Dane
Obliczenia
Wyniki
P = 3 [kN]
R
m
= 400
[MPa]
R
e
= 320[MPa]
P
z
= 3900 [kN]
A.MECHANIZM NAPINAJĄCY
1. Obliczenie średnicy rdzenia śruby oczkowej d
3
NAKRĘTKA RZYMSKA – połączenie obciążone jednocześnie siłą
osiową P oraz momentem skręcającym.
Średnicę rdzenia śruby oczkowej d
3
obliczam z warunku na rozciąganie,
jednakże siłę obciążającą zwiększam o 30% ze względu na skręcanie.
P
z
= 1,3 * 3000 = 3900 [N]
Zakładam śrubę stalową z materiału o klasie własności mechanicznych
4.8. Podobną wartością takiej granicy plastyczności charakteryzuje się
np.: stal 25 {PN-93/H 84019) lub stal St6 (PN/H- 84020).
r
r
k
A
P
≤
=
σ
4
*
2
3
d
A
π
=
e
e
r
X
R
k
=
Przyjmuję wskaźnik bezpieczeństwa x
e
= 2
R
e
= 0,8 * R
m
= 0,8 * 400 = 320 [MPa]
Naprężenia dopuszczalne na rozciąganie:
k
r
= R
e
/x
e
= 320/2 = 160 [MPa]
Średnica rdzenia śruby oczkowej d
3
:
]
[
58
,
5
]
[
00558
,
0
10
*
160
3900
13
,
1
13
,
1
6
3
mm
m
k
P
d
r
z
=
=
=
≥
Z normy PN-83/M-02013 odczytuję średnicę rdzenia gwintu d
3
=6,355
[mm] – gwint M8.
Śruba oczkowa M8:
P
z
= 3,9 [kN]
x
e
= 2
R
e
= 320 [MPa]
k
r
= 160 [MPa]
d
3
= 6,355 [mm]
Śruba M8:
d
3
= 6,355 [mm]
d
2
=7,188 [mm]
d
1
=6,647 [mm]
d = 8 [mm]
h
z
= 1,25 [mm]
α
= 60
0
1
H
z
= 1,25[mm]
d
2
=7,188[mm]
1
,
0
=
µ
α
r
= 30
0
ρ
'
= 6,57
0
0
52
,
3
=
γ
d
2
=7,188 [mm]
P = 3 [kN]
M
s
=1,723[Nm]
d
3
=6,355[mm]
P = 3 [kN]
d
3
=6,355[mm]
2. Sprawdzenie śruby oczkowej M10 na rozciąganie i skręcanie.
a) obliczenie naprężeń skręcających
o
s
W
M
=
τ
M
s
- moment skręcający
W
0
-biegunowy wskaźnik wytrzymałości na skręcanie
Moment skręcający wynosi:
`)
(
*
*
*
5
,
0
2
ρ
γ +
=
tg
d
P
M
s
γ
- kąt nachylenia linii śrubowej
`
ρ
- pozorny kąt tarcia
05535
,
0
7,188
25
,
1
*
2
=
∗
=
=
π
π
γ
d
h
tg
z
0
52
,
3
=
γ
Przyjmuje współczynnik tarcia
1
,
0
=
µ
1154
,
0
30
cos
1
,
0
cos
`
=
°
=
=
r
tg
α
µ
ρ
ρ
'
= 6,57
0
]
[
723
,
1
159833
,
0
*
10
*
188
,
7
*
3000
*
5
,
0
`)
(
*
*
*
5
,
0
3
2
Nm
M
tg
d
P
M
s
s
≅
=
+
=
−
ρ
γ
Dla przekroju kołowego:
16
*
3
3
0
d
W
π
=
Naprężenia skręcające
s
τ
wynoszą:
]
[
271
,
34
)
10
*
355
,
6
(
*
723
,
1
16
*
*
16
16
*
3
3
3
3
3
3
MPa
d
M
d
M
s
s
s
s
≅
∗
=
=
=
−
τ
π
π
π
τ
b) obliczenie naprężeń rozciągających
Naprężenia rozciągające
r
σ
w rdzeniu gwintu obliczam ze wzoru:
]
[
58
,
94
)
10
*
355
,
6
(
*
3000
*
4
*
*
4
2
3
2
3
MPa
d
P
r
≅
=
=
−
