Математика	Физика	Химия	Биология	Техника и технологии
	Расчеты на прочность деталей мащин И.А.Биргер Москва 1966 615стр. В книге приведены справочные 'сведения по расчетам на прочность ревьоовых, шпоночных, шшщевых, фланцевых и сварных соединений, пружин, валов, подшипников, зубчатых и ременных передач, деталей поршневых двигателей, тур-бомашдн, компрессоров, по определению напряжений и дефор-шцпи в стержнях, пластинках и оболочках, по расчетам 0 учетом пллстичяости, статистическим методам оценки прочности и надежности. Пособие предназначено для конструкторов и расчетчиков конструкторских бюро и проектных организаций Оно может быть полезно также преподавателям и студентам втузов
ПРЕДИСЛОВИЕ При создании современных машин, соответствующих последним достижениям отечественной и зарубежной техники, конструкторам и расчетчикам приходится выполнять весьма трудоемкие расчеты на прочность и проводить сложные экспериментальные исследования. Вследствие непрерывного возрастания требований к быстроходности, экономичности, долговечности, надежности и к снижению веса машин в расчетах на прочность должны учитываться не только различные режимы работы и динамические нагрузки, но и технологические, а также эксплуатационные факторы. В расчетах на прочность деталей машин и конструкций все тире используют результаты, полученные в теории стержней, пластин, оболочек, в теории упругости, пластичности п выносливости (усталости). Все это часто приводит к тому, что в процессе разработки машины конструктор не имеет возможности провести обоснованные расчеты на прочность, и такие расчеты после выпуска чертежей выполняют инженеры-расчетчики. При предварительном выборе размеров конструктор часто исходит пз «конструктивных соображений», основанных во многом на личном опыте. Вследствие быстрого изменения и усложнения конструктивных форм, материалов п технологии изготовления современных машин такой выбор размеров может привести к увеличению веса машины или к недостаточной ее надежности. Авторы поставили перед собой задачу изложить методы расчета деталей машин на прочность в форме, простой и удобной для использования непосредственно при проектировании машин и конструкций. При этом была учтена возможность различной теоретической подготовки конструкторов. В первом разделе даиы основные сведения, необходимые для элементарны х расчетов на прочность. Во втором разделе в большинстве случаев также приводятся простейшие расчетные формулы и таблицы. Помимо упрощенных приемов, в ряде параграфов изложены более подробные, уточненные методы. Однако и при этом основное внимание уделено выявлению физических основ задачи, простоте и удобству расчета, В этом разделе приведен не только расчет деталей, обычно рассматриваемых и курсах и справочниках по деталям машин, но также и деталей поршневых двигателей, осевых компрессоров, газовых турбин и др. Ряд расчетов приведен в форме, удобной для накопления статистических данных по напряженности деталей. Для особо ответственных деталей расчет Должен быть уточнен в соответствии с рекомендациями и методами, излагаемыми в специальной литературе. В третьем разделе даны методы определении напряжений в стержиях, пластинках и оболочках, необходимые при расчетах па прочность, жесткость, устойчивость и колебания. Материал этого раздела требует более высокой подготовки читателя, однако эти требования ие выходят за рамки обычной инженерной подготовки. Значительное внимание уделено материалам справочного характера. Ввиду ограниченности объема книги в этом разделе рассмотрены только основные и простейшие задачи. Читателю, интересующемуся более полными сведениями, следует обратиться к специальной, литературе, например, к фундаментальному труду «Расчеты на прочность с машиностроении» под ред. проф. С. Д. Пономарева. Расчеты деталей машин на прочность обычно выполняют следующими этапами: Выбор расчетных режимов. В число расчетных режимов включают режимы работы машин или конструкции, при которых следует ожидать наибольшую статическую и динамическую напряженность рассчитываемой детали -— режим наибольшей мощности, длительной работы, пусковые и переходные режимы. В некоторых случаях сюда могут входить режимы монтажа и транспортировки. Выбор силовой схемы. При разработке силовой схемы обычно схематизируют действие внешних силовых факторов, температурных условий и других воздействий (вибрационных, монтажных и т. п.); для упрощения расчета распределенные нагрузки часто заменяют сосредоточенными. Расчеты производят обычно при наиболее неблагоприятном сочетании нагрузок. Выбор расчетной схемы, определение напряжений п деформаций. При выборе расчетной схемы детали машин обычно рассматривают как стержни, пластинки или оболочки. Из общего анализа работы конструкции оценивают условия закрепления (жесткое зашемление, шарнирное опирание и т. п.). Краевые условия выбирают такими, чтобы отразить наиболее неблагоприятные условия закрепления детали, возможные при ее работе. Затем определяют напряжения и деформации в деталях машин. Часто оказывается необходимым определять собственные частоты колебаний, чтобы избежать резонансных режимов в рабочих условиях. Во многих случаях приходится учитывать возможность потери устойчивости конструкции и находить расчетным путем величины критических нагрузок. Оценка надежности н долговечности. Надежность конструкции оценивают сопоставлением полученных напряжений и запасов прочности с допускаемыми значениями. При этом используют результаты расчетов иа прочность рацее выполненных конструкций, результаты экспериментальных исследований в рабочих и лабораторных условиях. Обычно принимают нижние значения механических свойств по техническим условиям па материал, а также по экспериментальным исследованиям и натурным испытаниям образцов. При выборе допустимых значений напряжений и запасов прочности целесообразно