POLITECHNIKA RADOMSKA

im. KAZIMIERZA PUŁASKIEGO

PROJEKT NR.1

PODNOŚNIK TRAPEZOWY PODWÓJNY

Wykonał:

Gregorczyk Krzysztof

Wydział: Mechaniczny

Studia:magisterskie

Kierunek:Mechanika i Budowa Maszyn

Rok studiów:III Semestr:V

Grupa:A1

Sprawdził:

dr inż. LESZEK SARNOWICZ

Radom 2003

Kinematyka konstrukcji podnośnika nożycowego podwójnego

1. założenia konstrukcyjne:(szkic konstrukcji)

• najmniejsza wysokość podnośnika H_min=100mm

• największa wysokość podnośnika H_max=400mm

• obciążenie Q_u=10[kN]

b)określam zależności wymiarowe aby spełnić założenia H_min i H_max

Szkic ramion w położeniu maksymalnego wzniosu.

a²+b²=c² 6²+85²=c²

c²=7261

c=85[mm]

Ze względu na mały kąt α=
długości ramion przyjmuję jako wysokość w położeniu max wznosu.

c)obliczam wartość siły Q działającej na śrubę w najniższym położeniu podnośnika

-analiza sił

∑:Fx S₁cosα-S₂cosα=0 ⇒S₁=S₂ β=2α

∑:F_y S₁sinα-S₂sinα+Q=0

Ssinα+Ssinα=Q

Obliczam wartość siły wypadkowej F działającej na śrubę

d)obliczam minimalny kąt powyżej którego zacznie się podnoszenie ciężaru Q=10[kN]

2H₂+2H₁+30=100 /:2

H₁+H₂+15=50

H₁=35-H₂

⇒
⇒ 85H₂=115(35-H₂)

85H₂+115H₂=115⋅35

H₂=
=20[mm]

H₁=35-20=15[mm]

sinα=
=0.1739 ⇒ α=10⁰ ⇒ β=2α

F=

Uwaga: Ze względu na duży rozrzut wartości H_min i H_max mamy dużą wartość wznosu W=300[mm] przy określonym parametrze H_min = 100[mm] musimy znacznie zmniejszyć wartość kąta α . Zmniejszenie tego kąta przy pełnym obciążeniu powoduje wzrost siły rozciągającej śrubę F do nieskończoności .

W związku z zasadami technologicznymi bez sensu było by stosowanie podnośnika który podniesie ciężar Q=10[kN] , a siła działająca na śrubę przy minimalnym kącie α jest około sześciokrotnie większa . W związku z tym zwiększam minimalną wysokość podnośnika od której zaczniemy podnosić ciężar Q do H_min =150[mm] .

2H₂+2H₁+30=150

H₁=60-H₂

_⇒
⇒ 85H₂=115(60-H₂)

85H₂+115H₂=115*60

H₂=34.5[mm]≈35[mm]

H₁=60-35=35[mm]

sinα=
=0.3043 α=18^o β=36^o

F=
[kN]=

=
[kN]=
[kN] ≈31[kN]

Obliczenia wytrzymałościowe

Dane wejściowe:

Udzwig Q_u = 10[kN]

Wysokość podnoszenia: h = 100÷400 [mm]