π
π
σ
0
52
,
3
=
γ
ρ
'
= 6,57
M
s
=1,723[Nm]
τ
s
=34,271[MPa]
σ
r
=94,58[MPa]
2
τ
s
=34,271
[MPa]
σ
r
=94,58
[MPa]
k
r
= 160[MPa]
R
e
=220[MPa]
x
e
= 2
k
r
= 110[MPa]
P = 3 [kN]
h
z
= 1,25 [mm]
d = 8 [mm]
D
1
=6,647[mm]
p
dop
=44[MPa]
m
w
= 6 [mm]
h
z
= 1,25 [mm]
c) naprężenia zastępcze
Naprężenia zastępcze w rdzeniu śruby obliczam według hipotezy
Hubera:
]
[
664
,
111
271
,
34
*
3
58
,
94
3
2
2
2
2
MPa
s
r
z
=
+
=
+
=
τ
σ
σ
r
z
k
<
σ
=> dla przyjętej klasy własności mechanicznych śruby warunek
wytrzymałościowy jest spełniony.
Śruba oczkowa M8 została przyjęta poprawnie.
3. Długość gwintu w nakrętce napinającej otwartej.
Długość gwintu obliczam z warunku na docisk powierzchniowy
pomiędzy zwojami gwintu śruby i nakrętki:
dop
d
p
A
P
≤
=
σ
p
dop
- dopuszczalny nacisk na powierzchni roboczej gwintu przyjęto jak
dla połączeń gwintowych półruchowych dla materiału o niższej
wytrzymałości z pośród dwóch współpracujących ze sobą.
A - powierzchnia styku nakrętki ze śrubą
i
D
d
A
*
4
)
(
*
2
1
2
−
=
π
d- średnica nominalna gwintu
D
1
- średnica otworu w nakrętce
I - liczba czynnych zwojów gwintu nakrętki
Zgodnie z zaleceniami normy PN-57/M-82269 na nakrętkę rzymską
przyjmuje stal St3S.
Obliczam wartość p
dop
:
MPa
44
110
*
4
.
0
*
4
.
0
MPa
110
2
220
Re
=
=
=
=
=
=
r
dop
e
r
k
p
x
k
Wymagana wysokość nagwintowanej części nakrętki m
w
:
i
h
m
z
w
*
≥
⇓
dop
z
w
p
D
d
h
P
m
*
)
(
*
*
*
4
2
1
2
−
≥
π
6
2
3
2
3
3
10
*
44
*
]
)
10
*
647
,
6
(
)
10
*
8
[(
*
10
*
25
,
1
*
3000
*
4
−
−
−
−
≥
π
w
m
]
[
6
]
[
00546
,
0
mm
m
m
w
≈
≥
Obliczenie wymaganej ilości zwojów czynnych:
5
8
,
4
25
,
1
6
≈
=
=
=
z
w
h
m
i
σ
z
=111,7[MPa]
Materiał: St3
k
r
= 110 [MPa]
p
dop
= 44 [MPa]
m
w
= 6 [mm]
i = 5
3
h
z
= 1,25 [mm]
i
c
= 7
H=180[mm]
m
c
=30[mm]
H = 180 [mm]
m
c
= 30 [mm]
Do obliczonej liczby zwojów czynnych należy dodać zwoje bierne
(tzn. końcowe, które nie posiadają pełnej wytrzymałości)
i
c
= 5
zwojów czynnych
+ 2
zwoje bierne
= 7
Dla 7 zwojów minimalna długość nagwintowanej części nakrętki
wynosi:
]
[
75
,
8
25
,
1
*
7
*
mm
h
i
m
z
c
c
=
=
=
Ze względu na spawanie przyjmuję wysokość nakrętki równą: 10 * a
= 30 mm
4. Obliczenie długości śruby oczkowej M8
Długość gwintu nakrętki napinającej otwartej obliczam na
podstawie parametrów geometrycznych śruby oczkowej oraz nakrętki
rzymskiej.
