6912837-PKM-wszystko2.pdf

1. Obci ąŜ enia i stany kryterialne konstrukcji. Rodzaje obci ąŜ e ń : Podział ze względu na sposób działania

sił na rozpatrywany przedmiot: ● rozciąganie; ● ściskanie; ● ścinanie; ● zginanie, ● skręcanie. ObciąŜenia te

mogą występować razem bądź osobno. Podział ze względu na charakter obci ąŜ enia ( zmienność sił i

momentów w czasie): ● statyczne (stałe); ● zmienne. Kryteria: Kryterium wytrzymało ś ci przy obci ąŜ eniach

statycznych: Nie dopuszcza się do odkształceń trwałych, małe odkształcenia mogą być dozwolone:

σ obl =σ n ≤σ dop =k·(R·ε/x), gdzie: σ obl – napręŜenia obliczeniowe, σ n – nominalne, k – dopuszczalne, R –

graniczne, ε – współczynnik wielkości przedmiotu, x – współczynnik bezpieczeństwa. Weryfikacji podlega

przekrój o najmniejszych wymiarach. Kryterium wytrzymało ś ci przy obci ąŜ eniach zmiennych: Obliczenia

przybliŜone. W elementach ognisko jest zwykle w największym spiętrzeniu napręŜeń , tam gdzie występuje

efekt karbu.

10. Działanie karbu – spi ę trzenie napr ęŜ e ń , obliczanie spi ę trzonego napr ęŜ enia. W miejscach zmiany

kształtu lub wymiarów obciąŜonych elementów następuje zmiana rozkładu napręŜeń – napręŜenia ulegają

spiętrzeniu i mogą być znacznie większe od nominalnego obliczonego. Mówimy wtedy o działaniu karbu.

Przez pojęcie karbu naleŜy rozumieć kaŜdą nieciągłość elementu powodującą zmianę kształtu wewnątrz

przekroju. Działanie karbu moŜna przedstawić jako miejscowe zagęszczenie linii sił, a więc trajektorii

punktów przekazujących obciąŜenie elementarnym cząstkom materiału, w pręcie rozciąganym, zginanym i

skręcanym. Stąd następują spiętrzenia napręŜeń, osiągają one największą wartość (T max ) na dnie karbu w

pręcie z materiału doskonale spręŜystego. Przy braku działania karbu napręŜenia nominalne w przekroju

wynoszą σ n =P/A k lub σ n =M g /W x . Stosunek wartości napręŜeń σ max i σ n jest miarą spiętrzenia napręŜeń

wyraŜoną przez współczynnik kształtu lub teoretyczny współczynnik spiętrzenia napręŜeń α k =σ max /σ n . Max

mówiąc juŜ o moŜliwości działania karbu odciąŜającego.

14. Karby odci ąŜ aj ą ce. Karby odciąŜające są zazwyczaj karbami szeregowymi, a więc łagodzącymi działanie

karbów pojedynczych. Przykładem odciąŜających karbów szeregowych jest gwint na śrubie. Osłaniające

działanie karbów wielokrotnych wykorzystuje się np. do osłabienia działania pojedynczego ostrego karbu A,

przez wykonanie w jego sąsiedztwie dodatkowych karbów tępych B i C (najlepiej przez wygniatanie). Przy

okazji warto wiedzieć, Ŝe wywiercenie otworu o odpowiedniej średnicy w pręcie zginanym siłą skupioną

(otwór na linii działania obciąŜenia) powoduje odciąŜające działanie przekroju niebez. napręŜenia w miejscu

karbu σ max =β·σ n , β – współczynnik spiętrzenia napręŜeń. Opis ostrości karbu: b/B, ρ/B, gdzie: b – odległość

dwóch karbów, B – wymiar nominalny płytki, ρ – promień krzywizny karbu: ● β=β k +β p -1 ● jeŜeli β p zostało

osiągnięte przez obróbkę cieplną wtedy: β=β k ·β p ● gdy karbów jest wiele: β k =Σ(i=1,n)β ki +1-n; ●

