DANE	OBLICZENIA	WYNIKI
Rm=400[MPa] Re=320 Xe=2 P=5000 [N] P= 5000[N] d3=6,466[mm] d2=7,188[mm] h=1,25 [mm] d3=6,466[mm] h=1,5 Ms=6,48[Nm] d3=8,160[mm] P=5000 [N] d1=8,376[mm] d2=9,026[mm] d3=8,16[mm] h=1,5 [mm] d=10[mm] Re=220 MPa Xe =2 P=5000 [N] h=1,5 [mm] d1=8,376[mm] d=10[mm]	1.ŚRUBA OCZKOWA a) obliczanie średnicy rdzenia śruby oczkowej d3 z warunku na rozciąganie. Dla połączenia gwintowego narażonego na rozciąganie ze skręcaniem Zakładam śrubę stalową z materiału o klasie własności mechanicznych 4.8 Przyjmuje współczynnik bezpieczeństwa Xe=2 Naprężenia dopuszczalne na rozciąganie statyczne: Obliczam średnicę rdzenia gwintu d3 śruby oczkowej: Z normy PN-83/M-02013 odczytuję średnicę rdzenia gwintu d3=6,466 [mm]. Dobieram śrubę oczkową M8 b) sprawdzenie śruby oczkowej (M8) na rozciąganie i skręcanie Naprężenia rozciągające w rdzeniu gwintu obliczam ze wzoru: Naprężenia skręcające obliczamy ze wzoru: Ms- moment skręcający, W0-biegunowy wskaźnik wytrzymałości na skręcanie Powierzchnię gwintu traktujemy jak równię pochyłą. Przewidywany moment skręcający wynosi: Wyznaczam kąty i ( - kąt nachylenia linii śrubowej , -pozorny kąt tarcia) Przyjmuje współczynnik tarcia Obliczam moment skręcający Ms Dla przekroju kołowego: Naprężenia skręcające wynoszą: Naprężenia zastępcze w rdzeniu śruby obliczam według hipotezy Hubera: - więc dla przyjętej klasy własności mechanicznych śruby warunek wytrzymałościowy nie jest spełniony Należy zwiększyć średnicę gwintu. Przyjmuje śrubę o gwint M10. c) sprawdzenie śruby oczkowej (M10) na rozciąganie i skręcanie Metodyka obliczeń jest taka sama jak w pkt b. Obliczenia przeprowadzam dla śruby M10 Naprężenia rozciągające Naprężenia skręcające: gdzie Wyznaczam kąty i Współczynnik tarcia Moment skręcający Ms Dla przekroju kołowego: Naprężenia skręcające wynoszą: Naprężenia zastępcze w rdzeniu śruby obliczam według hipotezy Hubera: Dla kr=160 [MPa] Jest spełniony warunek wytrzymałościowy. Zatem dobrałem śrubę M10 o klasie własności mechanicznych 4.8 2.NAKRĘTKA NAPINAJĄCA OTWARTA. a) obliczanie długości gwintu nakrętki napinającej otwartej Długość gwintu obliczam z warunku na docisk powierzchniowy pomiędzy zwojami gwintu śruby i nakrętki. pdop- dopuszczalny nacisk na powierzchni roboczej gwintu A- powierzchnia styku nakrętki ze śrubą d- średnica nominalna gwintu D1- średnica otworu w nakrętce i- liczba czynnych zwojów gwintu nakrętki Na nakrętkę rzymską przyjmuje stal St3S zgodnie z zaleceniami normy PN-57/M-82269 Wymagana wysokość nagwintowanej części nakrętki mw: Obliczam wartość pdop: Dla stali St3S Re=220 MPa Przyjmuję Xe =2 Obliczam długość nagwintowanej części nakrętki Obliczam wymaganą liczbę zwojów czynnych dla bezpiecznego przeniesienia siły P=5000 [N] Do obliczonej liczby zwojów czynnych należy dodać zwoje bierne (tzn. końcowe, które nie posiadają pełnej wytrzymałości) Dla 7 zwojów minimalna długość nagwintowanej części nakrętki wynosi: Wg normy PN-57/M-82269 nakrętka napinająca otwarta z gwintem M10 posiada gwint o długości 20 mm. Tak wiec nakrętka napinająca otwarta z gwintem M10 wytrzyma zadane obciążenie. Do dalszych obliczeń przyjmuję mc=20 [mm].	Re=320 kr=160[MPa] Dla śruby M8 d1=6,647[mm] d2=7,188[mm] d3=6,466[mm] h=1,25 [mm] d=8[mm] Ms=5,2[Nm] Dla śruby M10 d1=8,376[mm] d2=9,026[mm] d3=8,160[mm] h=1,5 [mm] d=10[mm] kr=110[MPa] i =5 zwojów ic=7 zwojów mc=20 [mm]. f=32[mm] D=20[mm] d=12[mm] e=16[mm] m=20[mm] k=5[mm] l=120[mm]
