sruba, sruba1, DANE


DANE

OBLICZENIA I SZKICE

WYNIKI

Temat: Zaprojektować śrubę roboczą pracującą w mechanicznym podnośniku śrubowym przedstawionym na rysunku o następujących danych:

- obciążenie osiowe Q=20 kN

- użyteczna wysokość podnoszenia H=0,6 m.

- rodzaj gwintu trapezowy symetryczny Tr

Przeprowadzić obliczenia geometryczne i wytrzymałościowe śruby.. Wykonać rysunek zestawieniowy podnośnika, wraz z podaniem dokładnych wymiarów śruby i nakrętki oraz wymiarów gabarytowych podnośnika.

0x01 graphic

  1. Do wykonania śruby przyjmuję stal St7 o następujących parametrach:

kr = 175 [MPa]

ks = 115 [MPa]

kso = 45 [MPa]

E=2,1*10­5­­ [MPa]

kr=175 [MPa]

Q=20 [kN]

  1. Z warunku z ściskanie wyznaczamy wstępną średnice rdzenia śruby według wzoru:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

dr ≥ 18 [mm]

dr 0x01 graphic
18 [mm]

DANE

OBLICZENIA I SZKICE

WYNIKI

H=0,9 [m]

l=0,9 [m]

dr=18 [mm]

lw=1,8 [m]

i=0,0038 [m]

  1. Wykonujemy sprawdzenie średnicy rdzenia ze względu na wyboczenie.

Określenie długości swobodnej śruby:

0x01 graphic

Wyznaczenie smukłości śruby ze wzoru:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

smukłość wynosi: 0x01 graphic

l=0,9 [m]

s=400

Q=20 [kN]

Xw=7

lw=1,8 [m]

pkr=140000 [kN]

E=2,1⋅1011 [Pa]

  1. Wyznaczenie naprężeń krytycznych i określenie średnicy rdzenia śruby ze wzoru Eulera. Przyjmuję współczynnik bezpieczeństwa z Xw=7 (z przedziału 5-7).

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

dr = 45,9 [mm]

  1. Na podstawie PN-79/M-02017 przyjmuję średnicę rdzenia dr=50[mm]

Dla tej wartości dr właściwej dla gwintu trapezowego symetrycznego zwykłego przyjmuję pozostałe wartości z normy:

Skok gwintu: P= 9 [mm]

Średnica zewnętrzna gwintu śruby: d = 60 [mm]

Średnica podziałowa śruby: d2 = 55,5 [mm]

Średnica gwintu nakrętki: D1 = 51 [mm]

dr=50 [mm]

d=60 [mm]

P=0,009 [mm]

ds=55 [mm]

  1. Określenie momentu skręcającego na gwincie.

    1. Obliczenie średnicy roboczej gwintu.

0x01 graphic

    1. Obliczenie kąta nachylenia gwintu.

Przyjmuje skok gwintu h = 0,009[m].

0x01 graphic

ds = 55, [mm]

0x01 graphic

DANE

OBLICZENIA I SZKICE

WYNIKI

Q=20 [kN]

ds=55[mm]

Obliczenie pozornego współczynnika tarcia śruby i nakrętki

0x01 graphic
; pozorny współczynnik tarcia 0x01 graphic

lub pozorny kąt tarcia 0x01 graphic
kąt wierzchołkowy wynosi0x01 graphic
.

Stąd:

0x01 graphic

0x01 graphic

Moment tarcia śruby i nakrętki

0x01 graphic

0x01 graphic

Ms=86 [Nm]

Q=20 [kN]

dr=50 [mm]

Ms=86[Nm]

  1. Obliczenie naprężenia zastępczego w śrubie.

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

σ=10,2 [MPa]

τ=3,5 [MPa]

kr=175 [MPa]

ks=115 [MPa]

σ=10,2 [MPa]

α=1,52

  1. Obliczenie współczynnika α redukującego naprężenia styczne na naprężenia normalne

0x01 graphic

Obliczenie naprężeń zastępczych:

0x01 graphic

0x01 graphic

α=1,52

σz=11,49[MPa]

d=40 [mm]

Q=16 [kN]

h=0,008 [mm]

d=40 [mm]

D1=31 [mm]

H'=80 [mm]

kcj=95 [MPa]

F'=0,0032[m2]

D=40 [mm]

  1. Obliczenie wysokości i średnicy zewnętrznej nakrętki

0x01 graphic

    1. Obliczenie nacisków jednostkowych na zwojach

0x01 graphic

0x01 graphic

    1. Wartości dopuszczalne nacisków ze względu na wytrzymałość wynoszą:

0x01 graphic

14,25[MPa] > 2,79[MPa]

warunek spełniony

    1. Określenie grubości nakrętki

0x01 graphic

0x01 graphic

Przyjmuję D=40 [mm]

Obliczam średnicę zewnętrzną nakrętki

0x01 graphic

0x01 graphic

H'=80 [mm]

p=2,79 [MPa]

pdop=14,25[MPa]

F'=0,0032[m2]

Dz=75 [mm]

DANE

OBLICZENIA I SZKICE

WYNIKI

Q=16 [kN]

E=2,1⋅1011 [Pa]

K=13,33

Q=16 [kN]

do=4,8 [mm]

  1. Obliczenie podparcia nasadki śruby.

Według wzorów Hertza obliczamy średnicę koła styku i nacisk

0x01 graphic

0x01 graphic

Płytki wykonane zostaną ze stali 35 hartowanej powierzchniowo o ph=18600[MPa]

do=4,8 [mm]

ph=774,07[MPa]

Q=16 [kN]

do=4,8 [mm]

μ=0,2

Ms=46,72 [Nm]

Mt=4,48 [Nm]

Mc=51,2[Nm]

Pcz=300 [N]

L=0,2 [m]

Mg=60 [Nm]

kg=122 [MPa]

  1. Obliczenie wymiarów drążka napędzającego

    1. Obliczenie momentu całkowitego

Moment całkowity wynosi:

0x01 graphic

Obliczenie momentu Mt pochodzącego od tarcia płytek w koronie

0x01 graphic

Moment całkowity wynosi:

0x01 graphic

    1. Określenie długości drążka napędzającego.

Przyjmuję siłę rąk człowieka pracującego równą Pcz=300 [N]

0x01 graphic

    1. Obliczenie średnicy drążka napędzającego.

Określenie momentu gnącego działającego na drążek

0x01 graphic

Średnica wynosi

0x01 graphic

Mt=4,48 [Nm]

Mc=51,2[Nm]

L=0,171 [m]

Mg=60 [Nm]

d=17 [mm]

Q=16 [kN]

H=0,008[mm]

Mc=51,2[Nm]

11.Obliczenie sprawności urządzenia

0x01 graphic

η=34,83%

Q=16 [kN]

Dz=320 [mm]

dw=160 [mm]

12.Sprawdzenie nacisku podstawy na podłoże

Przyjmuję średnicę zewnętrzną podstawy podnośnika Dz=320 [mm]

oraz średnicę wewnętrzną dw=160 [mm]

0x01 graphic

0x01 graphic

0,232 [MPa] < 5 [MPa]

zatem warunek został spełniony

p=0,232 [MPa]



Wyszukiwarka