Akademia Górniczo-Hutnicza

im. Stanisława Staszica

Wydział Inżynierii Mechanicznej I Robotyki

PROJEKT 2

Wykonał:

Jazgara Marcin

Rok 2, Grupa 18

Rok akademicki: 2008/2009

Sprawdził:

Dr inż. P. Sobkowiak

DANE	OBLICZENIA	WYNIKI
P=11000[N] α=35[°]	1. Schemat projektowanego połączenia śrubowego: Wykaz elementów: 1 – kątowniki L 100x100x12, 2 – śruby mocujące, 3 – ucho, 4 – sworzeń, 5 – widełki, 6 – nakrętka rzymska, 7 – śruba oczkowa.
n=2 m=2 μ=0,12 P=11000[N] α=35[°] r=130[mm] a=40[mm] b=50[mm] Rm=1200[MPa] Re=1080[MPa] Xe=2	2. Obliczenie śrub 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] S0 – biegunowy moment statyczny powierzchni względem jej środka ciężkości Siła neutralizująca składową poprzeczną Siła neutralizująca moment skręcający: Siła zastępcza wynosi: Obliczam średnicę rdzenia śruby mocującej dr z warunku na rozciąganie: Przyjmuję klasę własności mechanicznych śruby 12.9 Rm=1200 [MPa] Re=0,9*1200=1080 [MPa] Xe=2 Przyjmuję śrubę M16 dla której dr=15[mm]	Px=6309[N] Ms=820,17[Nm] A=8000[mm^2] γ=0,8 S0=280000[mm^3] Q’w=22917[N] Q’’w=48820[N] Qz=71737[N] kr=540[MPa] dr≥13[mm]
Stal E335 Re=325[MPa])	Dobieram podkładkę Podkładka 17 PN-78/M-82005 d0=17[mm] D=30[mm] g=3[mm] Dobieram nakrętkę M16-12.9-I PN-86/M-82144 D=26,74[mm] S=24[mm] w=14,8 [mm] Wyznaczam długość śruby. gk – grubość kątownika gu – grubość blachy ucha gp – grubość podkładki gn – grubość nakrętki xmin – minimalny nadmiar długości gwintu (dla M16 xmin=3.5[mm]) Przyjmuję długość l=65[mm] Dobieram śruby M16x65 -12.9-I PN-85/M-82101 Długość gwintu śruby- 38[mm] Dobieram rozstaw otworów pod śruby mocujące. t=50[mm] 3. Obliczam wymiary ucha Obliczam grubość blachy g=1,6*gk gk- grubość kątownika g=1,6*12=19,2[mm] Przyjmuję blachę o grubości 20[mm] obliczam szerokość ucha x Zakładam, iż ucho będzie wykonane ze stali E335 (Re=325[MPa]) i otwór ma średnicę ϕ=16[mm] Korzystam z warunku na rozciąganie Przyjmuję x=24 [mm] b) obliczam wymiar e ucha Przyjmuję e = 4[mm] Przyjmuje następujące wymiary ucha: r=130[mm] a=40[mm] b=50[mm] x=24[mm] e=4 [mm]	l=65[mm] t=50[mm] g=20[mm] kr=162,5[MPa] x=24[mm] e=4[mm]
	4. Obliczenie wymiarów widełek oraz ich połączenia z blachą ucha za pomocą sworznia. obliczam grubość widełek obliczam średnice sworznia d : Sworzeń będzie pasowany luźno z blachą i widełkami, dlatego sprawdzam warunek wytrzymałościowy na zginanie i dociski powierzchniowe z widełkami.	b=10[mm]

Stal 45 Qg=420[MPa]	Warunek wytrzymałościowy sworznia na zginanie przyjmuje postać: gdzie: - maksymalna wartość momentu zginającego - wskaźnik wytrzymałościowy sworznia na zginanie Obliczam maksymalną wartość momentu gnącego : Obliczam dopuszczalną wartość naprężeń na zginanie: Na sworzeń przyjmuję stal 45 dla której . A więc średnica sworznia wynosi: Z normy PN-63/M-83005 przyjmuje sworzeń o średnicy .	Mgmax=55[kNmm] kg=210[MPa] d=16[mm]
fmax=1[mm]	sprawdzam warunek wytrzymałościowy na docisk powierzchniowy pomiędzy sworzniem a widełkami: Zakładam, iż otwory wykonane w uchu będą posiadały fazy o wymiarze . Warunek wytrzymałościowy na dociski powierzchniowe: gdzie: - powierzchnia styku: - sworznia z widełkami, - sworznia z uchem A więc i wynoszą: Największe naprężenia na docisk będą na mniejszej powierzchni styku sworznia, czyli: Obliczam wartość dopuszczalnego nacisku sworznia na widełki: A więc naprężenia docisku powierzchniowego wynoszą:	A1d=256[mm^2] A2d=288[mm^2] pdop=81[MPa] бd=42,97[MPa]