mc=20[mm] bc=32[mm]	3. OBLICZENIE SKOKU MECHANIZMU a) długość gwintu nakrętki napinającej otwartej obliczam na podstawie parametrów geometrycznych śruby oczkowej oraz nakrętki rzymskiej Skok mechanizmu obliczam ze wzoru: H=hmax-hmin hmax=2*l+L-2*mc hmin=L+2*l-2*bc l- długość śruby oczkowej L- długość nakrętki rzymskiej mc- długość gwintu nakrętki rzymskiej bc- wymagana długość gwintu w śrubie oczkowej Według normy PN-77/M-82425 dobieram długość śruby oczkowej l=150. Śruby o takiej długości posiadają część nagwintowaną bc=32 Obliczam skok: Wymiary śruby oczkowej:	H=24[mm] d=10[mm] d0=8[mm] S=12[mm] Dk=18[mm] r=2,5[mm] l=90[mm] b=26[mm]
gk=12[mm] P=5000[N] l1=20[mm] l2=10 [mm] Re =360[MPa] d=14[mm] Re=345[Mpa] Xe=2 l1=20[mm] l2=10[mm] sp=0,5[mm] g1=3[mm] d0=3,2[mm] d1=2.8[mm] fo=5[mm]	4. OBLICZENIE POŁĄCZENIA SWORZNIOWEGO obliczam średnicę sworznia Przyjmuje kątowniki 100x100x12 Obliczam grubość blachy l1=1,6*gk gk- grubość kątownika l1=1,6*12=19,2[mm] Przyjmuję blachę o grubości l1= 20[mm] Obliczam grubość jednej odnogi widełek l2=0,5l1 l2=10 [mm] Sworzeń będzie luźno pasowany z blachą i widełkami, dlatego należy sprawdzić warunek wytrzymałościowy na zginanie i dociski powierzchniowe z widełkami. Warunek wytrzymałościowy sworznia na zginanie przyjmuje postać: Mgmax- maksymalna wartość przewidywanego momentu gnącego Ws- wskaźnik wytrzymałościowy sworznia na zginanie d- średnica sworznia Maksymalna wartość momentu gnącego wynosi Na sworzeń przyjmuję stal 45 dla której Re =360[MPa] Przyjmuję średnicę sworznia d=14 [mm] sprawdzam warunek wytrzymałościowy sworznia na zginanie Warunek wytrzymałościowy na zginanie dla sworznia wykonanego ze stali 45 jest spełniony. sprawdzam warunek wytrzymałościowy na docisk powierzchniowy pomiędzy sworzniem a widełkami Zakładam, iż otwory wykonane w uchu będą posiadały fazy o wymiarze max 1 mm. Warunek wytrzymałościowy na dociski powierzchniowe: Ad-powierzchnia styki pdop- wartość dopuszczalna nacisków powierzchniowych (przyjmowana stosownie do materiału o niższej wytrzymałości spośród dwóch materiałów współpracujących ze sobą. Przyjmuje widełki wykonane ze stali 18G2 dla której Re wynosi 345 MPa. W tym przypadku niższa wytrzymałość mają widełki) Warunek wytrzymałościowy jest spełniony. dobór podkładki do sworznia Do sworznia o średnicy d=14[mm] dobieram podkładkę (wg normy PN-63/M-82004) o średnicy d1=14,5[mm], średnicy zewnętrznej D=28 mm i grubości g=3[mm]. Materiał St3S dobór zawleczki do sworznia Do sworznia o średnicy d=14 mm dobieram zawleczkę (wg normy PN-76/M-82001) o średnicy umownej zawleczki i d0=2,8[mm]. Długość zawleczki l=28[mm] aby zapewnić tym samym łatwość jej wygięcia. Materiał St2S Obliczenie długości sworznia Wymaganą długość roboczej części sworznia l obliczam stosownie do cech geometrycznych: widełek, ucha, podkładki, zawleczki l1- grubość blachy l2- grubość widełek (l2=l1/2) sp- luz poosiowy (wg normy PN-63/M-83000 przyjmuję 0,5 mm) g1- grubość podkładki d0- średnica otworu zawleczkowego d1-srednica zawleczki fo- minimalna odległość otworu zawleczkowego od końca sworznia Przyjmuje sworzeń o długości l=50 mm (wg normy (PN-63/M-83002)	l1=20[mm] l2=10 [mm] d=14 [mm] kr=172,5[MPa] l=50[mm]
