Zespół Szkół im. gen. Józefa Kustronia
w Lubaczowie
Technikum Mechaniczne
Projekt nr : 3
Temat : Projekt ściągacza do kół zębatych i łożysk
tocznych
Tomasz Misztal
Nr dziennika : 11
Klasa : III  s
Dane dotyczÄ…ce projektu :
Zaprojektuj ściągacz do kół zębatych i łożysk tocznych. Obciążenie śruby (maksymalna siła
wzdłużna potrzebna przy ściąganiu np. łożyska) Q = 37 kN; maksymalna odległość łożyska od
końca wału l = 300 mm; maksymalna średnica ściąganych łożysk D = 200 mm. Materiał na
elementy ściągacza  stal 55 w stanie ulepszonym cieplnie. Siła ręki pracownika Fr = 250 N.
Obciążenie przyjąć jako statyczne.
Nr Dane Materiał
tematu śruby ,
Q max D max l max Fr
nakrętki i łap
kN mm mm N
11 37 200 300 250 55
Tabela części
Cześć Materiał Liczba
Belka 55 ulepszana cieplnie 1
Åšruba 55 ulepszana cieplnie 1
Drążek 55 ulepszana cieplnie 1
Podkładka stożkowa A2 1
Kulka A
H-15 1
Podkładka 21mm A2 3
Podkładka 19mm A2 3
A
Ä…cznik 55 ulepszana cieplnie 3
A
apka 55 ulepszana cieplnie 3
Sworzeń 20mm 55 ulepszana cieplnie 3
Sworzeń 18mm 55 ulepszana cieplnie 3
Zawleczka A2 6
Materiał Dane
kr=k koH"0,15 kc ktH"k k Re
c s g
55 w stanie
225 MPa 33,75 MPa 145 MPa 270 MPa 490 MPa
ulepszony
m cieplnie
kcj ko=0.8kc k koo=0,4 krj
go
120 MPa 180 MPa 90 MPa 48 MPa
Materiał Dane
30H stal
kr=k krj=k k koo=0,4 krj
c cj go
konstrukcyjna
ulepszana cieplnie
335 MPa 145 MPa 110 MPa 58 MPa
( hartowana i
wysoko
odtłuszczana )
Gwint Dane
Tr 24 x 5 d d3 d2 D1 P Sr
24 mm 18,5 mm 21,5 mm 19 mm 5 mm
2,68 cm2
Spis treści:
1.Wstępne obliczenia średnicy rdzenia śruby d 3.
2.Sprawdzenie śruby na wyboczenie.
2.1.Obliczenie smukłości śruby.
2.1.1.Obliczenie długości wyboczeniowej.
2.1.2.Obliczenie promienia bezwładności śruby.
2.1.3.Obliczenie smukłości śruby.
2.2.Obliczanie względnej smukłości śruby.
2.2.Obliczanie względnej smukłości śruby.
2.3.Sprawdzanie nośności śruby ściskanej.
3.Sprawdzanie warunku samohamowności gwintu.
3.1.Obliczenie kąta wzniosu linii śrubowej.
3.2.Obliczenie pozornego kÄ…ta tarcia.
3.3.Warunek samohamowności.
4.Obliczenia sprawdzające śrubę.
4.1.Obliczenie momentu tarcia na powierzchni gwintu śruby i nakrętki.
4.2.Obliczenie momentu tarcia na dodatkowej powierzchni oporowej.
4.3.Obliczenie momentu całkowitego.
4.4.Obliczenia sprawdzające śruby w przekroju ściskanym.
4.5.Obliczenia sprawdzające śruby w przekroju skręcanym.
4.6.Obliczenia sprawdzające śruby w przekroju ściskanym i skręcanym.
5.Obliczanie wysokości nakrętki.
5.1.Obliczanie nakrętki z warunku na naciski powierzchniowe na zwojach
gwintu.
5.2.Obliczanie liczby czynnych zwojów.
6.Obliczenie drążka.
6.1.Obliczanie czynnej długości drążka.
6.2.Obliczenie średnicy drążka.
7.Obliczenia sprawności gwintu i całego ściągacza.
7.1.Obliczenia sprawności gwintu.
7.2.Obliczenia sprawności całego ściągacza.
8.Obliczanie belki.
8.1.Obliczane wartości Dn z warunku na zginanie w przekroju IV-IV.
8.2.Obliczanie wartości b z warunku na zginanie w przekroju IV-IV.
9.Obliczania Å‚Ä…cznika.
9.1.Obliczanie ucha Å‚Ä…cznika.
