Dane	Obliczenia i rysunki	Wyniki
F = 3400[N] a = 150[mm] d = 50[mm] F = 3400[N] krj = 54, 4[MPa]	Obliczenie połączenia gwintowego między śrubą rzymską a częścią gwintową widełek. (w projekcie 2/2 na części gwintowanej widełek) Jako materiał widełek i pręta do nagwintowania przyjęto stal konstrukcyjną S235JRG2 (stal spawalnicza) Założono obciążenie zmienne jednostronnie tętniące Dobór granicy wytrzymałości na rozciąganie z PN-EN 10025:2002; Na podstawie normy dobrano granicę wytrzymałości na rozciąganie Rm= 340 [MPa] Przyjęcie współczynnika bezpieczeństwa Współczynnik bezpieczeństwa dla obciążeń jednostronnie tętniących dobrano z zależności xz = 2,5÷4 xz = 3,5 Wyznaczenie wytrzymałości zmęczeniowej na rozciąganie Wytrzymałość zmęczeniową na rozciąganie przy obciążeniu jednostronnie tętniącym przyjęto z tablicy 1.1 Z. Osiński: Zrj = 0,56Rm Zrj = 0,56⋅340[MPa] = 190,4 [MPa] Wyznaczenie naprężeń dopuszczalnych na rozciąganie: $$k_{\text{rj}} = \ \frac{Z_{\text{rj}}}{x_{z}} = \frac{190,4\lbrack MPa\rbrack}{3,5} = 54,4\lbrack MPa\rbrack$$ Wyznaczenie średnicy rdzenia śruby z warunku na rozciąganie Warunek na rozciąganie (zerwanie śruby) $\sigma_{r} = \ \frac{F}{A} \leq k_{\text{rj}}$ gdzie: $A = \ \frac{\pi \bullet d_{r}^{2}}{4}$ $$\frac{F}{\frac{\pi \bullet d_{r}^{2}}{4}} \leq k_{\text{rj}}$$ $$d_{r} \geq \sqrt{\frac{4 \bullet F}{\pi \bullet k_{\text{rj}}}} = \sqrt{\frac{4 \bullet 3400}{\pi \bullet 54,4}} = 8,92\lbrack mm\rbrack$$ Przyjmujemy rdzeń śruby dr = 9,16[mm] Gwint M11, zatem średnica nominalna gwintu dg=11[mm] Obliczenie połączenia sworzniowego luźno pasowanego dla złącza przedstawionego na rysunku poniżej Pasowanie sworznia z uchem: F8/h6; Pasowanie sworznia z widełkami: S7/h6;	Rm= 340 [MPa] xz = 3,5 Zrj = 190,4 [MPa] krj = 54, 4[MPa] dr ≥ 8, 92[mm] dr = 9,16[mm] dg=11[mm]
Dane	Obliczenia i rysunki	Wyniki
Rm = 490[MPa]	Wyznaczenie naprężenia dopuszczalnego na zginanie: Dobór stałych materiałowych Przyjęto gwint wykonany ze stali maszynowej E295 Re=295 [MPa] Rm=490 [MPa] Przyjęcie charakteru obciążeń oraz współczynnika bezpieczeństwa Założono obciążenie jednostronnie zmienne Założono współczynnik bezpieczeństwa xz = 3,5 Wyznaczenie granicy wytrzymałości zmęczeniowej dla zginania jednostronnego Na podstawie tablicy 1.1 Z. Osiński założono: zgj = 0, 76 • Rm = 0, 76 • 490[MPa] = 372, 4[MPa] Wyznaczenie naprężenia dopuszczalnego w przypadku jednostronnego zginania $$k_{\text{gj}} = \ \frac{Z_{\text{gj}}}{x_{z}} = \frac{372,4\lbrack MPa\rbrack}{3,5} = 106,4\lbrack MPa\rbrack$$ Wyznaczenie średnicy sworznia z warunku na zginanie: $$\sigma_{g} = \ \frac{M_{g_{\max}}}{W_{x}} \leq k_{\text{gj}}$$ Wyznaczenie maksymalnego momentu zginającego i wskaźnika wytrzymałości na zginanie:	Re=295 [MPa] Rm=490 [MPa] xz = 3,5 zgj = 372, 4[MPa] kgj = 106, 4[MPa]
