background image

Sprzęgło cierne z wkładką stożkową 

Założenia 
moc przenoszona P=15kW 

Obroty sprzęgła n=1000obr/min 

Współczynnik przeciążenia K=2 

Współczynnik pełności stożka β=0,25 

Dopuszczalne naciski p

dop

=0,5MPa 

Współczynnik tarcia między okładzinami a korpusem na sucho µ=0,28 

Kąt pochylenia θ=62

o

 

 

 

 

Obliczanie średnicy wału 

Z warunku na nieprzekroczenie dopuszczalnych naprężeo skręcających k

s

=105MPa 

 

 

 

Maksymalny moment przenoszony przez wał 

 

Z normy PN-M-85000:1998 dobieramy średnicę wału wg. dopuszczalnego momentu obrotowego i 
nieokreślonego zginającego. 

d=55mm; L=110mm; l=82mm dla którego M

max

= 345Nm. Zapas ten będzie zmniejszony na wpust jaki 

przewidujemy w rozwiązaniu.  

L-długość czopa długiego 
l-długość czopa krótkiego 

Dla dobranej średnicy wału dobieramy wpust pryzmatyczny wg. PN/M-85005 „Wpusty 
pryzmatyczne” 

b=16mm; h=10; D

1

=5,5mm; D

2

=9,5mm; t

1

=6,0mm; t

2

=4,3mm; t

3

=4,2mm; t

4

=10mm; d

1

=M5;  

background image

r lub s =0,4-0,6mm; l=45-180mm 

Długośd robocza wpustu: 

 

 

Wg. normy przujmuję 45mm 

Do konstrukcji przyjmujemy otwór w piaście d=55mm, wpust bxhxl’=16x10x45mm 

 

Obliczanie średnic tarcia 

Zakładamy, że przenoszony moment będzie równocześnie przenoszony przez powierzchnię walcową 
D i powierzchnie stożkowe D’. 

 

 

 

 

Sprawdzamy, czy przy takich wymiarach średnic otrzymamy prawidłowy kształt klocka, czy obrzeże 
nie będzie zbyt cienkie lub zbyt grybe. 

 

Gdzie b=β*D=0,25*180=45 mm 

 

Przyjmujemy wymiary do konstrukcji D=180mm; D’=160mm; b=45mm; ∆=4mm; θ=62

o

 

 

background image

Określenie siły włączającej sprzęgło

 

Przyjmuję wymiary: 

a=5mm; l=80mm; e=10mm; m=25mm; d

sworznia

=10mm; γ=25

o

; µ=tgρ=0,1 

 

 

Ponieważ stosujemy trzy dźwignie rozstawione co 120

o

, każda z nich będzie obciążona 

 

 

Siła wzdłużna przyłożona do pierścienia włączającego podczas załączania sprzęgła 

 

Siła poprzeczna obciążająca dźwignię 

 

Całkowita siła na tulei  

F

z

=3*F

z1

=3*211=633N 

Obliczanie wytrzymałości dźwigni  

 

gdzie 

 

 

background image

Liczymy naprężenie w miejscu najbardziej odległym od punktu przyłożenia siły (najbardziej 
newralgicznym)  

 

Przekrój 1 

 

Przekrój 2 

 

Przekrój 3 

 

 

Z założenia b

p

=2*h

0

 

Skąd 

 

Ponieważ 

b

p

=2*h

0

=2*9=18mm 

Strzałka ugięcia 

 

Przyjmując 

 

 

Obliczanie sprężyny 

Dane: 

Siła włączająca sprzęgło F

w

=3022N 

Do obliczeo przyjmuję F

w

=3500N 

background image

Sprężyna ze stali 35HGS => R

m

=1620MPa; G=83356MPa 

Siła zmontowania F

zm

=100N 

Przyrost ugięcia ∆f=30mm 

W=D/d=9 

Z

b

=2 

x

Rm

=2 

Stała prowadzenia sprężyny γ=0,5 

 

Naprężenia dopuszczalne w sprężynie obciążonej 

 

Dopuszczalne naprężenia styczne w sprężynie zblokowanej 

 

Współczynnik spiętrzenia naprężeo 

 

Sztywnośd sprężyny 

 

Średnica drutu 

 

Przyjmuję d=11mm 

Średnica średnia 

D=W*d=99mm 

Średnica zewnętrzna 

D

z

=D+d=110mm 

Średnica wewnętrzna 

D

w

=D-d=88mm 

background image

Liczba zwojów czynnych 

 

Przyjmuję z

c

=3 

Rzeczywista sztywnośd sprężyny 

 

Rzeczywisty przyrost odkształcenia 

 

Rzeczywiste odkształcenie sprężyny zmontowanej 

 

Rzeczywiste odkształcenie sprężyny obciążonej 

 

Całkowita liczba zwojów 

z=z

c

+z

b

=5 

Współczynnik prześwitu 

x=0,03267+0,01129*W+0,0011*W

2

=0,22 

Prześwit dla sprężyny obciążonej 

a=x*d=2,42mm 

Sumaryczny prześwit między zwojami dla sprężyny obciążonej 

∑a=a*z=12,1mm 

Nominalna długośd sprężyny zblokowanej 

l

bl.nom

=(z-0,5)*d=49,5mm 

Długośd sprężyny zblokowanej z uwzględnieniem odchyłek blokowania 

l

bl

=l

bl.nom

+0,5*d=55mm 

Długośd sprężyny obciążonej 

l

obc

=l

bl

+∑a=67,1mm 

background image

Długośd sprężyny nieobciążonej 

l

o

=l

obc

+f

obc

=133,89mm 

Długośd sprężyny zmontowanej 

l

zm

=l

o

-f

zm

=131,98mm 

Długośd czynna sprężyny 

l=l

o

-d=122,89mm 

Skok zwojów 

 

Kąt pochylenia zwojów 

 

Długośd drutu zwojów czynnych 

 

Długośd drutu zwojów biernych 

L

n

=z

n

*π*D=622,04mm 

Długośd drutu całkowita 

L

c

=2182,04mm 

Ugięcie sprężyny zblokowanej 

f

bl

=l

o

-l

bl

=78,89mm 

Obciążenie sprężyny zblokowanej 

F

bl

=c

rz

*f

bl

=4133,84N 

 

Obliczenia sprawdzające 

Naprężenia w sprężynie obciążonej 

 

Naprężenia styczne w sprężynie zblokowanej 

background image

 

Sprężyna z drutu okrągłego nie wyboczy się dla warunku 

 

 

0,67<2,633 więc wyboczenie nie nastąpi 

 

Obliczenia śrub mocujących dociskacz 

Siła tnąca 

 

Z warunku wytrzymałościowego 

 

wyznaczamy średnicę śruby pamiętając, że A=(πd

2

/4) 

 

Gdzie n- ilośd śrub 

 

Przyjmuję śrubę M8