Условием контактной прочности является

(3.16)

где [о]_н - - допускаемое контактное напряжение.

При вращении деталей под нагрузкой каждая точка их сопря­женных поверхностей периодически нагружается только во время прохождения зоны контакта, а контактные напряжения <з_н в этих точках изменяются по прерывистому отнулевому циклу (рис.3.7).

Время одногооборота

Рис. 3.7. Прерывистый отнулевой цикл изменения о_н

Если значения то в результате циклического дейст­вия контактных напряжений в сопряженных поверхностях дета­лей возникают усталостные микротрещины. Под влиянием сил трения качения эти микротрещины располагаются наклонно вследствие пластического течения металла (рис. 3.8, а).

Дальнейшее развитие трещин обусловлено наличием в зоне контакта смазочного материала. При вращении деталей в на­чальный момент контакта поверхностей силы трения раскрывают трещины и масло заполняет их (рис. 0.8, а). Переходя затем в зону высоких контактных напряжений, трещины смыкаются и давление масла внутри их резко возрастает, расклинивая ме­талл, что приводит к постепенному развитию трещин.

Проверочный расчет

Проверочным расчетом фактических характеристик главного критерия работоспособно­сти детали и сравнение их с допускаемыми значениями. При проверочном расчете определяют фактические (расчетные) на­пряжения и коэффициенты запаса прочности, действительные прогибы и углы наклона сечений, температуру и т. д.

Проверочный расчет является уточненным; его производят, когда форма и размеры детали известны из проектировочного расчета или приняты конструктивно.

Расчет и конструирование органически связаны. Констру­ированием называется творческий процесс создания меха­низма или машины в чертежах на основе проектных и провероч­ных расчетов. При разработке конструкции машины рассматри­вают различные варианты для получения оптимальной конструк­ции, обеспечивающей требуемые характеристики машины при наименьшей стоимости ее изготовления и эксплуатации.

Конструирование требует всестороннего анализа статического материала, отражающего опыт эксплуатации машин данного типа, учета специфических факторов и параметров проектируе­мой машины, а также всех требований современного машиностроения.

Контрольные вопросы

1. Какая разница между механизмом и машиной?

2. Что следует понимать под деталью машин? Какие детали называются деталями общего назначения?

3. Какие основные требования предъявляются к машинам и их деталям?

4. Что следует понимать под надежностью машин и их деталей? Чем оценивается надежность?

5. Что называется циклом перемены напряжений? Перечислите ха­рактеристики цикла и укажите зависимость между ними.

6. Что называется усталостным разрушением и каковы его причины?

7. Что называется пределом выносливости материала?

8. Что такое концентрация напряжений и что ее вызывает?

9. При каких обстоятельствах и где возникают контактные напряжения ? По какой формуле,определяется их наибольшее значение при начальном контакте, по линии?

10. В чем сущность усталостного выкрашивания рабочих поверхно­стей? Назовите меры по повышению сопротивляемости поверхностей вы­крашиванию.

11. Каковы основные критерии работоспособности и расчета деталей машин?

12. Каково различие между проектировочным и проверочным рас­четами?

ЧАСТЬ ЧЕТВЕРТАЯ

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