- •1 Організація процесу проектування
- •1.1 Суть процесу проектування
- •1.2 Вивчення об’єкта проектування
- •1.3 Основи методики конструювання
- •2 Надійність машин
- •2.1 Умови забезпечення працездатності
- •2.2 Ремонтоздатність і зберігання
- •2.3 Основні критерії працездатності
- •3.1 Навантаження у машинах і вузлах
- •3.2 Умови міцності
- •3 Розрахунки на об’ємну міцність при постійних напруженнях
- •3.3 Визначення коефіцієнтів розрахункового навантаження
- •4 Руйнування деталей
- •4.1 Руйнування при статичному короткодіючому навантаженні
- •4.2 Руйнування при циклічному навантаженні
- •4.3 Оцінка міцності матеріалів з дефектами
- •4.4 Зношування робочих поверхонь деталей
- •5 Основи розрахунку механізмів пристроїв
- •5.1 Кінематичний розрахунок
- •5.2 Міцність деталей пристроїв
- •5.2.1 Розтяг – стиск
- •5.2.2 Зріз – зминання
- •5.2.3 Кручення
- •5.2.4 Згин
5.2.2 Зріз – зминання
Умова міцності на зріз
,
(5.3)
де – поперечна сила;
– площа
зрізу;
– число
елементів, що працюють на
зріз;
– число
площин зрізу;
– розрахункове
напруження зрізу, що виникають у
поперечному перетині що розраховується
деталі;
– допустиме
напруження на зріз.
У машинобудуванні при розрахунку болтів, штифтів і т. д. приймають
,
де – межа текучості матеріалу штифта, болта і т.д (таблиця 5.2).
Умова міцності на зминання
,
(5.4)
де
– розрахункове напруження зминання;
– число елементів, що працюють на зминання;
– число площ зминання;
– площа
зминання;
– допустиме
напруження зминання;
– загальне навантаження на з’єднання.
У
машинобудуванні для болтових, штифтових,
шпонкових з’єд-нань
приймають для деталей із маловуглецевої
сталі
Н/мм2;
для деталей із середньовуглецевої сталі
Н/мм2;
для деталей із чавунного лиття
Н/мм2.
Часто контактуючі деталі виготовляють із різноманітних матеріалів. У цьому випадку при виборі допустиме напруження орієнтуються на матеріал деталі меншої міцності.
При контакті по циліндричній поверхні
,
(5.5)
де
– діаметр єднального елемента;
– товщина
більш тонкого листа, з тих що з’єднуються.
При контакті по площині (наприклад, шпонка)
,
(5.6)
де
– половина висоти шпонки;
– довжина шпонки.
5.2.3 Кручення
Умова міцності при крученні
, (5.7)
де
– крутний момент;
– найбільше
дотичне напруження, що виникає у
небезпечному поперечному перетині;
– допустиме
напруження при крученні, для конструкційної
вуглецевої сталі звичайно
Н/мм2;
– полярний
момент опору, мм3:
для круга
;
(5.8)
для кільця
, (5.9)
де:
. (5.10)
Крутний момент на валі визначається за формулою
, (5.11)
де – потужність на даному валі, Вт;
– κутова
швидкість вала, рад/с.
Умова жорсткості при крученні
, (5.12)
де
– справжній кут закручування;
– модуль
зсуву; для сталі
Н/мм2;
– полярний
момент інерції, мм:
для круга
;
(5.13)
Для кільця
,
(5.14)
де:
; (5.15)
– допустимий
кут закручування,
рад/м.
5.2.4 Згин
Умова міцності при згині
, (5.16)
де:
– найбільше нормальне напруження у
небезпечному поперечному перетині;
– найбільший
момент, що згинає;
– осьовий
момент опору:
для круга
; (5.17)
для кільця
, (5.18)
де . (5.19)
Для прямокутника
(5.20)
Рисунок
5.1
У розрахункових формулах прийняті такі позначення:
– допустиме
напруження при згині;
– модуль
подовжньої пружності першого роду,
Н/мм2;
– осьовий
момент інерції.
Для прямокутника (рисунок 5.2)
(5.21)
Таблиця 5.4 – Розрахунок балок з різним навантаженням
Схема і рід навантаження |
Згинальний момент |
Допустиме навантаж. |
Максимальний прогин |
Небез-переріз |
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
А |
|
|
– |
|
А |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
Всі перерізи |
|
|
|
|
D |
Для круглого перетину
. (5.21)
Для кільцевого перетину
,
(5.22)
де
.
(5.23)
Для
двутаврів, швелерів і кутників осьові
моменти інерції
і моменти опору
знаходять із таблиць, що наведені у
додатку Д1.
