1. Tolerancja i pasowania: Odchyłka dolna otworu EI=A0-N,wałka:ei=Aw-N, górna otworu ES=B0-N , T=B0-A0=ES-EI(dla otworu), T=Bw-Aw=es-ei (dla wałka),Tolerancja pasowania:Tp=T0-Tw=Lmax-Lmin ,(rys2) Wmax= -Lmin, Wmin= -Lmax Podział pasowania: -luźne: (a:h)wałki, (A:H)otwory, Lmax>Lmin=>0, -mieszane:(j-n),(J-N),Lmax>0>Lmin, -wtłaczane:(p-z),(P-Z),Lmin<Lmax≤0 Dobór pasowań: -występowanie ruchu między łączonymi częściami, -częstość demontażu. Wymiary graniczne, odchyłki: (rys) Odchyłka dolna otworu: EI=A0-N. Odchyłka dolna wałka: ei=AW-N. Odchyłka górna otworu: ES=B0-N. Odchyłka górna wałka: es=BW-N. T=B0-A0=ES-EI -dla otworu; T=BW-Aw=es-ei -dla wałka. Tolerancja pasowania: Tp=T0+TW=Lmax-Lmin. Tolerancja nie może wyjść z obliczeń ze znakiem minus (rys) Wmax=-Lmin; Wmin=-Lmax. W budowie maszyn najczęściej stosuje się zasadę stałego otworu, ponieważ zmniejsza się w ten sposób liczbę narzędzi i sprawdzianów do otworów, kosztowniejszych od narzędzi i sprawdzianów do wałów. Zasada stałego otworu polega na tym, że średnicę otworu toleruje się zawsze asymetrycznie w głąb materiału (EI=0), a żądane pasowanie z wałkiem (luźne, mieszane czy ciasne) osiąga się przez odpowiedni dobór odchyłek dla średnicy wałka. Zasadę stałego wałka stosuje się w przypadku części o wymaganych różnych pasowaniach lub przy stosowaniu wałków gładkich ciągnionych. Zasada stałego wałka polega na tym, że średnicę wałka toleruje się zawsze asymetrycznie w głąb materiału (es=0), a żądane pasowanie z otworem uzyskuje się przez odpowiedni dobór odchyłek dla średnicy otworu. Przy doborze pasowań uwzględnia się m. in. następujące czynniki: -w połączeniach ruchowych stosuje się pasowania luźne, zapewniające możliwość przesuwania się lub obrotu części względem siebie z wymaganym luzem, natomiast w przypadku elementów osadzanych na stałe w określonym położeniu - pasowania mieszane lub ciasne; -w połączeniach stałych, ale często rozłączanych, stosuje się pasowanie o mniejszym wcisku niż przy połączeniach, w których nie przewiduje się rozłączania części; -w produkcji wielkoseryjnej oraz przy przewidywanej częstej wymianie części stosuje się dokładniejsze pasowania w celu osiągnięcia wyższego procentu zamienności części; -przy doborze pasowań należy uwzględnić temperaturę, do jakiej mogą się nagrzać części podczas pracy. Pasowania podane w normie są ustalone dla temperatury odniesienia +20C, zatem - w zależności od własności współpracujących materiałów - praca elementów w wyższych temperaturach wymaga stosowania pasowań zapewniających prawidłową współpracę zarówno przy minimalnej, jak i maksymalnej temperaturze. Na dobór pasowań wpływają również inne czynniki, np. rodzaj obróbki, chropowatość powierzchni, smarowanie, przewidywane odkształcenia części, drgania w czasie pracy elementów
2. Chropowatość i falistość powierzchni: Chropowatość powierzchni jest to zbiór bardzo drobnych wzniesień i wgłębień (o wysokości mikronierówności) występujących na tej powierzchni. (rys) Parametry chropowatości: -średnie odchylenie od linii średniej: Ra= 1/le ∫x=0x=le(yi)dx, - wysokość chropowatości: Rz=[ ∑(y1+y3+...+ y9)∑(y2+y4+...+y10)]/5. - Parametr Rpm (chropowatość max.): Rpm=1/5٠(Rp1+Rp2+...+Rp5). - parametr Rt (max. przedział chropowatości powierzchni), lc- odcinek pomiarowy,le- odcinek ele4mentarny, Sm- odstęp nierówności. Oznaczenie chropowatości: V - oznaczenie zbiorcze, aV - nie narzucony sposób obróbki, a-V - przez zdjęcie warstwy, aoV- bez zdjęcia warstwy, oV - pozostawić chropowatość z poprzedniej operacji, (rys) a - wartość Ra lub Rz, b- rodzaj obróbki, c- dł. odcinka elementarnego chropowatości, d- odmiana kierunkowości struktury(R,P,M,X,C), e- wysokość falistości, f- średni odstęp falistości. FALISTOŚĆ. (rys) Swi/Wzi ≥40, Swi - odstęp falistości, lw- odcinek pomiarowy falistości, lwi - częściowy lub składowy odcinek pomiarowy falistości lw=∑lwi=∑Swi, wz- wysokość falistości, Sw= średni odstęp falistości: Sw=1/n٠∑Swi. Falistością powierzchni nazywa się okresowo powtarzające się nierówności charakteryzujące się tym, że stosunek odstępu między sąsiednimi wierzchołkami nierówności do wysokości nierówności jest równy co najmniej 40.
