LABOLATORIUM PODSTAW BUDOWY MASZYN
WYDZIAŁ TRANSPORTU POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ		Imię i Nazwisko: Igor Rębas		OCENA:
Rok akademicki: 2009/2010	Grupa: SRD		Podgrupa:
ĆWICZENIE NR: 1 - KLIN
Data wykonania ćwiczenia 05.03.2009 r.			Data oddania sprawozdania 12.03.2009 r.

Dane:	Tok obliczeń:	Wyniki:
1. Odczytuję właściwości materiału
Materiał: 40 Fr = 11,8*10^4 [N] d = 0,062 [m] d1 = 0,064 [m] D = 0,084 [m] D1 = 0,125 [m] d0 = 0,06 [m] b = 0,02 [m] h = 0,075 [m]	Materiał: stal konstrukcyjna węglowa wyższej jakości w stanie znormalizowanym (40) Rm - 570 [MPa] HB - 217 Rozciąganie: Re - 335 [MPa] Zrj - 320 [MPa] Zrc - 175 [MPa] Ściskanie: Rc - 335 [MPa] Zcj - 320 [MPa] Zginanie: Rg - 400 [MPa] Zgj - 435 [MPa] Zgo - 240 [MPa] Skręcanie i ścinanie: Rs - 210 [MPa] Zsj - 285 [MPa] Zgo - 140 [MPa]
2. Przyjmuję współczynniki bezpieczeństwa
	Xq(2-2,3) = 2 Xz(3,5-4) = 4	xq = 2 xz = 4
3. Obliczenie naprężeń dopuszczalnych
Re - 335 [Pa] Zrj - 320 [Pa] Zrc - 175 [Pa] Rc - 335 [Pa] Zcj - 320 [Pa] Rg - 400 [Pa] Zgj - 435 [Pa] Zgo - 240 [Pa] Rs - 210 [Pa] Zsj - 285 [Pa] Zgo - 140 [Pa] xq = 2 xz = 4	Dla wszystkich naprężeń materiał plastyczny. 1) Rodzaj: Rozciąganie Charakter: stałe Napr. dopuszczalne(kr): Re/xq = 335/2 = 167,5*10^6[Pa] 2) Rodzaj: Rozciąganie Charakter: jednostronnie zmienne Napr. dopuszczalne(krj): Zrj/xz = 320/4 = 80*10^6[Pa] 3) Rodzaj: Rozciąganie Charakter: obustronnie zmienne Napr. dopuszczalne(krc): Zrc/xz = 175/4 = 43,75*10^6[Pa] 4) Rodzaj: Ściskanie Charakter: stałe Napr. dopuszczalne(kc): Rc/xq = 335/2 = 167,5*10^6[Pa] 5) Rodzaj: Ściskanie Charakter: jednostronnie zmienne Napr. dopuszczalne(kcj): Zcj/xz = 320/4 = 80*10^6[Pa] 6) Rodzaj: Ściskanie Charakter: obustronnie zmienne Napr. dopuszczalne(kcr): Zcj/xz = 320/4 = 80*10^6[Pa] 7) Rodzaj: Zginanie Charakter: stałe Napr. dopuszczalne(kg): Rg/xq = 400/2 = 200*10^6[Pa] 8) Rodzaj: Zginanie Charakter: jednostronnie zmienne Napr. dopuszczalne(kgj): Zgj/xz = 435/4 = 108,75*10^6[Pa] 9) Rodzaj: Zginanie Charakter: obustronnie zmienne Napr. dopuszczalne(kgo): Zgo/xz = 240/4 = 60*10^6[Pa] 10) Rodzaj: Skręcanie Charakter: stałe Napr. dopuszczalne(ks): Rs/xq = 210/2 = 105*10^6[Pa] 11) Rodzaj: Skręcanie Charakter: jednostronnie zmienne Napr. dopuszczalne(ksj): Zsj/xz = 285/4 = 71,25*10^6[Pa] 12) Rodzaj: Skręcanie Charakter: obustronnie zmienne Napr. dopuszczalne(kso): Zso/xz = 140/4 = 35*10^6[Pa] 13) Rodzaj: Ścinanie Charakter: stałe Napr. dopuszczalne(kt): Rs/xq = 210/2 = 105*10^6[Pa] 14) Rodzaj: Ścinanie Charakter: jednostronnie zmienne Napr. dopuszczalne(ktj): Zsj/xz = 285/4 = 71,25*10^6[Pa] 15) Rodzaj: Ścinanie Charakter: obustronnie zmienne Napr. dopuszczalne(kto): Zso/xz = 140/4 = 35*10^6[Pa] 16) Rodzaj: Nacisk powierzchniowy w połączeniach spoczynkowych Charakter: stałe Napr. dopuszczalne(ps): 0,8*kc = 0,8*167,5 = 134*10^6[Pa] 17) Rodzaj: Nacisk powierzchniowy w połączeniach spoczynkowych Charakter: