Konstrukcja powinna być optymalna w danych warunkach ze względu na przyjęte kryteria optymalizacji; powinna spełniać wszystkie podstawowe warunki wynikające z szczegółowych zasad w stopniu równym, wyższym od założonego
Szczegółowe: funkcjonalność, niezawodność, trwałość sprawność, lakkość, łatwość eks, ergonomiczność, taniość, dostępność materiałów, technologiczność, estetyka, przenoszenie obciążeń
Wady spoin: wyciek spoiny z grani, podtopienie na brzegu lica, nadmierny nadlew lica, wklęsłość lica, nawis lica, uskoki, wyboczenie wzdłużne, poprzeczne
Charakterystyka: siła ciężkości powoduje powstanie stanu krytycznego przy pewnej prędkości obrotowej; sposób tłumienia drgań skrętnych: dołączenie do układu dodatkowej masy, zwiększa to liczbę stopni swobody, zmienia częstość drgań własnych, przesuwa strefę rezonansową- dynamiczny eliminator drgań
Połączenie kształtowe: bezpośrednie- wzajemne ustalenie elementów zapewnia odpowiednie ukształtowanie powierzchni elementów łączonych; pośrednie- gdy istnieją łączniki wiążące ze sobą elementy łączone
Wady: wpustowe: brak ustalenia wzdłużnego koła na wale, rowek na wpust osłabia wał, brak dobrego osiowania koła; Wielowyp- koszt, pracochłonność; Kliny- przesunięcie mimośrodowe, skośne ustawienia koła, nierównomierny rozkład naprężeń, niekorzystny montaż, osłabienie części łączonych, duże siły przy montażu
Karb- nieciągłość poprzeczna przekroju części( rowki, otwory, gwinty), spiętrzenie naprężenń
Podziałka gwintu hz- odległość sąsiednich zarysów wzdłuż osi gwintu
Skok gwintu h: przesunięcie zarysu zwoju wzdłuż osi po pełnym obrocie; odległośc tworzącej walca między najbliższymi punktami linii śrubowej h=Hz- gwint jednokrotny; h=zhz- wielokrotny; tgy=h/piD
Osią lub wałem nazywamy element maszyny mocowany na łożyskach na którym osadzone są części maszynowe wykonujące ruch obrotowy, wahadłowy
Wał: głównym zadaniem jest przenoszenia momentu obrotowego, poddawany jest skręcaniu
Oś- nie przenosi momentu obrotowego, obciążony momentem gnącym , służy do utrzymania w zadanym położeniu innych elementów w przenoszenia obciążeń na łożyska, podpory
Czopy- odcinki wałów i osi służące do osadzania łożysk
Prędkość krytyczna - zjawisko polegające na wzroście amplitudy drgań spowodowane zaburzeniem momentu obrotowego. Nasępuje niewielki wzrost bicia wału, nie można dopuścić aby układ pracował blisko częstośc drgań własnych; I rodzaju- krytyczna , kątowa- prędkość przy której następuje nieograniczony wzrost ugięcia ; II kr- występuje gdy moment obrotowy przenoszony przez wał zmienia się okresowo
Spoina czołowa: rozciąganie, sciskanie Q=FA<krc ścinanie ł=F/A,<kt zginanie Q=Mg/Wx<kg Wx=b*H^2/6 Pachwinowa: a =hsin45=0,7h ł=F/SumaLo*a