Dane	Obliczenia i rysunki	Wyniki
F = 3400[N] pdop = 90 [MPa] kgj = 106, 4[MPa] F = 3400[N] pdop = 90 [MPa] d = 8 [mm] l1 = 5 [mm]	$M_{\text{gmax}} = \frac{F}{2}\left( \frac{l_{1}}{2} + \frac{l_{2}}{4} \right)$, $\text{\ \ }W_{x} = \frac{\pi \bullet d^{3}}{32}$ Stąd średnica sworznia: $$\frac{32 \bullet F}{\pi \bullet d^{3} \bullet 2}\left( \frac{l_{1}}{2} + \frac{l_{2}}{4} \right) \leq k_{g}$$ $$d \geq \sqrt[3]{\frac{32 \bullet F}{\pi \bullet k_{\text{gj}}}\left( \frac{l_{1}}{2} + \frac{l_{2}}{4} \right)}$$ W powyższym równaniu założono grubość ucha równą podwójnej szerokości ramienia widełek: l2 = 2l1 Wyznaczenie szerokości ramienia widełek l1 z warunku na docisk powierzchniowy: Przyjęto naciski dopuszczalne z tablicy 2.4 Z. Osiński: pdop = 90 [MPa] dla materiału ucha i widełek (materiał słabszy) $$p = \frac{F}{2 \bullet d \bullet l_{1}} \leq p_{\text{dop}}$$ $$l_{1} \geq \frac{F}{2 \bullet d \bullet p_{\text{dop}}}$$ Wstawienie otrzymanej wartości do warunku wytrzymałościowego na zginanie: $$\frac{32 \bullet F}{2 \bullet \pi \bullet d^{3}}\left( \frac{l_{1}}{2} + \frac{2 \bullet l_{1}}{4} \right) \leq k_{\text{gj}}$$ $$\frac{32 \bullet F}{2 \bullet \pi \bullet d^{3}}l_{1} \leq k_{\text{gj}}$$ $$\frac{32 \bullet F}{2 \bullet \pi \bullet d^{3}}{\bullet \frac{F}{2 \bullet d \bullet p_{\text{dop}}}}_{} \leq k_{\text{gj}}$$ $$\frac{32 \bullet F^{2}}{4 \bullet \pi \bullet d^{4} \bullet p_{\text{dop}}} \leq k_{\text{gj}}$$ i otrzymano zależność na średnicę sworznia: $$d \geq \sqrt[4]{\frac{32 \bullet F^{2}}{4 \bullet \pi \bullet p_{\text{dop}} \bullet k_{\text{gj}}}} = \sqrt[4]{\frac{32 \bullet 3400^{2}}{4 \bullet \pi \bullet 90 \bullet 106,4}} = 7,45\ \lbrack mm\rbrack$$ Dobór średnicy sworznia: Z PN-90/M83002 dobrano sworzeń o średnicy d = 8 [mm] Obliczenie szerokości widełek l1 podstawiając do wyznaczonego wcześniej warunku na docisk powierzchniowy: $$l_{1} \geq \frac{F}{2 \bullet d \bullet p_{\text{dop}}}$$ $$l_{1} \geq \frac{3400}{2 \bullet 8 \bullet 90} = 2,36\ \lbrack mm\rbrack$$ Wyznaczenie szerokości ucha z założonej zależności: Założono szerokość ramienia widełek: l1 = 5 [mm] l2 = 2l1 = 2 • 5 = 10 [mm]	pdop = 90 [MPa] d ≥7,45 [mm] d = 8 [mm] l1 ≥ 2, 36 [mm] l1 = 5 [mm] l2 = 10 [mm]
