Поэтому
необходимо применять наиболее подходящие материалы с учетом их стоимости и
дефицитности, а также рассчитывать детали без излишных запасов.
Работоспособность
и надежность деталей машин характеризуется определенными критериями. По
одному или по нескольким из этих критериев ведут расчет, цель которого — определение
размеров и материалов деталей машин. Часть критериев удовлетворяется заведомо
и не требует проверки.
Важнейшие критерии: прочность, жесткость, износостойкость,
теплостойкость, виброустойчивость.
Нагрузки на детали машин и напряжения в них, как известно,
могут быть постоянными и переменными по времени.
Детали, подверженные постоянным напряжениям в
чистом виде, в машинах почти не встречаются. Постоянная, неподвижная в
пространстве нагрузка вызывает во вращающихся деталях (валах, осях, зубьях
зубчатых колес) переменные напряжения. Однако некоторые детали работают с мало
изменяющимися напряжениями, которые при расчете можно принимать за постоянные.
К таким деталям могут быть отнесены детали с большими нагрузками от силы
тяжести (в транспортных и подъемно-транспортных машинах), детали с большой
начальной затяжкой (заклепки, часть крепежных винтов и пружин) и детали с
малым общим числом плавных нагружений.
Переменные
напряжения, прежде всего, характеризуются циклом изменения напряжений.
В
деталях машин возникают следующие циклы изменения напряжений:
а) отнулевой
цикл, в котором напряжения меняются от нуля до максимума (зубья зубчатых
колес, работающих в одну сторону, штоки, толкатели и шатуны тихоходных
механизмов, малонагруженные при обратном ходе и т. д.);
б) знакопеременный
симметричный цикл, в котором напряжения меняются от отрицательного до такого же
положительного значения (напряжения изгиба во вращающихся валах и осях);
в) асимметричный,
знакопостоянный (винты, пружины), или знакопеременный цикл.
Переменные
режимы могут быть регулярными, т. е. с постоянными амплитудами и средними
напряжениями, и нерегулярными с непостоянными амплитудами и средними
напряжениями.
Постоянные
режимы характерны для машин центральных силовых и насосных станций и
транспортных машин дальнего следования, переменные — для большинства машин —
универсальных машин-орудий, транспортных машин и т. д.