проводить сравнительные расчеты вновь проектируемой конструкции с удовлетворительно работающими подобными конструкциями. В тех случаях, когда прочность материала зависит от времени или числа нагру-зкений, проводят расчет на долговечность. Применяя приближенные методы расчета для предварительной оценки надежности и долговечности, конструктор должен учитывать, что во многих случаях они должны быть дополнены соответствующими расчетами и экспериментальными исследованиями. Во втором издании этой книги почти все главы существенно переработаны, введены новые главы и дополнения. Главы III, IV, XIV—XIX, XXI, XXII, XXIV и XXVI написаны д-ром техн. наук И. А. Б и р г е р о ы, главы I, II, IX, XI, XX и XXIII — д-ром техн. наук Б. Ф. Ш о р р о м, главы V—VII, X, XIII — д-ром техн. наук Р. М. Ш н е и д е р о в и ч е м; глава XII написана И. А. Б и р г е-р о м и Б. Ф. Ш о р р о м. По просьбе авторов глава VIII написана канд. техн. наук А. И. Е р о ш-к и н ы м, глава XXV — инж. Р. И. К ш н я к и н ы м, а «Расчет зубьев на изгиб» и «Геометрия зацепления и ее влияние на прочность» в главе IX написаны д-ром техн. наук Б. Ф. Шорроми канд. техн. наук Э. Б. By и-г а к о в ы мг ОГЛАВЛЕНИЕ Прелнслооиг....................................... 3 ОСНОВЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ Глава I- Основные виды напряженного состояния ................. 5 Напряжение и деформация.......................... -г> Растяжение п сжатие ............................. (> Изгиб...................................... 8 Срез л смятие.................................. 11 Кручение.................................... 12 Местные напряжения.............................. (\ Температурные напряжения.......................... I.', Напряженные состояния............................ 15 Литература .................................. ) 5 Глава II, Механические СВОЙСТВУ материалов и запасы прочности.......... 1(1 Свойства материалов при постоянных напряжениях............ if, Свойства материалов при высоких температурах.............. 21 Свойства материалов при низких температурах............... 21 Свойства материалов при переменных напряжениях............ 22 Влияние концентрации напряжений..................... 2Г> Запасы прочности при постоянных напряжениях.............. 27 Запасы прочности по несущей способности................. 27 Запасы прочности при переменных напряжениях.............. 2Я Запасы прочности при работе на различных режимах........... 29 Экспериментальное определение напряжении................. 33 Литература................................... 35 РАСЧЕТЫ НА ПРОЧНОСТЬ Глава III. Резьбовые соединения.......... Упрощенный расчет............. Определение усилий............. Расчет усилий в сложных схемах ..... Расчет напряжений кручения........ Выбор величины предварительной затяжки Прочность при постоянных нагрузках , . . Прочность при переменных нагрузках . . . Литература.................. Глава IV. Фланцевые соединения...................... Тины фланцевых соединений.................... Упрощенный расчет......................... Уточненный расчет соединений с не контактирующими фланцами Напряженное состояние фланца и трубы............. Литература.............................. Глава V. Шпоночные и шлицевые соединения Глава VI, Пружины.............. Классификация п материал...... Расчет ............. ...... Литература............... Глава VII. Валы................ Конструктивные элементы и материалы Расчет на прочность ........... Расчет на жесткость Литература..... Глава VIII. Подшипники качении .......................... Основные характеристик;!........................ Выбор подшипников............................j\| Смазка подшипников........................... ' Литература...............................'.','. Глава IX. Зубчатые передачи............................ Основные обозначения ............................. Упрощенный расчет па прочность прямых зубьев....... . . _ Нагрузки, действующие на зуб........................ Неравномерность распределении нагрузки но ширине зуба (коаффп-пнент hn)................................ Динамические усилия на зубьях при крутильных колебаниях (коэффициент hv) и резонансные режимы.................... Динамические усилия на зубьях при нересопряженпп (коэффициент Ь^} Расчет зубьев на изгиб ............................ Напряжения при изгибе.......................... Пределы выносливости зубьев и запасы прочности........... Статическая прочность ........................... Расчет зубьев .на поверхностное выкрашивание............., . Контактные напряжения.......................... Влияние смазки и кинематики передачи на выкрашивание....... Допускаемые напряжения......................... Работа передачи на различных режимах. Запасы прочности ....... Особенности расчета передач с косыми, шевронными, коническими зубьями и передач М. Л. Новикова ........................ Косозубые и шевронные передачи..................... Конические передачи ............................ Передача М. Л. Новикова........................ Геометрия зацепления и ее влияние на прочность............. Примеры расчетов............................... Литература................................... Глава X. Ременные передачи............................. Глава XI. Расчет деталей поршневых двигателей.................. Расчет коленчатых валов Расчет шатунов ....... Расчет поршневого пальца Расчет поршневых колец Литература........ Глава ХП. Расчет деталей турбомашнн....................... 265 Расчет лопаток на растяжение........................ 265 Расчет лопаток на изгиб............................ 270 Запас прочности в профильной части лопатки................ 278 Равнопрочные лопатки............................. 279 Изгибные колебания лопаток......................... 281 Закрученные лопатки ........................ ..... 