Instytut Konstrukcji Maszyn, Instytut Pojazdów Szynowych 1

Transkrypt

1 ODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN (Zaania prykłaowe, cęść I) 2015/ WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWA. łaskownik (jak na rysunku) wykonany e stai o prekroju prostokątny pracuje na ginanie. Jest on obciążony na swobonych końcach oente M g = o 300 o 1540 kn. Obicyć jaki powinien być proień karbu R aby niejsyć naprężenie aksyane ęceniowe o 20%. DANE: a = 80, b = 40, grubość g = 8, współcynnik kstałtu α k wg wykresu (a karbu o proieniu R = 3.4 ), współcynnik stanu powierchni β p = 1.1, współcynnik wrażiwości ateriału na iałanie karbu η = 0.75, współcynnik wiekości preiotu γ = 1.2. WSKAZÓWKA: Da aanej wartości α k obicyć naprężenie aksyane σ a uwgęniające koncentrację naprężeń wywołaną istniejący karbe, obicyć nowy współcynnik kstałtu α' k a pote ustaić nowy proień aokrągenia karbu R. 2. WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWA. Stopniowana nieobracająca się oś (jak na rysunku) obciążona jest cykicnie ienny oente ginający M g = ( ) N. Oś wykonano e stai, a której Z = 300 Ma, Z gj = 380 Ma, R e = 420 Ma, R eg = 1.1R e. Obicyć ęceniowy współcynnik bepieceństwa pryjując cyk σ a /σ = const. DANE GEOMETRYCZNE: = 40, D = 50, ρ k = 1.5, proień ateriałowy ρ = 0.5. Współcynniki wiąane wytryałością ęceniową: β p = 1.11, η = 0.84, = WSKAZÓWKA: obicyć koejno σ a, σ in, σ, σ a ; astosować wór: Z = in 2Z βγσ a + σ Z gj Reg, βγσ a + σ 1 Instytut Konstrukcji Masyn, Instytut ojaów Synowych 1

2 ODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN (Zaania prykłaowe, cęść I) 2015/2016 (ρ+ρ )/r 3. WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWA. Stopniowana i nieobracająca się oś (jak na rysunku) obciążona jest cykicnie ienny oente ginający M = (40 120) N. Oś wykonano e stai, a której Z = 300 Ma, Z gj = 380 Ma, R e = 420 Ma, R eg = 1.1R e. Obicyć ęceniowy współcynnik bepieceństwa pryjując cyk σ = const. INNE DANE: = 2r = 22, D = 2R = 28, ρ = 2.0, proień ateriałowy ρ = Współcynniki wiąane wytryałością ęceniową: β p = 1.05 (współcynnik stanu powierchni), η = 0.75 (współcynnik wrażiwości ateriału na iałanie karbu), = 1.21 (współcynnik skai). WSKAZÓWKA: obicyć koejno σ a, σ in, σ, σ a astosować wór: Z + σ Z 2 1 Z gj Reg = in, βγσa + σ βγσa + σ 4. WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWA. Stopniowany rążek (jak na rysunku) obciążony jest cykicnie ienną siłą rociągającą = (12 35) kn. Eeent wykonano e stai S275, a której Z rc = 170 Ma, Z rj = 310 Ma, R e = 275 Ma. Obicyć ęceniowy współcynnik bepieceństwa pryjując cyk σ a /σ = const. (ρ+ρ )/ INNE DANE: = 20, D = 24, ρ = 1.4, proień ateriałowy ρ = 0.6. Współcynniki wiąane wytryałością ęceniową: β p = 1.11 (współcynnik stanu powierchni), η = 0.75 (współcynnik wrażiwości ateriału na iałanie karbu), γ = 1.30 (współcynnik wiekości preiotu). WSKAZÓWKA: obicyć koejno σ a, σ in, σ, σ a ; astosować wór: Zrc Re = in, βγσ + σ 2Zrc a βγσa + σ 1 Zrj Instytut Konstrukcji Masyn, Instytut ojaów Synowych 2

3 ODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN (Zaania prykłaowe, cęść I) 2015/2016 (ρ+ρ )/r 5. WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWA. Stopniowana i nieobracająca się oś (jak na rysunku) obciążona jest cykicnie ienny oente ginający M = (50 110) N. Oś wykonano e stai, a której Z = 300 Ma, Z gj = 380 Ma, R e = 420 Ma, R eg = 1.1R e. Obicyć ęceniowy współcynnik bepieceństwa pryjując cyk σ = const. INNE DANE: = 2r = 20, D = 2R = 26, ρ = 2.0, proień ateriałowy ρ = 0.5. Współcynniki wiąane wytryałością ęceniową: β p = 1.07 (współcynnik stanu powierchni), η = 0.8 (współcynnik wrażiwości ateriału na iałanie karbu), = 1.19 (współcynnik skai). WSKAZÓWKA: obicyć koejno σ a, σ in, σ, σ a ; astosować wór: Z + σ Z 2 1 Z gj Reg = in, βγσa + σ βγσa + σ 6. WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWA. Stopniowany wałek (jak na rysunku) obciążony jest cykicnie ienny oente skręcający M = (50 110) N. Wałek wykonano e stai C45, a której Z so = 183 Ma, Z sj = 365 Ma, R e = 410 Ma, R es = 237 Ma. Obicyć ęceniowy współcynnik bepieceństwa pryjując cyk τ = const. INNE DANE: = 2r = 20, D = 2R = 26, ρ = 1.5, proień ateriałowy ρ = Współcynniki wiąane wytryałością ęceniową: β p = 1.15, η = 0.8, = 1.3. WSKAZÓWKA: obicyć koejno τ a, τ in, τ, τ a ; astosować wór: (ρ+ρ )/r Z + τ so Z so 2 1 Z sj Res = in, βγτa + τ βγτa + τ Instytut Konstrukcji Masyn, Instytut ojaów Synowych 3

