Контрольные вопросы

1. Перечислите критерии работоспособности и приведите примеры конструкций, где тот или иной критерий является главным.

2. Какие стандартные физические характеристики материалов наиболее важны для расчетов на прочность, жесткость, износ, теплостойкость, вибростойкость?

3. Объясните понятие надежности. Какие есть способы повышения надежности?

4. Почему расчеты по вероятности безотказной работы физически более логичны, чем расчеты по коэффициенту безопасности?

5. Какие характеристики механической передачи непосредственно влияют на теплообразование в механизмах, связанное с работой трения?

6. Назовите основную причину возникновения шума при работе машин.

7. Какая разница между прочностью и жесткостью деталей?

8. Что называют пределом выносливости?

9. Какие бывают концентраторы напряжений и как они влияют на выносливость детали?

3. Соединения

Под соединениями в машиностроении понимают узлы, образованные соединительными деталями (заклепками, винтами и др.) и прилегающими частями соединяемых деталей (например, фланцами), форма которых обычно подчинена задаче соединения. В отдельных соединениях специальные соединительные детали могут отсутствовать.

Таким образом, соединениями в курсе «Детали машин» называют неподвижные соединения деталей, а подвижные – это шарниры.

Для получения машиностроительных изделий готовые детали, сборочные единицы и агрегаты чаще всего соединяют между собой сборкой. Например, бронзовый венец червячного колеса напрессовывают на чугунную ступицу. Само колесо соединяют с валом с помощью шпонки или шлицов, а концы вала сажают на посадку с натягом в подшипники. Собранные валы с зубчатыми колесами и подшипниками помещают в корпус редуктора, в частности изготовленный сваркой, с которым его крышка соединяется с помощью штифтов и болтов. Таким образом, получается готовое изделие, называемое редуктором.

Видим, что в процессе изготовления редуктора детали приходится соединять друг с другом с помощью соединений как с возможностью разборки, так и без такой возможности.

Зубчатые или червячные колеса, посаженные на вал с помощью шпонок или шлицов, можно снова снять с этого вала. Крышку редуктора также можно многократно снимать и надевать на корпус со штифтами, завинчивая и развинчивая резьбовые соединения – болты. Соединения, которые позволяют разъединять детали без их повреждения, называются разъемными. К таковым относятся резьбовые, штифтовые, шпоночные, шлицевые соединения и ряд других.

Корпус редуктора и, возможно, его крышку, которые изготовлены сваркой из заготовок, уже разобрать нельзя. Также обычно не разбирают зубчатый венец, напрессованный или посаженный горячей посадкой на ступицу. Соединения, которые не позволяют разбирать детали без их повреждения, называются неразъемными. К таковым относятся сварные, паяные, клееные, клепаные и частично соединения с натягом.

о последних следует сказать особо, так как они относятся к группе неразъемных соединений условно. Дело в том, что в принципе такие соединения можно определенное количество раз собирать и разбирать. Здесь все зависит от степени натяга, способа его получения, материалов и технологической целесообразности. Соединения с небольшим натягом достаточно твердых материалов с гладкой поверхностью (например, валов с внутренними кольцами подшипников) можно много раз разбирать и собирать. Соединения с высокими значениями натягов, полученные прессованием, можно расспрессовывать лишь небольшое количество раз, причем качество сборки с каждым разом будет ухудшаться (поверхности «шабрятся» при относительном перемещении деталей). Соединения же, полученные с помощью температурной (горячей, холодной или комбинированной) посадки, обычно при распрессовке повреждаются настолько сильно, что их разборку обычно не производят.

Следует отметить, что заклепочные соединения в общем машиностроении практически вытеснены сваркой, пайкой, склеиванием, а также различными резьбовыми соединениями. Они пока используются в особых случаях, например в самолетостроении, хотя постепенно вытесняются.

Основным критерием работоспособности и расчета соединений является прочность. Необходимо стремиться к тому, чтобы соединение было равнопрочным с соединяемыми деталями, иначе конструкция может получиться нерациональной.

Кроме прочности, от соединений иногда требуются и другие свойства, чаще всего герметичность, которая достигается различными способами – тщательным выполнением сварки или пайки, применением герметиков или прокладок в резьбовых соединениях и т.д.