Re=340 MPa Xe=2 P=5000[N] α=15˚ kr=160[MPa]	5. OBLICZANIE WYMIARÓW UCHA obliczam szerokość ucha w przekroju A-A Zakładam, iż ucho będzie wykonane ze stali St 6(Re=340 MPa) Korzystam z warunku na rozciąganie Przyjmuję x=16 [mm] b) obliczam wymiar e ucha z warunku na rozciąganie w przekroju B-B Przyjmuję e = 4[mm] Przyjmuje następujące wymiary ucha: r=110[mm] a=40[mm] b=50[mm] x=16[mm] e=4 [mm]	kr=160[MPa] x=16[mm] e = 4[mm]
r=110 [mm] a=40[mm] b=50[mm] P=5000[N] =0,12 m=2 n=2 A=8000[mm^2] Re=900 [MPa] Xe=2 kr=450[MPa]	6.OBLICZENIE ŚRUB LUŹNYCH MOCUJĄCYCH KĄTOWNIKI I BLACHĘ. a) dobór śruby Śruby obciążone są momentem skręcającym i siłą poprzeczną Całkowita siła zastępcza potrzebna do zredukowania momentu i siły poprzecznej: Liczba śrub mocujących n=2 Liczba powierzchni styku m=2 Współczynnik tarcia Obliczam moment skręcający Powierzchnia styku kątownika z uchem: A=2*a*2*b=2*40*2*50=8000 [mm^2] Siła neutralizująca składową poprzeczna Siła neutralizująca moment skręcający: Siła zastępcza wynosi: Do obliczeń przyjmuję siłę powiększoną o 30% Obliczam średnicę rdzenia śruby mocującej dr z warunku na rozciąganie: Przyjmuję klasę własności mechanicznych śruby 10.9 Rm=1000 [MPa] Re=900 [MPa] Przyjmuję śrubę M10 dla której dr=8,16[mm]	A=8000[mm^2] kr=450[MPa]
Xe=2 dp=10[mm] P=5000[N] B=16[mm] l2=10[mm] P=5000[N] l2=10 [mm]	7.SPRAWDZANIEPOPRAWNOŚCI DOBORU ŚRUB Śruby dają się w łatwy sposób zakręcić (okręcić) w momencie gdy wymiar t dla śrub M10 ma wartość większą, bądź równą 40 [mm] Śruby M12 zostały dobrane poprawnie 8.OBLICZANIE WIDEŁEK Jako wstępny model konstrukcji widełek przyjęto spawane połączenie pręta z blachami wg rysunku dobór pręta Korzystając z obliczeń dla śruby oczkowej przyjęto pręt o średnicy dp = 10 [mm] (PN-75/H-93210)z materiału o tej samej klasie własności mechanicznych (co śruba oczkowa) tj. 4.8 dla której , materiałem charakteryzującym się takimi własnościami (na podstawie PN-72/H-84020). jest stal St6. Pręt ten po nagwintowaniu będzie spełniał warunek na naprężenia zastępcze obliczenie spoiny pachwinowej dla połączenia pręta ze spodem widełek Przyjęto jako materiał na blachę stal 18G2 (PN-72/H-84018, dla której Spoina jest rozciągana jednoosiowo, przekrój przez spoinę: - pole powierzchni przekroju spoiny przyjęto: , przyjęto zatem spoinę pachwinową, dla której dobór wymiarów blachy spodniej widełek Przyjęto grubość blachy równą grubość ramion widełek - , jej szerokość podyktowany jest grubością ramion widełek i grubością blachy (stanowiącej drugą część połączenia sworzniowego). Wymiar B przyjęto na podstawie grubości spoiny pachwinowej a i wynosi on B = dp+2a = 10 [mm[ + 2 * 3[mm] = 16[mm] obliczenie spoiny czołowej dla połączenia spodu widełek z ramionami Przyjęto jako na materiał dla ramion widełek stal 18G2 - Spoina jest rozciągana jednoosiowo, przekrój przez spoinę: przyjęto: , - pole powierzchni spoiny jest zatem spełniony warunek wytrzymałościowy: < dobór kształtu ramion widełek z warunku na ich rozciąganie - ponieważ na jedno ramię widełek działa połowa siły P - pole przekroju rozciąganego przyjęto	kr=175[Mpa] kr^'=59,04[MPa] a=3[mm] B=16[mm] kr^'=70,88[MPa] F=28[mm]

1

---