Dane Obliczenia i rysunki Wyniki
Zaprojektować połączenie śrubowe dwóch blach
obciążonych siłą poprzeczną F. Śruby luz
no osadzane w
otworach.
Dane wyjściowe:
I. Siła przenoszona przez złącze: F=35 [kN]
II. Ilość śrub w złączu: n=2
III. Własności mechaniczne śruby: (6.8)
IV. Materiał łączonych blach: stal konstrukcyjna
S235JRG2
V. Grubość łączonych blach g=10 [mm]
VI. Rodzaj obciążenia: jednostronnie tętniące
Obliczenia
1. Wyznaczenie szerokości blachy z warunku na
rozciÄ…ganie
1.1. Dobór granicy wytrzymałości na rozciąganie z PN-
EN 10025:2002;
Na podstawie normy dobrano granicę wytrzymałości na
Rm=340[MPa]
rozciÄ…ganie Rm= 340 [MPa]
1.2. Przyjęcie współczynnika bezpieczeństwa
Współczynnik bezpieczeństwa dla obciążeń
xz=3
jednostronnie tętniących dobrano z zależności
xz=2,5÷4
xz =3
xz=3
1.3. Wyznaczenie wytrzymałości zmęczeniowej na
rozciÄ…ganie
Wytrzymałość zmęczeniową na rozciąganie przy
obciążeniu jednostronnie tętniącym przyjęto z
Rm=340[MPa}
tablicy 1.1 Z. Osiński:
Zrj=0,56Rm
Zrj=0,56Å"340[MPa]=190,4[MPa]
Zrj=190,4[MPa]
1.4. Wyznaczenie naprężeń dopuszczalnych na
rozciÄ…ganie:
Zsj=19,4[MPa]
Zrj 190,4[MPa]
krj= = =63,47[MPa]
xz 3
krj=63,47[MPa]
Wyznaczenie szerokości blachy
F
Ãr= d"krj
A
F
d"krj
bÅ"g
F
be"
gÅ"krj
Dane Obliczenia i rysunki Wyniki
F=35Å"103[N] 35Å"103 [N]
b e"
g=10[mm]
N
10Å"10-3 [m]Å"63,47Å"106 îÅ‚ Å‚Å‚
2
ïÅ‚m śł
kgj=63,47[MPa]
ðÅ‚ ûÅ‚
be"0,05514[m]
be"55,14[mm]
be"55,14[mm]
2. Wyznaczenie maksymalnej siły działającej na
pojedynczą śrubę.
Siłę działającą na jedną śrubę wyznaczono z
fizycznej zależności wynikającej z charakteru
pracy połączenia z luz
no osadzanymi śrubami
(śruba w takim przypadku przenosi siłę wzdłużną
wynikającą z zapewnienia siły tarcia między
Å‚Ä…czonymi blachami)
Siłę przenoszoną przez śrubę wyznaczono z
fizycznej zależności:
T=µÅ"Q
T
Q=
µ
Dla zapewnienia większej pewności złącza oraz
uwzględniając naprężenia skręcające podczas
dokręcania śruby przyjęto współczynnik pewności
k = 1,3
T=FÅ"k
Po uwzględnieniu ilości śrub n =2 oraz współczynnika
pewności siłę obliczono z zależności:
F=35Å"103[N]
F
Q=kÅ"
µ=0,2
µÅ"n
k=1,3
35Å"103[N]
Q=1,3Å" =151,67Å"103[N]
n=2
0,15Å"2
Q=151,67Å"103[N]
3. Wyznaczenie średnicy rdzenia śruby z warunku
na rozciÄ…ganie
3.1. Wyznaczenie granicy plastyczności dla
materiału śruby
Dla śruby o własnościach mechanicznych (6.8)
granica wytrzymałości na rozciąganie Rm= 600
[MPa] (pierwsza cyfra mnożona przez 100),
natomiast granica plastycznoÅ›ci Re = 0,8·600
[MPa] (jedna dziesiąta drugiej cyfry pomnożona
przez Rm)
Dane Obliczenia i rysunki Wyniki
3.2. Wyznaczenie naprężeń dopuszczalnych na
rozciąganie dla materiału śruby
Śruba będzie poddana naprężeniom statycznym,
dlatego też wyliczono naprężenie dopuszczalne na
rozciÄ…ganie kr
Współczynnik bezpieczeństwa xe dla obciążeń
statycznych przyjmuje siÄ™ w granicach od 2÷2,3
