Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Сопротивление материалов

..pdf
Скачиваний:
21
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
9.44 Mб
Скачать

Список литературы, обязательной для изучения

1.Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: учебник. – М.: МГТУ им. Баумана, 1999. – 592 с.

2.Ицкович Г.М. Руководство по решению задач по сопротивлению материалов: учеб. пособие для втузов. – М.: Высшая школа, 2001. – 399 с.

3.Ицкович Г.М. Сопротивление материалов: учебник. – М.: Высшая школа, 2001. – 368 с.

4.Уманский А.А. Сборник задач по сопротивлению мате-

риалов. – М.: Наука, 1964. – 550 с.

Список дополнительной литературы

1.Степин П.А. Сопротивление материалов: учебник для немашиностроительных специальностей вузов. – М.: Высшая школа, 1983. – 303 с.

2.Сборник задач по сопротивлению материалов / Н.М. Беляев

[и др.]; подред. В.К. Качурина. – М.: Наука, 1972–1974. – 432 с.

3.Справочник по сопротивлению материалов / Г.С. Писаренко [и др.]. – Киев: Наукова думка, 1975. – 704 с.

4.Сопротивление материалов: задания к контрольным рас- четно-проектировочным работам с учетом специфики модульного обучения для студентов всех специальностей / Перм. гос.

техн. ун-т. – Пермь, 1999. – 92 с.

5.Расчет и конструирование валов: метод. указания к курсовой работе по сопротивлению материалов / Перм. гос. техн.

ун-т. – Пермь, 1998. – 26 с.

6.Справочные таблицы для выполнения учебных заданий

ирасчетно-проектировочных работ по курсу сопротивления материалов / Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 1994. – 34 с.

7.Механические испытания материалов: лабораторный практикум по курсу «Сопротивление материалов» / Перм. гос.

техн. ун-т. – Пермь, 2001. – 16 с.

8.Вассерман Н.Н., Жученков А.П., Зинштейн М.Л. Сопротивление материалов: учеб. пособие / Перм. гос. техн. ун-т. –

Пермь, 2002.

351

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица П1

Нормальные линейные размеры, мм

10

18

32

56

100

180

320

560

10,5

19

34/35

60/62

105

190

340

600

11

20

36

63/65

210

200

360

630

11,5

21

38

67/70

120

210

380

670

12

22

40

71/72

125

220

400

710

13

24

42

75

130

240

420

750

14

25

45/47

80

140

250

450

800

15

26

48

85

150

260

480

850

16

28

50/52

90

160

280

500

900

17

30

53/55

95

170

300

530

950

Примечание: за косой чертой приведены размеры посадочных мест для подшипников качения.

Таблица П2 Механические характеристики углеродистых

конструкционных сталей

Марка

σв,

σт,

τт,

σи1,

σр

1,

τк1,

стали

МПа

МПа

МПа

МПа

МПа

МПа

10

340

210

140

160–220

120–150

80–120

20

420

250

160

170–220

120–160

100–130

25

460

280

190–250

30

500

300

170

200–270

170–210

110–140

35

540

320

190

220–300

170–220

130–180

40

580

340

230–320

180–240

140–190

45

610

360

220

250–340

190–250

150–200

50

640

380

270–350

200–260

160–210

55

660

390

260

290

216

170

60

690

410

310–380

220–280

180–220

20Г

460

280

30Г

550

320

220–320

50Г

660

400

290–360

20Х

800

650

380

170–230

352

Окончание табл. П2

Марка

σв,

σт,

τт,

σи1,

σр1,

τк1,

стали

МПа

МПа

МПа

МПа

МПа

МПа

40Х

1000

800

350–380

250

225

45Х

1050

850

400–500

30ХМ

950

750

310–410

370

230

35ХМ

1000

850

470–510

40ХН

1000

800

390

400

290

240

50ХН

1100

900

550

40ХФА

900

750

380–490

38ХМЮА

1000

850

420–550

12ХНЗА

950

700

400

390–470

270–320

220–260

20ХНЗА

950

750

430–450

300–320

245–255

30ХНЗА

1000

800

520–700

320–400

40ХНМА

1000

950

500–700

270–380

30ХГСА

1100

850

510–540

500–535

220–245

Таблица П3 Шпонки призматические (ГОСТ 23360–78), мм

Диаметр вала d

Ширина

Высота

Фаска

Глубина

 

