Projekt z maszynoznawstwa 2

Połączenie sworzniowe

Pt TN 7:30 - 9:00

Małgorzata Majewska193353

Projekt II

Zaprojektować połączenie sworzniowe węzła kratownicy, ciasno pasowane. Przyjąć do obliczeń węzeł, w którym zbiegają się dwa pręty. W tym celu:

1. Narysować rysunek złożeniowy połączenia dla obliczonych parametrów

2. Dobrać odpowiedni materiał

3. Obliczyć parametry wytrzymałościowe

4. Narysować rysunek z złożeniowy połączenia dla obliczonych pomiarów

Materiał	Stal St7
Granica plastyczności Re	365 MPa
Wytrzymałość na rozciąganie RM	690 MPa
Naprężania dopuszczalne na rozciąganie kr	175 MPa
Naprężenia dopuszczalne na docisk powierzchniowy kd = 0,5Re	183 MPa
Naprężenia dopuszczalne na ścinanie kt = 0,36Re	131 MPa
Naprężenie dopuszczalne na zginanie kg = 0,6Re	210 MPa

Wybrany materiał to stal niestopowa konstrukcyjna ogólnego przeznaczenia St7. W poniższej tabeli przedstawiono dane zaczerpnięte z normy PN-EN10025:2005

Wybrane połączenie sworzniowe:

Połączenie sworzniowe składa się :

• z ucha,

• sworznia,

• widełek

• zawleczkami chroniącymi przed wypadaniem.

1. Wyznaczanie średnicy sworznia.

d – średnica sworznia [m]

P – siła obciążająca połączenie [N]

k_t – dopuszczalne naprężenie na ścinanie dla danego materiału [Pa]

po przekształceniu:

Wartość obciążająca połączenie w wybranym węźle kratownicy wynosi 600 N. Musimy zwiększyć obciążenie dziesięciokrotnie.

Po podstawieniu wartości:

$d \geq \sqrt{\frac{2 \bullet 10 \bullet 600N}{\pi \bullet 131 \bullet 10^{6}\text{Pa}}}$ =5.96 mm

Przyjmujemy do obliczeń średnicę sworznia 6mm.

1. Obliczenia wymiarów ucha

1. Grubość

Wykorzystujmy warunek na nacisk powierzchniowy:

Gdzie:

k_d – nacisk dopuszczalny na docisk powierzchniowy dla materiału z którego wykonane jest ucho [Pa]

l – grubość ucha

Po przekształceniu wzoru otrzymujemy:

$$l \geq \frac{P}{d \bullet k_{d}} = \frac{10 \bullet 600}{0.0006m \bullet 183000000Pa} = 2.82mm$$

Wartością grubości ucha przez nas przyjętą są 3mm.

1. Wyznaczenie wielkości wymiaru a i c pokazanych na poniższym rysunku:

- Wymiar a określa przekrój, w którym wyróżniamy naprężenie rozciągające i zginające. Założenie trójkątnego rozkładu naprężeń pozwala na wyznaczenie c z zależności:

$$c > \frac{2P}{Ik_{r}} + d = \frac{12000N}{0.003m \bullet 131000000Pa} + 0.006 = 36.53mm$$

- wymiar c określa przekrój pręta mocno zakrzywionego oraz poddanego naprężeniu zginającemu:

Po przekształceniu wymiar parametru c wyznaczamy z:

Po obliczeniu wyszło 7.89mm

Przyjęta wartość to 8mm.

1. Obliczenia parametrów widełek

- Grubość (b) widełek

Wykorzystujmy warunek na nacisk powierzchniowy:

Po przekształceniu wzoru otrzymujemy:

b ≥ 4.18mm

Przyjęta przez nas wartość to 4 mm.

Naszym założeniem było wykonanie ucha i widełek z tego samego materiału. Zadana przez nas wartość średnicy d jest połową wartości grubości I, zatem podobne wartości (a i c) możemy przyjąć dla widełek.

1. Następnie dokonujemy sprawdzenia poprawności przyjętych wartości:

1.

z tego wyszło nam 9.55MPa które jest mniejsze od k_t

2.

z tego nam wyszło 75.0MPa które jest mniejsze niż k_d

3.

z tego nam wyszło 150.0MPa które jest mniejsze niż k_r

z tego wyszło 93.4MPa które jest mniejsze niż k_g

z tego nam wyszło 75.0MPa które jest mniejsze niż k_d

Wszystkie założone przez nas wartości są mniejsze od wartości naprężeń dopuszczalnych, więc wnioskujemy, żę są one poprawne.