β=z/z kp =[1+η k (α k -1)]β k

12. Współczynniki: kształtu α k , działania karbu β k , stanu powierzchni β p , wra Ŝ liwo ś ci materiału η k ,

spi ę trzenia napr ęŜ e ń β . ● Współczynnik kształtu α k =σ max /σ n , gdzie: σ max – wyznaczone doświadczalnie

napręŜenia max. związane ze zmianą kształtu, σ n – napręŜenia normalne ze wzorów; ● Współczynnik

działania karbu β k =z/z k wskazuje ile razy wytrzymałość zmęczeniowa „z” próbki gładkiej bez karbu jest

większa od wytrzymałości zmęczeniowej z k próbki z karbem; zaleŜy od materiału próbki; ● Współczynnik

wraŜliwości materiału η k =(β k -1)/(α k -1); ● Współczynnik stanu powierzchni β p =z/z p zaleŜy od materiału,

rodzaju obciąŜenia, chropowatości powierzchni, gdzie: z – wytrzymałość zmęczeniowa próbki gładkiej, z k –

wytrzymałość zmęczeniowa próbki o danym stanie powierzchni; ● Współczynnik spiętrzenia napręŜeń

β=z/z kp =[1+η k (α k -1)]β k wskazuje na ilościową zmianę wytrzymałości zmęczeniowej spowodowaną

spiętrzeniem napręŜeń.

13. Karby wielokrotne, sumowanie działania karbów. Karby występujące obok siebie nazywamy karbami

wielokrotnymi. Wypadkowe działanie karbów moŜe być łagodzące spiętrzenie napręŜeń lub silniejsze w

porównaniu z działaniem karbów pojedynczych. Mówimy odpowiednio o karbach odciąŜających i

przeciąŜających. Karby wielokrotne dzieli się zwykle na szeregowe i równoległe, zaleŜne głównie od ich

połoŜenia względem osi obciąŜenia (wzdłuŜ osi – szeregowe, w poprzek – równoległe). Karby szeregowe i

równoległe tworzą pola karbów, jak np.: ściany sitowe, czy wielokrotne i róŜnie usytuowane otwory. Wpływ

takich karbów musi być uwzględniony w obliczeniach przez odpowiednią wartość wypadkowego

współczynnika kształtu. Określają ją wartości poszczególnych współczynników kształtu α k . Dla

współdziałających n karbów mamy wzór: α k ≈Σ(i=1,n)α’ k -n+1. Obliczenia współczynników α t przeprowadza

się tak jakby działały wyłącznie karby pojedyncze w elementach (przy pominięciu obszarów związanych z

innymi karbami). RównieŜ współczynnik działania karbu β k , przy uwzględnieniu n karbów, moŜna wyrazić

następująco β k ≈Σ(i=1,n)β k -n+1. Uwzględnienie to powinno być przeprowadzone z duŜym „wyczuciem” aŜeby

niepotrzebnie nie podwyŜszać wartości β k w przypadku np. karbów od siebie oddalonych, nie piecznego.

RYSUNEK

15. Wpływ stanu powierzchni elementu na wytrzymało ść zm ę czeniow ą . KaŜdy rodzaj i sposób obróbki

powierzchni wpływa na wytrzymałość zmęczeniową. Wpływ ten kojarzy się np. w przypadku obróbki

skrawaniem z chropowatością (względną gładkością) powierzchni. Ślady po obróbce tworzą karby

powierzchniowe, które moŜna porównywać do wielokrotnych mikrokarbów. Na wielkość i rozkład napręŜeń,

a takŜe na własności warstwy wierzchniej wpływa układ napręŜeń własnych, wywołanych skutkami procesu

obróbczego.

16. Wpływ napr ęŜ e ń własnych (zgniot, obróbka cieplna) na wytrzymało ść zm ę czeniow ą . Zgniot

(umacnianie) warstw powierzchniowych, uzyskuje się za pomocą róŜnych zabiegów mechanicznych, jak:

kulkowanie, wałeczkowanie, krąŜkowanie, młotkowanie. Zabiegi te istotnie polepszają wytrzymałość

zmęczeniową, zwłaszcza elementów z róŜnymi karbami. Fakt ten łączy się głównie z korzystnym układem

własnych napręŜeń ściskających w umocnionej warstwie. Obróbka cieplna, hartowanie płytkie płomieniowe

lub indukcyjne powiększają wytrzymałość zmęczeniową. Jeszcze wydatniej zaznacza się wpływ nawęglania,

hartowania i azotowania. Zabiegi te zmniejszają wraŜliwość materiału na działanie karbu prawie do zera i

znacznie poprawiają wytrzymałość zmęczeniową W przypadku nawęglania i hartowania istnieje optymalna

grubość warstwy utwardzonej, przy której uzyskuje się największy wzrost wytrzymałość zmęczeniowej.

