И переработанное

Основные требования, предъявляемые
к конструкции деталей машин
Совершенство конструкции детали оценивают по ее 
надеж ности
и 
экономичност и.
При этом под надежностью понимают вероятность 
безотказного выполнения определенных функций в течение заданного 
срока службы без внеплановых ремонтов. Экономичность определяется 
стоимостью материала, затратами на производство и эксплуатацию.
Основные критерии работоспособности и расчета
деталей машин
Для того чтобы быть надежными, детали прежде всего должны 
быть работоспособными, т. е. находиться в таком состоянии, в кото­
ром они могут выполнять заданные функции в пределах технических 
требований (подробнее о надежности см. стр. 17).
Р а б о т о с п о с о б н о с т ь деталей оценивают по 
прочност и,
износостойкости, жесткости, т еплост ойкост и, вибрационной уст ой­
чивости.
Значение того или иного критерия для данной детали определяют 
по условиям работы. Например, для крепежных винтов главным 
критерием является прочность, а для ходовых винтов — износостой­
кость.
При конструировании деталей их работоспособность обеспечивают 
главным образом выбором соответствующего материала и расчетом 
размеров изделия по основным критериям работоспособности.
Прочность является 
главны м крит ерием работоспособности
для 
большинства деталей. Непрочные детали не могут работать. Следует 
помнить, что поломки частей машины приводят не только к простоям, 
но и к несчастным случаям.
Различают статические и усталостные поломки деталей. С т а т и ­
ч е с к и е п о л о м к и происходят тогда, когда величина рабочих 
напряжений превышает предел статической прочности материала ств. 
Это связано обычно со случайными перегрузками, не учтенными при 
расчетах, или со скрытыми дефектами деталей (раковины, трещины 
и т. п.). У с т а л о с т н ы е п о л о м к и вызываются длительным 
действием переменных напряжений, величина которых превышает 
характеристики усталостной прочности материала (например, aij).
Усталостная прочность деталей значительно понижается при нали­
чии концентраторов напряжений, связанных с конструктивной фор­
мой детали (галтели, канавки, резьбы и т. п.) или с дефектами произ­
водства (царапины, трещины и пр.).
6

---

Основы расчетов на прочность изучают в курсе сопротивления ма­
териалов. В курсе деталей машин общие законы расчетов на прочность 
рассматривают в приложении к конкретным деталям и придают им 
форму и н ж е н е р н ы х
р а с ч е т о в . В инженерных расчетах 
большое внимание уделяют 
выбору расчет ных схем и величин допускав
• 
м ы х н а пряж ен ий (запасов про ч но ст и ).
Неправильное назначение запаса прочности может привести к раз­
рушению детали или к завышению веса конструкции и к перерасходу 
материала. В условиях больших масштабов производства машин 
перерасход материала приобретает весьма важное значение. Необос­
нованное увеличение веса таких машин, как транспортные, сущест­
венно понижает их эксплуатационные характеристики.
Факторы, влияющие на величину необходимого запаса прочности 
конкретной детали, весьма многочисленны и разнообразны: степень 
ответственности детали, однородность материала и надежность его 
испытаний, точность расчетных формул и определения расчетных на­
грузок, влияние технологии изготовления детали, сборки узлов и т. д.
Если учесть, кроме того, все разнообразие условий работы совре­
менных машин и деталей, а также методов их производства, то станут 
очевидными большие трудности в раздельной количественной оценка 
влияния перечисленных факторов на величину запасов прочности. 
Поэтому в каждой отрасли машиностроения, основываясь на своем 
опыте, вырабатывают свои нормы запасов прочности для конкретных 
деталей. Эти нормы в приложении к расчету деталей общего назначе­
ния указаны в отдельных главах настоящего курса. Нормы запасов 
прочности не являются стабильными. Их периодически корректируют 
по мере накопления опыта и роста уровня техники. Наличие норм не 
умаляет существенного значения квалификации конструктора при 
выборе величин коэффициентов запаса прочности.
w Кроме обычных видов разрушения (поломок) деталей, в практике 
наблюдаются случаи разрушения их поверхности. Последние связаны 
с к о н т а к т н ы м и н а п р я ж е н и я м и .
Теорию контактных напряжений, как правило, не изучают в курсе 
«Сопротивление материалов». Эти напряжения являются предметом 
курса «Теория упругости». Расчеты многих деталей машин, изучаемые 
в данном курсе, выполняют по контактным напряжениям.
Поэтому ниже излагаются краткие сведения о контактных напря­
жениях и о разрушениях деталей, связанных с этими напряжениями. 
Кроме того, приводятся (без вывода) и объясняются те формулы, 
которые используются в дальнейшем как исходные для разработки 
методов расчета по контактным напряжениям.
К онт акт ны е напряж ен ия возникаю т в месте соприкасания двух
дет алей в т ех случ а я х, когда размеры площ адки касания м алы по сравне­
нию с разм ерам и дет алей
(сжатие двух шаров, шара и плоскости, 
двух цилиндров и т. п.) *.