3. Połączenia nitowe: Rodzaje nitów: - kształt nitów obejmuje (PN, grupa IV 34), - średnice nominalne d≥10mm zamykane na gorąco, - nity drobne d<10mm zamykane na zimno, - nity z łbem kulistym (kryte lub soczewkowe) (stosowane do połączeń nie wymagających silnego docisku), średnice nitów w zakresie 10-24mm stopniowane co 2mm, od 24-36 co 3mm, - długość nitu wyznacza się na podstawie tzw. ścisku: L - 1,12٠L1+1,4d - obliczoną długość należy zaokrąglić do najbliższej normalnej, - z uwagi na możliwość wyboczenia nitu: L<4d. Połączenia nitowe: W zależności od wzajemnego położenia połączenia mogą być: - zakładkowe(Z), - nakładkowe(N), Nakładkowe dzieli się na: - jednostronne (1/2N2), - dwustronne (N2). Obliczanie nitów (rys) 1.Warunki na ścinanie nitów: (rys) Ft≤ Πd2·kn·106 τ=(Ft·10-6)/mПd2/4≤kn ,Ft- siła zewn. przypadająca na jedną podziałkę szwu t[N],m- liczba ścinanych przekrojów nitu na jedną podziałkę szwu t, d-średnica otworu nitowego[m],kn- umowne dop. napr. ścinające dla nitu [Mpa] 2.Warunki na naciski powierzchniowe:Ft≤n·d·g·k0·106 p=Ft·10-6/n·d·g ≤ k0 , n- liczba nitów przypadająca na jedną podz. szwu, g- grubość blachy[m](dla nitów jednoc. przyjmuje się grubość cieńszego elementu dla dwuciętych element grubszego), k0-dop.nacisk pow. nitów na rozciąganie otworu[MPa] 3. Wytrzymałość blachy na rozciąganie w przekrojach I-I i II-II: σr=(Fe·10-6 )/t·g-d·g≤kr wtedy:Ft≤g·(t-d)·kr·106 lub Ft≤t·g·(t-d)/t·kr·106 wtedy Ft≤s·z·kr·106, kr- napr. dop. przy rozciąganiu blachy[MPa],s-przekrój blachy bez uwzględnienia otworów (s=t·g), z-współ. osłabienia szwu(z=(t-d)/t)Warunki(1) i (2) łączą się ze sobą, natomiast warunek opisany wzorem (3) musi być każdorazowo oddzielnie tych trzech warunków można wyznaczyć d,g,t. Warunki (1) i (2) wiążą się ze sobą bowiem o wytrzymałości połączenia będzie decydować warunek wytrzymałości na ścinanie gdy: (m·П·d2 )/4·k0·106≤n·d·g·k0·106 wtedy d/g≤(4/П)·(k0/kn)·(n/m)Gdy (k0/kn)≈2,5 , d/g≤3,2(n/m)a)jednocięte m=nd/g≤3,2, b)dwucięte m=2·nd/g≤1,6 Dla stali d/g≈2,0 (rys).
6. Charakterystyka złącza śrubowego (wyk) dla k=2 i X =1/2 , Qo=k(1-X)Qr, Qo=Qr, Q1=Qo+X٠Qr, Q1=3/2Qo, Q'=Qo(1-1/k), Q'=1/2Qo. Dla k=1, X=1/2, Qo=k(1-X)Qr, Qo=1/2Qr, Q1=Qo+X٠Qr, Q1=2Qo, Q'=Qo(1-1/k), Q'=0.
