1 Úvod do konstruování 3 2 Statistické zpracování dat 37 3 Volba materiálu 75 4 Analýza zatížení a napětí Analýza deformací 185

Transkript

1 Stručný obsah Předmluva xvii Část 1 Základy konstruování 2 1 Úvod do konstruování 3 2 Statistické zpracování dat 37 3 Volba materiálu 75 4 Analýza zatížení a napětí Analýza deformací 185 Část 2 Porušování strojních součástí Porušování způsobené statickým zatěžováním Únavové porušování způsobené proměnným zatěžováním 321 Část 3 Výpočty a konstrukce strojních součástí Šroubové a nýtové spoje Svarové a lepené spoje Mechanické pružiny Valivá ložiska Mazání a kluzná ložiska Převody ozubenými koly Čelní ozubené převody s přímými a šikmými zuby Kuželové a šnekové ozubené převody Hřídelové spojky, brzdy a setrvačníky Převody s ohebnými převodovými členy Osy a hřídele 921 A Tabulky Index ix

2

3 Obsah xi Obsah Předmluva xvii Část 1 Základy konstruování 2 1 Úvod do konstruování Navrhování Navrhování strojních částí Interakce mezi prvky návrhového procesu Návrhové nástroje a prostředky Konstruktérova profesní odpovědnost Předpisy a normy Ekonomická hlediska Bezpečnost a zákonná odpovědnost za škody Přiměřenost posouzení Nejistoty Napětí a jeho mezní hodnoty Návrhový součinitel a součinitel bezpečnosti Spolehlivost Jednotky veličin a soustavy jednotek Výpočty a platné číslice 32 Úlohy 33 2 Statistické zpracování dat Náhodné veličiny Aritmetický průměr, rozptyl a směrodatná odchylka Rozdělení pravděpodobnosti Kombinace náhodných veličin Lineární regrese Tolerance a uložení Rozměry a tolerance 61 úlohy 65 3 Volba materiálu Pevnost a tuhost materiálu Statistická povaha materiálových charakteristik Pevnost a tváření za studena Tvrdost Vlastnosti při rázovém namáhání Vliv teploty Systémy označování materiálů Odlévání do pískové formy Lití do skořepinových forem Lití do forem získaných metodou vytavitelných modelů Prášková metalurgie Tváření za tepla Tváření za studena Tepelné zpracování ocelí Legované oceli Korozivzdorné oceli Materiály na odlitky Neželezné kovy Plasty Kompozitní materiály 113 Úlohy Analýza zatížení a napětí Rovnováha a uvolnění Posouvající síla a ohybový moment u nosníků Singulární funkce Napětí Složky napětí Mohrova kružnice pro rovinnou napjatost Obecná prostorová napjatost Pružná deformace 137 xi

4 xii Konstruování strojních částí 4-9 Rovnoměrně rozložené napětí Normálová napětí u nosníků namáhaných ohybem Nosníky s nesymetrickými průřezy Smyková napětí u nosníků namáhaných ohybem Krut Koncentrace napětí Napětí ve válcových tělesech zatížených přetlakem Napětí v rotujících kotoučích Spojení nalisováním Teplotní vlivy Silně zakřivené pruty namáhané ohybem Kontaktní napětí Shrnutí 180 Úlohy Analýza deformací Tuhost pružin Tah, tlak a krut Deformace ohýbaného nosníku Metody stanovení průhybu nosníku Stanovení průhybu nosníků superpozicí Stanovení průhybu nosníků pomocí singulárních funkcí Energie napjatosti Castiglianova věta Deformace součástí se zakřivenou střednicí Staticky neurčité úlohy Tlačené prvky všeobecně Dlouhé pruty centricky zatížené Pruty střední délky centricky zatížené Excentricky zatížené pruty Sloupy nebo krátké pruty zatížené tlakem Ráz Rázové zatížení 242 Úlohy 244 Část 2 Porušování strojních součástí Porušování způsobené statickým zatěžováním Statická pevnost Koncentrace napětí Teorie porušení Teorie maximálních smykových napětí pro houževnaté materiály Teorie měrné energie napjatosti změny tvaru pro houževnaté materiály Coulombova-Mohrova teorie pro houževnaté materiály Porušení houževnatých materiálů shrnutí Teorie maximálního normálového napětí pro křehké materiály Modifikace Mohrovy teorie pro křehké materiály Porušení křehkých materiálů shrnutí Výběr kritéria porušení Statické nebo kvazistatické zatížení hřídele Úvod do lomové mechaniky Pravděpodobnostní dimenzování 306 Úlohy Únavové porušování způsobené proměnným zatěžováním Úvod do únavy kovů Únavové porušení analýza a návrh řešení Metody posouzení únavové životnosti Napěťový přístup při posouzení únavové životnosti Deformační přístup při posouzení únavové životnosti Lineárně elastická lomová mechanika Mez únavy Únavová pevnost Faktory ovlivňující mez únavy Koncentrace napětí a vrubová citlivost Popis proměnlivého namáhání Kritéria únavového porušení při pulzujícím namáhání Únavová pevnost při torzním zatěžování Kombinované zatěžování 379

