Классификация деталей. Основные машиностроительные материалы. Классификация нагрузок. Допускаемые напряжения и способы их определения

Введение. Задачи курса ДМ. Классификация деталей. Основные машиностроительные материалы.

Цель курса ДМ - рассмотрение вопросов расчета, конструирования деталей и узлов общего назначения, встречающихся в различных механизмах и машинах с учетом режима работы и срока службы. Все машины состоят из деталей которые объединены в узлы.

Деталь - часть машины, изготовленная без применения сборочных операций (болт, шпонка, зубчатое колесо, вал, шкив, корпус литой или сварной).

Сборочная единица – узел, изделие, изготовленное на предприятии-изготовителе с применением сборочных операций (муфты, подшипники, редукторы).

В машиностроении различают детали общего и специального назначения. Детали общего назначения встречаются в большинстве машин и изучаются в курсе ДМ. К деталям специального назначения относятся такие, которые встречаются в одном или нескольких типах машин и изучаются в специальных курсах.

В курсе ДМ изучают основы расчета и конструирования деталей общего назначения: соединения разъемные (болтовое, шлицевое, шпоночное) и неразъемные (сварное, заклепочное), передачи вращающего движения (зубчатые, червячные, цепные, ременные, фрикционные), а так же детали и узлы обслуживающие передачи (валы, подшипники, муфты).

Стандартизация и её значение

Стандартизация – это процесс установления и применения обязательных норм (стандартов), которым должны соответствовать определенные виды продукции или отдельные параметры.

Стандарт на нормальные линейные размеры ГОСТ 6636-69. Для народного хозяйства, включая и машиностроение, стандартизация имеет огромное техническое и экономическое значение. Она позволяет ускорить и упростить проектирование новых машин, создает возможность массового или крупносерийного производства деталей, снижает трудоемкость их производства и уменьшает расход машиностроительных материалов.

Основные машиностроительные материалы

Расчет и проектирование деталей машин начинается с выбора материала и с назначения режима термообработки, которые определяются конструктивными (обеспечение надежности),  технологическими (вид производства – единичное, серийное, массовое) и экономическими соображениями.

Это стали, чугуны, сплавы и неметаллические материалы.

Стали – железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода до 2%, чугуны – железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода свыше 2%, сплавы цветных металлов (бронза, латуни, баббиты), пластмассы. Кроме того, для производства некоторых деталей используют дерево, резину, кожу, графит и др. материалы.

Стали подразделяют: обыкновенного качества, легированные, качественные (конструкционные), инструментальные.

1)  Углеродистая обыкновенного качества ГОСТ 380-88 (Сталь Ст0, Ст2, Ст5). Используют для изготовления деталей крепежа, осей, шкивов, т.е. неответственного назначения.

2)   Качественная конструкционная  ГОСТ 1050-88 (Сталь10, Сталь35, Сталь45). Из этих сталей изготовляют валы, звездочки, детали передач, а так же детали крепежа ответственных узлов.

3)   Легированные стали  ГОСТ 4543-71 (Сталь 40Х, Сталь12ХН3А). Применяют в особо ответственных конструкциях, когда от детали требуется не только прочность, но и малый вес.

4)  Инструментальная сталь (У7, У8). Изготовляют инструменты, а также детали специального назначения, работающие в особых условиях.

Чугуны  различают: серые, белые, ковкие, высокопрочные, модифицированные.

1)  Серые чугуны – СЧ15, СЧ21 (число обозначает предел прочности при растяжении,т.е. для  СЧ15   МПа). Применяются для изготовления корпусов редукторов, корпусов подшипников качения и скольжения.

2)  Белые чугуны применяются в узлах трения и при работе в условиях высоких температур.

3)  Ковкие чугуны применяются в ответственных деталях – мосты, картеры.

Сплавы цветных металлов: бронза, латунь, баббит.

1)  Бронза – сплав меди с оловом, свинцом или алюминием. Бронзы применяют в узлах трения для уменьшения износа деталей и коэффициента трения между деталями (БрЖ9А4Л).

2)  Латунь – сплав меди с цинком, обладает хорошим сопротивлением коррозии, электропроводностью. Применяется для изготовления труб, проволоки и электрических машин.