jednostronnie zmienne Napr. dopuszczalne(pj): 0,8*kcj = 0,8*80 = 64*10^6[Pa] 18) Rodzaj: Nacisk powierzchniowy w połączeniach spoczynkowych Charakter: udarowy Napr. dopuszczalne(po): 0,4*kcj = 0,4*80 = 32*10^6[Pa]	kr = 167,5*10^6[Pa] krj = 80*10^6[Pa] krc = 43,75*10^6[Pa] kc = 167,5*10^6[Pa] kcj = 80*10^6[Pa] kcr = 80*10^6[Pa] kg = 200*10^6[Pa] kgj = 108,75*10^6[Pa] kgo = 60*10^6[Pa] ks = 105*10^6[Pa] ksj = 71,25*10^6[Pa] kso = 35*10^6[Pa] kt = 105*10^6[Pa] ktj = 71,25*10^6[Pa] kto = 35*10^6[Pa] ps = 134*10^6[Pa] pj = 64*10^6[Pa] po = 32*10^6[Pa]
4. Określam naprężenia dopuszczalne w częściach składowych połączenia
	Czop - krc - 43,75*10^6[Pa] Tuleja - krj - 80*10^6[Pa] Klin - kgj - 108,75*10^6[Pa] Drąg, tuleja, klin - pj - 64*10^6[Pa]
5. Ustalenie wartości Fo i Fd
Fr = 11,8*10^4 [N]	Wartość obciążenia wstępnego (Fo) - (1,25-1,5)*Fr Fo = 1,3*11,8*10^4= 153400 [N] Minimalny docisk drąga do tulei (Fd) - (0,25-0,5)*Fr Fd = 0,5*11,8*10^4= 59000 [N]	Fo = 153400 [N] Fd = 59000 [N]
6. Sprawdzenie warunków wytrzymałościowych
Fo = 153400 [N] krc = 43,75*10^6[Pa] krj = 80*10^6[Pa] kgj = 108,75*10^6[Pa] pj = 64*10^6[Pa] d = 0,062 [m] d1 = 0,064 [m] D = 0,084 [m] D1 = 0,125 [m] d0 = 0,06 [m] b = 0,02 [m] h = 0,075 [m]	1) Dla drąga na rozerwanie krc = 86.670.348 [Pa] δr jest większe od naprężenia dopuszczalnego, dlatego zwiększam średnicę d do wartości 0,082 [m] = 42.162.084 [Pa] δr = 42,16 [MPa] < kr = 43,75 [Mpa] δr spełnia warunek wytrzymałościowy, więc przechodzę do obliczania następnego podpunktu. 2) Dla tulei na rozerwanie krj = 695.313.208 [Pa] δr jest większe od naprężenia dopuszczalnego, dlatego zwiększam średnicę D do wartości 0,11 [m] = 41.910.736 [Pa] δr = 41,91 [MPa] < kr = 80 [Mpa] δr spełnia warunek wytrzymałościowy, więc przechodzę do obliczania następnego podpunktu. 3) Dla klina na zginanie δg = Mgmax / Wx ≤ kgj Mgmax - Maksymalny moment gnący występujący w przekroju środkowym: Mgmax = = = 2396,875 [Nm] Wx = = = 1,587*10^-5[m^3] Gdzie: h' = h - b/3 = 0,075 - 0,02/3 = 0,069 [m] δg = Mgmax / Wx = 2396,875 / 1,587*10^-5= 153.645.512 [Pa] δg jest większe od naprężenia dopuszczalnego, dlatego zwiększam wysokość h do wartości 0,09 [m] Mgmax = = = 2396,875 [Nm] Wx = = = 2,29*10^-5[m^3] Gdzie: h' = h - b/3 = 0,09 - 0,02/3 = 0,083 [m] δg = Mgmax / Wx = 2396,875 / 2,29*10^-5= 104.667.030 [Pa] δg = 104,67 [MPa] < kgj = 108,75 [MPa] δg spełnia warunek wytrzymałościowy, więc przechodzę do obliczania następnego podpunktu. 4) Nacisk między drągiem a klinem p = ≤ pj p = = 93.536.585 [Pa] Nacisk między drągiem a klinem jest zbyt duży, dlatego zwiekszam szerokość otworu b do wartości 0,03 p = = 62.357.723 [Pa] p = 62,36 [MPa] < pj = 64 [MPa] p spełnia warunek wytrzymałościowy, więc przechodzę do obliczania następnego podpunktu. Ponieważ została zmieniona szerokość otworu, niezbędne jest policzenie jeszcze raz warunków wytrzymałościowych. 