DANE | OBLICZENIA | WYNIKI |
---|---|---|
P = 3000 N a = 150 mm dc = μ= 0,15 μ- współczynnik tarcia stali ze stalą P – siła obciążenia A- przekrój sruby M- moment tarcia statycznego Qw- siła przenoszona przez śrubę Re=310MPa Xe=2,0 n=2 h = 1,5 dz=13,026 mm α = 60˚ γ – kąt pochylenia lini śrubowej, h- skok gwintu |
I.Obliczenia konstrukcyjne i dobór śruby: M = Pּa Qw = = Qw = = 40000 N Przyjmuję śruby ze stali 35 (węglowej konstrukcyjnej wyższej jakości w stanie ulepszonym cieplnie. Wyznaczenie naprężeń dopuszczalnych na rozciąganie dla materiału śruby. Śruba będzie poddana naprężeniom statycznym, dlatego też wyliczono naprężenie dopuszczalne na rozciąganie kr. Współczynnik bezpieczeństwa xe dla obciążeń statycznych przyjmuje sie w granicach od 2÷2,3 Przyjęto xe = 2 W normie: PN-70/M-02013 odszukano śrube o większej średnicy – dr = 13,026 [mm], dobrano gwint metryczny o średnicy zewnętrznej M14x1,5 i skoku normalnym P = 1,5 mm Dobór nakrętki: Dla danego rodzaju gwintu i skoku z PN-75/M-82144 dobrano nakretke: Szerokosc pod klucz S taka jak sruby S = 22 [mm] Szerokosc nakretki: w = 11 [mm] Dobór podkładki: Z normy PN-78-82006 dobrano podkładke o najbliższej większej średnicy Do = 15 [mm] Srednica zewnetrzna: D = 28 [mm] Grubosc podkładki: gp= 2,5 [mm] Szerokosc sciecia: f = 1 [mm] II. Obliczenie momentu jakim należy dokręcić śrubę aby połączenie przyniosło moment wywołany przez siłę: Mc= Ms+Mt= 0,5 ds ּQ ּ tg( γ + ρ’)+ 0,5 Qּdsּμ → γ = arctg 0,037 = 2,35˚ = arctg= 9,83˚ |
Qw= 40000 N ds=14 M 14 |
DANE | OBLICZENIA | WYNIKI |
Przyjmuję: Rm = 500 [MPa] Re=300 MPa xe = 3,5 |
Zatem całkowity moment dokręcenia śruby wynosi: Mc = 0,5ּ40000ּ14ּ10-3 ( tg ( 9,83˚ + 2,35˚)) + 0,15 40000 14 0,001 0,5= 96,23 Nm Mc = 96,23Nm III. Obliczenie parametrów l1,l2,dsw połączenia sworzniowego. Sworzeń jest luźno pasowany zatem liczymy go z warunku na zginanie i docisk powierzchniowy. Dane: Siła obciążająca złącze: F=3000 [N] Sworzeń o własnościach mechanicznych (5.6) Obciążenia jednostronnie zmienne. 1.Wyznaczenie naprężenia dopuszczalnego na zginanie: 1.1. Dobór stałych materiałowych
1.2. Przyjęcie charakteru obciążeń oraz współczynnika bezpieczeństwa. Założono obciążenie jednostronnie zmienne Założono współczynnik bezpieczeństwa xe = 3,5 1.3. Wyznaczenie granicy wytrzymałości zmęczeniowej dla zginania jednostronnego. z gj = 0,76 ⋅ Rm = 0,76 ⋅ 500[MPa] = 380[MPa] 1.4. Wyznaczenie naprężenia dopuszczalnego w przypadku jednostronnego zginania k gj = z gj / Xz= 3,30: 2,2= 172,73 [MPa] 2. Wyznaczenie średnicy sworznia z warunku na zginanie: =/W 2.1.Wyznaczenie maksymalnego momentu zginającego i wskaźnika wytrzymałości na zginanie: Stąd średnica sworznia: Dla wyznaczenia średnicy sworznia z tego równania założono: 2.2.Wyznaczenie odległości l1 z warunku na docisk powierzchniowy: |
Mc=96,23 Nm z gj = 380[MPa] k gj = 172,73 [MPa] |
DANE | OBLICZENIA | WYNIKI |
---|---|---|
F = 3000[N ] pdop = 90 [MPa] kgj = 172,73 [MPa] Rm= 600 Re = 480 Xe=2,3 |
Przyjęto naciski dopuszczalne z tablicy 2.4 Z. Osiński: pdop = 90 [MPa] dla materiału ucha i widełek (materiał słabszy)
d ≥ 6,2 [mm], przyjmuję: d=8
l1 ≥ 2,08 =>przyjmuję: l1 = 2,1, l2= 4,2 IV. Obliczam wymiary śruby szpilkowej wkręconej krótszym końcem w widełki Dla śruby o własnościach mechanicznych (6.8) granica wytrzymałości na rozciąganie Rm= 600 natomiast granica plastyczności Re = 0,8·600= 480 [MPa] Przyjmuję Xe=2,3 Przyjmuję śrubę dwustronną M20 o średnicy rdzenia Z normy PN-90/M-82131 przyjmuję następujące wymiary śruby dwustronnej. e=25mm l<120 |
d ≥ 6,2 [mm] przyjmuję: d=8 l1 ≥ 2,08 przyjmuję: l1 = 2,1 l2= 4,2 [MPa] |