Akademia Górniczo-Hutnicza
im. Stanisława Staszica
PKM
Projekt nr. 2
Bartłomiej Kozioł
Grupa 19, AiR, Rok II
1. TEMAT PROJEKTU.
|
Wykonać obliczenia konstrukcyjne oraz rysunek złożeniowy a także rys. wykonawczy dla przedstawionego na szkicu zespołu połączeń: śrubowych i sworzniowego.
|
2. DEKOMPOZYCJA WĘZŁÓW.
|
2.1 Węzeł I - połączenie śrubowo zaciskowe.
2.2 Węzeł II - połączenie sworzniowe.
2.3 Węzeł III - połączenie śrubowe.
|
3. ZAŁOŻENIA DO PROJEKTU.
|
3.1. Funkcjonalne.
Zespół elementów przenosi obciążenie poprzez połączenie zaciskowe cierne śrubowe, połączenie sworzniowe, połączenie gwintowe śruby rzymskiej ze śruby oczkowej na dwa kątowniki.
3.2. Elementy znormalizowane.
- PN-60/M-82164 - Śruby dwustronne; - PN-77/M-82425 - Śruby oczkowe; - PN-56/M-82267 - Nakrętki napinające rurowe; - PN-72/H-93208 - Pręty stalowe ciągnione okrągłe; - PN-72/H-93200 - Pręty stalowe walcowe okrągłe; - PN-62/H-92200 - Blachy walcowane; - PN-90/M-83002 - Sworznie z łbem walcowym niskim; - PN-63/M-82004 - Podkładki do sworzni; - PN-76/M-82001 - Zawleczki do sworzni; - PN-74/M-82153 - Nakrętki sześciokątne niskie; - PN-70/M-02013 - Gwinty metryczne o średnicach 1 do 600mm; - PN-73/H-74240 - Rury stalowe bez szwu; - PN-69/H-93401 - Kątowniki równoramienne; - PN-67/M-82006 - Podkładki okrągłe; - PN-75/M-82144 - Nakrętki sześciokątne; - PN-74/M-82105 - Śruby z łbem sześciokątnym. |
DANE |
OBLICZENIA |
WYNIKI |
P=5000 [N]
z=0.5
|
1. Obliczenia dla śruby rzymskiej:
Przyjmuję że śruba wykonana jest z materiału o klasie mechanicznej 5.8 Wyznaczam jej średnicę z warunku wytrzymałości na rozciąganie.
Jako siłę przyjmuje
2. Przyjmuję śrubę M10, dla której:
3. Sprawdzenie naprężeń zastępczych w śrubie:
Czyli
4. Obliczanie wysokości nakrętki z warunku na docisk powierzchniowy: Na nakrętkę przyjmuję materiał klasy 5.8
Przyjmuje ilość zwojów 6
5.Sprawdzenie wytrzymałości spoin w nakrętce rzymskiej: Jako materiał płaskownika przyjmuję stal St3S
Przyjmuje grubość elementu 5[mm] ze wzgledu na to że „a” minimalne spoiny to 2.5 do 3 mm 6.Obliczam płaskownik na rozciąganie:
Przyjmuję szerokość elementu 8[mm]
Jako element lączący obie nakrętki przyjmuję pręt stalowy płaski ciągniony wg. PN-85/H-93210.
7.Obliczam wymagane długości spoin: Obliczam A' z warunku:
długość jednej spoiny wynosi Rzeczywista długość spoiny wynosi:
Ostatecznie przyjmuję wysokość nakrętki 17 mm.
Jako materiał z którego wykonam nakrętkę przyjmuję pręt stalowy kwadratowy o boku 18[mm] wg PN-85/H-93210
Długość nakrętki rzymskiej = 80[mm]
8. Obliczenie wytrzymałości połączenia sworzniowego.
Obliczam średnicę sworznia .
Dobieram materiał na sworzeń klasy 4.8, o
Przyjmuję
Obliczam sworzeń na zginanie:
Przyjmuję że:
Przyjęto średnicę sworznia d = 12[mm]
Przyjmuję znormalizowaną grubość blachy
Przyjmuję grubość widełek Wyznaczam długość sworznia:
Przyjmuję: średnicę zawleczki wg. PN-76/M-82001:
średnicę podkładki wg. PN63/M-82004:
g=2.5[mm] grubość łba z normy: k=4 oraz
Przyjmuję długość sworznia 60 mm.
9. Obliczenie wymiarów ucha i widełek.
Dobieram materiał na widełki klasy 4.8 Wyznaczam naprężenia dopuszczalne
Z warunku na rozciąganie
przyjęto C = 20[mm] Sprawdzenie widełek na docisk powierzchniowy
Warunek na docisk powierzchniowy został spełniony.
Sprawdzam widełki na ścinanie.
Warunek na ścinanie powierzchni widełek został spełniony.
Sprawdzam połączenie widełek ze śrubą rzymską:
Przyjmuję minimalna wyskokość części nagwintowanej w widełkach równą wysokości nakrętki rzymskiej => 17[mm]
Do połączenia nakrętki rzymskiej i widełek użyję śruby dwustronnej M10-M10 Obliczam wymagana wysokość spoiny potrzebnej do zabezpieczenia połączenia gwintowego przed wykręceniem:
a = 2.15[mm] Przyjmuję a =3[mm]
10. Wyznaczenie wymiaru R dla ucha blachy
Wyznaczenie wymiaru R z warunku na ścinanie:
Przyjęto x
Przyjęto R = 12[mm] Sprawdzanie ucha na docisk powierzchniowy:
Warunek został spełniony.
11.Obliczenie śrub luźnych mocujących kątowniki i blachę.
Śruby obciążone są momentem skręcającym i siłą poprzeczną.
W rozważanym przypadku siła P nie rozkłada się na składowe x i y. Cała siła działa w kierunku x.
Przyjmuję a = 45 [mm], b = 60 [mm], c = 50 [mm] Przyjmuję liczbę śrub n = 2 Liczba powierzchni styku m = 2
M
M
F
Obliczam średnie śrub:
S =
Przyjmuję śruby M24
12. Porównanie wartości momentu skręcającego z momentem tarcia:
Pole powierzchni styku:
Wyznaczam powierzchniowy moment statyczny.
162500< Zatem warunek został spełniony. |
b=5[mm]
s=8[mm]
H=17[mm]
d = 12[mm]
C = 20[mm]
R = 12[mm]
|
Bibliografia:
Porębska M., Skorupa A.; Połączenia spójnościowe.
Praca zbiorowa pod red. B. Reymer ; Mały poradnik mechanika tom I
Sujecki K.; Zapis konstrukcji - materiały pomocnicze do ćwiczeń projektowania.
Siemieniec A.,Wolny S.; Wytrzymałość materiałów cześć I.
Zeszyt z Podstaw konstrukcji maszyn.
Podstawy konstrukcji maszyn Marek Dietrych tom. II