Typ produkcji: masowa

Typ mechanizmu: podnośnik śrubowo-nożycowy

Dane	Obliczenia	Wynik
Q=31[kN] kr=325[MPa], [1]	1.Obliczam wstępną średnicy rdzenia śruby zakładając materiał śruby:stal-20H -z warunku wytrzymałościowego na rozciąganie obliczam średnicę rdzenia śruby: -przy Sr= ,stąd średnica rdzenia wynosi :	dr =11 [mm]
dr=11[mm] [2]	2.Dobieramy gwint według PN-79/M-02017 gwint trapezowy smetrycznyTr=18x4 ( dr=13.5[mm];d=18[mm];d2=16[mm] )	Tr18×4
P=4 [mm] d2=16 [mm] μ=0.1 [2] αr=15^°	3.Obliczam samohamowność gwintu -obliczenie kąta pochylenia linii śrubowej -obliczam pozorny kąt tarcia ρ^': tg ρ^'≥ tg γ Wniosek: ponieważ zachowany jest warunek ρ^' γ gwint jest samohamowny.	ρ^' γ
Q=31000 [N]	4.Obliczam moment skręcający Ms na gwincie: Ms=0.5Qtg(γ+ρ^')d2=0.5⋅31000⋅tg(11.28)⋅16= 0.5⋅31000⋅0.2028⋅16=50294,4 [Nmm]	Ms= =50294,4[Nmm]
Q=31[kN] d3=16[mm] Ms= =50294,4[Nmm] kr=325 [MPa] [3]	5. Obliczam naprężenia zastępcze w śrubie z hipotezy Hubera ze względu na złożony stan naprężeń (skręcanie i rozciąganie): ; =492 [mm^3] Wniosek: ponieważ σz ≤ kr założony przekrój śruby jest poprawny.	σz=280 [MPa] σz ≤ kr
Q=31[kN] P=4[mm] d=18[mm] D1=14[mm] [2]	6 Obliczamy wysokość nakrętki H z warunku na naciski dopuszczalne pdop=0,15kr=0,15⋅325[MPa]=48,75[MPa] H= -ze względu na prowadzenie śruby w nakrętce przyjmuję H=(1,2÷2,5)d=28[mm] -sprawdzam ilość zwojów nakrętki n= Wniosek: na podstawie powyższych warunków przyjmuję H=28[mm],n=7.	H=28[mm]
kr=325[MPa] [1] Q=31[kN] [2]	7. Obliczam średnicę zewnętrzną nakrętki z warunku na rozciąganie z uwzględnieniem Ms : Q^'=1,3 Q=1,3⋅31000[N]=40300[N] =22 [mm] = =125,6 [mm^2] Wniosek: na podstawie powyższego warunku oraz ze względów konstrukcyjnych przyjmuję średnicę zewnętrzną nakrętki Dn=25[mm]	Dn=25[mm]
Fr=250 [N] Ms= =50294,4 [N mm]	8. Obliczanie długości pokrętła Fr - siła ręki -przyjmuję długość pokrętła l=210[mm]	l=210 [mm]
Fr=250 [N] l=210 [mm] kg=390 [MPa] [1]	9. Obliczenie średnicy pokrętła Mg= Fr⋅l=250⋅210=52500[N⋅mm] Dobieram materiał pokrętła stal 20H: Wniosek: ponieważ σg≤kr założona średnica pokrętła jest prawidłowa.	dpokr=12 [mm]
d=18 [mm]	10.Zgrubienie śruby pod pokrętło. D=(1,2÷1,4) d=26 [mm] - z uwagi na konstrukcję przyjmuję D=26 [mm]	D=26 [mm]
Q=10 [kN] F=20000 [mm^2] a×b= =200×100[mm^2] [4]	11.Sprawdzam nacisk na podłoże pdop = 0,5[Mpa] F'= a⋅b - pole nacisku	P ≤ pdop
F=31 [kN] kt=145 [Mpa] [1] n=2	12.Obliczam wytrzymałość połączeń sworzniowych z warunku na ścinanie (zakładam najbardziej obciążony przekrój w miejscu zamocowania śruby), -materiał sworzni stal 55 Sworzeń pasowany jest suwliwie narażony na ścięcie w dwóch przekrojach, opis: d- średnica sworznia n- ilość przekroi ścinanych	ds=12 [mm]
g=6 [mm] b= 36 [mm] d= 12 [mm] kr=120 [MPa] F=16,5 [kN] [4]	13.Sprawdzam jakie obciążenie może przenieść płaskownik (z warunku na ściskanie dla ramion dolnych) -materiał ramion podnośnika St5 opis: g- grubość płaskownika n- ilość ramion przenoszących siłę F b- szerokość płaskownika w miejscu połączenia d-średnica sworznia (g,b- przyjmuję zgodne z normą PN-85/H-93210) F'≤ g (b-d) kr⋅n F^'= 6(36-12)⋅120⋅2=34.6 [kN] F ≤ F^' Wniosek: założone wartości g i b spełniają powyższy warunek wytrzymałościowy.	g= 6 [mm] b= 36 [mm]
kr=325[MPa] kt=210[MPa] g=4[mm] d=18[mm] d1=3[mm]	14.Sprawdzam wytrzymałość śruby na rozciąganie w niebezpiecznych przekrojach. -dla przekroju osłabionego przez kołek: S= Uwaga: ponieważ σ≤ kr założony przekrój przeniesie wymagane obciążenie. -dla ścinanego przekroju śruby: S=2πrg=2⋅3,14⋅9mm⋅4mm=226,1mm^2 σ= Uwaga: ponieważ σ≤ kt założona grubość kołnierza jest poprawna.	σ≤ kr σ≤ kt
	15.Literatura: [1] E. Mazanek- Podstawy konstrukcji maszyn, WPCz, Częstochowa 1997, [2] M. Dietrich- Podstawy konstrukcji maszyn, PWN Warszawa 1991, [3] Tablice wytrzymałościowe, [4] Polskie normy, normy zakładowe Politechnika Warszawska.

5

---