Uniwersytet Szczeciński
Zakład Podstaw Techniki			Laboratorium Maszynoznawstwa
Temat: Połączenie kształtowo - cierne.					Nr ćwiczenia: 3
Nazwisko i imię	Semestr VI Grupa I	Sprawdzający:		Data:		Ocena:

1. Część teoretyczna

a) Charakterystyka połączeń kształtowych

Ogólną cechą spoczynkowych połączeń kształtowych jest równoważenie przenoszonych sił siłami spójności łączników wiążących elementy główne połączenia. Względne przemieszczenie elementów głównych w kierunku przenoszonej siły lub ich względny obrót zgodnie z przenoszonym momentem jest możliwy dopiero po zniszczeniu łączników połączenia.

W połączeniach kształtowych bezpośrednich łącznikami są występy i odpowiadające im wgłębienia wykonane wprost na powierzchniach styku elementów głównych, jak np. w połączeniu wielowypustowym, służącym do przenoszenia momentu obrotowego z czopa na piastę.

W połączeniach kształtowych pośrednich łącznikami są oddzielne elementy, przenikające powierzchnię styku elementów głównych. Przykładem są połączenia wpustowe i kołkowe.

Najczęściej spotykane zasadnicze kształty powierzchni styku elementów głównych to: płaszczyzna, walec lub stożek.

Obok połączeń kształtowych spotyka się połączenia kształtowo - cierne. W połączeniach tych przenoszone obciążenie jest równoważone nie tylko siłami spójności łączników wiążących elementy główne, lecz również siłami tarcia, powstającymi skutkiem nacisków na powierzchniach styku głównych elementów połączenia, wywołanych przez wstępne napięcie złącza. Przykładem takiego połączenia jest połączenie czopowo-stożkowe .

Rys. 1. Połączenie kształtowo - cierne

Sumaryczny moment tarcia w połączeniu czopowo-stożkowym wynosi:

b) Siły działające w połączeniu śrubowym

Sprowadzając śrubę i nakrętkę do schematu przedstawionego poniżej, możemy rozważać ruch nakrętki obciążonej siłą Q pod działaniem siły obwodowej H, jako ruch wycinka nakrętki obciążonego siłą Q po równi pochyłej pod działaniem siły H.

Na rozważany wycinek nakrętki działają siła osiowa Q, siła H pochodząca z momentu M_s skierowana równolegle do podstawy oraz reakcja R powierzchni gwintu, będąca sumą geom. Siły normalnej i oporu tarcia T. Siły Q,R,H tworzą układ sił pozostających w równowadze.

Całkowity moment tarcia w połączeniu śrubowym wynosi:

Przy napinaniu śruby nakrętką moment M_c musi być zrównoważony momentem siły na kluczu.

2. Część praktyczna

Wymiary stożka:

D₁=68mm

D₂=33,6mm

l-47,2mm

Kąt pochylenia stożkowej powierzchni styku:

ϕ=17,65°

Średnia średnicy stożkowej powierzchni styku:

[mm]

Średnia robocza powierzchni oporowej podkładki:

D_z=44,18mm

D_w=18,1mm

[mm]

Średnia średnica roboczej gwintu:

d=17,78

D₀=15,36

[mm]

Kąt pochylenia linii śrubowej:

h=0,0025m

γ=2,76°

Pozorny kąt tarcia:

tgρ=μ=0,3

ρ=16,7°

α_γ=30°

ρ^'=19,1°

Średnia średnica powierzchni oporowej:

D_w=18,12mm

d_z=20,84mm

[mm]

Siła osiowa Q wywołana wstępnym napięciem nakrętki:

[N]

Teoretyczny moment tarcia:

[Nm]

Praktyczny moment tarcia:

r₁=250=0,25[m]

[Nm]

Tabela pomiarowa:

		2	3	4	5	6
Mc	Nm	9,8	14,7	19,6	24,5	29,4
Fp	N	230	313,6	396,9	445,9	475,3
Mtp	Nm	57,5	78,4	99,225	111,475	118,83
Q	N	506015	759022	1012029,9	1265037,4	1518044,9
Mtt	Nm	5452,13	8178,2	10904,3	13630,33	16356,4

---