	Warunek wytrzymałościowy jest spełniony: dobór podkładki do sworznia: Do sworznia o średnicy dobieram podkładkę 17 PN-78/M-82005 o średnicy, średnicy zewnętrznej i grubości . dobór zawleczki do sworznia: Do sworznia o średnicy dobieram zawleczkę S 4x18 PN-76/M-82001 obliczam długość sworznia: Wymaganą długość roboczej części sworznia obliczam stosownie do wielkości: widełek, ucha, podkładki, zawleczki gdzie: - grubość widełek, - grubość blachy ucha, - luz poosiowy (wg normy PN-63/M-83000 przyjmuję ), - grubość podkładki, - średnica zawleczki, - minimalna odległość otworu zawleczkowego od końca sworznia A więc przyjmuje znormalizowaną długość sworznia . obliczam szerokość widełek s z warunku na rozciąganie:	ls=55[mm]
stal E 335 kr=162,5[MPa]	gdzie: - pole przekroju widełek osłabionych o otwór na sworzeń. Na widełki przyjmuję stal E 335, gdzie kr=162,5[MPa] A więc s wynosi: Przyjmuję s=24[mm] dobieram własności wytrzymałościowe śruby widełek: Widełki wraz ze śrubą będą wykonane z jednego kawałka materiału, czyli kr=162,5[MPa] Obliczam średnicę śruby z warunku na rozciąganie: Przyjmuję średnicę śruby 10[mm].Długość całkowita śruby l=70[mm], a długość gwintu M10 wynosi l0=60[mm]. Z normy PN-72/H-93202 wybieram na widełki pręt płaski o wymiarach: 5. Dobór i sprawdzenie wytrzymałości śruby rzymskiej. Na śrubę przyjmuję stal E 335, gdzie kr=162,5[MPa]: Dobieram nakrętkę napinającą rurową M10 PN-57/M-82268 dla której: – skok gwintu Obliczenie długości gwintu nakrętki napinającej z warunku na przeniesienie siły : Długość gwintu obliczam z warunku na docisk powierzchniowy pomiędzy zwojami gwintu śruby i nakrętki: gdzie: - dopuszczalny nacisk na powierzchni roboczej gwintu, - powierzchnia styku nakrętki ze śrubą. gdzie: - średnica nominalna gwintu, - średnica otworu w nakrętce, - liczba czynnych zwojów gwintu nakrętki. A wiec wynosi: Liczba czynnych zwojów wynosi: Wymagana długość nagwintowanej części nakrętki wynosi: Obliczam wartość dopuszczalnego nacisku na powierzchnię roboczą gwintu: Obliczam długość nagwintowanej części nakrętki Obliczam wymaganą liczbę zwojów czynnych dla przeniesienia siły : Przyjmuję liczbę zwojów i=8. Do obliczonej liczby zwojów czynnych dodaje zwoje bierne (tzn. końcowe, które nie posiadają pełnej wytrzymałości) Dla zwojów minimalna długość nagwintowanej części nakrętki wynosi: Sprawdzam nakrętkę napinającą z warunku na rozciąganie: A= Π(11^2-7^2)-2*(7*4)=170[mm^2] Warunek został spełniony. 6. Dobór śruby oczkowej. Śruba oczkowa M10x80-5.8-I PN-77/M-82426 Dla śruby ze stali o własnościach mechanicznych 5.8 kr=200[MPa], a to jest więcej niż dla nakrętki napinającej dla której kr=162,5[MPa]. Dlatego będzie ona spełniać warunki wytrzymałościowe.	s=24[mm] d=10[mm] l=80[mm] l0=50[mm] pdop=65[MPa] mw=10,84[mm] i=8 ic=10 mc=15[mm]