Критерии работоспособности деталей м-н.Прочность, контактная прочность,жесткость,изностостойкость, теплоемкость.

Основные понятия о резьбовых соедин. Основные понятия. Расчет стержня болта на прочность.

Резьбовыми называют разъемные соединения, выполняемые с помощью резьбовых крепежных деталей - винтов, гаек, шпилек или резьбы, непосредственно нанесенной на соединяемые детали. Примен.:

n для устранения возможности перемещения соединяемых деталей;

n для удержания деталей на определенном расстоянии друг от друга;

n для обеспечения плотности стыка соединяемых деталей;

n для осуществления поступательного движения

Бывают – цилиндрические и конические.

Расчет стержня болта на прочность. В случае когда известна сила, действующая на болт.Условие прочности имеет вид:

требуемый внутренний диаметр болта

.

В случае когда болт установлен без зазора и на него действует сила в плоскости стыка условие прочности болта имеетвид

а требуемый наружный диаметр болта

.

 

Виды сварных соединений. Расчет стыковых, нахлесточных и тавровых соединений.

Сварные соединения являются наиболее совершенной и распространенной разновидностью неразъемных соединений.

Соединения делятся на следующие разновидности: соединения стыковые, соединения внахлестку, соединения тавровые и соединения прорезные.

Соединения стыковые. При действии на стыковое соединение растягивающей силы условие прочности имеет вид:

где - растягивающее напряжение в сварном шве;

F - сила, действующая на сварное соединение;

b - ширина свариваемых деталей;

s - толщина свариваемых деталей.

Соединения в нахлестку. Соединения в нахлестку выполняются с помощью угловых швов, которые делятся на: лобовые, фланговые, косые, комбинированные.

Лобовой шов накладывается перпендикулярно к линии действия нагрузки F. Условие прочности для лобового шва при действии силы F (рис. 13.3,а)

где k - катет шва,

- длина лобового шва,

[ ] - допускаемое напряжение на срез.

Если сварной шов расположен параллельно направлению усилия, то он называется фланговым.

где количество швов.

Условие прочности для косого шва

где длина косого шва.

Соединения тавровые. При данном виде соединения соединяемые элементы расположены во взаимно перпендикулярно расположенных плоскостях. Тавровые соединения могут выполняться стыковым или угловым швом.

для стыкового шва

,

для углового шва

 

Критерии работоспособности деталей м-н.Прочность, контактная прочность,жесткость,изностостойкость, теплоемкость.

Н агрузка, воспринимаемая деталью или узлом в процессе работы машины, называется рабочей нагрузкой.

Рабочие нагрузки могут быть постоянными и переменными. К постоянным нагрузкам можно отнести нагрузки от собственного веса. Прочность это способность деталей в определенных условиях и пределах, не разрушаясь, воспринимать те или иные воздействия.

Расчеты на прочность ведут по допускаемым напряжениям или по коэффициентам запаса прочности.

Условия прочности по допускаемым напряжениям имеет вид

где соответственно нормальные и касательные напряжения в опасном сечении детали;

соответственно допускаемые нормальные и касательные напряжения для материала детали.

Расчет по коэффициентам запаса прочности заключается в определении коэффициента запаса прочности

,

где коэффициент запаса прочности;

предельное напряжение (при постоянной нагрузки равно пределу текучести , при переменных – пределу выносливости ).

максимальное напряжение в опасном сечении детали.

Контактная прочность. Работоспособность деталей машин в некоторых случаях ограничивается прочностью рабочих поверхностей из-за действия контактных напряжений.

где нагрузка на единицу длины контактной линии;

приведенный модуль упругости;

коэффициент Пуассона;

допустимое контактное напряжение;

приведенный радиус кривизны, который определяется из выражения

.

Жесткость. Жесткость это способность деталей сопротивляться образованию деформации. При расчете на жесткость учитываются ограничения на значения деформаций, возникающих под действием внешних нагрузок.

Износостойкость. О дной из причин выхода из строя деталей машин является повышенный их износ. В процессе эксплуатации могут иметь место следующие виды изнашивания: механическое, молекулярно-механическое, коррозионно-механическое, абразивное, усталостное и др.

Оценкой износостойкости деталей является интенсивность изнашивания , которая определяется по зависимости:

,где толщина снятого в результате изнашивания слоя;

путь перемещения точки, в которой фиксируется износ, относительно сопряженной поверхности.

Теплостойкость. Т еплостойкость – способность деталей сохранять работоспособность при изменении температуры.

Нагрев деталей машин может привести к следующим последствиям:

- понижение прочности материала и появление ползучести;

- снижение защищающей способности масляных пленок;

- изменению зазоров;

- понижение точности работы машины.

Расчеты на теплостойкость сводятся к составлению условия теплового баланса. Для обеспечения нормальной работы машины должно выполняться условие:

,

где количество выделенного тепла;

количество отведенного тепла.

 

 

2. Допускаемые напряжения и коэффициенты запаса прочности.

Выбор допускаемых напряжений может производиться двумя методами: табличным и дифференциальным.

Табличный метод прост и удобен для пользования, поэтому им пользуются в тех случаях, когда имеются таблицы допускаемых напряжений и коэффициентов запаса прочности.

Дифференциальный метод заключается в том, что коэффициенты запаса прочности определяют по зависимостям, в которых учитываются различные факторы, влияющие на прочность детали.

Допускаемый коэффициент запаса прочности рекомендуется определять по зависимости:

где коэффициент, учитывающий точность расчета;

коэффициент, учитывающий однородность материала;

коэффициент, учитывающий степень ответственности детали.

В случае сложного напряженного состояния не зависимо от вида цикла изменения напряжения коэффициент запаса прочности определяют по зависимости:

,

где коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям, которые определяются по формулам:

,

где пределы выносливости материала при изгибе и кручении;

эффективные коэффициенты концентрации при изгибе и кручении;

коэффициенты, учитывающие влияние абсолютных размеров детали на величину предела выносливости при изгибе и кручении;

коэффициенты, учитывающие влияние на предел выносливости состояния поверхности детали при изгибе и кручении;

коэффициенты, учитывающие влияние ассиметрии цикла на прочность детали при изгибе и кручении;

амплитуды цикла напряжений при изгибе и кручении;

средние напряжения цикла при изгибе и кручении.

 

Основные понятия о резьбовых соедин. Основные понятия. Расчет стержня болта на прочность.

Резьбовыми называют разъемные соединения, выполняемые с помощью резьбовых крепежных деталей - винтов, гаек, шпилек или резьбы, непосредственно нанесенной на соединяемые детали. Примен.:

n для устранения возможности перемещения соединяемых деталей;

n для удержания деталей на определенном расстоянии друг от друга;

n для обеспечения плотности стыка соединяемых деталей;

n для осуществления поступательного движения

Бывают – цилиндрические и конические.

Расчет стержня болта на прочность. В случае когда известна сила, действующая на болт.Условие прочности имеет вид:

требуемый внутренний диаметр болта

.

В случае когда болт установлен без зазора и на него действует сила в плоскости стыка условие прочности болта имеетвид

а требуемый наружный диаметр болта

.