5.2 Міцність деталей пристроїв

Міцність – одне з основних вимог, які необхідні для пристроїв у цілому. Міцність деталей можна визначати за коефіцієнтами запасу або по номінальним допустимим напруженням.

При розрахунку деталей пристроїв на міцність є два підходи:

• перевірка на міцність вже існуючих деталей з певними розмірами січень шляхом порівняння фактичних напружень з допустимими - перевірочний розрахунок;

• визначення розмірів січень деталей – попередній проектний розрахунок.

5.2.1 Розтяг – стиск

Розрахунок на міцність деталей у вигляді стержня круглого перерізу, навантаженого осьовою силою, за допустимим напруженням розтягу (стиску) вираховується за формулою

, (5.1)

де – повздовжня сила в указаному перетині;

– площа небезпечного поперечного перетину;

– допустиме напруження;

– напруження, що виникає у небезпечному поперечному перерізі бруса

, (5.2)

де – граничне напруження. У якості граничного напруження для пластичних матеріалів приймають межу текучості , для крихких – межу міцності ;

– необхідний коефіцієнт запасу міцності: для пластичних матеріалів ; для крихких матеріалів .

Межу текучості та межу міцності для різноманітних конструкційних матеріалів можна знайти у будь-якому довіднику машинобудівника. Ці величини визначають експериментально на спеціальних дослідних машинах, за допомогою яких отримують діаграму розтягу лабораторних зразків різних матеріалів (рисунок 4.1)

Можна користуватися при розрахунку на міцність орієнтованим розміром допустимого напруження.

Таблиця 5.2 – Межа текучості для сталей [2]

Марка сталі	Межа текучості	Марка сталі	Межа текучості
Сталь Ст.2	220	Сталь 35	260
Сталь Ст.3	240	Сталь 40	265
Сталь Ст.4	260	Сталь 45	290
Сталь Ст.5	280	Сталь 50	310
Сталь Ст.6	310	Сталь 50Г	314
Сталь 10	206	Сталь 35Л	274
Сталь 20	245	Сталь 45Л	314
Сталь 30	294	Сталь 40Х	441-785

Таблиця 5.3 – Орієнтовані розміри допустимого напруження для деяких машинобудівних матеріалів при статичних навантаженнях [2]

Матеріал	Допустиме напруження, Н/мм2		Примітки
	[σ]p	[σ]c
Чавун СЧ 12-28	20-30	70-110	Відливки з сірого чавуна
Чавун СЧ 15-32	25-40	90-150
Чавун СЧ 21-40	35-55	160-200
Чавун ВЧ 50-1,5	80-120	305-410	Високоміцний чавун
Сталь Ст.3 і Ст.4	140-170
Сталь Ст.5	175-210
Сталь 45	180-210
Дюралюміній	70-150
Текстоліт	30-40	50-90