Основні поняття та визначення. Деталь, вузол, агрегат, машина. З’єднання деталей машин. Заклепочні, зварні та клейові з’єднання, страница 5

 або .

Рис. 2.1

При проектних розрахунках на міцність деталей машин  напруження, що допускаються, визначають за формулами:

,   ,

де , - граничне (небезпечне) напруження, при виникненні якого в небезпечній точці деталі з'являються ознаки руйнування або пластичні деформації.

При перевірочних розрахунках часто застосовують умову міцності у вигляді:

або .

У якості граничного напруження приймають:

1. При статичному навантаженні і пластичних або крихко-пластичних  матеріалах  границя текучості  (або умовна границя  текучості  для пластичних матеріалів, діаграми розтягання яких не мають площадки текучості).
2. При   статичному   навантаженні   і   крихкому   матеріалі межа міцності  (позначається також).
3. При напруженнях, перемінних у часі і таких, що змінюються за   симетричним  циклом, межа  витривалості.

Необхідний коефіцієнт запасу міцності  прийнято представляти як добуток трьох коефіцієнтів  запасу:

.

Тут  - коефіцієнт, що враховує ступінь точності визначення величини і характеру прикладення навантажень, що діють на деталь, і ступінь наближення прийнятої розрахункової схеми до дійсних умов роботи деталі. Чим точніше визначені навантаження, що діють па деталь і чим більш наближена до реальних умов розрахункова схема, тим ближче  до одиниці.

Для точних методів розрахунку з урахуванням концентрації напружень значення  лежить у межах 1,1 - 1,5, при менш точних  = 2,0 -3,0.

Коефіцієнт  враховує ступінь однорідності механічних властивостей матеріалу. Для сталевих деталей з кувань і прокату  = 1,2 - 1,5, для чавунних  = 3 - 6.

Коефіцієнт  вводиться тільки в тих випадках, коли повинна бути забезпечена особлива надійність деталі в умовах експлуатації;  = 1 - 1,5.

Таким чином, при статичному навантаженні деталі з пластичного матеріалу (сталь відпалена, нормалізована, загартована з високою відпуском)  допустимі напруження:

і ,

де , тобто   залежить від пластичності матеріалу.

Концентрація напружень при дії постійного навантаження не знижує міцності деталей із пластичних матеріалів.

При статичному навантаженні допустимі напруження для крихких матеріалів:

,

де  - масштабний фактор, що враховує зниження межі міцності матеріалу зі збільшенням абсолютних розмірів деталі;

,

тобто  відношенню меж міцності при випробовуванні зразків з фактичним діаметром  і діаметром  10 мм.

 - ефективний коефіцієнт концентрації напружень при статичному навантаженні.

При розрахунку деяких об'єктів, зокрема  зубчастих коліс, болтів, заклепувальних і зварних з'єднань, фрикційних і черв'ячних передач, допустимі напруження вибирають зі спеціальних таблиць.

Деталь може вийти з ладу також через руйнування робочих поверхонь, тобто  недостатньої контактної міцності.

Вибір  допустимих напружень і коефіцієнтів запасу міцності при розрахунках на контактну міцність виконується табличним методом.

Крім розрахунків на міцність для ряду типів деталей виконуються розрахунки на твердість шляхом порівняння фактичних (розрахункових) переміщень з допустимими.

2.4 Приклад вибору з’єднань

Бажано, щоб з’єднання не спотворювало форму виробу, не вносило додаткових елементів у його конструкцію і т.п.

Наприклад, з’єднання труб болтами потребує застосування фланців, свердлування отворів під болти, установку самих болтів з гайками і шайбами.

З’єднання труб зварюванням встик не потребує ніяких додаткових елементів. Воно у найбільшій степені наближує складений виріб до цілого. З цих позицій з’єднання болтами може бути оправданим тільки з точки зору роз’ємності.

Питання для самоперевірки:

1  Наведіть приклади з’єднань деталей машин

2  Поясніть, що є основним критерієм працездатності деталей машин

3  З’ясуйте, як розділяються види з’єднань за ознакою роз’ємності

4  Поясніть, що приймають у якості граничного напруження

5  З’ясуйте, що враховує масштабний фактор