9.2.Sprawdzenie wytrzymałości przekroju III-III na rozciąganie.
10.Obliczanie połączenia sworzniowego łączącego belkę z łącznikami.
10.1.Obliczanie wartości l2.
10.2.Obliczanie średnicy sworznia luz
no pasowanego.
10.3.Obliczanie nacisku powierzchniowego między sworzniem a uchem belki.
10.4.Obliczanie nacisku powierzchniowego między sworzniem a uchem
łączników.
11.Obliczanie połączenia sworzniowego łączącego łapkę z łącznikami.
11.1.Obliczanie wartości l1.
11.2.Obliczanie średnicy sworznia luz
no pasowanego.
11.3.Obliczanie nacisku powierzchniowego między sworzniem a uchem łapki.
11.4.Obliczanie nacisku powierzchniowego między sworzniem a uchem
łączników.
12.Obliczanie Å‚ap.
12.1.A
apka w przekroju I-I jest narażona na rozciąganie mimośrodowe.
12.2.Obliczanie wartości c.
12.2.1.Obliczanie wartości Mg.
12.2.2.Obliczanie wartości c.
12.3.A
apka w przekroju II-II jest narażona na zginanie.
11.3.1.Obliczanie wartości e.
12.4.Sprawdzanie wytrzymałości końca łapy na nacisk powierzchniowy.
12.5.Obliczanie wartości g.
1.Wstępne obliczenia średnicy rdzenia śruby d 3.
Qz
d3e"1,13
kc
ćą
10Å"1,3Å"37kNH"1,65cm
d3e"1,13
225 MPa
ćą
PrzyjmujÄ™ gwint Tr24 x 5
2.Sprawdzenie śruby na wyboczenie.
2.1.Obliczenie smukłości śruby.
2.1.1.Obliczenie długości wyboczeniowej.
Zakładam , że wysokość nakrętki będzie wnosiła:
HH"40 mm
Lwyb=lƒÄ…0.5H
Lwyb=320 mm
2.1.2.Obliczenie promienia bezwładności śruby.
i=0,25 d3Å"1,85=0,4625 cm
2.1.3.Obliczenie smukłości śruby.
·Ä…Å"lwyb
ÁÄ…=
i
2.2.Obliczanie względnej smukłości śruby.
ÁÄ…
Ä…
ÁÄ…=
ÁÄ…p
ÁÄ…p=62
Smukłość porównawcza :
Ä…
ÁÄ…=69,1891H"1,11595322
62
2.3.Sprawdzanie nośności śruby ściskanej.
Współczynnik wyboczeniowy:
ÔÄ…=0,5000
Zależność wytrzymałości obliczeniowej: f =392 MPa
d
Fobl=S Å"f
r d
Fobl=0,1Å"2,68Å"392H"105,056 kN
F=37kNd"ÔÄ…Å"Fobl=0,5Å"105,056H"52,5 kN
3.Sprawdzanie warunku samohamowności gwintu.
3.1.Obliczenie kąta wzniosu linii śrubowej.
P
tg Ä…Ä…=
ĆąÅ"d
2
0,5
tg Ä…Ä…= Å"2,15H"0,0740631
3,14
Ä…Ä…H"4o17'
Przyjmuje
ÂÄ…=0,1
3.2.Obliczenie pozornego kÄ…ta tarcia.
ÂÄ…
ÂÄ…=tg Å„'= H"0,1035
cos15o
3.4.Warunek samohamowności.
Å„'H"5o55'Ä…Ä…Ä…
Warunek jest spełniony
4.Obliczenia sprawdzające śrubę.
4.1.Obliczenie momentu tarcia na powierzchni gwintu śruby i nakrętki.
M =0,5Qd2tg śąąąƒÄ…ÇÄ…'źą
T1
M =0,5Å"37000NÅ"21,5 mmÅ"tg śą4o17 ' ƒÄ…5o55 ' źąH"70625,7 Nmm
T1
4.2.Obliczenie momentu tarcia na dodatkowej powierzchni oporowej.
Przyjmuje średnice kulki dkulki=10mm
tak więc średnia średnica tarcia na dodatkowej powierzchni będzie wynosić:
2
dm= dkulki
3
2Å"10H"6,6 mm
dm=
3
M =0.5QdmÂÄ…
T2
M =0,5Å"37000 NÅ"6,6 mmÅ"0,1=12210 Nmm=12,21 Nm
T2
4.3.Obliczenie momentu całkowitego.