шпонки b

шпонки h

 

паза вала t

Свыше 12 до 17

5

5

0,25–0,4

3

17–22

6

6

0,25–0,4

3,5

22–30

8

7

4

30–38

10

8

0,4–0,6

5

38–44

12

8

0,4–0,6

5

44–50

14

9

0,4–0,6

5,5

50–58

16

10

0,4–0,6

6

353

Окончание табл. П3

Диаметр вала d

Ширина

Высота

Фаска

Глубина

 

шпонки b

шпонки h

 

паза вала t

58–65

18

11

0,4–0,6

7

65–75

20

12

7,5

75–85

22

14

0,6–0,8

9

85–95

25

14

0,6–0,8

9

Примечание. Длины призматических шпонок l выбирают из следующего ряда: 10; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 25; 28; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160; 180; 200 мм.

Таблица П4 Подшипники шариковые радиальные однорядные

(ГОСТ8338–75)

Легкая серия

Номер

d,

D,

В,

r,

подшипника

мм

мм

мм

мм

204

20

47

14

1,5

205

25

52

15

1,5

206

30

62

16

1,5

207

35

72

17

2,0

208

40

80

18

2,0

209

45

85

19

2,0

210

50

90

20

2,0

211

55

100

21

2,5

212

60

110

22

2,5

213

65

120

23

2,5

214

70

125

24

2,5

215

75

130

25

2,5

Средняя серия

Номер

d,

D,

В,

r,

подшипника

мм

мм

мм

мм

304

20

52

15

2,0

305

25

62

17

2,0

306

30

72

19

2,0

307

35

80

21

2,5

308

40

90

23

2,5

309

45

100

25

2,5

310

50

110

27

3,0

311

55

120

29

3,0

312

60

130

31

3,5

313

65

140

33

3,5

314

70

150

35

3,5

315

75

160

37

3,5

354

Таблица П5 Моменты сопротивления и площади сечений валов, ослабленных пазом для одной стандартной шпонки

d,

b×h,

Wи,

Wк,

A,

d,

b×h,

Wи,

Wк,

A,

мм

мм

см3

см3

см2

мм

мм

см3

см3

см2

20

6×6

0,655

1,440

2,96

50

16×10

10,65

22,9

18,84

21

6×6

0,770

1,680

3,28

52

16×10

12,10

25,9

20,4

22

6×6

0,897

1,940

3,62

55

16×10

14,51

30,8

23,0

58

16×10

16,81

36,0

25,4

24

6×6

1,192

2,55

4,34

60

18×11

18,76

40,0

27,3

25

8×7

1,275

2,81

4,62

62

18×11

20,9

44,3

29,2

26

8×7

1,453

3,18

5,03

65

18×11

24,3

51,2

32,2

28

8×7

1,855

4,01

5,88

68

20×12

27,5

58,4

35,1

30

8×7

2,32

4,97

6,79

70

20×12

30,2

63,8

37,3

32

10×8

2,73

5,94

7,64

72

20×12

33,0

69,7

39,5

34

10×8

3,33

7,19

8,68

75

20×12

37,6

79,0

43,0

35

10×8

3,66

7,87

9,22

78

20×12

42,6

89,2

46,6

36

10×8

4,01

8,59

9,78

80

20×12

44,7

95,0

48,6

37

12×8

4,27

9,24

10,27

82

24×14

48,4

102,5

51,5

38

12×8

4,66

10,04

10,86

85

24×14

54,3

114,6

55,1

40

12×8

5,51

11,79

12,08

88

24×14

60,6

127,5

59,1

42

12×8

6,45

13,72

13,37

90

24×14

65,1

136,7

61,9

44

14×9

7,25

15,61

14,58

92

28×16

67,9

144,3

64,2

45

14×9

7,80

16,74

15,27

95

28×16

75,3

159,4

68,6

46

14×9

8,38

17,93

15,99

98

28×16

83,1

175,5

73,2

47

14×9

8,98

19,17

16,72

100

28×16

88,7

186,9

76,3

48

14×9

9,62

20,5

17,47

105

28×16

103,7

217,0

84,8

Примечания.

1.Моменты сопротивления и площади вычислены для неттосечений, для которых определяются величины коэффициентов концентрации напряжений.

2.b и h – размеры сечения шпонки.