Dobieram całkowitą długość nakrętki rzymskiej:
L = 240[mm] (<= H=180[mm], m
c
=30[mm])
Skok mechanizmu wyraża się wzorem:
H=h
max
-h
min
h
max
=2*l+L-2*m
c
h
min
=L+2*l-2*b
c
l- długość śruby oczkowej
L- długość nakrętki rzymskiej
m
c
- długość gwintu nakrętki rzymskiej
b
c
- wymagana długość gwintu w śrubie oczkowej
H = 2b
c
– 2m
c
=> b
c
= H/2 +m
c
b
c
= 180/2 + 30 = 120 [mm]
Na podstawie powyższych obliczeń śruba oczkowa zostanie
wykonana wg dołączonego rysunku wykonawczego.
5. Obliczenie spoin pachwinowych nakrętki rzymskiej.
Przyjmuję a=3 mm oraz długość spoiny l = 10*a = 30 mm. Długość
spoiny jest równa długości nakrętki h.
- ze względu na ścinanie od siły rozciągającej P
MPa
333
,
8
90
*
4
3000
*
4
90
30
*
3
*
'
2
=
=
=
=
=
=
A
P
mm
l
a
A
p
τ
i
c
= 7
m
c
= 8,75 [mm]
L = 240 [mm]
b
c
= 120 [mm]
a = 3 [mm]
l = 30 [mm]
4
Dane
Obliczenia
Wyniki
R
e
= 400 [MPa]
x
e
= 2
F = 3000 [N]
k
g
= 240 [MPa]
d = 8 [mm]
l
1
= 14 [mm]
B. POŁĄCZENIAE SWORZNIOWE
Dobór sworznia na podstawie warunku na zginanie.
Przyjęto klasę wytrzymałości sworznia równą 5.8 (stal 60)
=> R
e
= 400 [MPa]
Przyjęto x
e
= 2
[
]
[
]
MPa
MPa
x
R
k
e
e
r
200
2
400
=
=
=
Przyjęto
r
g
k
k
∗
=
2
,
1
[
]
[
]
MPa
MPa
k
k
r
g
240
200
2
,
1
2
,
1
=
∗
=
∗
=
g
x
g
g
k
W
M
≤
=
max
σ
Nie znając wymiarów połączenia, zakładam wstępnie:
l
1
= 1,7d
l
2
= 0,4l
1
= 0,4 * 1,7d = 0,68d
l = l
1
+ l
2
= 1,7d + 2*0,6d = 3,06*d
Podstawiając l = 3,06*d do wzoru na naprężenia zginające:
g
g
k
d
F
d
l
F
≤
=
=
2
3
*
1
,
0
*
8
06
,
3
*
*
1
,
0
*
8
*
σ
]
[
7
91
,
6
240
*
8
,
0
3000
*
06
,
3
*
8
,
0
*
06
,
3
mm
k
F
d
g
≈
=
=
≥
Przyjęto średnicę sworznia d = 8 [mm]
l
1
= 1,7d = 1,7 * 8 = 13,6 ≈ 14 [mm]
l
2
= 0,4l
1
= 0,4 * = 5,6 ≈ 6 [mm]
k
g
= 240 [MPa]
d = 8 [mm]
l
1
= 14 [mm]
l
2
= 6 [mm]
5
Z = 0,6
k
c
= 145 [MPa]
F = 3000 [N]
d = 8 [mm]
l
1
= 14 [mm]
l
2
= 6 [mm]
Sprawdzenie sworznia z warunku na naciski powierzchniowe.