7. Warunki równowagi. Dokręcanie samohamowny: F= Q٠tg(γ+ρ), warunek: ρ>γ, Luzowanie samohamowny: F=0, warunek γ=ρ, R=Q, Luzowanie samohamowny: F= Q٠tg(γ-ρ), warunek γ>ρ, Luzowanie niesamohamowne: F= Q٠tg(γ-ρ), warunek: γ<ρ.
8. Geometria gwintów. (rys) Gwint metryczny - jest stosowany głównie w połączeniach spoczynkowych. Do jego zalet zalicza się dużą wytrzymałość ze względu na duży kat gwintu α=60o, samohamowność, małą wrażliwość na niedokładność wykonania itp. Cechy te decydują o powszechnym ich zastosowaniu. Wadą gwinty metrycznego jest niedokładne osiowanie, będącą wada prawie wszystkich gwintów walcowych, oraz niska sprawność. Przy zwiększonej dokładności ich wykonania gwintów metrycznych drobnozwojnych uzyskuje się zwiększoną szczelność połączenia, zmniejszenie szkodliwego działania karbu. Gwinty te stosuje się w mechanizmach pomiarowych. Trapezowe dzieli się je na symetryczne i niesymetryczne. Wśród nich rozróżnia się gwinty drobne, zwykłe i grube. Gwinty trapezowe są stosowane przeważnie w połączeniach ruchowych, charakteryzują się wysoką wytrzymałością oraz dość wysoką sprawnością. Gwinty trapezowe symetryczne stosuje się najczęściej przy przenoszeniu dużych obciążeń w obu kierunkach np. w śrubach pociągowych obrabiarek, oraz przy obciążeniach jednokierunkowych i małych prędkościach w ruchu np. w śrubach podnośników, wrzecion zaworów. Dodatkowa zaleta jest możliwość regulacji i kasowania luzów poosiowych za pomocą nakrętek dwudzielnych. Gwinty trapezowe niesymetryczne charakteryzują się największą wytrzymałością. Gwinty te mogą pracować tylko przy jednym kierunku obciążeń, powierzchnie robocze są pochylone pod kątem αr =3o, natomiast luz poosiowy jest zachowany między powierzchniami pomocniczymi, nachylonymi pod katem αp=30o. Stosowane są do przenoszenia dużych obciążeń przy większych prędkościach ruchu min. W prasach śrubowych. Gwinty trapezowe niesymetryczne o kącie pomocniczym αp=45o stosuje się w połączeniach w których niezbędne jest zwiększenie średnicy rdzenia śruby przy niezmiennej średnicy zewnętrznej oraz przy różnych obciążeniach. Oznaczenia: metryczny zwykły i drobnozwojny - M np. M16, M16x1, Calowy np. 3/4'', trapezowy symetryczny Tr np. Tr24, Trapezowy niesymetryczny S np. S22x6, trapezowy niesymetryczny 45o, S45o np. S45o20x5.
9. Zgrzewanie. Zgrzewanie punktowe (rys) warunek ścinania τ=F/(n٠Πd2/4) ≤kr', kr'=zo٠kr, gdzie F- całkowita siła obciążająca, n - liczba zgrzein, d- średnica zgrzeiny, kr- naprężenie dopuszczalne przy rozciąganiu, zo- współczynnik wytrzymałości zgrzeiny. Średnice zgrzein: d=1,2 ٠gmin+0,4 cm gdy gmin≤0,3 cm, d=1,2 ٠gmin+0,5 cm gdy gmin>0,3 cm. Podziałka: t≥3d przy łączeniu dwóch ścianek, t≥4d przy łączeniu trzech ścianek. Obl. Od kr: e>2d w kierunku działania obciążenia, e1>1,5d w kierunku prostopadłym do działania obciążenia. Zgrzewanie liniowe (rys) Warunek ścinania: τ=F/S = F/ b1l gdzie b1- szerokość zgrzeiny (b1≈0,46), b- szerokość zakładki, l - długość szwu, S- łączna długość blachy, a≈e - odstęp między zgrzeinami, e≈√8s - odległość od krawędzi blachy. Zgrzewanie doczołowe (rys). σr,c=F/S = krc', krc'=zo٠krc. zo=(0,7-0,85) dla zgrzeiny zwarciowej, zo= (0,8-0,9) dla zgrzeiny iskrowej, zo- współczynnik wytrzymałości zgrzeiny.