Przyjęto xe = 2,2
Re 460[MPa]
Re=480[MPa] kr=209,09[MPa]
kr= = =209,09[MPa]
xe 2,2
xe=2,2
Warunek na rozciąganie (zerwanie śruby)
Q Ä„Å"dr2
Ãr= d"kr gdzie: A=
A 4
Q
d"kr
2
Ä„Å"d
4
4Å"Q
Q=151,67Å"103[N]
dre"
Ä„Å"kr
kr=209,09[MPa]
dre"30,39[mm]
4. Dobór śruby
dre"30,39[mm]
W normie: PN-70/M-02013 odszukano śrubę o najbliższej
większej średnicy  dr = 31,093 [mm] dobrano gwint
metryczny o średnicy zewnętrznej M36 i skoku
normalnym P = 4 mm
P = 4 mm
Dla tak dobranej średnicy gwintu z PN-85/M-82101
dobrano pozostałe parametry śruby:
Szerokość łba pod klucz: S =55 [mm]
Szerokość łba śruby: k =26 [mm]
S =55 [mm]
k =26 [mm]
5. Dobór nakrętki
Dla danego rodzaju gwintu i skoku z PN-75/M-82144
dobrano nakrętkę:
Szerokość pod klucz S taka jak śruby S = 55 [mm]
Szerokość nakrętki: w = 34 [mm]
S = 55 [mm]
w = 34 [mm]
Dane Obliczenia i rysunki Wyniki
6. Dobór podkładki:
Z normy PN-78-82006 dobrano podkładkę o najbliższej większej
średnicy
Do = 37 [mm] Do = 37 [mm]
Średnica zewnętrzna: D = 66 [mm] D = 66 [mm]
Grubość podkładki: gp= 5 [mm] gp= 5 [mm]
Szerokość ścięcia: f = 2 [mm] f = 2 [mm]
7. Dobór otworu przejściowego pod śruby:
Z normy PN-75/M-02046 dla gwintu M36 dobrano średnicę
otworu przejściowego Dop= 38 [mm] (obróbka średiodokładna) Dop= 38 [mm]
8. Obliczenie długości i dobór śruby.
Długość śruby równa jest sumie szerokości łączonych blach,
wysokości nakrętki, grubości podkładki i odległości a1, na jaką
śruba powinna wychodzić ponad nakrętkę.
Odległość a1 dobrano z PN-74-82063 a1 = 6 [mm]
g=10[mm] a1 = 6 [mm]
L e" g + g + w + g + a1
w=34[mm]
p
g =5[mm]
L e" 65[mm]
p
Le"65[mm]
a1=7[mm]
Z normy PN-74/M-82101 dobrano najkrótszą śrubę o długości
L = 100 [mm] z gwintem na całej długośc
9. Obliczenie szerokości blachy po osłabieniu jej otworami pod
śruby z warunku na rozciąganie.
I
F
Ãr= d"krj gdzie: A = b1 Å" g - Do Å" g
A
b1  szerokość blachy po osłabieniu jej otworem
F = 35Å"103[N]
d=36[mm]
F
b1 e" + d
g=10[mm]
g Å" krj
kr=209,09[MPa]
b1e"92,14[mm]
b1e"92,14[mm]
Przyjęto szerokość blachy równą 95 [mm]
Wyznaczenie podziałki rozstawu śrub t i od odległości od
końca blachy e
Z zależności t = (3-4)d, e = 1,6d
Przyjęto:
t= 3d = 108 [mm]
e = 1,6d = 57,6 [mm]
Dane Obliczenia i rysunki Wyniki
10. Obliczenie całkowitego momentu napinającego przy
dokręcaniu połączenia śrubowego
Mc = Ms + Mt
gdzie Ms moment niezbędny do obracania nakrętki:
Ms = 0,5 Å" Q Å" ds Å" tg(Å‚+Á')
Q=...[N ]
gdzie ds.  średnica podziałowa gwintu
ds=...[mm]
P
tgÅ‚= =...Ò!Å‚=arctgÅ‚=...
Ä„Å"d
µ 0,12
Å‚=...[O ]
tgÁ'= = =0,139Ò!Á'=arctgÁ'=7,89O
cosÄ…rob cos30O
Á'=...[O ]
Å‚=...[O ]
M = 0,5Å"Q Å" ds Å"tg(Å‚+Á') = ...[Nm]
s
M =...[Nm]
s
Á'=...[O ]
Mt=QÅ"µÅ"0,5Å"dÅ›r
dśr=...[mm]
S+d
dśr= =...[mm]
2
M =...[Nm]
s
Mt=QÅ"µÅ"0,5Å"dÅ›r=...[Nm]
M =...[Nm]
M =...[Nm] c
s
M =M +Mt=...[Nm]
c s
M =...[Nm]
s