Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Pile

INSTYTUT POLITECHNICZNY

Budowa i Eksploatacja Maszyn

Podstawy Konstrukcji Maszyn

Ćwiczenie projektowe nr.1

„Projekt rozpieracza śrubowego”

Wykonał:

Wodara Sebastian

Piła 07-12-13

Spis treści:

1 Treść zadania

2. Zakres opracowania projektowego

2.1 Opracowanie założeń konstrukcyjnych

2.2 Określenie sposobu wykorzystania rozpieracza

2.3 Przygotowanie wariantów schematu koncepcyjnego przyrządu (min. 3)

2.4 Przeprowadzenie optymalizacji i wybór wariantu do opracowania

2.5 Przeprowadzenie obliczeń konstrukcyjnych dla śruby i nakrętki przede wszystkim

3. Wykonanie rysunków:

1. Złożeniowego

2. Wykonawczego dla:

1. Śruby

2. Nakrętki

3. Wybranego elementu typu korpusowego

1. Treść zadania:

Zaprojektować rozpieracz śrubowy o maksymalnej sile rozparcia (ilość liter z nazwiska x1000N), korpusie spawanym, oraz schemacie kinematycznym „a” (śruba mocowana na stałe nakrętka obracana zwiększa długość rozpieracza). Śruba rozpieracza ściskana.

2. Zakres opracowania projektowego:

2.1 Opracowanie założeń konstrukcyjnych:

Projektowany przeze mnie rozpieracz ma przeznaczenie budowlane. Minimalna rozpiętość rozpieracza ma wynosić1400 [mm], natomiast maksymalna 1700 [mm]. Otoczenie robocze będzie zróżnicowane: temperatura zależna od temperatury atmosferycznej podobnie wilgoć, zróżnicowane zapylenie. Częstotliwość użytkowania dokładnie nie określona, zależna od potrzeb firmy użytkującej.

2.2 Określenie sposobu wykorzystania rozpieracza:

Rozpieracz będzie wykorzystywany do rozparcia szalunku okiennego na budowie. Zakres maksymalnego rozparcia wskazuje na to iż może być on wykorzystywany tylko do rozpierania typowych okien stosowanych w blokach, domach jednorodzinnych i innych budynkach gdzie stosowane będą okna o wymiarach od 1435 do 1665.

2.3 Warianty schematu koncepcyjnego przyrządu

(Załącznik nr 1)

2.4 Optymalizacja i wybór wariantu

Koncepcja Kryteria oceny	I	II	III
1
2
3
4
5
6
7

1. Liczba ogólna elementów

2. Liczba węzłów ruchomych

3. Uniwersalność

4. Możliwość wykorzystania elementów półfabrykowanych

5. Koszta produkcji

6. Złożoność

7. Masa własna

Dane:	Obliczenia:	Wyniki:
Q=6kN Lw=410mm Xw=7 E=2,06∙10^5MPa Mw=2	Średnica rdzenia śruby: Wzór ten jest słuszny i poprawny tylko dla wyboczenia sprężystego.	d3≥23,07mm

Dobieram gwint Tr28x2

Skok gwintu h= 2mm

Średnica podziałowa D₂=d₂= 27

Średnica rdzenia śruby d₃=25,5

Średnica śruby d=28

Średnica gwintu nakrętki D=28,5

Krotność gwintu Z=1

Kąt pochylenia linii śrubowej α=30⁰

d3=25,5mm	imin=0,25d3 imin=0,25*25,5 Pole przekroju rdzenia śruby: A= A= =5,11∙10^-4m^2	imin=6,38 A=5,11*10^-4m^2
Stal St5: E=2,06∙10^11Pa RH=240Mpa Lw=410mm A=5,11∙ 10^-4m^2 d2=0,027 m p=12 µ=0,16 α=30^0 d2=0,048m Q=31000N γ=3,04^0 ρ=9,4^0 d3=0,043m τ=6,59MPa c=11,75 MPa kcj=100MPa	Smukłość: λ= Smukłość graniczna: λgr=π∙ λgr=π∙ λ>λgr W tym przypadku zachodzi wyboczenie sprężyste, średnica śruby została dobrana poprawnie. Wyboczenie sprężyste: Rw= Rw= Naprężenia ściskające śrubę: c= c= Współczynnik bezpieczeństwa: Xw= Xw= ≥7 Samohamowność gwintu: γ=arc tg (wzór 3,2) γ=arc tg Pozorny kąt tarcia: Aby gwint był samohamowny musi zostać spełniony warunek: γ<ρ 1,35^0<9,40^0 Gwint jest samohamowny. Naprężenia skręcające: τ= τ= Naprężenia całkowite i zastępcze występujące w śrubie ściskanej i skręcanej: Sprawdzenie warunku: σz<kcj 16,38 MPa 165 MPa Warunek został spełniony, średnica śruby została dobrana prawidłowo.	λ=128,53 λgr=92,04 Rw=123,07MPa c=11,74 MPa Xw=10,4 γ=8,05^0 ρ=9,4^0 τ=6,59MPa =11,75MPa z=16,38 MPa

2.3 Obliczenie i dobranie wysokości nakrętki

Materiał nakrętki BA1032:

• p_dop=12MPa

d=0,0285m D1=0,026m z=1 pdop=12MPa p=12 d=0,028m Pdop st=32Mpa d1=0,028m D0'=0,032m

N (wzór 2,11) N N≥0,0231m Przyjmuje wysokość nakrętki N=0.05m Wysokość nakrętki powinna zwierać się w następujących granicach: N=(1,5÷2,0)d Sprawdzanie warunku: Wysokość nakrętki została dobrana prawidłowo Średnica zewnętrzna nakrętki: Dz≥ Do'=d+4mm (założenie projektowe) Do'=28+4=32mm=0,032m Dz≥ Dz≥0,0355m Przyjmuje Dz=0,036m

N=0,05m D0'=0,032m Dz=0,036m

2.4 0bliczenie sprawności mechanizmu śrubowego

Q=6000N d2=27 Q=6000N P=12 Ms=25,46*10^3Nm

Sprawność obliczam z poniższego wzoru η'= Sprawność układu śruba nakrętka: η'=

Ms=25,46*10^3Nm η'=0,4503 η'=45,03%

---