288 Шарнирные лопатки.............................. 295 Бандажированные лопатки .......................... 300 Расчет замков лопаток............................. 304 Вибрация лопаток............................... 309 Расчет дисков. Напряжения на контуре................... 315 Запас прочности диена по разрушающим оборотам............. 317 Профилирование равнопрочных дисков.................... 320 Основные уравнения при расчете дисков .................. 322 Напряжения и деформации в диске постоянной толщины........... 324 Напряжения и деформации в диске переменной толштшы.......... 328 Таблицы для определения напряжении в дисках.............. 337 Особенности расчета дисков центробежных компрессоров......... 358 Литература................................... 359 Глава XIII. Расчет металлоконструкций и их сварных соединении........ 360 Напряжения в сварных швах......................... 360 Расчет сварных соединений на статическую прочность........... 364 Расчет сварных соединений на выносливость................ 365 Напряжения в элементах металлоконструкций................ 372 Литература................................... 376 НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ В СТЕРЖНЯХ, ПЛАСТИНКАХ И ОБОЛОЧКАХ Глава XIV. Растяжение и ся;атие стержней..................... 377 Отдельный стержень.............................. 377 Стержневые системы (фермы)......................... •i°1' - Глава XV. Расчет гибких нитей ........................... ^84 Основные свойства гибких нитей и условия равновесия.......... 384 Сосредоточенные сипы............................. ?°Ь Распределенные силы......................-....... •''',' Литература................................. dji Глава XVI. Изгиб стержней.............................. У95 Перерезывающая сила п изгибающий момент................ 395 Напряжения п деформации при изгибе ................... J°<* Упругая линия стержня............................ 406 Определение прогибов с помощью интеграла Мора............. 410 Прогибы и углы поворота в стершие переменного сечения........ 416 Литература................................... 421 Глава XVII. Кручение стержней........................... 422 Круглый вал.................................. J22 Стержень с эллиптическим поперечным сечением.............. 4^4 Стержни прямоугольного сечения и тонкостенные ............. 4„5 Распределение касательных напряжений................... «26 Учет пластических деформаций........................ 42Ь Трубчатые стержни............................... 428 Литература........................•.......... 29 Глава XVIII. Расчет рам............................... 430 Расчет плоских рам при действии нагрузок в плоскости рамы...... 430 Статически определимые рамы....................... 430 Статически неопределимые рамы ..................... 433 Общий случай расчета рам.......................... 437 Литература................................... 440 Глава XIX. Расчет колец.......... Плоская деформация колец ..... Осесимметрнчная деформация колец Литература.............. Глава XX. Устойчивость стержней.......................... 457 Формула Эйлера................................ 457 расчетные случаи................................ 458 Влияние пластических деформаций...................... 463 Влияние эксцентрицитета приложения силы................. 464 Влияние начального прогиба ......................... 464 Расчет стержней на прочность и устойчивость............... 465 Расчет стержней переменного сечения при произвольной нагрузке .... 468 Действие следящих нагрузок......................... 470 Расчет упруго-пластических прогибов при продольном изгибе ...... 472 Потеря устойчивости при нагреве ...................... 475 Литература................................... 475 Глава XXI. Колебания упругих систем ....................... 476 Основные понятия...............................-. 476 Метод динамических шесткостей ....................... 477 Определение собственных частот системы методом динамических шестко- отей..................................... 480 Крутильные колебания ............................ 483 Изгибные колебания.............................. 487 Частоты собственных колебаний некоторых динамических систем...... 493 Литература................................... 493 Глава XXII. Критические числа оборотов валов.................. 494 Вал с одним диском.............................. 494 Вал с несколькими дисками.......................... 501 Вал с непрерывно распределенными массами................ 501 Литература................................... 524 Глаьа ХХШ. Расчет пластинок Круглые пластинки . . . Основные зависимости Т1 ас чет......... Прямоугольные пластинки Литература........ Глава XXIV, Расчет на прочность цилиндрических оболочек ........... Основные зависимости ............................. Расчет длинных оболочек........................... Расчет коротких оболочек ........................... Температурные напряжения в оболочке................... Литература...../.............................. Глава XXV. Устойчивость! пластинок и оболочек.................. Устойчивость пластидой............................ Устойчивость круговых цилиндрических оболочек .............. Гладкие оболочки .............................. Подкрепленные оболочки ............... , ......... Литература................................... Глава XXVI. Статистические методы оценки прочности и надежности...... Распределение случайных величии...................... Оценка значений параметров по результатам ограниченного числа испытаний.................................... Вероятность разрушении при заданном запасе прочности........... Элементы теории надежности......................... Основы технической диагностики ....................... Литература................................. Цена: 150руб.*
Назад	Заказ	На главную страницу