Dane	Obliczenia i rysunki	Wyniki
l1 = 5 [mm] l2 = 10 [mm] gp = 1, 6 [mm] d1 = 2 [mm] s = 6 [mm] Zrj = 318, 5 [MPa] xz = 3, 5 F = 3400[N] l1 = 5 [mm] krj = 91 [MPa]	Wyznaczenie minimalnej długości sworznia: Założono sworzeń gładki z dwiema podkładkami oraz dwiema zawleczkami Długość sworznia: lw = l2+2l1 + 2gp + d1 + 3d1 lw = 10 + 10 + 3, 2 + 2 + 6 = 31, 2[mm] gdzie: l2 - grubość ucha, l1 - grubość jednego ramienia widełek, gp - grubość podkładki, d1 - średnica otworu pod zawleczkę, 3d1 - odległość od osi otworu zawleczki do końca sworznia Z PN-90/M83002 dobrano sworzeń o średnicy d (większej od obliczonej) i długości l > lw lw = 50[mm] Głębokość widełek Z warunku wytrzymałościowego na rozciąganie Dobór stałych materiałowych Przyjęto, że gwint wykonany jest ze stali S275, Re=275 [MPa], Rm=490 [MPa]; Przyjęcie charakteru obciążeń oraz współczynnika bezpieczeństwa Założono obciążenie zmienne; Założono współczynnik bezpieczeństwa xz=3,5; Wyznaczenie granicy wytrzymałości zmęczeniowej jednostronnej Zrj=0,65Rm=318,5 [MPa] Wyznaczenie naprężenia dopuszczalnego $$k_{\text{rj}} = \frac{Z_{\text{rj}}}{x_{z}} = \frac{318,5}{3,5} = 91\ \left\lbrack \text{MPa} \right\rbrack$$ Wyznaczenie promienia widełek $$\sigma_{r} = \frac{F}{A} \leq k_{\text{rj}}$$ A = (R−rw)l1 $$\sigma_{r} = \frac{F}{2\left( R - r_{w} \right)l_{1}} \leq k_{r}$$ $$R \geq \frac{F}{2 \cdot l_{1}{\cdot k}_{\text{rj}}} + r_{w} = \frac{3400}{2 \cdot 5 \cdot 91} + 4 = 7,74\left\lbrack \text{mm} \right\rbrack$$ Przyjęto R=10 mm	lw = 31, 2[mm] lw = 50[mm] Re = 275 [MPa] Rm = 490 [MPa] xz = 3, 5 Zrj = 318, 5 [MPa] krj = 91 [MPa] R ≥ 7, 74[mm] R = 10[mm]
Dane	Obliczenia i rysunki	Wyniki
krj = 91 [MPa] F = 3400[N] dr = 9,16[mm] ktj^′ = 54, 6[MPa]	Wyznaczenie minimalnej grubości spoiny pachwinowej w połączeniu części gwintowanej z widełkami z warunku na ścinanie $$\tau = \ \frac{F}{A} \leq k_{\text{tj}}'$$ ktj^′ = z0 • z • krj ktj^′ = 0, 75 • 08 • 91[MPa] = 54, 6[MPa] Po podstawieniu przekroju spoiny pachwinowej: A = π • dr • g gdzie dr - średnica spawanej części gwintowanej Wyznaczono minimalną grubość spoiny pachwinowej g $$g \geq \frac{F}{\pi \bullet d_{r} \bullet k_{\text{tj}}'}$$ $$g \geq \frac{3400}{\pi \bullet 9,16 \bullet 54,6} = 2,16\lbrack mm\rbrack$$ Spoina nie może być mniejsza niż gmin = 3 [mm] Przyjęto grubość spoiny g = 3 [mm]	ktj^′ = 54, 6[MPa] g ≥ 2, 16[mm] gmin = 3 [mm] g = 3 [mm]