Przyjęto materiał na blachę jako stal St6, dla której k
c
= 145 [MPa]
Wartość z przyjmuję równą 0,6 (dla połączeń spoczynkowych):
[
]
[
]
MPa
MPa
k
k
z
k
c
c
87
145
6
,
0
6
,
0
*
0
=
∗
=
∗
=
Naciski powierzchniowe w widełkach:
[
]
0
2
25
,
31
6
*
8
*
2
3000
*
2
k
MPa
l
d
F
d
≤
=
=
=
σ
Naciski powierzchniowe w łączniku:
[
]
0
1
79
,
26
14
*
8
3000
*
k
MPa
l
d
F
d
≤
=
=
=
σ
_________________________________________________________
Dobór podkładki do sworznia
Do sworznia o średnicy d=8 mm dobieram podkładkę (wg normy PN-
63/M-82006)o średnicy zewnętrznej D=17,5 mm i grubości g=1,6mm.
Materiał St3S.
Dobór zawleczki do sworznia
Do sworznia o średnicy d=8 mm dobieram zawleczkę (wg normy PN-
76/M-82001) o średnicy umownej zawleczki odpowiadającej średnicy
otworu w sworzniu, d
1
=2 mm. Długość zawleczki l=25 mm. Materiał
St2S.
Obliczenie długości sworznia
Wymaganą długość roboczej części sworznia l obliczam stosownie do
cech geometrycznych: widełek, ucha, podkładki, zawleczki
k
c
= 145 [MPa]
k
0
= 87 [MPa]
σ
d
= 31,25[MPa]
σ
d
= 26,79[MPa]
6
l
1
= 14 [mm]
l
2
= 6 [mm]
g
1
=1,6 [mm]
d
0
= 2 [mm]
d
1
= 2 [mm]
x = 3,5 [mm]
P = 3 [kN]
α = 50
0
l
1
= 14 [mm]
d = 8 [mm]
k
t
= 145 [MPa]
k
r
= 160 [MPa]
x
d
d
g
s
l
l
l
+
+
−
+
+
=
1
0
1
2
1
2
*
g- grubość blachy
s- grubość widełek (s=g/2)
g
1
- grubość podkładki
d
0
- średnica otworu zawleczkowego
d
1
-srednica zawleczki
x - minimalna odległość otworu zawleczkowego od końca sworznia
]
[
1
,
32
5
,
3
2
2
2
6
,
1
6
*
2
14
mm
l
=
+
+
−
+
+
=
Przyjmuje sworzeń o długości l=35 mm (wg normy PN-63/M-83002).
Dobór kształtu blachy łącznika z warunku na jej ścinanie i
rozciąganie.
k
t
= 145 [MPa], stal St6
wg rysunku: A = l
1
* (H-d)
Ścinanie:
t
t
k
A
P
≤
=
α
τ
cos
*
d
k
l
P
H
t
+
∗
≥
1
cos
*
α
8
10
*
145
14
50
cos
*
3000
6
0
+
∗
≥
H
=> H ≥ 8
Rozciąganie:
r
r
k
A
P
≤
=
α
σ
sin
*
d
k
l
P
H
r
+
∗
≥
1
sin
*
α
8
10
*
160
14
50
sin
*
3000
6
0
+
∗
≥
H
=> H ≥ 8
Przyjęto wymiar H = 8 [mm]
l = 35 [mm]
H = 8 [mm]
Dane
Obliczenia
Wyniki
7
Dobór kształtu widełek.
Jako wstępny model konstrukcji widełek przyjęto spawane połączenie
pręta z blachami wg rysunku
Korzystając z obliczeń dla śruby oczkowej przyjęto pręt o średnicy
d
p
= 10 [mm] (PN–75/H-93210) z materiału o tej samej klasie
własności mechanicznych co śruba oczkowa tj. 4.8 dla której
k
r
=160[MPa] – stal St6.
