Pasowanie -

jest to skojarzenie pary elementow o tym samym wymiarze nominalnym inaczej mówiąc

połączenie dwóch elementów, z których jeden obejmuje drugi. Dotyczy zwykle wałka i otworu, a także
stożka i otworu stożkowego.W budowie maszyn wymagane pasowanie realizuje się poprzez
odpowiedni dobór tolerancji wałków i otworów. Pasowanie oznacza się podając tolerancję otworu i
wałka za znakiem "łamane" pomiędzy nimi, np. H7/e8. W budowie maszyn używa się następujących
rodzajów pasowań:pasowanie luźneZawsze istnieje w nim luz pomiędzy wałkiem i otworem. Wałek
może poruszać się wzdłużnie lub obracać w otworze. Stosowane w połączeniach
ruchowych:pasowania mieszaneIstnieje w nim niewielki luz lub lekki wcisk

. Stosowane do połączeń

nie przenoszących obciążeń.pasowanie ciasneW tym pasowaniu wałek jest wciśnięty w otwór.
Połączenie takie może przenosić obciążenia (zobacz połączenie wciskowe).Teoretycznie możliwa jest
do zastosowania dowolna kombinacja tolerancji wałków iotworów, a w związku z tym bardzo duża
ilości możliwości realizacji wymaganego pasowania. W inżynierskiej praktyce stosuje się jednak tylko
wybrane kombinacje. Stosuje się tu następujące zasady:zasada stałego otworuTolerancję otworu
dobiera się z grupy tolerancji H (tolerancja w głąb materiału) gdzie EI=0, a o rodzaju pasowania
decyduje tolerancja wałka, np. tolerancja luźna - H7/g6, tolerancja mieszana - H7/k6, tolerancja ciasna
-

H7/s6.zasada stałego wałkaTolerancję wałka dobiera się z grupy tolerancji h (tolerancja w głąb

materiału) gdzie es=0, a o rodzaju pasowania decyduje tolerancja otworu, np. tolerancja luźna -
G7/h6, tolerancja mieszana - K7/h6, tolerancja ciasna - P7/h6. Tolerancja wymiaru

– m.Wymiary

pokazywane na rysunku technicznym są wymiarami nominalnymi, pożądanymi przez konstruktora. Ze
względu na nieuniknione niedokładności wykonawcze wymiary rzeczywiste odbiegają od nominalnych.
Konstruktor projektując element musi sobie zdawać sprawę jaką klasę dokładności będą
reprezentować maszyny wykonujące dany element. W wielu przypadkach, dla krytycznych wymiarów
wymusza się tolerancję wykonania, dodając wielkość tolerancji do wymiaru Istnieją jednak przypadki,
kiedy odchylenie od wymiaru nominalnego jest pożądane. Ma to miejsce przy wykonaniu otworów
oraz elementów cylindrycznych, w celu osiągnięcia odpowiedniego pasowania.W przypadku otworów
mamy do czynienia z tolerancją wymiaru otworu, w przypadku elementów walcowych tolerancją
wymiaru wałka.Tolerancję T określa się jakoT = B – Agdzie:A – wymiar graniczny dolnyB – wymiar
graniczny górnyOdchyłka górna Es dla otworu lub es dla wałka oblicza się ze wzoru:Es = B – N;es = B
– NOdchyłka dolna Ei dla otworu lub ei dla wałka oblicza się ze wzoru:Ei = A – N;ei = A – NOdchyłki
mogą mieć wartości dodatnie lub ujemne w zależności od okoliczności.Odchyłki tolerancji są
znormalizowane. Gwint,to

śrubowe nacięcie na powierzchni walcowej lub stożkowej, zewnętrznej lub

wewnętrznej. Komplementarne gwinty wewnętrzny i zewnętrzny mają tak dobrany kształt, że pasują
do siebie. Ruch obrotowy

elementu z gwintem zewnętrznym powoduje przesuwanie się tego elementu

względem elementu z gwintem wewnętrznym.Gwint może być interpretowany jako równia pochyła
nawinięta na powierzchnię walcową. W związku z tym mechanika gwintu jest identyczna jak równi
pochyłej, dlatego też śrubę zalicza się wraz z równią pochyłą do maszyn prostych. Połączenia
spawane

są połączeniami nierozłącznymi i powstają w wyniku skrzepnięcia nadtopionych materiałów