17. Wykres Wöhlera – wytrzymało ść zm ę czeniowa okresowa i granica zm ę czenia. Wytrzymałość

zmęczeniowa okresowa Z n – jest to graniczne napręŜenie, przy którym przekrój ulega zniszczeniu po

określonej liczbie cykli obciąŜenia; Z g – granica zmęczenia, czyli największa amplituda napręŜenia przy

której próbki nie ulegną uszkodzeniu w ciągu liczby cykli równej N g .

18. Wytrzymało ść zm ę czeniowa próbki i elementu maszynowego. Wytrzymałość zmęczeniową wyznacza

się na określonej liczbie próbek wzorcowych obciąŜonych róŜnymi wartościami σ aŜ do zniszczenia przy

liczbie cykli N c lub do czasu przekroczenia N g . Otrzymane punkty nanosi się na krzywą N-σ zwaną krzywą

Wöhlera. Najmniejsza liczba próbek do określenia wytrzymałości zmęczeniowej wynosi 10. W badaniach

elementów maszyn minimalna liczba próbek wynosi 6. Co najmniej dwie próbki nie powinny ulec

zniszczeniu w ciągu N g cykli przy napręŜeniu równym granicy zmęczenia lub o 5% wyŜszym.

19. Poj ę cie współczynników bezpiecze ń stwa x i δ . Rzeczywisty współczynnik bezpieczeństwa δ – stosunek

max. napręŜenia granicznego dla próbki do max. napręŜenia spiętrzonego w elemencie, określonego przez

cykl roboczy, δ=(Z χ ·ε)/σ obl =Z χ /(1/

obl )≥x, gdzie: (1/

zaleŜą od kształtu przekroju części i jakości powierzchni.

Klasyfikacja poł ą cze ń maszynowych

Połączenia dzielimy na spoczynkowe (brak względnego przemieszczenia elementu pod obciąŜeniem) i

ruchome . Połączenia spoczynkowe znajdują zastosowanie w: ▪ łączeniu blach w celu powiększenia ich

wymiarów ▪ łączeniu elementów walcowych, kutych, tłoczonych, odlewanych dla uzyskania większych

ustrojów, których nie moŜna wykonać jednorodnie ze względu na ograniczenia technologiczne, transportowe

itp. ▪ łączeniu osi wałów, prętów, rur, trzonów i opraw w celu ich przedłuŜenia. Łączone elementy nazywamy

elementami głównymi, a elementy łączące – łącznikami. Poł ą czenia spoczynkowe: ● nierozł ą czne: ▪

spojeniowe ( bezpo ś rednie : spawane, zgrzewane, lutowane, klejone, wulkanizowane) ▪ plastyczne ( po ś rednie :

nitowe; bezpo ś rednie: walcowane) ▪ spręŜyste ( po ś rednie: pierścieniowe, kotwicowe; bezpo ś rednie:

wciskowe) ● rozł ą czne: ▪ spręŜyste ( po ś rednie: śrubowe, klinowe) ▪ kształtowe ( po ś rednie: śrubowe,

wpustowe, kołkowe, sworzniowe, klinowe; bezpo ś rednie: wypustowe, wieloboczne, gwintowe).

POŁ Ą CZENIA SPAWANE

Zalety: ● łatwość kształtowania przestrzeni konstrukcyjnej ● ekonomiczne uzasadnienie w przypadku

produkcji jednostkowej ● łatwość i ekonomiczność stosowania spawania w przypadku ustrojów

wielkogabarytowych ● często jedyna moŜliwość naprawy lub regeneracji części lub zespołów ● duŜa

trwałość. Wady: ● stosunkowo niska wytrzymałość przy obciąŜeniach zmiennych ● wysokie wymagania

odnośnie do kwalifikacji spawaczy, zwłaszcza przy wykonywaniu spoin duŜej klasy ● występowanie

odkształceń spawalniczych ● powaŜne zagroŜenia w zakresie BHP.