355

Таблица П6 Эффективные коэффициенты концентрации напряжений

для валов с галтелями

D/d

r/d

Коэффициент концент-

Коэффициент кон-

 

 

рации напряжений при

центрации напряжений при

 

 

изгибе Kσ для валов из

кручении Kτ для валов из

 

 

стали, имеющей σв, МПа

стали, имеющей σв, МПа

 

 

500

800

1000

500

800

1000

1,05

0,02

1,70

1,88

2,05

1,24

1,29

1,33

1,05

0,05

1,48

1,57

1,63

1,15

1,18

1,20

1,05

0,10

1,28

1,33

1,36

1,08

1,10

1,12

1,05

0,15

1,20

1,23

1,25

1,06

1,08

1,09

1,05

0,20

1,16

1,20

1,22

1,05

1,06

1,07

1,1

0,02

2,0

2,24

2,47

1,40

1,52

1,62

1,1

0,05

1,64

1,70

1,75

1,25

1,28

1,30

1,1

0,10

1,37

1,42

1,45

1,12

1,16

1,18

1,1

0,15

1,27

1,31

1,34

1,09

1,12

1,14

1,1

0,20

1,20

1,24

1,27

1,06

1,08

1,10

1,25

0,02

2,12

2,68

3,10

1,64

1,73

1,80

1,25

0,05

1,81

1,97

2,10

1,40

1,45

1,48

1,25

0,10

1,47

1,54

1,60

1,20

1,27

1,32

1,25

0,15

1,35

1,40

1,43

1,15

1,20

1,24

1,25

0,20

1,30

1,32

1,34

1,09

1,13

1,16

1,5

0,02

2,42

1,76

1,97

2,14

1,5

0,05

1,91

2,06

2,20

1,48

1,56

1,62

1,5

0,10

1,53

1,61

1,67

1,24

1,32

1,38

1,5

0,20

1,33

1,36

1,38

1,10

1,18

1,24

356

 

 

 

 

 

 

 

Таблица П7

Эффективные коэффициенты концентрации напряжения при изгибе и кручении для валов и осей со шпоночными канавками

σв,

 

Kσ

Kτ

Моменты сопротивления сечений нетто

МПа

 

 

при одной канавке

 

при двух канавках

500

 

1,50

1,40

W

 

πd3

 

 

W

 

πd3

600

 

1,60

1,50

 

 

 

 

инетто

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

инетто

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bt (d t )2

;

 

 

 

 

 

 

bt

(d

t )2

;

 

 

 

700

 

1,72

1,60

 

2d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πd3

 

 

 

 

 

πd3

 

 

 

 

W 0,9

 

 

W 0,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

800

 

1,80

1,70

W

 

πd

3

 

 

 

Wкнетто

πd

3

900

 

1,90

1,80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кнетто

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bt (d t )2

;

 

 

 

 

 

 

bt

(d

t )2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

1000

2,00

1,90

 

2d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πd3

 

 

 

 

 

W 0,95

πd3

 

 

 

Wк 0,95

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание. Номинальные значения нормальных и касательных

напряжений следует вычислять по сечениям нетто.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица П8

 

 

 

 

Значения коэффициентов Ψσ, Ψτ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Материал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ψσ

 

 

 

 

 

Ψτ

Углеродистая сталь σв = 320…500, МПа

 

 

0,05

 

 

 

 

 

 

 

Углеродистая сталь σв

= 500…750, МПа

 

0,1–0,15

 

 

 

 

0,05

Углеродистая и легированная сталь

 

0,15–0,2

 

 

0,05–0,1

σв = 700…1050, МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Легированная сталь σв

= 1050…1450, МПа

0,25–0,3

 

 

0,1–0,15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

357

Таблица П9

Значения масштабного фактора Kdσ в зависимости от диаметра детали

Материал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

20

30

 

40

 

 

50

 

 

 

70

 

100

 

200

Углеродистая сталь

 

 

 

0,98

0,92

10

 

0,85

 

0,82

 

 

0,76

 

0,70

 

0,63

σв = 400…500 МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Углеродистая и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

легированная сталь

 

 

 

0,97

0,89

0,98

0,81

 

0,78

 

 

0,73

 

0,68

 

0,61

σв = 500…800 МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Легированная сталь

 

 

 

0,95

0,86

0,81

0,77

 

0,74

 

 

0,69

 

0,65

 

0,59

σв = 800…1200 МПа

 

 

 

 

 

Легированная сталь

 

