new 108

220 7. Zasady obliczeń wytrzymałościowych śrub

Przyjmując promień przejścia q = 0,5 mm od średnicy d do średnicy D. z pracy [7] znajdujemy współczynnik kształtu a_k — 2,8, następnie z wykresu na rys. 7.4 dla R_m = 400 MPa i p = 0,5 mm odczytujemy /?* = 2, a z wykresu na rys. 7.6 dla Z_go = 170 MPa, o_fc = 2,8 i d = 18

odczytujemy = 1,08.

Stąd amplituda naprężeń jest równa

Oa = Oa — = 10-2-1,08 = 21,6 MPa. e

Wytrzymałość zmęczeniowa przy założeniu x = const z uproszczonego wykresu Smitha jest równa R_m. Zatem rzeczywisty współczynnik bezpieczeństwa według wzoru (7.6) wynosi

₌ Rm ₌__400__₌

Oa-r<r_m 21,6 + 61,5

Otrzymane wielkości <3 są nieco za duże; należy jednak je przyjąć, gdyż zmniejszenie wymiarów słupka (d = 16 mm) nie daje dostatecznej pewności.

Obliczenie pokrętaka

Moment obrotowy na pokrętaku jest równy sumie momentu oporowego gwintu M_s i momentu tarcia śruby w dnie gniazda płyty M_t

M_c = M,+ M_t = 38200 + 22500 = 60700 N-mm,

2

gdzie:    M_t = /uQ-0,5d_t — 0,1 -15000-0,5-30 = 22500 N-mm, d_t=—-d₀ =

ó

2

= “•45 = 30 mm jest średnią średnicą tarcia, // = 0,1 — założonym

o

współczynnikiem tarcia.

Przyjmując siłę napędową P — 150 N przykładaną na obu końcach pokrętaka obliczymy jego wysięg

R

Mc

P

60700

2-150

-- 202

mm.

Z rysunku określamy długość pokrętaka (do piasty) l = 180 mm a z warunku zginania — jego średnicę

o_g

Mg_

W_x

PI

~d''

32

<k₉.

Dla materiału słupka stali St3 można przyjąć k_g — l,25k_r — 1,25-96 = = 120 MPa.

Średnica pokrętaka u nasady piasty wyniesie

„ ^ . / 32PI : / 32-150-180

= 13,2 mm.

^d    >    V -JkT" V .v 120

Przyjmujemy d = 15 mm.

Średnicę od strony gałki można przyjąć mniejszą (bardziej estetyczny wygląd), gdyż obciążenie jest odpowiednio mniejsze. Średnicę tę policzymy ze wzoru

di

^{32 P} Y

^ kg

V-

32-150-50

120

8,6 mm,

gdzie l_e = 100 mm jest założoną długością gałki.

Przyjmujemy d- = 10 mm.

Połączenie piasty pokrętaka ze śrubą projektujemy jako połączenie czworoboczne. Zakładamy trójkątny rozkład nacisków i przeniesienie obciążeń przez dwa bloki połączenia.

Z warunku równowagi otrzymamy

:bl

M_c = 2

gdzie l jest wysokością piasty, b — bokiem czworokąta. Stąd otrzymujemy

6 Me .

Pmax '    J    Pdop*

Wsunięcie czopa czworokątnego przez otwór w nakrętce wymaga spełnienia warunku

n 27

b < -4™ = -4L- = 19,1 mm.

\ 2 ]/ 2

Uwzględniając ścięcie naroży czworokąta, przyjmujemy b = 2,0 cm. Dopuszczalne naciski w tego typu połączeniu można przyjąć p_dop = 50 MPa. Stąd wysokość piasty

6 M_c

b~ Pdop

6-60700 20²- 50

18,3 mm.

Przyjmujemy l — 20 mm.

Przyjmujemy średnicę zewnętrzną piasty D — 45 mm.

Obliczenie płyty dociskowej

Zarys prostokąta płyty obwodzi się zwykle dookolnym żebrem. W środku płyty przewiduje się wzmocnione gniazdo, które łączy się z żebrem obwodowym czterema żebrami wzdłuż przekątnych prostokąta. Przy takim rozwiązaniu płyta może pęknąć (z największym prawdopo-