POLITECHNIKA RADOMSKA

IM. KAZIMIERZA PUŁASKIEGO

PROJEKT NR 01.

TEMAT: Zaprojektować mechanizm śrubowy typ: ROZPIERAK

DANE:

Nacisk Q=10kN

Zakres Lmax=200mm

Typ produkcji: jednostkowa

Wykonał: Sprawdził:

KUCHARCZYK ARTUR dr inż. LESZEK SARNOWICZ

Wydział: Mechaniczny

Studia: Magisterskie

Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn

Rok studiów: III. Semestr: V.

Gr.: B3

Radom 1999

ROZPIERAK -1-

Obciążenie Q=10kN

Zakres L _max =200mm Produkcja : jednostkowa

Dane 1	Obliczenia 2	Wyniki 3
Q=10kN kr=200MPa P=4mm D2=18mm	1) Sprawdzam wytrzymałość śruby Obliczenia wytrzymałościowe połączenia gwintowego . Przekrój rdzenia śruby jest narażony na ściskanie. Musi więc być spełniony warunek stad wyliczymy średnicę rdzenia śruby Na śrubę przyjmuję stal 45 ulepszaną cieplnie dla której: kc=kr=200Mpa ks=120Mpa Re=420Mpa Sgr=90 (wartości odczytane z tablic ) -2- Dla dalszych obliczeń przyjmuje gwint Tr 20 4 dla którego: d3=15,5mm-średnica rdzenia d=20mm-średnica zewnętrzna gwintu d2=18mm-średnica podziałowa p=4mm-skok gwintu =30^0-kąt zarysu gwintu Skok gwintu P oraz kąt wzniosu linii śrubowej związane są ze sobą zależnością tg = tg	d3=8mm Tr20 4
Q=10kN d=20mm D1=16mm pdop.ruch=12MPa	-3- 2)Obliczenia nakrętki śruby Obliczenia wysokości nakrętki H z warunku na naciski dopuszczalne . pdop to n= oraz H= p Zakładam materiał na nakrętkę brąz BK331 dla którego :pdop.spocz.=53MPa pdop.ruch.=12MPa (odczytano z tabel literatura ) n= zwoja H= H=29,6+1,5=31mm (ze względów konstrukcyjnych ) Przyjmuję do konstrukcji wysokość nakrętki H=31mm Obliczam średnicę zewnętrzną nakrętki	n=7.4zwoja H=31mm
d=20mm Q=10kN pdop.spoc=53MPa D01=24mm	-4- D01=d+ (rys.2.1.) D01=20+4=24mm P= D^'z1= (D^'z1 z rys. 2.1.) D^'z1= Dz1=D^'z1+ Przyjmiemy do konstrukcji D^'z1=28,5mm Dz1=30,5mm Nakrętka będzie montowana na wcisk , po montażu należy ją zabezpieczyć przed wysuwaniem i obracaniem za pomocą dwóch wkrętów M4x1, które należy zamontować po złożeniu rozpieraka.	D01=24mm Dz1=30,5mm D^'z1=28,5mm
d1=16mm d3=15,5mm Imin=3216mm^4 A=188,7mm^2 Sgr=90 Lw=231mm imin=4,12mm Q=10kN d2=18mm d3=15,5mm Ms=21507,4Nm kr=200MPa ks=120MPa dk=15mm Q=10kN Q=10kN kc=95MPa Fr=200N Ms=21507,4Nmm l=110mm Fr=200N kgj=165MPa a=18mm b=12mm Dz=42mm dw=24mm l=320mm μ=1 i=10,9mm	3)Sprawdzam samohamowność gwintu Tr20x4 Śruba stosowane w mechanizmach śrubowych oraz w połączeniach śrubowych powinny być samohamowne, tzn. po napięciu nie mogą się same luzować. Warunkiem dostatecznym jest by: w naszym przypadku tg Współczynnik tarcia dla materiałów 45-BK331 -5- tg Warunek jest spełniony więc gwint jest samohamowny 4)Obliczenie śruby na wyboczenie Współczynnik wyboczenia śruby zależny od mocowania śruby Lśr=0,5 L=0,5H+Lśr=15,5+100=115,5mm -długość liczona od środka nakrętki do końca śruby Lw= = - długość wyboczeniowa Lcał=300mm -całkowita długość śruby Imin= Imin= A= A-powierzchnia przekroju śruby A= imin- promień bezwładności przekroju -6- imin= imin= s - smukłość śruby < Przy wyboczeniu sprężysto -plastycznym s<sgr Korzystamy z wzoru Tetmajera-Jasińskiego xw - współczynnik bezpieczeństwa 5)Sprawdzenie śruby na naprężenia złożone Przekrój rdzenia śruby jest narażony na ścinanie siłą osiową Q oraz na skręcanie momentem skręcającym Ms pochodzącym od tarcia między śrubą i nakrętką. Ms= Ms= Naprężenia ściskające wynoszą -7- Naprężenia skręcające wynoszą -wskaźnik wytrzymałości na skręcanie Ms- moment skręcający Wo=0,2d3^3 W Naprężenie zastępcze według hipotezy Hubera wynoszą postać częściej stosowana w obliczeniach śrub roboczych Przyjmujemy że Przyjmujemy -warunek jest spełniony Sprawność mechanizmu śrubowego -8- 6)Obliczenie korony rozpieraka Rys. Schemat korony Wkładkę 1 wykonano z brązu Pdop.brąz/stal=12MPa połączenie ruchowe Naciski powierzchniowe wynoszą Obliczam średnicę korony Koronę wykonamy ze stali St2S, dla której kc=95MPa. -9- Ze względów konstrukcyjnych i wykonawczych średnicę korony przyjmuję ds.=50mm. 7) Obliczenie długości pokrętła. Pokrętło wykonane ze stali St5, dla której kgj=165MPa. Ms- moment skręcający Fr- siła ręki pracownika Przyjmuję długość pokrętła mm. Obliczam średnicę pokrętła Przyjmuję średnicę pokrętła dpok=16mm. 8) Obliczenie korpusu. Na korpus zakładam rurę bez szwu walcowaną na gorąco ogólnego przeznaczenia ze stali St5 o średnicy 42 i grubości ścianki 12mm. Sprawdzenie rury korpusu. Naprężenia ściskające wynoszą (dla przekroju najbardziej niebezpiecznego) -10- Naprężenia są mniejsze od dopuszczalnych. Minimalny promień bezwładności Smukłość rury l- długość korpusu W korpusie będzie umieszczona tulejka ze stali St3 o średnicy wewnętrznej 12,5 i zewnętrznej 18,5 pasowana ciasno według 18,5r6 (rys.8.1). Rys.8.1. Literatura na podstawie której powstał projekt: [1]-Wiktor J., Żółkiewski J.: Podstawy konstrukcji maszyn. Politechnika Warszawska 1995. [2]-Ciecieląg J., Pawłowski B.: Zbiór zadań z podstaw konstrukcji maszyn . WSI Radom 1984. [3]-Szewczyk K.: Połączenia gwintów	Imin=3216mm^4 A=188,7mm^2 imin= 4,12mm S=56 Ms=21Nm Wo=745mm^3 P=56MPa ds.=50mm l=131mm Mg=26,2[Nm] dpok=11,5mm =19,9MPa imin=10,9mm S=29,3

---