DANE	OBLICZENIA	WYNIKI
H=200[cm] h=180[cm] b=150[cm] Re=160[MPa] Xe=2 Q=12[kN] E=160[GPa] a = 240 b = 1 A=241[mm^2] E=160[GPa]	Temat: Zaprojektować mechanizm śrubowy do opuszczania i podnoszenia wrót śluzy wodnej. H=200[cm] - wysokość wrót h=180[cm] - maksymalna wysokość lustra wody b=150[cm] – szerokość śluzy 1.Obliczenie średnicy śruby z warunków wytrzymałościowych na ściskanie i wyboczenie. Przyjmuję materiał na śrubę mosiądz CuZn38Al2Mn1Fe (wg starych oznaczeń MA58) Obliczenie kc- naprężenia dopuszczalne na ściskanie. Obliczenie średnicy śruby z warunku wytrzymałościowego na ściskanie uwzględniając moment skręcający Ciężar, jaki maksymalnie może obciążać mechanizm podczas pracy w zadanych warunkach to 12[kN]. Jest to jednak skrajny przypadek, który jest przykładem niewłaściwego podnoszenia lub opuszczania śluzy. Obliczenia zastosowałem do tego obciążenia. Jest to zabezpieczenie przed zniszczeniem przy nieprawidłowym użytkowaniu. Z obliczeń wynika, iż przy normalnej pracy obciążenie nie przekroczy 3[kN]. Masę wrót i elementów mechanizmu oszacowałem na 2,5[kN]. Pozostałe obciążenia to opory tarcia na prowadnicach (spowodowane zanieczyszczeniami i naporem wody) i w mechanizmie. d1- średnica rdzenia śruby Qzas- obciążenie zastępcze uwzględniające moment skręcający podczas pracy śruby Qzas=1,3*Q Qzas=1,3*205000 Qzas=15,6[kN] Przyjmuję wstępnie gwint Tr20x2 d1=17,5[mm] P=2[mm]-skok gwintu A=241[mm^2] c) długość śruby narażonej na wyboczenie L=500[mm] L-długość śruby d) Obliczenie smukłości śruby Zakładam współczynnik wyboczeniowy nw=(4-7) J- najmniejszy osiowy moment bezwładności przekroju poprzecznego pręta A-powierzchnia i-najmniejszy promień bezwładności pręta Przyjmuję współczynnik Obliczam smukłość graniczną e) Obliczenie naprężeń krytycznych ze wzoru Tetmajera – Jasińskiego f) Obliczenie siły krytycznej g) Obliczenie rzeczywistego współczynnika wyboczeniowego nr<nw Warunek nie jest spełniony spełniony! Zwiększam średnicę gwintu. Przyjmuję wstępnie gwint Tr28x5 h) Obliczenie smukłości śruby Zakładam współczynnik wyboczeniowy nw=(4-7) J- najmniejszy osiowy moment bezwładności przekroju poprzecznego pręta A-powierzchnia i-najmniejszy promień bezwładności pręta Przyjmuję współczynnik Obliczam smukłość graniczną e) Obliczenie naprężeń krytycznych ze wzoru Tetmajera – Jasińskiego f) Obliczenie siły krytycznej g) Obliczenie rzeczywistego współczynnika wyboczeniowego nr>nw Warunek spełniony!	kc=80[MPa] Qzas=15,6[kN] d1 = 15.76[mm] A=241[mm^2] d1= 17.5[mm] P=2[mm] L=500[mm] nw=4-7 i=4,4[mm] λ = 113,6 nr=2,53 i=5,625[mm] nr=5,011
P=5 [mm] d2 = 25,5[mm]	2) Sprawdzenie samohamowności gwintu - obliczenie kąta - obliczenie pozornego kąta tarcia -przyjmuję współczynnik tarcia -kąt roboczy gwintu trapezowego symetrycznego Gwint jest samohamowny. Warunek spełniony
Q=30kN r=40mm Dn=3,933[mm]	3) Obliczenie sprawności gwintu a) obliczenie momentu tarcia na zarysie gwintu Ms Dodac lozysko -obliczenie całkowitego momentu tarcia MN=Ms+Mt MN=87732,26[Nmm]	MN=87732.26 [Nmm]
