4.Осн.Критерии работоспособности, надежности и расчета дм.

Работоспособность - сост-е деталей, при котором они способны норм-но выполнять задан ф-ции с параметрами, установл. нормативно-технич-й документац-ей. Критерии: прочность - св-во материала сопротивляться нагр-кам не разрушаясь; жесткость – гарантированная степень сопротивления упруг. деформир-ю в пр-се ее эксплуатации; устойчивость; износостойкость - сопротивление детали механич. изнашиванию, т.е.истиранию пов-тей взаимоперемещ-ся деталей или изнашиванию дет. в рез-те образив-го воздействия посторонних тверд.частиц; виброустойчивость - спос-ть конструкций раб.в нужном диапазоне режимов без недопустимых колеб-й; теплостой-ть - способ-ть мех-ма выдерживать большие тепловые нагрузки. Надежность - св-во изделия вып-ть в течение заданного времени/наработки своих ф-ции, сохранять в заданных пределах эксплуатац-е показ-ли. Надежность обуславл-ся: безотказ-ю - св-во сохр. работоспособное сост-е в течен. Задан. наработки без вынужденных перерывов; долговеч-ю - св-во изделия сохранять работоспособное состояние до предельного состояния с необх.перерывами для техобслуж. и ремонта; ремонтопригод-ть - приспособленность изделия к предупреждению, обнаружению, устраненению отказов и неисправностей путем проведения техобслуж. и ремонта; сохраняемость - св-во издел. сохр. безотказ-ть, долговеч-ть, ремонтопригод-ть после и в течение установл. срока хранения и транспортировки. G≤[G];τ≥[τ] ; [G]=G_пред/[S]; [τ]=τ_пред/[S] если эти условия не проходят по расчетам, изменяем материал, термообр-ку, пересч-ть п/чу заново. Если G>[G]в пределах 5%-расчет считать верным. Если G<[G] в пределах 10% для ЗП,18% для ЧП - расчет верен. Распространенный метод оценки прочности дм - сравнение действ-го коэф-та запаса прочности с допускаемым S≥[S]. S=S_G*S_τ/(S_G*S_τ)

5.Трение, износ в машинах. Осн.Виды изнашивания.

Износ дет.ведет к потерям точности машин, приборов, инструментов, снижению КПД м-н, прочности дет.из-за появл. динамич.нагр-ок и уменьшен. сечений, увеличению шума и др. негатив явлен. Виды изнашивания: абразивное – возн.в рез-те режущего/царапающего действия тверд.тел и ч-ц (хар-н для мех-мов, работ-их всухую, в пыли)На интенсив-ть изнаш-я влияет форма, физикомеханич.и геометрич.хар-ки абразива. В местах контакта трущихся пов-тей в рез-те пластичческой деф-ции при сжатии и сдвиге пов-тей защитн. пленки разруш-ся; фрейтингкорроз-я - разновид-ть повреждений, возник-х относительным перемещением 2х соприкас-ся дет-й друг отн-но друга; усталост-я - зависит от форм и р-ров физкомех-х св-в, условий нагружения, теплового режима р-ты контактир-х поверх-ей,а т-же физикохим-х св-в смазоч-го материала. В ЗП ПК и др.мех-мах при р-те возник-ют усталостные изнаш-я (выкрашивание). Хар-ое для хорошо смазанных контакт-х пов-тей дм, испыт-х пов-ные контакт-е напряж-я и р-ют в режимах качения со скольжен-м; эрозионная - при химич.изменении пов-тей. Зависит от св-в смазоч-х мат-ов, св-в трущихся пов-тей, условий эксплуатации, окр.среды, температ-го режима и времени взаимодей-я. Наиб.опасный износ - заедание трущихся пов-тей. Происх.в высоконагр-х/высокоскорост-х мех-мах из-за разрыва смаз-й пленки; отгезионномех-я – наиб.техничен д/мех.р-ты без смазки или с тв.смаз.покрытием, особ.в вакууме или инертных газ.средах. ; коррозионный.

6.Выбор материалов для дм. Методы упрочнения.