5 Obsah xiii 7-15 Proměnné zatěžování s amplitudou měnící se v čase; kumulativní únavové poškození Kontaktní únavová pevnost Pravděpodobnostní dimenzování 393 Úlohy 409 Část 3 Výpočty a konstrukce strojních součástí Šroubové a nýtové spoje Závity terminologie Pohybové šrouby Spojovací součásti Spoje tuhost spojovacích součástí Spoje tuhost spojovaných součástí Mechanické vlastnosti šroubů a matic Síly v provozním stavu ve šroubovém spoji při tahovém zatěžování Vztah mezi utahovacím momentem a silou předpětí Předepjaté šroubové spoje při statickém tahovém zatěžování Těsněné přírubové spoje Předepjaté šroubové spoje při únavovém zatěžování Spoje zatížené kolmo k ose šroubu nebo nýtu 465 Úlohy Svarové a lepené spoje Označování svarových spojů Tupé a koutové svary Napětí ve svarových spojích namáhaných krutem Napětí ve svarových spojích namáhaných ohybem Únosnost svarových spojů Statické zatěžování svarových spojů Únavové zatěžování svarových spojů Odporové svařování Lepené spoje 498 Úlohy Mechanické pružiny Napětí a deformace šroubovitých pružin Tvary šroubovitých tlačných pružin Vzpěrná stabilita (vybočení) šroubovitých tlačných pružin Materiály pružin Navrhování staticky zatěžovaných šroubovitých tlačných pružin Kmitání šroubovitých pružin Cyklické zatěžování šroubovitých tlačných pružin Navrhování cyklicky zatěžovaných šroubovitých tlačných pružin Šroubovité tažné pružiny Šroubovité zkrutné pružiny Talířové pružiny Ostatní pružiny 555 Úlohy Valivá ložiska Druhy valivých ložisek Trvanlivost Vztah mezi zatížením a trvanlivostí při dané spolehlivosti Trvanlivost v závislosti na spolehlivosti Vztah mezi zatížením, trvanlivostí a spolehlivostí Kombinované radiální a axiální zatížení Proměnlivé zatížení Modifikovaná rovnice trvanlivosti Stanovení velikosti ložiska Kuželíková ložiska Posouzení konstrukčního řešení ložiskového uzlu Mazání Konstrukce uložení 600 Úlohy Mazání a kluzná ložiska Režimy mazání Viskozita Petrovova rovnice 611

6 xiv Konstruování strojních částí 12-4 Stabilní mazání Mazání tlustým filmem Teorie hydrodynamického mazání Konstrukční rozvahy Vztahy mezi nezávislými a závislými veličinami Radiální kluzná ložiska s náplní maziva Radiální ložisková vůle Radiální kluzná ložiska s tlakovým oběhovým mazáním Zatížení a ložiskové materiály Druhy pouzder Axiální kluzná ložiska Radiální kluzná ložiska s mezným mazáním 649 Úlohy Převody ozubenými koly Druhy ozubených převodů Názvosloví ozubených převodů Záběr sdružených profilů Evolventa a dvojice evolventních profilů Vnější a vnitřní evolventní ozubení Trvání záběru Interference Výroba ozubených kol Kuželová ozubená soukolí s přímými zuby Čelní ozubená soukolí se šikmými zuby Šneková soukolí Normalizace ozubení Mechanismy s ozubenými koly Silové poměry v čelním ozubeném soukolí s přímými zuby Silové poměry v kuželovém ozubeném soukolí s přímými zuby Silové poměry v čelním ozubeném soukolí se šikmými zuby Silové poměry v šnekovém soukolí 708 Úlohy Čelní ozubené převody s přímými a šikmými zuby Výpočet ohybového napětí podle Lewise Kontaktní únavová pevnost povrchu boků zubů Rovnice pro výpočet dotykového a ohybového napětí Únosnost ozubení a pevnostní podmínky Součinitel tvaru zubu Součinitel mechanických vlastností materiálů Součinitel vnitřních dynamických sil Součinitel vnějších dynamických sil Součinitel drsnosti boků zubů Součinitel velikosti Součinitel nerovnoměrnosti zatížení po šířce zubu Součinitel poměrné tvrdosti Součinitel životnosti Součinitel spolehlivosti Součinitel teploty Součinitel tloušťky věnce Součinitelé vztahující se pouze k metodice ISO Shrnutí výpočtových postupů Návrh čelního ozubeného soukolí 781 Úlohy Kuželové a šnekové ozubené převody Druhy kuželových ozubených soukolí Únosnost ozubení kuželového soukolí Součinitelé pro výpočet únosnosti ozubení kuželového soukolí Shrnutí výpočtových postupů Návrh kuželového soukolí s přímými zuby Výpočet únosnosti šnekového soukolí podle AGMA Třecí ztráty u šnekového soukolí Návrh šnekového soukolí Výpočet únosnosti šnekového soukolí podle DIN 820 Úlohy

7 Obsah xv 16 Hřídelové spojky, brzdy a setrvačníky Statický rozbor spojek a brzd Spojky a brzdy s vnitřními čelistmi Spojky a brzdy s vnějšími čelistmi Pásové spojky a brzdy Kotoučové a lamelové spojky Kotoučové brzdy Kuželové spojky a brzdy Disipace energie Nárůst teploty Třecí materiály Ostatní mechanické spojky Setrvačníky 853 Úlohy Synchronní řemenové pohony Řetězové převody Lanové převody Ohebné hřídele 914 Úlohy Osy a hřídele Materiály Tvar a konstrukce Pevnostní kontrola Kontrola deformací Kontrola krouživého kmitání Spoje hřídele s nábojem 953 Úlohy Převody s ohebnými převodovými členy Řemenové převody Převody s plochými a kruhovými řemeny Převody s klínovými řemeny 885 A Tabulky Rejstřík