Czynniki wpływaj ą ce na spi ę trzenie napr ęŜ e ń w spoinie: ● konstrukcyjne – spiętrzenie napręŜeń wywołane

występowaniem karbów (nieciągłości kształtu), węzłów spawalniczych oraz wpływem sztywności elementów

spawanych. Kształt złącza spawanego i rodzaj spoiny mają decydujący wpływ na rozkład napręŜeń. Tylko dla

spoin czołowych X i V moŜna załoŜyć równomierny ich rozkład. Warunki konstrukcyjne wpływające na

rzeczywisty rozkład napręŜeń podlegają bezpośredniej działalności konstruktora i powinny być przedmiotem

optymalizacji. ● technologiczne – procesy termiczne towarzyszące kształtowaniu złącza spawanego wywołują

powstawanie tzw. napręŜeń spawalniczych lub napręŜeń własnych. Sumują się one z napręŜeniami roboczymi

obl ) – max. napręŜenie spiętrzające, x=1,3÷1,5 przy

ścisłym obliczaniu na podstawie danych doświadczalnych i wyników pomiarów napręŜeń w układzie,

x=1,5÷1,7 przy „zwykłej” dokładności obliczeń, bez moŜliwości doświadczalnej kontroli obciąŜeń i napręŜeń,

x=1,7÷2,0 dla elementów o większych wymiarach, dla których nie dysponujemy moŜliwościami badań

wytrzymałościowych w postaci naturalnej, przy średnim poziomie technicznym, x=2÷2,5 przy orientacyjnym

określaniu obciąŜeń i napręŜeń. Dla χ=0 → δ=Z 0 ε/δσ na /??/ x=δ/ε /??/

20. Wyznaczenie napr ęŜ e ń dopuszczalnych przy obci ąŜ eniach stałych. Mając odpowiednie dane dot.

granic wytrzymałości, np.: R e , R m , moŜemy wyznaczyć wartości napręŜeń dopuszczalnych przy danych

rodzajach napręŜeń. NapręŜenia te oznaczamy symbolem k. Przy obciąŜeniach stałych wartość napręŜeń

dopuszczalnych obliczamy z reguły wg granicy plastyczności R e , dzieląc jej wartość przez współczynnik

bezpieczeństwa x Re odniesiony do R e : k=R e /x Re ; W przypadku gdy wartość R e jest trudna do ustalenia,

wyznaczamy wartość napręŜeń dopuszczalnych według wytrzymałości doraźnej, dzieląc przez współczynnik

bezpieczeństwa x R w odniesieniu do R m : K=R m /x R . Nieco odmiennie ustalamy wartości napręŜeń

dopuszczalnych przy zginaniu, skręcaniu, ścinaniu dla Ŝeliwa szarego, odpowiednio: k g =αk r ; k s =βk r ; k t =γk r ,

gdzie: γ=0,7÷0,8, a współczynniki

pod wpływem obciąŜenia. Przeciwdziałanie polega na odpowiedniej technologii spawania, a takŜe obróbce

cieplnej (wyŜarzanie odpręŜające) elementów spawanych. ● struktura zł ą cza i wady wykonania – procesy

metalurgiczne topnienia i krzepnięcia spoiny wywołują szereg przemian strukturalnych w spoinie i w

materiale rodzimym. Przemiany strukturalne mogą być przyczyną powstawania mikronapręŜeń, w wyniku

których mogą powstać szczeliny i mikropęknięcia będące mikrokarbami. Wykonaniu spoiny wszystkimi

znanymi metodami towarzyszy zawsze moŜliwość wystąpienia wad zewnętrznych lub wewnętrznych.

Modele obliczeniowe:

Spoiny pachwinowe (kątowe). Obliczanie napręŜeń nominalnych: ● do wyznaczenia przekroju i wskaźnika

spoiny przyjmuje się wysokość trójkąta spoiny, ● oblicza się zawsze na ścinanie bez względu na charakter

obciąŜeń, ● napręŜenia zastępcze wyznacza się sumując geometrycznie napręŜenia składowe, ● materiał

spoiny traktuje się jako izotropowy podlegający prawu Hooke’a przyjmując, Ŝe napręŜenia są proporcjonalne

do hipotetycznych odkształceń.

Dla wyznaczenia powierzchni spoiny przyjmuje się wysokość trójkąta spoiny „a”, natomiast dla wyznaczenia

wskaźników spoiny dokonuje się hipotetycznego obrotu płaszczyzny wyznaczonej przez wysokość trójkąta

spoiny do płaszczyzny złącza.

