k - zespół szkół nr 1 w pabianicach

Zespół Szkół Nr 1 im. Jana Kilińskiego w Pabianicach
Przedmiot: Proces projektowania części maszyn
Tok projektowania łączników śrubowych
Lp.
Czynność projektowa
1.
Ustalenie (podanie) założeń
projektowanego łącznika:
- obciążenie – Q,
- wysokość pracy – h,
- materiały konstrukcyjne śruby i nakrętki,
- rodzaj gwintu,
- rodzaj napędu.
2.
Ustalenie założeń konstrukcyjnych
pozostałych elementów projektowanego
urządzenia:
- rodzaj korpusu i użytego materiału,
- co jest napędzane-śruba czy nakrętka,
itp.
Wzory
Uwagi
- ustalenie siły ręki Fr. Przyjmuje
się do obliczeń Fr=200-300N
Qz = 1,3Q
3.
Wstępne obliczenie średnicy rdzenia śruby
d3 (d1)
4.
Wstępny dobór gwintu
Q
d 3 ≥ 1,13 z
kc
z PN (dostępne na stronie internetowej projektu)
Naprężenia dop. kc lub kcj zależnie od częstotliwości pracy
Dla obliczonego d3 (d1)
1
Zespół Szkół Nr 1 im. Jana Kilińskiego w Pabianicach
Przedmiot: Proces projektowania części maszyn
Sprawdzenie śruby na wyboczenie przy
założeniu:
- długość swobodna l ≈ (1,2 ÷ 1,3) h ,
- promień bezwładności i = 0,25 ⋅ d 3 ,
- długość zredukowana lr=2l,
5.
- smukłość śruby
l
λ= r
i
,
- współczynnik bezpieczeństwa śruby
x=
6.
σ kr ⋅ S
Q
.
Założenie wymiarów powierzchni oporowej
nakrętki
- przy smukłości λ>100 – stosujemy wzór Eulera,
σ kr
π2 ⋅E
=
λ2
Gdy współczynnik bezpieczeństwa
x<1,5 – powtórzyć obl. (pkt. 4 i 5)
dla większego gwintu
- przy λ<100 – wzór Tetmajera
σ kr = a − b ⋅ λ
Materiał
Stal niskowęglowa
Stal (0,28-0,37% C)
Stal niklowa (do 5%Ni)
a
310
464
470
b
1,14
3,62
2,30
Dz – średnica zewnętrzna
powierzchni oporowej nakrętki
Dw – średnica wewnętrzna
powierzchni oporowej nakrętki
rśr =
D z + Dw
4
2
Zespół Szkół Nr 1 im. Jana Kilińskiego w Pabianicach
Przedmiot: Proces projektowania części maszyn
tgγ =
Założenie współczynnika tarcia na gwincie i
na pow. oporowej.
µ=0,1÷0,15 – współ. tarcia na pow. gwintu,
7.
P
π ⋅ d2
µ = tgρ
'
µ
'
cos
µ1=0,12÷0,15 – współ. tarcia na pow.
Docisku
Obliczenie całkowitego momentu
skręcającego
α
2
MT1 – moment tarcia na gwincie,
MT2 – moment tarcia na
powierzchni oporowej nakrętki
M T 1 = 0,5Q ⋅ d 2 ⋅ tg (γ + ρ ' )
M T 2 = Q ⋅ µ1 ⋅ rśr
M s = M T1 + M T 2
3
Zespół Szkół Nr 1 im. Jana Kilińskiego w Pabianicach
Przedmiot: Proces projektowania części maszyn
σ z = σ c2 + (α ⋅τ s ) 2 ≤ k rj
σc
8.
9.
10.
Sprawdzenie naprężeń zastępczych dla
śruby
Obliczenie czynnej wysokości nakrętki
Sprawdzenie liczby zwojów czynnych i
ustalenie rzeczywistej wysokości nakrętki
4Q
π ⋅ d 32
τ=
Ms
0,2 ⋅ d 33
α=
k rj
H≥
Gdy warunek nie został spełniony
– powtórzyć pkt. 4÷8 dla
większego gwintu
k sj
4Q ⋅ P
π (d 2 − D12 )k o
z=
H
P
k o ≈ 0,15k c w połączeniach rzadko
uruchamianych, np. podnośniki śrubowe;
k o ≈ 0,1k c w połączeniach ruchowych
często pracujących, np. śruby pociągowe,
śruby w praskach śrubowych.
Powinien być spełniony warunek
z=6÷10
4
Zespół Szkół Nr 1 im. Jana Kilińskiego w Pabianicach
Przedmiot: Proces projektowania części maszyn
11. Określenie całkowitej wysokości nakrętki
H c ≥ P ⋅ ( z + 2) + 2 ⋅ 4
4Q
≤ k rj
π ( Dn2 − D42 )
σr =
12. Obliczenie średnicy zew. nakrętki Dn
Dn ≥
13.
Obliczenie wysokości kołnierza nakrętki
nieruchomej hn
Obliczenie wymiarów pokrętła (średnica dd,
długość l) przy założeniu:
14.
Mg ≈ Ms,
- siła ręki Fr=(200÷300) N
Uwzględniamy w otworze pod
gwint dwie fazki, np. 4x45o oraz
istnienie dwu zwojów
niepracujących
4Q
+ D42
π ⋅ k rj
τt =
Q
≤ ktj
π ⋅ Dn ⋅ hn
hn ≥
Q
π ⋅ Dn ⋅ ktj
dd = 3
l≥
Mg
Mg
0,1k gj
Należy uwzględnić długość
rzeczywistą
Fr
5
Zespół Szkół Nr 1 im. Jana Kilińskiego w Pabianicach
Przedmiot: Proces projektowania części maszyn
15. Sprawdzenie samohamowności gwintu
16.
Sprawdzenie długości swobodnej l wg
przyjętej konstrukcji
ηg =
tgγ
tg (γ + ρ ' )
Porównanie z założeniami w pkt. 5
Obliczenie średnic podstawy podnośnika z
17. warunku na nacisk powierzchniowy na
grunt.
D≥
4Q
+d2
π⋅p
18. Sprawdzamy sprawność podnośnika
ηp =
Q⋅P
2π ⋅ M s
19.
Ustalenie pozostałych wymiarów i założeń
konstrukcyjnych wg szkicu projektowego.
Gwint jest samohamowny, jeżeli
η < 0,5 (50%)
Gdy l>1,3h – spr. obl. wg pkt. 5÷8
Przyjmujemy nacisk dopuszczalny
na grunt p=0,5 MPa
d – średnica wewnętrzna podstawy
Zaprojektowanie wymiarów końcówki śruby,
korony podnośnika, itp.
6