Temat: Połączenia kształtowo - cierne Nr ćwiczenia: 3

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 .

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.

1. Część praktyczna

Tabela pomiarowa:

		2	3	4	5	6
Mc	Nm	9,8	14,7	19,6	24,5	29,4
Fp	N	206	274,7	382,6	441,4	poza skalą

Wymiary stożka:

D₁=68mm l=68-13=55mm

D₂=33mm tgϕ=( D₁+D₂)/2l=(68-33)/110=0,318 ϕ=17,65°

Średnia średnica stożka:

d_śr=101/2=50,5mm=0,0505 m

D_z=44mm

D_w=18mm

D_śr=0,5(18+44)=62/2=31mm=0,031m

d=18

D₀=15

d_śr=0,5(d+D₀)=33/2=16,5mm=0,0165m

h=0,0025m

tgγ=h/πd_śr=0,0025/3,14*0,0165=0,048 γ=2,76°

tgρ=μ=0,3 ρ=16,7°

α_γ=30°

tgρ′=μ/cosα_γ=0,3/0,866=0,3464 ρ^'=19,1°

d₀=D_w=15mm

d_z=27mm

d_m=42/2=34,5mm=0,0345m

---