, gdzie:

;

)

, gdzie:

;

Napr ęŜ enia dopuszczalne:

k’=z·z 0 ·k – dla obciąŜeń statycznych,

k’=z·z a ·k z – dla obciąŜeń zmiennych,

gdzie:

k’ – napręŜenia dopuszczalne dla spoiny,

z – współczynnik jakości spoiny (z=0.5 dla spoin normalnych, z=1 dla spoin mocnych),

z 0 – współczynnik rodzaju obciąŜenia i kształtu spoiny dla obciąŜeń stałych,

Rodzaj spoiny

Rodzaj obciąŜenia

rozciąganie 0,75

ściskanie

czołowa

0,85

zginanie

0,80

ścinanie 0,65

pachwinowawszystkie 0,65

z a =1/β – współczynnik rodzaju obciąŜenia i kształtu spoiny dla obciąŜeń zmiennych (wartość określa się dla

konkretnej liczby

=б m /б a ),

k=R e /x – normalne napręŜenia dopuszczalne materiału spawanego,

k z =Z r /x – normalne napręŜenia dopuszczalne materiału spawanego dla danego cyklu obciąŜenia,

Z r – trwała wytrzymałość zmęczeniowa przy rozrywaniu,

x – współczynnik bezpieczeństwa (2÷3).

Kształtowanie poł ą cze ń spawanych

Racjonalne kształtowanie połączeń spawanych sprowadza się do zastosowania 3 zasad: ● optymalizacji stanu

obciąŜeń ● optymalizacji stanu napręŜeń ● optymalizacji procesów technologicznych. Wartość uŜytkowa

połączenia spawanego zaleŜy od doboru spawanych materiałów oraz jakości wykonania spoiny i jej

wykończenia.

Zasada optymalizacji stanu obci ąŜ e ń :

Siła zewnętrzna Q jest równowaŜona przez siły P 1 i P 2 w spoinach. Siły te są proporcjonalne do długości

spoin l 1 i l 2 . Zachowując warunek statycznej równowagi momentów od sił w spoinach względem środka

cięŜkości kształtownika eliminuje się dodatkowy moment skręcający. Q=P 1 +P 2 ; F 1 +F 2 =F min ; F 1 ·e 1 =F 2 ·e 2 ⇒

l 1 ·a·e 1 =l 2 ·a·e 2

Zasada optymalizacji stanu napr ęŜ e ń :

Sprowadza się ona do eliminacji spiętrzenia napręŜeń wynikającego z warunków konstrukcyjnych i

technologicznych. ● spoina czołowa jest lepsza od pachwinowej, ● złącze doczołowe jest lepsze od innego

rodzaju złącza, ● spoinę jako źródło spiętrzenia napręŜeń naleŜy sytuować poza obszarami spiętrzenia

napręŜeń wynikającymi z geometrii lub sztywności łączonych elementów, ● naleŜy unikać węzłów o znacznej

ilości spoin, ● naleŜy minimalizować efekt odkształceń termicznych (zamiast spoiny ciągłej – przerywana).

Spoiny czołowe. Obliczanie napręŜeń nominalnych: ● napręŜenia normalne składa się ze stycznymi stosując

hipotezę Hubera. ● materiał spoiny traktuje się jako izotropowy podlegający prawu Hooke’a przyjmując, Ŝe

napręŜenia są proporcjonalne do hipotetycznych odkształceń.

(

39. Model obliczeniowy poł ą czenia obci ąŜ onego momentem w płaszczy ź nie styku elementów głównych o

ł ą cznikach działaj ą cych na zasadzie sił spójno ś ci. Zakładamy, Ŝe obciąŜenia przypadające na poszczególne

śruby Q Ti są proporcjonalne do odległości ich środków od środka cięŜkości wszystkich ich przekrojów i

prostopadłe do promieni łączących te środki Q Ti /r i = Q T max /r max =const. Moment skręcający M s równowaŜymy

sumą momentów sił Q Ti względem środka cięŜkości M s =

(od i) Q Ti •r i = Q T max /r max

(od i) r i 2 skąd Q T

max =(M s •r max )/(

k t , gdzie

k t - dopuszczalne napręŜenie tnące; p= Q T /gd£p dop , gdzie g - grubość ścianki obciąŜonego elementu, d -