Pręt ten po zostanie nagwintowany – gwint M8.
obliczenie spoiny pachwinowej dla połączenia pręta ze spodem
widełek
Przyjęto jako materiał na blachę stal St6, k
r
= 160 [MPa]
Obliczenia dla spoiny pachwinowej:
Spoina jest rozciągana jednoosiowo; przekrój przez spoinę:
'
r
s
r
k
A
P
≤
=
σ
(
)
[
]
2
2
2
4
p
p
s
d
a
d
A
−
∗
+
= π
- pole powierzchni przekroju spoiny
d
p
= 10 [mm]
8
d
p
= 10 [mm]
z = 0,5
z
0
= 0,9
P = 3 [kN]
d
p
= 10 [mm]
k
r
’=72[MPa]
l
1
= 14 [mm]
l
2
= 6 [mm]
d
p
= 10 [mm]
a = 3 [mm]
z = 0,5
z
0
= 0,9
l
2
= 6 [mm]
B = 16 [mm]
k
r
= 160 [MPa]
P = 3 [kN]
k
r
’=72[MPa]
2
'
4
2
p
p
r
d
d
k
P
a
−
+
∗
∗
≥
π
przyjęto: z
0
= 0,9, z= 0,5
r
r
k
z
z
k
∗
∗
=
0
'
[
]
[
]
MPa
MPa
k
r
72
160
5
,
0
9
,
0
'
=
∗
∗
=
( )
[ ]
mm
a
186
,
1
2
10
10
72
3000
4
2
=
−
+
∗
∗
≥
π
przyjęto zatem spoinę pachwinową, dla której a = 3 [mm]
Blacha spodnia widełek:
Przyjęto grubość blachy równą grubość ramion widełek – l
2
= 6 [mm].
Szerokość blachy: b = 2*l
2
+ l
1
= 2*6+14 = 26 [mm]
Wymiar B (wg rysunku):
B = dp+2a = 10+2*3 = 16 [mm]
Obliczenia dla spoiny czołowej:
Przyjęto jako na materiał dla ramion widełek stal St6, k
r
= 160 [MPa].
Spoina jest rozciągana jednoosiowo, przekrój przez spoinę:
'
r
s
r
k
A
P
≤
=
σ
r
r
k
z
z
k
∗
∗
=
0
'
przyjęto: z = 0,5; z
0
= 0,9
[
]
[
]
MPa
MPa
k
r
72
160
5
,
0
9
,
0
'
=
∗
∗
=
B
l
A
s
∗
∗
=
2
2
[
]
MPa
B
l
P
r
625
,
15
16
6
2
3000
2
2
=
∗
∗
=
∗
∗
=
σ
Spełniony jest warunek wytrzymałościowy:
[
]
MPa
r
625
,
15
=
σ
<
[
]
MPa
k
r
72
'
=
z = 0,5
z
0
= 0,9
k
r
’=72[MPa]
a = 3 [mm]
b=26[mm]
B = 16 [mm]
σ
r
=15,63[MPa]
9
d = 8 [mm]
P = 3 [kN]
k
r
= 160 [MPa]
l
2
= 6 [mm]
a = 80 [mm]
b = 120 [mm]
Dobór kształtu ramion widełek z warunku na ich rozciąganie:
Ponieważ na jedno ramię widełek działa połowa siły P:
r
r
k
A
P
≤
=
2
σ
Pole powierzchni przekroju rozciąganego:
2
)
(
l
d
F
A
∗
−
=
]
[
10
56
,
9
8
6
*
160
2
3000
2
2
mm
d
l
k
P
F
r
≈
=
+
∗
=
+
∗
∗
≥
C. Układ mocujący
Przyjęto a = 80 [mm], b = 120 [mm], μ = 0,2 – współczynnik tarcia,
n = 2 – ilość śrub, m = 2 -liczba powierzchni styku
1
≤
=
b
a
γ
1
667
,
0
60
40
≤
=
=
γ
b
a
A
⋅
⋅
⋅
=
2
2
- powierzchnia trąca
[ ]
[ ]
[ ]
2
9400
120
80
mm
mm
mm
A
=
⋅
=
F = 10 [mm]
a = 80 [mm]
b = 120 [mm]
μ = 0,2
m = 2
n = 2
A = 9400[mm2]
10
Dane
Obliczenia
Wyniki
P = 3000 [N]
α = 50
0
r = 110 [mm]
γ=0,667
b = 120 [mm]
P
y
= 1928,4 [N]
μ = 0,2
n = 2
m = 2
A = 9400[mm
2
]
M
s
=252791
[Nmm]
S
o
=3034540,8
[mm
3
]
Q
z
= 3389,3 [N]
N
P
P
N
P
P
y
x
4
,
1928
50
cos
3000
cos
1
,
2298
50
sin
*
3000
sin
0
=
⋅
=
=
=
=
=
α
α
Obliczam moment skręcający:
Nmm
P
r
M
x
s
252791
1
,
2298
*
110
*
=
=
=
3
3
3
2
m
3034540,8m
120
*
)
667
,
0
*
8
,
1
444
,
0
*
25
,
1
(
*
)
*
8
.
