немонотонно (рис.20).
Рис. 20.График интенсивности отказов
1 Период приработки. Причины отказов: проявление дефектов производства, формирование рациональных форм трущихся деталей, нормальных зазоров.
2 Период нормальной эксплуатации. Причины отказов: случайные перегрузки, скрытые дефекты производства (микротрещины и т. д.).
3 Период проявления износа (резкое повышение интенсивности отказов). Наступает предельное состояние, эксплуатация должна быть прекращена
Основные пути повышения надежности:
• проектирование по возможности простых изделий с меньшим числом деталей; рационально использовать высокопрочные материалы и упрочняющую технологию;
• хорошая система смазки;
• применение предохранительных устройств;
• использование стандартных узлов и деталей;
• параллельное соединение элементов и так называемое резервирование.
Критерии работоспособности
прочность – способность детали сопротивляться разрушению или необратимому изменению формы (деформации);
жесткость – способность детали сопротивляться изменению формы и размеров под нагрузкой;
устойчивость -свойство системы самопроизвольно восстанавливать первоначальное положение после снятия нагрузки.
износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию. Под изнашиванием понимают процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела при трении, проявляющемся в постепенном изменении размеров или формы;
теплостойкость – способность сохранять свои свойства при действии высоких температур;
виброустойчивость – способность работать в нужном диапазоне режимов без недопустимых колебаний.
При всей значимости всех описанных критериев, нетрудно заметить, что прочность является важнейшим критерием работоспособности и надежности.
Невыполнение условия прочности автоматически делает бессмысленными все другие требования и критерии качества машин.
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 2763; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!