średnica otworu w miejscu pasowania śruby, p dop - dopuszczalny nacisk powierzchniowy RYSUNEK

46. Obliczanie poł ą cze ń ś rubowych ruchowych. Obliczanie złącza ruchowego polega najczęściej na

wyznaczeniu powierzchni czynnej jednego zwoju, przy załoŜonej liczbie zwojów w nakrętce „z” i

równomiernym rozkładzie nacisków. Konieczna powierzchnia jednego zwoju: F zw =p/(z•p dop ) , gdzie p- siła

obciąŜająca złącze, p dop - nacisk dopuszczalny, z - liczba zwojów w nakrętce (6-10). Powierzchnia zwoju dla

określonego gwintu: F zw

= Q T /(

d 2 /4))

/2)); NaleŜy teŜ sprawdzić wytrzymałość na

zredukowane napręŜenia normalne i styczne wynikające z siły P (rozciąganie lub ściskanie) i koniecznego

momentu skręcającego M s =M 1 potrzebnego do pokręcenia śrubą (nakrętką):

»P

’>

’=arctg

’=arctg(

’/cos(

s =M 1 /(0.2d r 3 )=(0.5d p •P•tg(

))/(0.2•d r 3 ), oraz musi zachodzić

r,c 2 +3

s 2 )

r,c =4P/(

•d r 2 ),

’+

z =

(

k r , •Dla śrub o duŜej

smukłości naleŜy sprawdzić wyliczoną średnicę na wyboczenie

POŁ Ą CZENIA WAŁU Z PIAST Ą

Klasyfikacja poł ą cze ń czop-piasta: ● kształtowe , w których zachodzi równowaŜenie przenoszonego

obciąŜenia siłami spójności łączników wiąŜących elementy główne złącza (połączenie wpustowe,

wielowypustowe, wieloboczne) ● kształtowo-cierne , w których zachodzi równowaŜenie przenoszonego

obciąŜenia siłami łączników (kształtowo) oraz siłami tarcia powstającymi na powierzchni styku elementów

złącza w wyniku napięcia wstępnego (kliny wzdłuŜne płaskie, wpuszczane, styczne) ● cierne , w których

naciski na powierzchni styku spowodowane odkształceniami spręŜystymi elementów złącza są źródłem sił

tarcia równowaŜących obciąŜenie (połączenie cierne cylindryczne i stoŜkowe, połączenia z pośrednimi

pierścieniami zaciskowymi).

Poł ą czenia kształtowe

● poł ą czenia wpustowe - wpusty są pasowane na zasadzie stałego wałka: N9/h9 w połączeniu spoczynkowym

i F9/h9 w przesuwnym. Kształt oraz wymiary przekroju poprzecznego wpustu są znormalizowane. Dla danej

średnicy czopa dobiera się z normy wymiary poprzeczne (b,h), a długość wylicza się z zaleŜności

[l 0 ≥4·M s /(d·h·p dop )] i [l 0 ≥2·M s /(d·b·k t )], wybierając wartość większą. Dla wpustów czółenkowych, które są

całkowicie znormalizowane sprawdza się czy obliczeniowe napręŜenia tnące [τ obl =2·M s /(d·b·l 0 )≤k t ] oraz

obliczeniowe naciski powierzchniowe [p obl =2·M s /(d·∆t·l 0 )≤p dop ] nie przekraczają wartości dopuszczalnych.

Długość l 0 ≤1.5·d.

Siły działaj ą ce na czop i piast ę :

P·0,5·d gdzie: P – wypadkowa nacisków jednostkowych, ρ – kąt tarcia.

Warunki wytrzymało ś ciowe:

- ze wzgl ę du na naciski powierzchniowe:

;

(p)

obl

dop

(c)

- ze wzgl ę du na ś cinanie:

dop

(p i c)

gdzie: d – średnica czopa, l 0 – długość obliczeniowa wpustu, h – wysokość wpustu, b – szerokość wpustu,

obl

;

– wysokość wpustu czółenkowego tkwiąca w piaście, F 1 – powierzchnia styku wpustu z czopem, F 2 –

powierzchnia wpustu podlegająca ścinaniu, (p) – wpust pryzmatyczny, (c) – wpust czółenkowy.

