1. Temat projektu:

Wykonać obliczenia konstrukcyjne, rysunek złożeniowy oraz wskazane rysunki wykonawcze
dla przedstawionego na szkicu zespołu połączeń śrubowych i sworzniowego.

2. Dekompozycja węzłów.

2.1. Węzeł I – połączenie śrubowe zaciskowe.

1

2.2. Węzeł II – połączenie sworzniowe.

2.3. Węzeł III – połączenie śrubowe.

3. Założenia do projektu.

3.1.Funkcjonalne.

2

Zespół elementów przenosi obciążenie poprzez połączenie zaciskowe cierne śrubowe,
połączenie sworzniowe, połączenie gwintowe śruby ze śruby oczkowej na dwa kątowniki.

3.2. Elementy znormalizowane.
- PN-60/M-82164 – Śruby dwustronne;
- PN-77/M-82425 – Śruby oczkowe;
- PN-56/M-82267 – Nakrętki napinające rurowe;
- PN-72/H-93208 – Pręty stalowe ciągnione okrągłe;
- PN-72/H-93200 – Pręty stalowe walcowane okrągłe;
- PN-62/H-92200 – Blachy walcowane;
- PN-90/M-83002 – Sworznie z łbem walcowym niskim;
- PN-63/M-82004 – Podkładki do sworzni;
- PN-76/M-82001 – Zawleczki do sworzni;
- PN-74/M-82153 – Nakrętki sześciokątne niskie;
- PN-70/M-02013 – Gwinty metryczne o średnicach 1 do 600mm;
- PN-73/H-74240 – Rury stalowe bez szwu;
- PN-69/H-93401 – Kątowniki równoramienne;
- PN-67/M-82006 – Podkładki okrągłe;
- PN-75/M-82144 – Nakrętki sześciokątne;
- PN-74/M-82105 – Śruby z łbem sześciokątnym;

4. Mechanika obciążeń – węzeł III – połączenie śrubowe.

4.1. Rozwiązanie konstrukcyjne.

4.2. Obliczenie średnicy śrub i całkowitego momentu skręcającego.

⇒

Zależności do obliczeń.

s

c

M

M

2

=

Ms- moment skręcający działający na śrubę.
Mc-moment całkowity działający na śrubę.

`)

(

5

,

0

2

ρ

γ +

⋅

⋅

⋅

=

tg

P

d

M

s

2

d -średnica podziałowa gwintu;

1

d - średnica wewnętrzna gwintu zawnętrznego;

3

°

=

30

r

α

P=3kN

2

,

0

=

µ

r

r

r

k

P

d

k

d

P

25

,

1

8

,

0

4

1

2

1

=

⇒

≤

⋅

⋅

=

π

σ

e

e

r

X

R

k

=

r

k - dopuszczalne naprężenia na rozciąganie;

e

X -współczynnik bezpieczeństwa;

e

R - fizyczna granica plastyczności;

2

2

d

Q

arctg

d

Q

tg

π

γ

π

γ

=

⇒

=

Q - skok gwintu;

`

µ

-pozorny kąt tarcia;

n

n

arctg

tg

α

µ

ρ

α

µ

ρ

µ

cos

`

cos

`

`

=

⇒

=

=

°

=

30

r

α

- kąt roboczy gwintu metrycznego walcowego;

⇒

Zakładam śrubę z klasy wytrzymałości 5.8; Wyznaczam jej średnice z

warunku wytrzymałości na rozciąganie.

MPa

R

m

500

=

MPa

R

R

m

e

400

8

,

0

=

⋅

=

6

,

2

=

e

X

Mpa

Mpa

X

R

k

e

e

r

154

6

,

2

400

≅

=

=

kN

P 3

=

mm

m

m

N

N

d

5

,

5

10

5,5

10

154

3000

25

,

1

3

-

2

6

2

=

⋅

=

⋅

=

wg PN-70/M-02013 dobieram gwint metryczny o średnicy znamionowej 7mm, dla
którego odczytuję:

2

d = 6,37 P = 1mm

2

d =

5,5mm

c

M

=

2,92Nm

4

⇒

Obliczam całkowity moment skręcający.

2

,

0

=

µ

13

30

cos

2

,

0

`

=

°

=

arctg

ρ

=

⋅

=

37

,

6

14

,

3

1

arctg

γ

2,86

1,46Nm

)

13

86

,

2

(

10

3

10

37

,

6

5

,

0

3

3

=

+

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

=

−

tg

N

m

M

s

c

M =

2,92Nm

⇒

Dobieram śrubę dwustronną.

Śrubę dwustronną dobiorę z PN-77/M-82164.
Średnica znamionowa gwintu – 7mm;
M7– śruba dwustronna średnio dokładna o własnościach mechanicznych 5.8;

⇒

Dobieram śrubę oczkową.

Śrubę oczkową dobieram z PN-77/M-82425.
Śruba oczkowa M7x50-5.8-II.

d=7mm

=

0

d

7mm S=8mm D,

k

D

D ,

1

=16mm

k=10mm r=1,5mm b=32mm l=50mm

Zakres działania naciągu będzie zdeterminowany przez długość b śruby oczkowej.
W celu zwiększenia zakresu można dobrać dłuższą śrubę oczkową i nagwintować
ją na żądaną odległość. Wiąże się to też ze zmianą śruby dwustronnej.

⇒

Dobieram śrubę dwustronną.

Śrubę dwustronną dobieram z PN-60/M-82164.
Śruba dwustronna M7x60 e=12mm b=20mm l=40mm.

4.3. Obliczenie i dobór nakrętki.

5

⇒

Założenie konstrukcyjne.

Możliwe są trzy warianty rozwiązania konstrukcyjnego tego elementu:

Wariant 1 wymaga największego wkładu przy wykonywaniu (należy policzyć
również spoiny).
Warianty 2 i 3 wiążą się z użyciem gotowych, znormalizowanych elementów.

⇒

Dobór nakrętki napinającej (wariant 2).

Dobieram nakrętkę napinającą z PN-57/M-82268

Nakrętka napinająca M7;
Materiał: rury stalowe bez szwu (PN-73/H-74240) ze stali R35;
d= L= D= m= d1= d2= d3=

⇒

Dla stali R35

=

e

R

320Mpa

=

e

X

2

Mpa

Mpa

X

R

k

e

e

r

160

2

320

=

=

=

⇒

Sprawdzam nakrętkę napinającą z warunku wytrzymałości na rozciąganie.

⇒

Dla części nagwintowanej – przekrój A-A:

(

)

=

−

=

4

2

2

2

1

d

d

A

π

⇒

Dla części środkowej – przekrój B-B:

(

)

=













−

⋅

−

−

=

2

2

4

1

3

2

1

2

2

d

D

d

d

D

A

π

⇒

Sprawdzam na rozciąganie przekrój

2

A :

r

r

k

A

P

≤

=

2

σ

N

r

3000

=

σ

r

r

k

Mpa

≤

=

..........

σ

Nakrętka przeniesie naprężenia rozciągające.

⇒

Sprawdzam nakrętkę na skręcanie w przekroju

2

A :

6

MPa

k

s

210

=

s

c

k

W

M

≤

=

0

τ

=

−

=

D

d

D

W

16

(

4

1

4

0

π

=

=

Nm

92

,

2

τ

MPa

k

s

210

..........

=

≤

=

τ

Nakrętka przeniesie naprężenia skręcające.

4.4. Obliczam trzpień służący do regulacji naciągu.

7