Podstawy projektowania części maszyn

1. Ć 4 Podstawy projektowania części maszyn Wojskowa Akademia Techniczna WTC KZMiT

2. Projekt podnośnika ramowego Złożenia projektowe: L = 4 m, Q = 2t 3 1 2 4 5 6 7 1 – belka wspornikowa 2 – śruba 3 – nakrętka 4 – poprzeczka 5 – widełki 6 – sworzeń 7 – wieszak Wojskowa Akademia Techniczna WTC KZMiT

3. Obliczenia belki (1) Zginanie płaskie: wszystkie siły zewnętrzne czynne (obciążenia) i bierne (reakcje) leżą w jednej wspólnej płaszczyźnie przechodzącej przez oś belki. Do wyznaczania sił wewnętrznych wykorzystuje się metodę myślowych przekrojów. Przy stałym przekroju belki miejscami, w których należy dokonać myślowych przekrojów, są punkty przyłożenia sił zewnętrznych – czynnych i biernych. W zginaniu występują dwie siły wewnętrzne – siła poprzeczna T (tnąca) w płaszczyźnie obciążenia XY oraz moment zginający M, którego wektor jest prostopadły do płaszczyzny XY. Maksymalne wartości tych sił wskazują na przekroje najbardziej obciążone. Gdy belka zgina się „wypukłością w dół” – mamy dodatni układ siły wewnętrzne, a gdy „wypukłością w górę” – ujemny. Wojskowa Akademia Techniczna WTC KZMiT

4. Obliczenia belki na zginanie (1) 1. Wyznaczyć reakcje w podporach T + - Mg + Mmax = FL/4 Wojskowa Akademia Techniczna WTC KZMiT

5. Obliczenia belki na zginanie (1) • 2. Wyznaczyć przekrój belki • W obliczeniach konstrukcyjnych stosuje się zasadę, że rzeczywiste naprężenia muszą być mniejsze, a co najwyżej równe naprężeniom dopuszczalnym. kg – dopuszczalne naprężenia zginające, Wz,x – wskaźnik wytrzymałości przekroju na zginanie Przyjąć materiał belki stal St3S, a następnie na podstawie wskaźnika wytrzymałości przekroju na zginanie, dobrać odpowiednią belkę z katalogu (np. podwójną belkę z ceownika), tak aby był spełniony warunek Wx obliczeniowe < Wx rzeczywiste Wojskowa Akademia Techniczna WTC KZMiT

6. Obliczenia śruby (2) • Ciężar, który zostanie podwieszony, wynosi F = 20 kN. Zadanie polega na obliczeniu pola powierzchni, a pośrednio średnicy rdzenia śruby, na której zostanie zawieszony ciężar F z ogólnego warunku na rozciąganie. • Przyjąć rodzaj materiału śruby i odczytać z tablic jego parametry (np. St5). • Wyznaczyć średnicę pręta ze wzoru na pole koła. • Dobrać z tablic śrubę o średnicy rdzenia d3 dobliczeniowe S  …. d  …. M …. Wojskowa Akademia Techniczna WTC KZMiT

7. Obliczenia nakrętki (3) Połączenia gwintowe narażone są na naciski i na ścinanie. Stwierdzono, ze jeśli połączenie spełnia warunek wytrzymałościowy na naciski, to tym bardziej spełnia warunek na ścinanie. 1. Obliczyć długość gwintu z warunku na nacisk powierzchniowy pomiędzy zwojami gwintu śruby i nakrętki. N …. Pdop - dopuszczalny nacisk na powierzchni roboczej gwintu, P – skok gwintu, d - średnica nominalna gwintu, Do - średnica otworu w nakrętce, z - krotność gwintu nakrętki Na nakrętkę przyjąć stal St3S 2. Sprawdzić, czy długość gwintu dobranej zgodnie z PN-85/M-82144 nakrętki wytrzyma zadane obciążenie Pdop Pobliczeniowe Wojskowa Akademia Techniczna WTC KZMiT

8. Obliczenia poprzeczki (4) • 1. Wyznaczyć wartości momentów gnących • Długość poprzeczki ramy przyjąć 100 mm. Analizę prowadzić podobnie jak w przypadku wcześniejszym, wyznaczając moment zginający. • 2. Wyznaczyć przekrój belki • Przyjąć stal St3S • 3. Dobrać belkę z o przekroju prostokątnym (h x b), powiększając jej przekrój o otwór wykonany pod śrubę (2). Mmax = FL/4 Wx …. h, b …. Wojskowa Akademia Techniczna WTC KZMiT

9. Obliczenia widełek (5) Widełki boczne należy wykonać z blachy, a następnie przyspawać do poprzeczki. Przyjąć rodzaj materiału widełek (stali 18G2) i ich wymiary poprzeczne. Wstępnie można założyć, że szerokość B powinna wynikać z szerokości belki (4), a grubość l2 przyjąć jako 10 mm. 2.Obliczyć spoiny czołowej dla połączenia widełek z poprzeczką Spoina jest rozciągana jednoosiowo B kr' = z0zkr l2 Przyjąć z0 = 0.45, z = 0.9 Pole powierzchni spoiny As =2l2B Sprawdzić, czy dla przyjętych wymiarów, spełniony jest warunek r  kr' d 3. Sprawdzić wymiary widełek z warunku na rozciąganie Ponieważ na jedno ramię widełek działa połowa siły F Pole przekroju rozciąganegoS = (B - d)l2 B …. Wojskowa Akademia Techniczna WTC KZMiT

10. Obliczenia sworznia (6) Sworznie narażone są na ścinanie technologiczne, ich obliczenia przeprowadza się zgodnie z zasadą, że rzeczywiste styczne naprężenia ścinające muszą być mniejsze, a co najwyżej równe dopuszczalnym naprężeniom ścinającym: • 1. Wyznaczyć średnicę sworznia Przyjąć wstępnie, że grubość blach wynosi l2 = 10 mm. Warunek wytrzymałościowy sworznia na zginanie Obliczyć szerokość tulei l3 Przyjąć rodzaj materiału sworznia i wyznaczyć jego średnicę. Sprawdzić wytrzymałość sworznia na zginanie g kg Sprawdzić sworzeń na nacisk powierzchniowy l2 l3 l2 lc 2. Obliczyć długość sworznia lc Luz poosiowy - 0.5 mm, odległość otworu zawleczki od końca sworznia - 5 mm. Wojskowa Akademia Techniczna WTC KZMiT

11. Obliczenia wieszaka (7) • Wieszak należy wykonać z blachy, nasunąć na tuleję widełek i przyspawać. Przyjmujemy, że będzie on wykonane z płaskownika ze stali 18G2. Jego wymiary ustalamy z warunku na rozrywanie do1 d • 1. Wyznaczyć pole przekroju widełek Przyjąć, że grubość wieszaka l = 10 mm i otwór d = 10 mm. L 2. Wyznaczyć szerokość wieszaka w części dolnej i górnej (B1 i B2). 3. Wyznaczyć długość i pozostałe parametry wieszaka. B Wojskowa Akademia Techniczna WTC KZMiT

12. Wojskowa Akademia Techniczna WTC KZMiT

13. Wojskowa Akademia Techniczna WTC KZMiT

14. Wojskowa Akademia Techniczna WTC KZMiT