KATEDRA PODSTAW BUDOWY I EKSPLOATACJI MASZYN

PROJEKT nr 1

Prowadzący

Dr inż. P. Sobkowiak Michał Szczepanek

IMiR II B grupa 5

Temat nr 17:

Zaprojektować przyrząd do zdejmowania koła zamachowego z wału. Przyrząd zamocowany jest w trzech gwintowanych otworach na tarczy koła, rozmieszczonych na średnicy d [mm]. Średnica zewnętrzna koła zamachowego wynosi D [mm] długość zdejmowania h [mm] siła maksymalna P [mm]

Dane:

D= 500[mm]

d= 320[mm]

P= 3,5*10⁵[N]

h=200[mm]

materiał : stal 35 ulepszona cieplnie

dla stali 35

k_r=k_c=180 MPa [1 - str.270 tablica 19.5]

k_o=0,15⋅k_c=0,15*180=27 MPa [2 - str. 141]

1.Obliczam śrubę:

Obliczenie wstępne średnicy rdzenia śruby :

Dane :

P = 35000N

k_c =180 MPa

X_r = 1,3

[2 - str. 141]

d₃=17.04 mm

przyjmuję gwint trapezowy symetryczny Tr 24 x 5

gwint Tr 24 x 5

wymiary gwintu

d₃ = 18, 5 mm

d₂ = 21,5 mm

d₁ = 19 mm

d = 24 mm

d₄ = 24,5 mm

A_r = 268 mm²

p = 5 mm [3 - tom II str. 87 tablica 16]

Sprawdzam śrubę na wyboczenie

Dane :

d₃ = 18,5 mm

h = 200 mm

zakładam wysokość nakrętki H = 35 mm

H = 35 mm długość wyboczeniową l_wyb = h+0,5*H l_wyb = 200 + 0,5 * 35 = 217,5 mm l_wyb = 217,5 mm

i= 0,25 * d₃= 0,25 *18,5 = 4,63 mm [2 - str. 141] i = 4,63 mm

do obliczenia smukłości przyjmuję zamocowanie obustronnie przegubowe dla których α = 1[ 3 - tom I str. 347 tablica 26]

α = 1 smukłość pręta
[3 - tom I str. 346 ]
λ = 46,98

dla 40 < λ < 100 Q_kr = σ_kr∗ S = (a - bλ)∗S ≥ P

a = 320

b = 1,2

S = 268,66

Q_kr = 70862,796N

[4 - str. 137 ]

Q_kr > P więc warunek wytrzymałości śruby na wyboczenie jest spełniony

2. Sprawdzenie samohamowności gwintu.

Dane:

d₂ = 21,5 mm

p = 5 mm

μ = 0,1

α = 30 °

γ=4,23^o

ρ' = 5,91^o
ρ'> γ warunek samohamowności jest spełniony

[4 - str. 137]

Do dalszych obliczeń przyjmuję średnicę d_z równą 15 mm .

Dane :

d_z = 15 mm

współczynnik tarcia śruby o wał μ = 0,1

obliczam moment skręcający działający na śrubę główną :

Dane:

ρ' = 5, 91^o

γ = 4,23 ^o

P= 35000 N

d_z = 15 mm

M_c = M_s + M_t = 0,5P*(d₂tg(ρ′+γ)+d_mμ) [3 - t II str.95]

_. [3 - t II str.95]

M._c = 0,5*35000*(21,5*tg(5,91^o+4,23^o) +10*0,1)=84,7 Nm

M_c = 84,7Nm

3.Obliczam śrubę na naprężenia złożone

Dane:

k_c = 180 MPa

k_s = 115 MPa [1 - str.270 tablica 19.5]

[ 2 - str. 143]

<k_c= 180 MPa

[ 2 - str. 143]

gwint śruby został prawidłowo dobrany warunki wytrzymałościowe są spełnione

4. Obliczam wymiary nakrętki:

Dane:

P = 35000N

p = 5 mm

d = 24 mm

d₁ = 19 mm

X_r = 1,3k₀ = 27 MPa

[ 2 - str. 143]

przyjmuję wysokość nakrętki równą H = 37 mm
H = 37 mm

liczba zwojów w nakrętce wynosi
[ 2 - str. 143]

obliczenie średnicy zewnętrznej nakrętki z warunku na rozciąganie :

[4 - str. 137]

przyjmuję D_z = 32 mm

obliczenie zewnętrznej średnicy kołnierza z warunku na dociski powierzchniowe :

k_o dla brązu wynosi 45 MPa [ 4 - str. 138 tablica 2.3.3]

[4 - str. 137]

przyjmuję d_k=45 mm

obliczam wysokość kołnierza

[4 - str. 137]

przyjmuję h_k = 10 mm

warunek wytrzymałości kołnierza na ścinanie

dla brązu k_τ =40 MPa [4 - strona 138 tablica 2.3.3]

. [4 - str. 137]

4. Obliczenie wymiarów drążka pokrętła

Dane:

M._c = 84,7 Nm

Zakładam M_g = M_c

Zakładam siłę ręki pracownika P_rp = 200 N [2 - str. 140]

L_d =
L_d = 420 mm

Obliczam średnicę drążka pokrętła

Dla materiału drążka st 5 k_gj= 95 MPa [1 - str.270 tablica 19.5]

przyjmuję d_d = 23 mm

5. Obliczam sprawność przekładni

Dane:

ρ' = 5,91^o

γ = 4,23^o

sprawność gwintu :

sprawność ściągacza:

6 . Obliczenie śrub ustalających:

obliczenie średnicy śrub ustalających z warunku na rozerwanie :

Dane:

k_r = k_c = 200 MPa [1 - str.270 tablica 19.5]

X_r = 1,3

Materiał stal 45

P_r= P/3

P_r = 11666,7 N

[2 - str. 141]

Przyjmuję gwint M 12 x 0,5

Wymiary gwintu [3 - tom II str. 79 tablica 8]

p = 0,5 mm

d = 12 mm

d₂ = 11,675mm

d₃ = 11,343mm

d₁ = 11,459 mm

A_r = 100 mm^2

Obliczenie osadzenia śrub ustalających(wysokość nakrętki)

[ 2 - str. 143]

Dane:

Materiał koła st 5

P = 11666,7N

p = 0,5 mm

d = 12 mm

d₁ = 11,459 mm

k_c = 145 MPa

k₀ = 0,15*k_c = 0,15*145=21,75 Mpa

[ 2 - str. 143]

przyjmuję H = 28 mm

Sprawdzenie samohamowności śrub ustalających:

Dane:

Stal 45

p = 0,5 mm

d₂ = 11,675 mm

μ = 0,1

γ=0,78^o

ρ' = 5,91^o
ρ'> γ warunek samohamowności jest spełniony [4 - str. 137]

Sprawdzenie połączenia śrub ustalających z kołem ze względu na ścinanie:

[2 - str. 128]

Dane:

Materiał koła st 3

R_e = 240 MPa

M12 x 0,5

d₃ = 11,343 mm

k_t = 0,2 * R_e =48 MPa

d =12 mm

H = 28 mm

P=11666,7

warunek spełniony

7. obliczenie wymiarów belki.

Dane:

d' = 13 mm

d = 320 mm

k_g = 240 MPa

d_o = 30 mm

H =37 mm

Maksymalny moment zginający :

M._gmax =

Wskaźnik wytrzymałości na zginanie :

z warunku bezpieczeństwa na zginanie:

64mm

przyjmuję D_n = 65 mm

obliczam szerokość belki z warunku na zginanie

przyjmuję b = 31 mm

D^'' = D' + b = 13 + 31 = 44

Przyjmuję D'' = 44 mm

Literatura:

[1] - M i T Niezgodzińscy „Wzory wykresy i tablice wytrzymałościowe”

PWN Warszawa1987

[2] - A. Rutkowski „Części maszyn”

WSiP Warszawa 1992

[3] - Mały poradnik mechanika

WNT Warszawa 1988

[4] L. W. Kurmaz „Podstawy konstrukcji maszyn skrypt nr 308”

Politechnika świętokrzyska Kielce 1997

14

---