d2 = 25.5 H=51[mm] P = 5 [mm] Dla materiału brąz B10 kr = 90[MPa] kd = 54[MPa] Q=30kN H=66[mm] Dla pary stal – brąz µ = 0,12 H = 66[mm] d = 36[mm] MN=87732.26 [Nmm] Przyjmuje dla stali Est=2,1*10^5 [MPa] νst = 0,3 dla brązu Eb=0,85*10^5 [MPa] N`max=54 cst=1,61 cb=1,02 Est=2,1*10^5 MPa Eb=0,85*10^5 MPa Nmax=70 Rest=275MPa	4) Obliczenie nakrętki a) Wstępnie przyjmuje wysokość nakrętki H = 2*d2 = 2 * 25.5 = 51[mm] Przyjmuje H = 51 [mm] b) obliczam ilość zwoi Przyjmuje ilość zwoi z= 11 c) sprawdzam docisk w zwojach A – powierzchnia docisku jednego zwoju kd=0,6kr =504[mm^2] Warunek spełniony d) obliczam wysokość nakrętki H = z * P = 11 * 6 = 66 [mm] e) Przyjmuję średnicę nakrętki dz=45[mm]	H = 51[mm] z= 11 A=504[mm^2] dz=45[mm] p=5.44[MPa] cst=1,61 cb=1,02 N= 4[µm] Nmax=70 pmax=71,19MPa pdop=109,5MPa
kr=150[MPa] Q=30000N L1=164[mm] h = 270[mm] kr = 150[MPa] kg =180[MPa]		M16 d=16[mm] dr = 13.546[mm] d2 = 14.701[mm] Mg = 137.964[Nm] ds=26[mm] l=250[mm]
Q = 30000 [N] l’ = 176[mm] Q= 30000[N] l=73[mm] A=1713[mm^2] kg = 165[MPa] ks= 99[MPa] a=6[mm] Ms=87732.26 [Nmm] T = Q/2 = = 15000[N] kt = 99[MPa] MN=87732,26 [Nmm] Re=300 [MPa] Xe = 2 Mg=880000[Nmm] pdop=90MPa Ms=880000[Nmm] Q = 30000[N] l=176[mm]	5) Obliczam belkę górną a) obliczanie tulei środkowej Dobieram stal St4S Re = 275[MPa]; Xe = 2; kt=137,5[MPa]; kg=165[MPa]; ks=kt=82,5[MPa[ Obliczenia momentu bezwładności w tym celu zakładam model uproszczony Obliczanie średnicy x l`=150+26=176[mm] Przyjmuje średnicę x=54[mm] b) Obliczenia przekroju A-A - obliczenie szerokości ramienia k=34,27[mm] - obliczanie wysokości Mg = Q/2*15=225000[Nmm] Przyjmuje t = 17 [mm] - sprawdzam przekrój na zginanie ze skręcaniem. Warunek spełniony c) sprawdzanie przekroju B-B - moment bezwładności A = 53*15+17*54=1713[mm^2] Sy = 54*17*8.5+53*15*43.5 = 42385.5[mm^3] - sprawdzam przekrój na zginanie ze ścinaniem. Warunek spełniony d)Obliczenia spoiny przy tulei środkowej - naprężenia ścinające -naprężenia zginające W0 =17134.26[mm^3] Wx = 8567.13[mm^3] - naprężenia skręcające Ms=87732,26[Nmm] Naprężenia dopuszczalne Warunek spełniony e) obliczanie spoiny przy żebrze Przekrój A-A Spoiny będą poddawane ścinaniu wywołanym przez zginanie A=34.27*17+10*15 = 732.59[mm^2] Sx = 34.27*17*8,5+10*15*22=8252.015[mm^3] Sp = 34.27*17*2.77=1613.77[mm^3] przyjmuje a=4[mm] - obliczam długości spoiny Przyjmuje długość spoiny 2x20[mm] 6) Obliczanie pokrętła a) Na pokrętło dobieram stal St5 (Re=300[MPa] ) - zakładam siłę na jednym ręku P=200[N] i moment równy MN=87732,26 [Nmm] M = P * l` l=l`+20 440[mm] - obliczam średnice pręta z warunku na zginanie kg = 1,15 * kr = 172.5[MPa] Mg = P*l = 200*440=88000[Nmm] Przyjmuje średnice pokrętła d = 18[mm] -obliczam połączenie wieloboczne (czworobok) przyjmuję długość połączenia l=15[mm] b0=5,8[mm] przyjmuję b=6[mm]	x=54[mm] k=34,27[mm] A= 732.59[mm^2] Sx=8252.01[mm^3] Sp = 1613.77[mm^3] a=4[mm] l=440[mm] d=18[mm] l=15[mm] b=6[mm]