● poł ą czenia wielowypustowe (proste, ewolwentowe, trójkątne). W obliczeniach wytrzymałościowych wału

zwykle nie uwzględnia się obecności wielowypustu w rozpatrywanym przekroju, przyjmując wewnętrzną

średnicę wielowypustu jako średnicę czynną wału. W obliczeniach sztywnościowych trzeba taką obecność

uwzględnić. Kształt oraz wymiary przekroju poprzecznego wielowypustu są znormalizowane. Obliczenia

wytrzymałościowe polegają na sprawdzeniu nacisków powierzchniowych.

; śr

obl

dop

(od i) r i 2 ). Najbardziej obciąŜona jest śruba najdalej połoŜona od środka cięŜkości.

Obliczamy ją na ścinanie i nacisk powierzchniowy siłą Q T max . Wzory obliczeniowe:

•d p •t n , gdzie d p - średnica podziałowa, t n - głębokość czynna gwintu. Gdy złącze

ruchowe ma być samohamowne:

M s = P’·e

gdzie: P – siła obwodowa obliczona z przenoszonego największego momentu M s , z – liczba wypustów, D sr –

średnia średnica połączenia, h – wysokość rzutu bocznej powierzchni wypustu na płaszczyznę przechodzącą

przez oś złącza prostopadłą do kierunku siły P. Z powodu błędów wykonawczych obciąŜenie przenosi nie

więcej niŜ 75% wypustów.

● poł ą czenia wieloboczne – kształt oraz wymiary przekroju poprzecznego połączenia czworobocznego oraz

trójbocznego są znormalizowane. Dla czworobocznego zaleca się przyjmować szerokość boku b 0 =0,75·d. Po

przyjęciu wymiarów obliczenia sprowadzają się do wyznaczenia minimalnej długości l 0 połączenia ze

względu na naciski powierzchniowe (dla zadanej wartości momentu M s )

▪ czworoboczne – ze względu na trudności w dokładnym wykonaniu złącza przyjmuje się, Ŝe w pracy bierze

udział tylko jedna para boków. Ponadto załoŜono, Ŝe w przekroju poprzecznym istnieje trójkątny i

równomierny w kierunku osiowym rozkład nacisków.

Obliczenia wytrzymało ś ciowe mają charakter porównawczy, gdzie wskaźnikiem są obliczeniowe naciski

powierzchniowe:

;

max

W przypadku bardzo dokładnie wykonanego złącza czworobocznego (z wykasowanymi luzami) moŜna

uznać, Ŝe obciąŜenie rozkłada się równomiernie na wszystkie boki [M s =1/3·b 0 2 ·l 0 ·p dop ].

▪ trójboczne jest takŜe sprawdzane ze względu na naciski powierzchniowe

× ⇒ dop

obl

dop

gdzie: m – wysokość trójkąta, e=1/4·(d 2 -d 1 )

Poł ą czenia kształtowo cierne

● klin wzdłu Ŝ ny wkl ę sły – w przypadku gdy d k /2=d/2, rozkład nacisków na powierzchni styku klina z czopem

jest prawie równomierny. W praktyce klin o tych samych wymiarach jest uŜywany do określonego zakresu

średnic czopów zaś jego promień d k /2 odpowiada najmniejszej z nich. UŜyty do czopa o większej średnicy d

przylega tylko brzegami dając nierównomierny rozkład nacisków.

obl

dop

M s ≤M T =N’·2r=N··d

● klin wzdłu Ŝ ny wpuszczany – rozkład nacisków na płaskiej powierzchni styku klina z czopem jest

równomierny, natomiast naciski promieniowe na powierzchni styku czopa z piastą są zmienne na długości

kąta opasania.

M s ≤M T =P’·e

● klin styczny – uŜywany do przenoszenia duŜych, kierunkowo zmiennych momentów skręcających.

P 2 )·d/2+N’·d/2·sin ρ; M s ≈P 1 ·d/2

Obliczenia wytrzymało ś ciowe połączeń z klinami wzdłuŜnymi wpuszczanymi i stycznymi ograniczają się do

sprawdzenia nacisków powierzchniowych z warunku: p obl =P 1 /(l 0 ·t)≤p dop , gdzie P 1 =2·M s .d – siła obwodowa na

powierzchni bardziej obciąŜonego klina, l 0 – długość połączenia, t – głębokość rowka w piaście.

Poł ą czenia czopowe cierne

M s ≤(P 1

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: