1. Informacje podstawowe
1.1. Rysunek poglądowy manipulatora
Projekt zawiera obliczenia wytrzymałościowe dotyczące
wyszczególnionych połączeń oraz ich rysunki
1. Połączenie spawane
2. Połączenie śrubowe
1
1.2. Model obliczeniowy manipulatora
G1 = 1600 G2 = 1000 G3 = 1000
1.3. Wyznaczenie wartości siły F
= -Fy �"0,5m + G1 �"2,5m + G2 �" 2,325m + G3 �"1,325m = 0
"M( A)i
Fy = 15300
200mm
Fx = Fy �" = 2550
1200mm
F = Fx2 + Fy2 H" 15512
2
2. Obliczenia wytrzymałościowe połączenia spawanego
2.1. Wymiary i obcią\
enie ucha
Przyjęto materiał ucha: Stal S235JRG1
Przyjęto grubość blachy: g=10mm
Średnica otworu: d=50mm
(średnica otworu została dobrana by współpracować z
dwustronnym siłownikiem hydraulicznym CB)
Przyjęto :
kr = kg = 125MPa k� = 67MPa
Fy
Fx F
Gx = Gy = G =
2 2 2
Gx = 1275 Gy = 7650 G = 7756
3
2.2. Wykresy naprę\
eń
Wykresy przedstawiają przebiegi naprę\
eń wzdłu\
wysokości L ucha
�
r
�
g
�
2.3. Obliczenie wysokości L ucha
Wyznaczam wstępnie wysokość ucha z warunku na zginanie
M Gy �" 200mm
g
� = = d" kg
g max
Wg g �" L2
6
6 �" 7650 �" 200mm
L e" H" 86mm
10mm �"125MPa
Ze względu na występowanie równie\
innych naprę\
eń przyjmuję: L=120mm
2.4. Sprawdzenie naprę\
eń
2.4.1. Naprę\
enia przy podstawie
Gx M g
� = � + � = + =
max r max g max
g �" L Wg
Gy �" 200mm
1275
= + H" 65MPa < kr
10mm �"120mm g �" L2
6
4
2.4.2. Naprę\
enia w przekroju A-A
Gy
7650
� = = H" 20MPa < kr
r
(65mm - 25mm) �" g 40mm �"10mm
Gx 1275
� = = H" 4MPa < k�
(65mm - 25mm) �" g 40mm �"10mm
2.4.3. Naprę\
enia w przekroju B-B
Gx 1275
� = = H" 2MPa < kr
r
(L - d) �" g 70mm �"10mm
Gy
7650
� = = H" 11MPa < k�
(L - d ) �" g 70mm �"10mm
2.5. Obliczenia wytrzymałościowe spoiny
Zastosowano spoinę pachwinową obustronną na całej wysokości ucha:
'
k = z �" z0 �" kr = 0,8 �" 0,65 �"125MPa = 65MPa
l=240mm Przyjęto:
�
2.5.1. Obliczenie wymiaru a spoiny
M
Gx 6 �" M g Gx '
g
� = + = + d" k
r max
2 �
Wgsp a �" l a �" l a �" l
6 �" M
Gx
g
a e" + H" 3mm
2
k�' �" l k�' �" l
Ze względów bezpieczeństwa przyjmuję a=4mm
5
2.5.2. Sprawdzenie naprę\
eń
Ze względu na parametry spoiny jej długość obliczeniową pomniejszamy o
jeden wymiar a z ka\
dej ze stron lo=240mm-16mm=224mm
Gx M g Gx 6 �" M g
� = � + � = + = + =
r r max g max
2
a �" lo Wgsp a �" lo a �" lo
Gy �" 200mm
1275
= + H" 48MPa < k�'
2
4mm �" 224mm a �" l
6
2.6. Rysunek połączenia
2.6.1. Rysunek połączenia 1 zawiera arkusz 10.02.01
2.6.2. Wymiar tolerowany został dobrany by współpracować z
dwustronnym siłownikiem hydraulicznym CB
6
3. Obliczenia wytrzymałościowe połączenia śrubowego
3.1. Wymiary i obcią\
enie ucha
Przyjęto materiał ucha: Stal S235JRG1
Przyjęto grubość blachy: g=10mm
Średnica otworu: d=50mm
(średnica otworu została dobrana by współpracować z
dwustronnym siłownikiem hydraulicznym CB)
Przyjęto :
kr = kg = 125MPa k� = 67MPa
7
3.2. Redukcja układu sił do geometrycznego środka cię\
kości
przekrojów śrub
M = G �"134 mm = 7650 �"134 mm = 1026 m
4 �" Pi �" 35,36 mm = 1026 m
Pi = 7254
Najbardziej obcią\
oną śrubą jest śruba do której przyło\
ona jest siła P1
A
ączne obcią\
enie tej śruby wyznaczam z twierdzenia cosinusów
2
Pc = (0,25 �" G) + P12 - 2 �" 0,25 �" G �" P1 �" cos(9,46� + 135�)
2 2
Pc = (1913 ) + (7254 ) - 0,5 �" 7650 �" 7254 �" (-0,81) =
2 2 2
= 3659569 + 20675209 + 17087743 H" 7651
8
3.3. Wyznaczenie minimalnej średnicy rdzenia śruby
Przyjęto klasę własności mechanicznych śruby: 6.8
Przyjęto współczynnik bezpieczeństwa: xe=0.22
Rm = 600MPa
Re = 0,8 �" 600MPa = 480MPa
k� = xe �" Re = 0,22 �" 480MPa = 105MPa
Przyjęto śruby ciasno pasowane. Średnicę rdzenia obliczam z warunku na
ścinanie
Pc
� = d" k�
Ą �" dr2
4
4 �" Pc
dr e" H" 9,7mm
Ą �" k�
3.4. Dobór elementów połączenia
3.4.1. Dobór śruby
Przyjmuję śrubę ciasno pasowaną o średnicy d1=13mm o tolerancji
wykonania h6, gwintem M10 i skokiem P=1,5mm zgodnie z normą PN-83/M-
02013 oraz niepracującej nagwintowanej długość f+b+l=29mm (f=3mm) o
klasie własności mechanicznych 6.8 i wymiarem pod klucz S=17mm zgodnie
z normą PN-61/M-82331
3.4.2. Dobór długości śruby
Ze względu na poprawne funkcjonowanie połączenia całość części
nagwintowanej musi być poza obrysem łączonych elementów. Przyjmuję
L=50mm zgodnie z normą PN-85/M-82101
9
3.4.3. Dobór podkładek
Przyjmuję dwie podkładki okrągłe zgrubne powiększone o średnicy
wewnętrznej d0=13mm, średnicy zewnętrznej Dz=34mm i grubości g=3mm
zgodnie z normą PN-59/M-82030
3.4.4. Dobór nakrętki
Przyjmuję nakrętkę sześciokątną do gwintów M10 o wymiarze pod klucz
S=16 i grubości w=8,4mm zgodnie z normą PN-86/M-82144
3.4.5. Dobór średnicy otworu przejściowego
Przyjmuję otwór przejściowy o średnicy D=13mm. Tolerancja wykonania
otworu: H7
3.5. Sprawdzenie naprę\
eń
Przyjęto dopuszczalne naciski powierzchniowe kd=90MPa
Pc 7651
p = = H" 59MPa < kd
d �" g 13mm �"10mm
Przyjęto, \
e siła Pc ścina przekrój pionowy netto i rozciąga
przekrój poziomy netto
2 �" Pc
7651
� = = H" 10MPa < k�
2
(100mm - 2 �" D) �" g 740mm
Pc
7651
� = = H" 96MPa < kr
40mm �" g 40mm �"10mm
3.6. Rysunek połączenia
3.6.1. Rysunek połączenia zawiera arkusz 10.02.02
10