Wx=Pi(D^4-d^4)/32D
Gwint: ds=D1+d/2 y=arctg(h/Pids T=uN=N*tgq
Dokręcania F-Rcos(y+q) R=Sqr(N^2+T^2) H=Fth(y+q) Ms=H*ds/2
Odkręcania H=Ftg(y-q) Ms=ds/2*Ftg(y-q) T=uN=F/cos&r=F*u'
Pozorny wsp tarcia: w gwicie o tarciu decyduję reakcja normalna N do powierzchni st5yku N=F/cos&/2 co pociąga za sobą wzrost siły tarcia T w stosunku 1/cos/2 T=uN=F/cos&/2 *u u*cos&/2=u' u'=u/cos&/2 =thq' dla trapezowego: Hdok= Ftg(y+q'), Hodk=Ftg(y-q')
Sprawność mechanizmu śrubowego: długośc jednego obrotu Tds, DOKrecania Praca uzyteczna Lu=F*h=Fpi*ds.*tg(y) Lw=F*pi*ds.*tg(y+q') n=Lu/Lw dn/dy=0 yopt=45-q'/2, ekstremum poniżej 45
Odkrecania Lu=F*pi*ds.*tg(y-q') Lw=F*pi*ds*tg(y) yopt=45+q'/2
Moment przy dokręcaniu śrub: Mc=Ms+Mt moment tarcia na gwincie Ms=ds./2*F*tg(y+q') ; moment tarcia na pow oporowej Mt=F*u*Ds./2 Ds.=(dz+dw)/2=(do+D)/2
Nakrętka i śruba: nakrętka rozciągana, śruba ściskana: 6-sigma: 6=E*3 3śr=3nk 6śr/Eśr=6nk/Enk 6śr=4F/Pi*d1^2 6nk=4F/Pi(Dz^2-D^2) Dz=Sqr(d1^2*Eśr/En +D^2)
Śruba rzymska: rozciągana i skręcana: 6r=F/A=4F/Pi*ds.^2 łs=Ms/Wx Ms=ds/2*F*tg(y+q') Wx=(pi*d3^2)/16 6z=Sqrt(6r^2+3ł^2) 6r=0.85kr kr=6r/0.85 1/6r=1.17 6z=6r*1.17 6z=4F/Pi*d3^2 *1.17<kr d3>sqr(4F*1.17/Pi*kr) =1.22Sqr(F/kr)
Śruby złączne tarcie- przenoszenie sił poprzecnych T=Qo*u>F 0.85kr>4Qo/Pid3^2 d3=sqr(4F/(Pi*m*u*0.85kr)
Śruby pasowane: ścinanie ł=4F/pi*do^2<kt do>sqr(4F/pi*kr) p=F/(gmin*do)<pop
Połączenia wpustowe: F=Ms/d/2=2Ms/d P=F/l*hp<pdop Dla A: łt=F/b*ls=2Ms/(d*b*ls)<kt p=F/(0.5h*ls)= 4Ms/(d*h*ls)<pdop wytrzymałość wpustu na ścinanie = nacisk powierzchniowy ls1min=2Ms/kt*d*b ls2min=4Ms/pdop*d*h b/h=pdop/2kt = dla stali0.5-0.6
Sprzęgło stożkowe; Pw- siła podłużna, Moc N, &, Ns, D: Ns=Pw/sin& u'=u/sin& T=Ns*u=Pw*u/sin&=Pw*u' M=T*D/2= Pw*u'*D/2 M=N/w Pw=2*M/u'D = 2Msin&/u*D =2Nsin&/ w*u*D nacisk P=Ns/(pi*D*b)= Pw/(piD*b*sin&)<pdop
Cardan: tgY1=tgY2*cos@ w2=w1*cos@/(1-cos^2Y1*sin^2@) okres zmienności równy jest polowie czasu trwania jednego obrotu; dla @=0 i 180 widełki 1 pokrywają się z pł osi wałów, widełki 2 są prostopadłe do tej płaszczycny w2max=w1/cos@; w2min=w1cos@ stopień niejednorodności delta=(w2max-w2min)/w1= sin^2@/cos@
Sprężyny równolegle: k-sztywność d-delta- strzałka ugięcia k=F/d =dF/dd dw=F/(n*ki) kw=k1+k2+kn
Szeregowe: k=F/d =dF/dd dw=d1+d2+dn dw=F/kw di=F/ki 1/kw=Suma 1/ki
Połączenie stożkowe: siła napięcia wzdłużnego: Pw1=2*1.4*Ms*tg(kąt+q) / (u*ds.) q=arctg(u); z uwzględnieniem nacisków normalnych Pw1=2*1.4*Ms*tg(kąt+q) / (u*ds.*cosq) sprawdzenie nacisków p=S/(pi*ds.*l)= Pw1/ (pi*ds.*l*tg(kąt+q))
Rozkład sił: Pn=R1cosq= 2*k*Ms/(u*ds.) R1=Pw1/sin(kąt+q)=S/cos(kąt+q) Mc=Ms+Mt= Pw1(0.5*d2*tg(y+q')+0.5*dm*u)