 

 

0,94

0,83

0,77

0,73

 

0,70

 

 

0,66

 

0,62

 

0,57

σв = 1200…1400 МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица П10

Значения

Kσ

и

 

Kτ

 

 

для узлов вала, собранных с натягом

 

 

 

 

 

Kdτ

 

Kdσ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диаметр вала, мм

 

 

 

 

Kσ

при σв, МПа

 

 

 

Kτ

при σв, МПа

 

 

 

Kdσ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kdτ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

500

 

 

700

900

 

1200

 

500

 

700

900

1200

30

 

 

 

2,5

 

 

3,00

3,50

 

4,25

 

1,75

 

2,20

2,50

2,95

50

 

 

 

3,05

 

 

3,65

4,30

 

5,20

 

2,05

 

2,60

3,00

3,50

100

 

 

 

3,30

 

 

3,95

4,60

 

5,60

 

2,20

 

2,80

3,20

3,80

358

Таблица П11

Значения коэффициента влияния поверхностного упрочнения Kv

 

 

Вид

 

 

σв, МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

Kv

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гладкий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

упрочнения

 

 

K

σ

=1,1...1,5

K

σ

=1,5...2, 0

 

 

 

 

 

 

вал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Закалка

 

 

600–800

1,5–1,6

 

 

 

 

1,6–1,7

 

 

 

1,8–2,4

 

с нагревом ТВЧ

800–1000

1,3–1,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дробеструйная

600–1500

1,1–1,25

 

 

 

1,5–1,6

 

 

 

1,7–2,1

 

обработка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Накатка

 

 

600–1500

1,1–1,3

 

 

 

 

1,3–1,5

 

 

 

1,6–2,0

 

роликами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица П12

 

 

Зависимости для коэффициентов KF

,

 

KFτ , Kd

τ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KF

 

 

 

 

 

K

Fτ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kd

τ

 

 

 

 

 

 

σ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K =10,22lgR

(lg

σB

1)

KF

=0,575KF

+0,425

K

=0,5+1,41(K

 

0,5)1,5

 

 

 

F

 

z

20

 

τ

 

σ

 

 

 

 

dτ

 

 

 

 

 

 

dσ

 

 

σ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rz, мкм

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица П13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,6

 

3,2

 

 

6,3

 

 

 

 

 

12,5

 

 

25

 

 

 

 

50

 

полировка

 

тонкое

 

шлифование

 

тонкая

 

обточка

 

грубая

 

 

 

шлифование

 

 

 

 

 

 

обточка

 

 

 

 

 

обточка

359

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Глава 1. Введение в науку о сопротивлении

 

материалов..........................................................................

3

1.1. Общие определения .....................................................

3

1.2. Основные понятия. Метод сечения ............................

4

1.3. Понятие о напряжениях ...............................................

7

1.4. Деформации и перемещения .......................................

8

1.5. Основные гипотезы предмета сопротивления

 

материалов ...........................................................................

10

1.6. Связь между деформациями и напряжениями.

 

Закон Гука ............................................................................

11

Глава 2. Растяжение и сжатие ........................................

12

2.1. Продольные силы в поперечных сечениях ................

12

2.2. Напряжения, деформации и перемещения ................

13

2.3. Примеры расчета статически определимых

 

систем растяжения и сжатия ..............................................

19

Контрольная работа № 1. Расчеты на прочность стати-

 

чески определимых систем растяжения-сжатия ..............

27

Глава 3. Геометрические характеристики плоских

 

сечений ................................................................................

31

3.1. Общие определения .....................................................

31

3.2. Изменение моментов инерции при параллельном

 

переносе осей .......................................................................

33

3.3. Изменение моментов инерции при повороте

 

осей координат ....................................................................

33

3.4. Понятие о радиусе инерции ........................................

35

3.5.Методика определения положения главных осей

ивычисления главных моментов инерции, радиусов

инерции ................................................................................

35

3.6. Примеры определения геометрических характерис-

 

тик сложных фигур .............................................................

38

Контрольная работа № 2. Геометрические характеристи-

 

ки плоских сечений .............................................................

44

Глава 4. Основы теории напряженного

 

и деформационного состояния в точке.

 

Гипотезы прочности .........................................................

47

4.1. Напряженное состояние в точке и его виды ..............

47

4.2. Исследование плоского напряженного

 

состояния .............................................................................

48

360