Работоспособность – это такое состояние изделия (машинной, или произвольной составляющей единицы), при котором он способен выполнять заданные функции с параметрами относительно требований технической документации с сохранением прочности, неизменности формы и размеров, износоустойчивости, тепло и вибростойкости. Эти показатели трудоспособности, нарушение которых служит причиной выхода из порядка машины или детали, называют критериями трудоспособности.

Трудоспособность деталей машины обеспечивается соответствующими размерами и формами, рациональным отбором материалов, антикоррозийной защитой и смазкой.

Прочность деталей предотвращает их разрушению. Поломки могут приводить не только к простым, но и к несчастным случаям.

Оценка прочности деталей машины за допустимым напряжением определяется табличным и дифференциальным методами. Наиболее простой метод табличный, когда допустимые напряжения четко регламентируются (приведенные в таблицах). При дифференциальном методе запас прочности определяется по формуле

[S] = S₁·S₂ ·S₃ (1.1)

где коэффициенты учитывают: S₁ – однородность механических свойств материала, S₂ – меру ответственности детали, S₃ – точность расчетов нагрузки.

Условия прочности с учетом вида деформации при

растяжении (сжатия) s=F/A £ [s] (1.2)

сгибе s=M/W £ [s] (1.3)

крученые s=Т/WP £ [t] (1.4)

поверхностном смятии s_зм=F/A £ [s_зм] (1.5)

сдвиге (срезе) t_с=F/A £ [t]_с (1.6)

При одновременному действию в перерезе деталей нормальных и касательных напряжений эквивалентное напряжение определяют на основе гипотезы самых больших касательных напряжений.

(1.7)

На практике имеют место случаи локализованного разрушения поверхности деталей, которые связаные с контактными деформациями и напряжениями. Если последние большие за допустимые, на поверхности возникают умятины, борозды или мелкие раковины.

При контакте по линии (два цилиндра с параллельными осями, цилиндр и плоскость) без нагрузки, и по узкой плоскости при нагрузке контактное напряжение определяют за формулой Герца. Условие прочности в этом случае

, (1.8)

где q – расчетное контактное давление, E_зв - сведенный модуль упругости материалов, r_зв - сведенный радиус кривизны поверхностей деталей в зоне их контакта

(Здесь r₁ и r₂ радиуса кривизны поверхностей контакта).