M = M ƒÄ…M
C T1 T2
M =70625,7ƒÄ…12210=82835,7 Nmm=82,8357 Nm
C
4.4.Obliczenia sprawdzające śruby w przekroju ściskanym.
Q
ÈÄ…c=
S
r
37 kN
ÈÄ…c=10Å" H"138 MPa
2,68 cm2
4.5.Obliczenia sprawdzające śruby w przekroju skręcanym.
M
c
ÉÄ…s=
W
o
W =0,2 d3H"1,266 cm3
o 3
ÉÄ…s=82,8357 Nm=65,431 MPa
1,266 cm3
4.6.Obliczenia sprawdzające śruby w przekroju ściskanym i skręcanym.
ÈÄ…z= ÈÄ…2ƒÄ…śą·Ä…1Å"ÉÄ…sźą2
ćą
c
ÈÄ…z= 1382ƒÄ…śą1,5517Å"65,431źą2H"171,32 MPad"kc=225 MPa
ćą
Warunek wytrzymałościowy jest spełniony , śruba Tr24 x 5 jest dobrana
prawidłowo
5.Obliczanie wysokości nakrętki.
5.1.Obliczanie nakrętki z warunku na naciski powierzchniowe na zwojach
gwintu.
4QÅ"P
H e"
2
ĆąÅ"śąd -D2źąÅ"ko
1
4QÅ"P kNÅ"cm
H e"10Å" H"3,24 cm
3.14Å"śą2,42Å"1,92źąÅ"33,75 cm2Å"MPa
Przyjmuję wartość
H =35 mm
5.2.Obliczanie liczby czynnych zwojów.
H
z=
P
z=35-2Å"2=6,2
5
6.Obliczenie drążka.
Na materiał drążka przyjmuję stal niestopową konstrukcyjną ogólnego przeznaczenia
St6 .
k St6=115 MPa
gj
6.1.Obliczanie czynnej długości drążka.
M
c
l=
F
r
l=82,8357 NÅ"mH"0,3313 mH"350mm
250 N
6.2.Obliczenie średnicy drążka.
M
dde"3 g
0,1 k
ćą
gj
dde"3 82,8 NÅ"m H"1,63 cm
01,Å"115 MPa
ćą
PrzyjmujÄ™ dd=18 mm
7.Obliczenia sprawności gwintu i całego ściągacza.
7.1.Obliczenia sprawności gwintu.
tg Ä…Ä…
½Ä…g=
tg śąąąƒÄ…Å„'źą
½Ä…H"0,0740631H"0,4171H"41,7 %
0,1775631
7.2.Obliczenia sprawności całego ściągacza.
QÅ"P
½Ä…p=
MÅ"ÔÄ…
%
½Ä…p=37000 NÅ"0,5Å"10-2 NÅ"mH"0,355H"35,56
82,83Å"2Å"3,14 NÅ"m
8.Obliczanie belki.
8.1.Obliczane wartości Dn z warunku na zginanie w przekroju IV-IV.
Dmax
M =QÅ" d"kg
g
3 2
M =37000Å"0,2 =1233,33 NÅ"m
g
3 2
2
śąDn-D4źąÅ"H
W =
x
6
6Mg 6Mg
ÈÄ…g= =
2
W
śąDn-D4źąÅ"H
x
6Mg
Dne"
2
H Å"k
g
Dne"6Å"1233,33ƒÄ…2,45H"4,687 cm
3,52Å"270
PrzyjmujÄ™ Dn=50mm
8.2.Obliczanie wartości b z warunku na zginanie w przekroju IV-IV.
Przyjmuję wartość a=27 mm
6Mg
be"
a2Å"k
g
6Å"1233,33=3,759 cm
be"
2,72Å"270
przyjmuję wartość b=39 mm
9.Obliczania Å‚Ä…cznika.
9.1.Obliczanie ucha Å‚Ä…cznika.
e2=0,7÷1,3Å"d
e2=0.8Å"20H"16mm
e3=0,7÷1,3Å"d
e3=0.83Å"18H"15 mm
9.2.Sprawdzenie wytrzymałości przekroju III-III na rozciąganie.
Przyjmuję wartość a=6mm
Przyjmuje wartość b=15
1Å"Q
6
ÈÄ…r= d"kr
aÅ"b
1Å"37kN
6
ÈÄ…r=10Å" =68,2 MPad"krd"225 MPa
1,5 cmÅ"0,6 cm
Warunek wytrzymałościowy jest spełniony.
10.Obliczanie połączenia sworzniowego łączącego belkę z łącznikami.
