- •1.2. Основные определения курса. Классификация механизмов, узлов и деталей.
- •1.3. Качество. Критерии качества.
- •1.4. Критерии экономичности.
- •1.5. Критерии надежности.
- •Лекция 2. Требования к деталям, критерии работоспособности.
- •2.1. Основные критерии работоспособности деталей и узлов машин.
- •2.2. Взаимозаменяемость.
- •2.3. Стадии разработки при проектировании деталей и узлов машин.
- •Лекция 3. Прочность при переменных напряжениях.
- •3.1. Циклы напряжений в деталях машин.
- •3.2.Усталость материалов деталей машин.
- •3.2.1. Влияние концентрации напряжений на предел выносливости.
- •3.2.2. Влияние абсолютных размеров детали на предел выносливости.
- •3.2.3. Влияние качества обработки поверхности на предел выносливости.
- •3.2.4. Влияние упрочнения поверхности на предел выносливости.
- •3.3. Контактная прочность деталей машин.
- •Лекция 4. Сварные соединения.
- •4.1. Общие сведения о сварке.
- •4.2. Классификация сварных соединений.
- •4.3. Расчет на прочность сварных соединений.
- •4.3.1. Расчет сварных стыковых соединений.
- •4.3.2. Расчет сварных нахлесточных соединений.
- •4.3.3. Расчет сварных тавровых соединений.
- •4.4. Допускаемые напряжения для сварных швов.
- •Лекция 5. Соединения с натягом.
- •5.1. Общие сведения.
- •5.2. Расчет соединений с натягом.
- •5.3. Определение расчетного натяга.
- •5.4. Проверочный расчет на прочность соединяемых деталей.
- •Лекция 6. Шпоночные и шлицевые соединения.
- •6.1. Шпоночные соединения.
- •6.2. Напряженные шпоночные соединения.
- •6.3. Ненапряженные шпоночные соединения.
- •6.4. Расчет шпоночных соединений.
- •6.5. Шлицевые соединения.
- •6.6. Соединения с прямобочным профилем зубьев.
- •6.7. Соединения с эвольвентными зубьями.
- •6.8. Соединения с треугольным профилем.
- •6.9. Расчет шлицевых соединений.
- •Лекция 7. Резьбовые соединения.
- •Винтовая линия.
- •Метрическая резьба.
- •Соотношение сил в винтовой паре.
- •Условие самоторможения резьбы.
- •Кпд винтовой пары.
- •Распределение нагрузки по виткам резьбы.
- •Лекция 11. Резьбовые соединения.
- •Классы прочности и материалы резьбовых соединений.
- •Допускаемые напряжения в болтах при постоянной нагрузке.
- •Расчет резьбы на прочность.
- •Расчет ненапряженного болтового соединения (стержень болта нагружен только внешней растягивающей силой без предварительной затяжки).
- •Напряженное резьбовое соединение (расчет винта на совместное действие растяжения и кручения).
- •Болтовое соединение нагружено силами, сдвигающими детали в стыке.
- •Эффект эксцентричного нагружения болта.
- •Болт затянут, внешняя нагрузка раскрывает стык деталей.
- •Обозначение стандартизированной резьбы.
- •Лекция 10. Механические передачи.
- •10.1. Общие сведения о механических передачах.
- •Основные кинематические и силовые соотношения в передачах.
- •10.2. Зубатые передачи.
- •10.2.1. Общие сведения о зубчатых передачах.
- •10.2.2. Геометрия прямозубых цилиндрических колес.
- •10.2.3. Особенности геометрии цилиндрических косозубых и шевронных колес.
- •10.3. Точность зубчатых передач.
- •13.2. Ременные передачи.
- •Детали ременных передач.
- •Геометрические зависимости.
- •Силы в передаче.
- •Скольжение ремня и передаточное число.
- •Напряжения в ремне.
- •Расчет ременных передач.
- •Лекция 14. Фрикционные передачи.
- •Основные типы фрикционных передач и вариаторов.
- •Цилиндрическая фрикционная передача.
- •Коническая фрикционная передача.
- •Лобовой вариатор.
- •Торовый вариатор.
- •Клиноременный вариатор (вариатор с раздвижными конусами).
- •Дисковые вариаторы.
- •Лекция 15. Цепные передачи.
- •Детали цепных передач.
- •Причины выхода из строя цепных передач.
- •Натяжение и смазывание цепи. Кпд цепных передач.
- •Основные параметры цепных передач.
- •Силы в ветвях цепи.
- •Расчет цепных передач.
4.3.3. Расчет сварных тавровых соединений.
Расчет тавровых сварных соединений (см. рис. 4.3) ведут аналогично стыковым и нахлесточным сварным соединениям в зависимости от используемых типов швов:
- для стыкового шва (швы с глубоким проплавлением, рис. 4.3., а) расчет проводят по нормальным напряжениям растяжения:
;
- для углового шва (рис. 4.3., б) расчет проводят по напряжениям среза:
.
4.4. Допускаемые напряжения для сварных швов.
Основное требование
при проектировании сварных конструкций
- обеспечение равнопрочности шва и
соединяемых им деталей. В соответствии
с этим требованием в зависимости от
размеров и расположения свариваемых
деталей устанавливают соответствующий
тип шва данного соединения. Если сварное
соединение осуществляется несколькими
швами, то их располагают так, чтобы они
были нагружены равномерно.
Прочность сварного соединения зависит от:
- качества основного материала (легко или трудно свариваемые);
- совершенства технологического процесса сварки (автоматическая, ручная и т.д.);
- конструкции соединения и способа сварки (от расположения деталей и используемого типа сварного шва);
- характера действующих нагрузок (постоянные или переменные).
Значительно снижают прочность: непровары, шлаковые и газовые включения и т. д. Эти дефекты являются основными причинами образования трещин как в процессе сварки, так и при эксплуатации изделий (особенно при переменных и ударных нагрузках).
Допускаемые напряжения на растяжение основного металла при статических нагрузках:
,
где – допускаемый коэффициент запаса прочности (в зависимости от используемой стали); - предел текучести основного металла; - допускаемое напряжение на растяжение основного металла.
Допускаемые напряжения для сварных швов при статической нагрузке задают в долях от допускаемого напряжения на растяжение основного металла :
- при растяжении (сжатии);
- при срезе.
При переменных нагрузках значения допускаемых напряжений снижают умножением на коэффициент :
,
где - эффективный коэффициент концентрации напряжений; - коэффициент асимметрии цикла; и - числовые коэффициенты.
Верхние знаки в этой формуле принимают, если больше абсолютное значение растягивающего напряжения, а нижние - сжимающего.
Для углеродистых сталей принимают и , а для низколегированных и . Значение эффективных коэффициентов концентрации напряжений для стали принимают в зависимости от типа сварного шва:
- для стыковых швов;
- для лобовых швов;
- для фланговых швов.
Пути повышения прочности сварных соединений:
- применение соответствующего типа сварки и электрода (в зависимости от вида нагрузки и расположения деталей);
- равномерное нагружение сварных швов (симметрично относительно действующей нагрузки);
- применение соответствующего профиля сварного шва (вогнутого, специального и т.д.);
- применение нескольких сварных швов (тем самым увеличиваем общую длину шва и соответственно уменьшаем действующие напряжения).
Лекция 5. Соединения с натягом.
В материал лекции входит: характеристика соединений с натягом, особенности технологии сборки и область применения. Критерии работоспособности и расчет на прочность.