1
*
25
.
1
(
=
=
+
=
+
=
b
So
γ
γ
Siła neutralizująca składową poprzeczną:
]
[
5
,
2410
2
.
0
*
2
*
2
4
,
1928
*
*
`
`
`
N
Q
Q
n
m
P
Q
w
w
y
w
=
≤
≥
µ
Siła neutralizująca moment skręcający:
]
[
83
,
978
8
,
3034540
*
2
,
0
*
2
*
2
9400
*
252791
*
*
*
*
"
''
0
''
N
Q
Q
S
n
m
A
M
Q
w
w
s
w
=
≤
≥
µ
Siła zastępcza wynosi:
]
[
33
,
3389
83
,
978
5
,
2410
``
`
N
Q
Q
Q
w
w
z
=
+
=
+
=
Do obliczeń przyjmuję siłę powiększoną o 30%:
]
[
12
,
4406
*
3
,
1
N
Q
Q
z
w
=
=
Przyjmuję klasę własności mechanicznych śruby 5.8
Obliczam średnicę rdzenia śruby mocującej d
3
z warunku na
rozciąganie:
]
[
30
,
5
]
[
0053
,
0
10
*
200
12
,
4406
13
,
1
13
,
1
6
3
mm
m
k
Q
d
r
w
=
=
=
≥
Przyjmuję śrubę stalową z gwintem M8.
Dobór podkładki do śruby mocującej:
Do śruby M8 dobieram podkładkę (wg normy PN-78/M-82006) o
średnicy d
o
=8,4 mm średnicy zewnętrznej D=17mm i grubości
g=1,6mm
Dobór nakrętki do śruby mocującej
Do śruby M8 dobieram nakrętkę (wg normy PN-75/M-82144) z
gwintem M8, stalową, klasy dokładności 8
P
x
= 2298,1 [N]
P
y
= 1928,4 [N]
M
s
=252791
[Nmm]
S
o
=3034540,8
[mm
3
]
Q
w
’=2410,5 [N]
Q
w
’’=978,83[N]
Q
z
= 3389,3 [N]
Q
w
=4406,12[N]
k
r
= 200 [MPa]
d
3
= 5,3 [mm]
11
12
Document Outline
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Projekt zawiesia
Projekt 3 Cięgno napinane przeciwwagą o projektowanym zwisie
PROJEKT ZAWIESIA LINY, AGH, PKM, PKM
Projekt 8 - zawiesina (Naprawiony), TECHNIK FARMACEUTYCZNY, TECHNIK FARMACEUTYCZNY, PROJEKTY TECH FA
projekt z KM mój dobry
PROJEKT ZAWIESIE, PKM, pkm
Projekt 3 Cięgno napinane przeciwwagą o projektowanym zwisie
Projekt dobry 2
PROJEKT DOBRY
projekt napinacz1
projekt tyn dobry
Projekt Grzesiek dobry
dobry smak projekt, I
więcej podobnych podstron