łączonych elementów oraz spoiny.Z punktu widzenia podstaw konstrukcji maszyn rozróżnia się spoiny
czołowe, pachwinowe oraz otworowe.Mechanizmy śrubowe, są połączeniami ruchowymi i mogą być
obciążone jedynie siłami skierowanymi osiowo do śruby lub momentem skręcającym. Inne obciążenia
mogą powodować zginanie lub wyboczenie śrub i muszą być przenoszone przez inne elementy
konstrukcyjne urządzenia jak rolki, prowadnice itp.Przed przystąpieniem do obliczeń należy dobrać
materiał z jakiego będzie wykonana śruba.Warunek wytrzymałościowy śruby rozciąganej lub ściskanej
ma postać: rozciąganie

lub ściskanie

gdzie:F -

siła osiowa w [N];S - pole przekroju [m

2

];k

r

-

naprężenia dopuszczalne na rozciąganie [Pa];k

c

– naprężenia dopuszczalne na

ściskanie [Pa];Podczas obliczeń przyjmuje się, że obciążenie będzie przenoszone przez walec
wewnątrz śruby, na którym „nawinięte” są zwoje gwintu. Zakłada się, więc, że zwoje nie przenoszą
obciążenia. Dla przekroju okrągłego śruby otrzymujemy warunki wytrzymałościowe do obliczenia

rdzenia śruby:

lub dla ściskania

Wynik uzyskujemy w metrach [m].Na podstawie

znajomości d

r

możliwe jest teraz dobranie gwintu trapezowego symetrycznego lub niesymetrycznego.

Dobór polega na wybraniu z tabel gwintu, dla którego d

r

≥d

3

odpowiadającego najmniejszej średnicy

gwintu. W przypadku śrub ściskanych niezbędne jest sprawdzenie wymiaru gwintu ze względu na
możliwość wyboczenia śruby.W przypadku śrub z gwintem grubozwojnym i/lub mechanizmów
śrubowych smarowanych (niski współczynnik tarcia) niezbędne jest sprawdzenie samohamowności
gwintu

, jeśli taka jest wymagana. Czasem konieczne jest również sprawdzenie wymiaru gwintu śruby

ze względu na naprężenia złożone (ściskanie lub rozciąganie wraz ze skręcaniem). Po tym etapie
następuje obliczenie wytrzymałościowe nakrętki.Podstawowe parametry gwintu walcowego
średnica gwintu d: jest to średnica okręgu opisanego na zewnętrznych wierzchołkach gwintu w
prostopadłym przekroju poprzecznym śruby. Średnica ta odpowiada średnicy wewnętrznej D

nakrętki.skok gwintu P: odległość pomiędzy wierzchołkami gwintu w przekroju wzdłużnym śruby lub
nakrętki.zaokrąglenie szczytu i dna bruzdy gwintu R: w gwintach trójkątnych unika się pozostawiania
ostrych krawędzi szczytu gwintu jak i bruzdy gwintu, gdyż powoduje to spiętrzenie naprężeń w
obszarze takiego karbu

. Promień R typowo wynosi około jedną dziesiątą część skoku gwintu (R ok.

0.1 * P) Gwinty są znormalizowane przez Polską Normę. Definiuje się w niej gwinty metryczne, to
znaczy takie, których średnica gwintu w milimetrach jest typoszeregiem liczb naturalnych lub ich
ułamków dziesiętnych w przypadku gwintów drobnych. Zgodnie z tym gwint metryczny koduje się Mn,
gdzie n to średnica gwintu w milimetrach np. M5, M20. W gwintach, w których skok P jest inny niż by
to wynikało z ogólnej zasady, dodatkowo specyfikuje się ten parametr w kodzie gwintu metrycznego,
np. M20x2 (gwint metry

czny o średnicy d = 20 mm i skoku P = 2mm), M20x1.5, M20x1, M20x0.75.

M20 posiada normalny skok P = 2,5 mm.IIMaszyna jest wytworem wykonujacym pozadane dzialanie
dzieki energii dostarczonej z zewnatrz.

W tej definicji wytwór jest rozumiany jako uklad materialny, zaœ

pozadane dzialanie polega na przeksztalcaniu jednej postaci energii w druga. Stad, w zaleznosci od
form przeksztalcenia energii, moz

na wyróznic silniki i maszyny robocze.II Maszynami roboczymi sa:-

maszyny technologiczne, sluzace

do przetwarzania surowców lub materiałów w produkty gotowe

(rynkowe); do tej grupy naleza obrabiarki, maszyny

górnicze, budowlane, drogowe, rolnicze itp.;-

maszyny energetyczne, dokonujace przetworzenia energii, jak: sprezarki, pompy, turbiny itp.;-
maszyny transportowe, sluzace do przemieszczania materia

łów, przedmiotów czy ludzi; zaliczamy tu

pojazdy samochodowe i szynowe, statki powietrzne, okrety, przenosniki, dzwignice itp.IIW
projektowaniu (tworzeniu) maszyny nalezy uwzglednic nastepuja

ce (ogólne) zasady:- zasade

funkcjonalnos

ci (inaczej dobroci konstrukcji), mówiac o tym, ze konstrukcja musi spełniać wszystkie

sformulowane podstawowe

warunki projektowe w stopniu równym lub wyzszym od zalozonych,-

zasade optymalnosci, determinujaca uzyskanie w procesie projektowania konstrukcji optymalnej ze
wzgledu na przyjete kryteria,

np. takie jak:niezawodność ,wytrzymalosci,trwalosc,sprawność ,

technologicznosc, ergonomicznosc czy kryteria ekologiczne,- zasade optymalnego tworzywa dla
opracowywanej konstrukcji