10.1.Obliczanie wartości l2.
l2=śą0,3÷0,5źąl1
l2=0,3Å"39H"12 mm
10.2.Obliczanie średnicy sworznia luz
no pasowanego.
Materiał sworznia stal konstrukcyjna ulepszana cieplnie ( hartowana i wysoko
odtłuszczana ) 55
l=l1ƒÄ…2l2
l=39ƒÄ…2Å"12=63 mm
F=1 Q
3
FH"12333 N
ÈÄ…g=3 FÅ"l
8Å"0,1 d3
ćą
FÅ"l
3
de"
0,8 k
ćą
go
de"3 12333Å"0,063 NÅ"mH"1,812 cm
0,8Å"90Å"106 Pa
ćą
PrzyjmujÄ™ d=20 mm
10.3.Obliczanie nacisku powierzchniowego między sworzniem a uchem belki.
ko o=0,4 krj=0,4Å"120 MPa=48 MPa
F
p= d"ko o
dÅ"l1
p=10Å"12,333 kN =15,81 MPad"kood"48 MPa
2Å"3,9 cm
10.4.Obliczanie nacisku powierzchniowego między sworzniem a uchem
łączników.
F
p= d"k
dÅ"2l2 o o
p=10Å"12,333 kN =7,9 MPad"kood"48 MPa
2Å"2Å"3,9 cm
11.Obliczanie połączenia sworzniowego łączącego łapkę z łącznikami.
11.1.Obliczanie wartości l1.
l2=śą0,3÷0,5źąl1
stÄ…d :
l1=śą2÷3,33źąl2
l1=2Å"12=24 mm
11.2.Obliczanie średnicy sworznia luz
no pasowanego.
Materiał sworznia stal konstrukcyjna ulepszana cieplnie ( hartowana i wysoko
odtłuszczana ) 30H
FÅ"l
3
ÈÄ…g=
8Å"0,1 d3
ćą
de"3 FÅ"l
0,8 k
ćą
go
de"3 12333Å"0,048 NÅ"mH"1,610 cm
0,8Å"110Å"106 Pa
ćą
PrzyjmujÄ™ d=18 mm
11.3.Obliczanie nacisku powierzchniowego między sworzniem a uchem łapki.
F
p= d"ko o
dÅ"l1
p=10Å"12,333 kN =25,69 MPad"ko od"58 MPa
2Å"2,4 cm
11.4.Obliczanie nacisku powierzchniowego między sworzniem a uchem
łączników.
F
p= d"k
dÅ"2l2 o o
p=10Å"12,333 kN =25,69 MPad"kood"58 MPa
2Å"2Å"1,2 cm
12.Obliczanie Å‚ap.
12.1.A
apka w przekroju I-I jest narażona na rozciąganie mimośrodowe.
ÈÄ…z=ÈÄ…gƒÄ…ÈÄ…rd"kr
M 6Mg
g
ÈÄ…g= =
W
cÅ"a2
x
ÈÄ…r=0.33Q
aÅ"c
6Mg 0.33Q=1 6Mg
ÈÄ…z= ƒÄ… śą ƒÄ…0.33Qźą
a
cÅ"a2 aÅ"c c a2
12.2.Obliczanie wartości c.
12.2.1.Obliczanie wartości Mg.
PrzyjmujÄ™ a=40 mm
M =0.33Qśą f ƒÄ…0.5aźą
g
M =12333 N śą3ƒÄ…0.5Å"4źą=61665 NÅ"cm=61.665kNÅ"cm
g
12.2.2.Obliczanie wartości c.
6Mg
1
ce" śą ƒÄ…0.33Qźą
k a
a2
r
1 6Å"61,665
ce"10Å" śą ƒÄ…12,333 źąH"1,1647 cm
225 4
42
PrzyjmujÄ™ c=18 mm
12.3.A
apka w przekroju II-II jest narażona na zginanie.
M
0.33QÅ"fÅ"6d"k
g
ÈÄ…g= =
g
W
cÅ"e2
x
11.3.1.Obliczanie wartości e.
0.33QÅ"fÅ"6H"2.14 cm
ee"
cÅ"e2
ćą
PrzyjmujÄ™ e=26 mm
12.4.Sprawdzanie wytrzymałości końca łapy na nacisk powierzchniowy.
Zakładam ko=0.8kc=180 MPa
0.33Q
p= d"k
o
cÅ"0,2 f
12.333 kN
p=10Å" H"114,2 MPad"ko=180 MPa
1,8Å"0,2Å"3
cm2
12.5.Obliczanie wartości g.
g=0,7÷1,3Å"d
g=0.83Å"18H"15 mm