1) Dla drąga na rozerwanie = 29.062.167[Pa] δr = 29,06 [MPa] < kr = 43,75 [Mpa] δr spełnia warunek wytrzymałościowy, więc przechodzę do obliczania następnego podpunktu. 2) Dla tulei na rozerwanie = 5.941.094 [Pa] δr = 5,94 [MPa] < kr = 80 [Mpa] δr spełnia warunek wytrzymałościowy, więc przechodzę do obliczania następnego podpunktu. 3) Dla klina na zginanie Mgmax = = = 2396,87 [Nm] Wx = = = 3,2*10^-5[m^3] Gdzie: h' = h - b/3 = 0,09 - 0,03/3 = 0,08 [m] δg = Mgmax / Wx = 2396,875 / 3,2*10^-5= 74.902.343 [Pa] δg = 74,9 [MPa] < kgj = 108,75 [MPa] δg spełnia warunek wytrzymałościowy, więc przechodzę do obliczania następnego podpunktu. 4) Nacisk między drągiem a klinem p = = 62.357.723 [Pa] p = 62,36 [MPa] < pj = 64 [MPa] p spełnia warunek wytrzymałościowy, więc przechodzę do obliczania następnego podpunktu. 5) Nacisk między klinem a tuleją p = ≤ pj p = = 118.914.728 [Pa] Nacisk między klinem a tuleją jest zbyt duży, dlatego zwiększam średnicę D' do wartości 0,165 p = = 61.606.425 [Pa] p = 61,61 [MPa] < pj = 64 [MPa] p spełnia warunek wytrzymałościowy, więc przechodzę do obliczania następnego podpunktu. Średnica D' uległa zmianie, dlatego należy jeszcze raz policzyć pkt. 3 3) Dla klina na zginanie Mgmax = = = 3163,875 [Nm] Wx = = = 3,2*10^-5[m^3] Gdzie: h' = h - b/3 = 0,09 - 0,03/3 = 0,08 [m] δg = Mgmax / Wx = 3163,875 / 3,2*10^-5= 98.871.093 [Pa] δg = 98,9 [MPa] < kgj = 108,75 [MPa] δg spełnia warunek wytrzymałościowy, więc przechodzę do obliczania następnego podpunktu. 6) Nacisk między drągiem a tuleją p = ≤ pj p = = 54.281.670 [Pa] p = 54,28 [MPa] < pj = 64 [MPa] p spełnia warunek wytrzymałościowy, więc operacja zostaje zakończona.	dnowe = 0,082 [m] δr = 42.162.084 [Pa] Dnowe = 0,11 [m] δr= 41.910.736 [Pa] h' = 0,083 [m] Mgmax = 2396,87 [Nm] Wx = 2,29*10^-5 δg = 104.667.030 [Pa] bnowe = 0,03 p = 62.357.723 [Pa] δr = 29.062.167 [Pa] δr = 5.941.094 [Pa] Mgmax = 2396,87 [N] h' = 0,08 [m] Wx = 3,2*10^-5 δg = 74.902.343 [Pa] p = 62.357.723 [Pa] D'nowe = 0,165 [m] p = 61.606.425 [Pa] Mgmax = 3163, 87 [Nm] Wx = 3,2*10^-5[m^3] δg = 98.871.093 [Pa] p = 54.281.670 [Pa]
	Dodatkowo, ponieważ zwiększona została średnica d, muszę zwiększyć też średnicę d1 do wartości 0,084 [m]	d1 = 0,084 [m]
7. Całkowita operacja z uwzględnieniem nowych wymiarów
Fo = 153400 [N] d = 0,082 [m] do = 0,06 [m] d1 = 0,084 [m] D = 0,11 [m] D' = 0,165 [m] b = 0,03 [m] h = 0,9 [m]	1) Dla drąga na rozerwanie = 29.062.167[Pa] 2) Dla tulei na rozerwanie = 5.941.094[Pa] 3) Dla klina na zginanie Mgmax = = = 3163,87 [Nm] Wx = = = 3,2*10^-5[m^3] Gdzie: h' = h - b/3 = 0,09 - 0,03/3 = 0,08 [m] δg = Mgmax / Wx = 3163,875 / 3,2*10^-5= 98.871.093 [Pa] 4) Nacisk między drągiem a klinem p = = 62.357.723 [Pa] 5) Nacisk między klinem a tuleją p = = 61.606.425 [Pa] 6) Nacisk między drągiem a tuleją p = = 54.281.670 [Pa]	δr1 = 29.062.167 [Pa] δr2= 5.941.094 [Pa] h' = 0,08 [m] Mgmax = 3163,87 [Nm] Wx = 3,2*10^-5[m^3] δg3 = 98.871.093 [Pa] p1 = 62.357.723 [Pa] p2 = 61.606.425 [Pa] p3 = 54.281.670 [Pa]

---