Важнейш.критериями при выборе материалов для нагруж-ых дет.общ. назнач-я явл-ся объемная прочность, износостой-ть и жесткость. Во многих случаях решающее знач-е также имеют: теплостой-ть, теплопровод-ть, противокоррозионные хар-ки, электроизоляц-е св-ва, стоимость и дефицитность материалов. 1) Дет.с тяжелонагруж-м контактом (ПК, винтовые пары качения, фрикц-е муфты). Критерий работосп-ти - износост-ть, нагрузочная способность - сопротивление выкраш-ю, при возможности перегрузках - пластическими деформациями. Нужно обеспечить высокую твердость сопрягаемых пов-тей, поэтому для их изгот-я исп-ют стали (18ХГТ, 12ХН3А, 20Х2Н4А и др.) с твердостью сопряж-ых пов-тей НRС 50-60. 2) ЗК. Критерии - объемная прочность зубьев и износост-ть их актив-х пов-ей. Для сокращен-я перерасхода материалов и завышения р-ров следует назначать высок. твердость актив-х пов-тей (т.к. способны выкраш-ся).Этим треб-ям удовл-т: легир. стали, подверг-ся термозакалке и химикотермическому упрочнению/цементации и нитроцемент-и с послед-ей закалкой и низким отпуском, азотир-е и др. Для наиб. ответст-х конструк-й (высоконагруж-х, высокоскоростных п/ч) обычно исп-ют цементацию и нитроцементацию высоколегир-х сталей. Часто использ-ют чугуны с прочностью не ниже G_в=1200МПа - если скорости небольшие, а р-ры большие. При больших треб-ях к шумам и вибрациям ЗК изг-ют из неМе (капрон, капролон, текстолит и др.). 3)Валы, оси. Критерии - жесткость, объемная прочность и износостойкость. Чаще всего исп-ют стали. Выбор марки, термообр-ки зависит от требований, предъявл-х к массе проектируемой дет. и износост-ти уч-ков вала/оси. Распростр-ны валы, выполненные заодно с шестерней. 4)Червячные пары, подш-ки, винт-гайка, направляющие поступ-го движения скольжения. В этом случ. при выборе материалов руковод-ся получ-ем хор. антифрикц-х св-в. Антифрикционные - материалы обладающие в опред-х услов-ях малым и достаточно устойч-м знач-м коэф-та трения, высок-й износостой-ю хар-ой прирабатыв-ю (бронза, баббит, текстолит и др.) фрикционные св-ва - материалы с довольно высоким коэф-том трения, износост-ю, теплостой-ю (сцепления, тормоза). Наилучшие рез-ты достиг-ся сочетанием высокотвердой стальной пов-ти с антифрикц-ным материалом. В малоответств-х п/чах находят применение Ч и винты с твердостью сопрягаемых пов-тей не более НВ320 (Ст 45,45Х и др.), подверг-ых улучшению/нормализации. Для увелич-я нагрузочных способностей назначают твердость сопряж.пов-тей Ч порядка НRС50. Для этого исп-ют закалку ТВЧ(токами выс.частоты). Наилучш. рез-ты достиг-ся при цементации с последующей закалкой стали (20Х, 12ХН3А, 18ХГТ и др.) и азотирование. Для наиб ответствен п/ч без огранич.по скорости применяют олов-е бронзы (Бр010Ф1, Бр0ФМ, Бр06Ц3С и др.). Дет. из этих бронз стойки против задира. Выбор материалов сопряж. пов-тей направл-их скольжение в осн-м опр-ся предупрежден к схват-ю. При этом исп-ют пары: чугун/сталь и антифрикц-й материал (бронза, баббит, текстолит, капрон, капролон и др.). 5) Корпусные дет.(станины, плиты, корпуса механич п/ч) восприн-ют значит усилия от раб.органов машин, нагрузок в зацеплении, винтовых парах и т.д. Наряду с этим корпусные дет. должны обеспеч. Правильн. располож-я установленных в них дет. и узлов. При выборе материалов учитывают необх-ть обеспеч-я объемной прочности и жесткости. При серийн.и массовых пр-вах наиб рац-но изгот. Корп.дет.методом литья. Материалы: чугун/литейн. Сталь (20Л, 30Л). В индивидуальн./единичн.сварные (Ст2, Ст3, 14Г и др.). Большинство ДМ подвержено изгибу и кручению, при которых напряж-я растут в направлении к пов-ти. На пов-ти дей-т основн.источники концентрации напряжен-й, вызванных формой и шерох-ю пов-ти, контактн.напряжения; происходит изнашивание и зарождаются трещины. Поверхные упрочнения складываются из упрочненя поверхностного слоя и создания в нем достаточн. напряж-й сжатия, которые вычитаются из опасных напряж-й растяжения от полезной нагрузки. Примен-ют поверхностные упрочнения: механич-е - обкатка роликами, обдувка дробью и др.; термические - закалка с нагревом токами высокой частоты и кислородно-ацетиленовым пламенем; химико-термические - цементация и нитроцементация с закалкой, азотир-е; термомеханич-е; концентрир-ми потоками энергии. 6)Пластмассы хар-ся: малая плотн, удовл.мех.прочность, хим.стойкость, высок.антифрикц. и электроизоляц.св-ва, хор.оптические св-ва, хор.шумо- и вибропоглощения, невыс.стоим. В маш/стр.наиб.широко прим.: фено-, амидо-(полиамиды), вини-, этилено-, фторо-, акрилопласты, стеклопластики. 7) Резина изг-ся из натур-го и синтетич-го каучуков. Она допускает: большие обратные деф-ции, хор.гасит колебания, хор.сопрот-ся износу, сопр-ся действию многих агрес.сред, облад.выс.диэл-ми.св-ми. 8) Кожа. Благод. Выс.прочности и эластичности прим-ся д/изг-я ремней, амортизац-х д-лей и муфт, манжет и т.д.