oprócz fizycznych i technologicznych cech uzytkowych, trzeba

uwzgledniac jego dostepnosc i cene jednostkowa

; jest ona szczególnie istotna w odniesieniu do tych

konstrukcji, których realizacja materialna przewiduje sie w duzych seriach.IIW procesie projektowania,
którego celem jest nowa względnie zmodernizowana konstrukcja, mozna wyróznic nastepujace
etapy:- sformulowanie zadania projektowego,- opracowanie koncepcji mozliwych rozwiazan
konstrukcyjnych i wybór najbardziej racjonalnego wariantu,- opracowanie modeli obliczeniowych
sluzacych do wstepnej weryfikacji konstrukcji,- wykonanie wstepnych obliczen obejmujacych
wyznaczenie podstawowych cech geometrycznych i materialowych,- sporzadzenie wstepnej
dokumentacji,-przeprowadzenie symulacyjnych badan modelowych w celu optymalizacji postaci
geometryczno-funkcjonalnej i dynamicznej przyjetego rozwiazania,- sporzadzenie dokumentacji
koncowej,- wykonanie prototypu i jego weryfikacja doswiadczalna,- opracowanie koncowego zapisu
konstrukcji (rysunki, opisy dzialania, obslugi, konserwacji, itp.) IIDostepnosc i cena material

ów

stanowi istotny warunek, od

spełnienia którego zalezy dalszy los zaprojektowanego obiektu. Istnieje

duza

róznorodnosc tworzyw konstrukcyjnych, obejmujaca cztery podstawowe grupy, a mianowicie:

metale i ich stopy, polimery, materialy ceramiczne i kompozyty. Wymienione grupy material

ów maja

znacznie rózniace sie cechy uzytkowe, takie jak: wlasnosci wytrzymalosciowe, tribologiczne,
termiczne, antykorozyjne, tlumienia drgan

. Ponadto róznia sie wlasciwosciami technologicznymi

okreslonymi przez takie cechy, jak: spawalnosc, skrawalnosc, tlocznosc czy wlasciwosci odlewnicze.
Technologicznosc polega na zharmonizowaniu struktury konstrukcji z mozliwosciami technologicznymi
w rozwaz

anym obszarze wytwórczym. Dostosowanie to powinno gwarantowac najkorzystniejszy pod

wzgledem

technicznymi ekonomicznym wybór technologii, która zapewnia spełnienie wymagan

uzytkowych oraz uzyskanie oczekiwanego standardu maszyny. Podatnosc eksploatacyjna jest
waznym warunkiem oceny jako

œci maszyny w fazie eksploatacji; dotyczy ona latwosci obslugi i

usuwania zaistnialych niesprawnosci. Ma to istotny wplyw na efektywne wykorzystanie maszyny, a
zwlaszcza na wydajnosc i koszty uzytkowania. Generalnie

podatność obslugowa i naprawcza

maszyny skraca czas bezproduktywnych

przestojów maszyn.

Budowa spoiny czo

łowej:1spoina,2lico,3strefa wpływów cieplnych, 4wtop,5grań,6rąbek.

Przyk

ład

Sprawdzi

ć wytrzymałość połączenia ze spoiną czołową 0,5V zaczepu cięgna ze

s

łupem, wykonanego ze stali S235JR. Połączenie przedstawia poniższy rysunek.

Napi

ęcie cięgna wynosi S = 1,5 kN. Kąt utworzony przez cięgno z poziomem 60

stopni, a wymiary zaczepu: b =12mm, h = 25mm, l = 80mm.

Si

łę napięcia cięgna można rozłożyć na składowe:

Sz - powoduj

ąc rozciąganie połączen,

Sy - zginaj

ąca i ścinająca połączenie.

Sz= scosalfa=1,5x cos60=0,75kN
Sy= ssinalfa=1,5x sin60= 1,3kN
Przekrój obliczeniowy spoiny stanowi prostokąt b x h
Fsp=bh= 12x25=300mm^2
Wskaznik wytrzyma

łości na zginanie

Wx=bh ^2/6=12x25^2/6=1250mm^3
Napr

ężenia wywołane w spoinie

Ror= Sz/Sfp=750/300=2,5Mpa
Rog= Mg/Wx= SyL/Wx=1300x80/1250=83,2Mpa
Tt= sy/fsp=1300/300=4,33Mpa
Przykład

Po

łączenie pokazane na rysunku zostało poddane działaniu obustronnie

zmiennego obci

ążenia o wartoœci P = 2,4 kN. Sprawdzić wytrzymałość spoiny

niepodlegaj

ącej kontroli jakości, jeżeli grubość blach g = 10 mm, l = 60 mm, a

materia

łu to stal S235JR (Re = 235 MPa)

Grubo

śc spoiny:

a = 0.7 g = 7 mm

Wielko

ść kraterów:

k = a = 7 mm
D

ł. obliczeniowa spoiny

lo = l

œ 2 k = 60 - 2 x 7 = 46

t=P/Fs<ki’
t=p/2xloxa
t=2400/644=3,73Mpa
ki’=zxzaxkr
ki’=0,5x0,22xkr
ki’=12,14Mpa
kr=Re/xe=235/2=117,5Mpa