4 ODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN (Zaania prykłaowe, cęść I) 2015/ WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWA. Nieobracająca się oś karbe obrąckowy (jak na rysunku) obciążona jest cykicnie ienny oente ginający M = (-10 50) N. Oś wykonano e stai S345, a której Z = 320 Ma, Z gj = 480 Ma, R e = 345 Ma, R eg = 1.1R e. Obicyć ęceniowy współcynnik bepieceństwa pryjując cyk σ = const. INNE DANE: = 2r = 15, D = 2R = 20, ρ = 2.0, proień ateriałowy ρ = Współcynniki wiąane wytryałością ęceniową: β p = 1.12, η = 0.82, = 1.1. (ρ+ρ )/r WSKAZÓWKA: obicyć koejno σ a, σ in, σ, σ a ; astosować wór: Z + σ Z 2 1 Z gj Reg = in, βγσa + σ βγσa + σ 8. WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWA. Tueja osaenie (jak na rysunku) obciążona jest cykicnie ienny oente ginający M g = ( ) N. Tueję wykonano e stai, a której Z = 230 Ma, Z gj = 360 Ma, R e = 345 Ma, R eg = 400 Ma. Obicyć ęceniowy współcynnik bepieceństwa pryjując cyk σ = const. Narysować wykres Sitha anacony punkte pracy o współręnych σ, σ a. r/ INNE DANE: = 40, D = 48, / o = 1.25, ρ = 2.5, r = ρ+ρ, gie proień ateriałowy ρ = Współcynniki wiąane wytryałością ęceniową: β p = 1.05, η = 0.76, γ = WSKAZÓWKA: obicyć koejno σ a, σ in, σ, σ a ; astosować wór: Z + σ Z 2 1 Z gj Reg = in, βγσa + σ βγσa + σ Instytut Konstrukcji Masyn, Instytut ojaów Synowych 4

5 ODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN (Zaania prykłaowe, cęść I) 2015/ WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWA. Stopniowany wałek otwore (jak na rysunku) obciążony jest cykicnie ienny oente skręcający M s = (6 16) kn. Wałek wykonano e stai, a której Z so = 240 Ma, Z sj = 500 Ma, R e = 840 Ma, R es = 500 Ma. Obicyć ęceniowy współcynnik bepieceństwa pryjując cyk τ a /τ = const. Narysować wykres Sitha anacony punkte pracy o współręnych τ, τ a. INNE DANE: = 80, D = 96, / o = 2, ρ = 5.5. Współcynniki wiąane wytryałością ęceniową: β p = 1.17, η = 0.82, = 1.6. WSKAZÓWKA: obicyć koejno τ a, τ in, τ, τ a ; astosować wór: Z Reg = in, 2Z βγτ + τ a βγτa + τ 1 Z gj 10. WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWA. Obracająca się stopniowana oś obciążona jest stały oente ginający M g = 1200 N. Oś wykonano e stai 37Cr4, a której Z = 430 Ma, Z gj = 675 Ma, R e = 700 Ma. Dane geoetrycne: = 45, D = 54, ρ k = 2, proień ateriałowy ρ = 0.4. Współcynniki wiąane wytryałością ęceniową: β p = 1.15, η = 0.8, = Obicyć ęceniowy współcynnik bepieceństwa i narysować wykres ęceniowy (np. Haigha) anacony punkte pracy. Instytut Konstrukcji Masyn, Instytut ojaów Synowych 5

6 ODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN (Zaania prykłaowe, cęść I) 2015/ WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWA. Oś osaenie o śrenicy D = 1.25 prenosi cykicnie ienny oent ginający M g = ( ) N. Sprawić je wytryałość ęceniową w prekroju niebepiecny, jeśi wyagany ęceniowy współcynnik bepieceństwa wynosi w = 2.5. W obiceniach pryjąć cyk σ g = const. Wałek wykonano e stai 37Cr4, a której: Z = 430 Ma, Z gj = 675 Ma, R eg = 825 Ma. Dane otycące geoetrii wałka: = 60, L = 19, ρ k = 1. oostałe, poocnice współcynniki ają następujące wartości: β p = 1.1, η = 0.75, γ = 1.5, ρ = Ziana których wyiarów (opróc śrenicy ) oże poprawić apas bepieceństwa? WSKAZÓWKI: obicyć σ g, σ ga a prekroju niebepiecne ora współcynnik koncentracji naprężeń β. Wór na ęceniowy współcynnik bepieceństwa a cyku ienne wg reguły σ g = const: Z + Z 2σ g 1 Z gj Reg = in,. βγσ ga + σ g βγσ ga + σ g 12. WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWA. Tarca spręgła osaona jest na copie wałka a poocą wpustu. ołącenie prenosi cykicnie ienny oent skręcający M = ( ) N. Sprawić wytryałość ęceniową wałka w prekroju niebepiecny, jeśi wyagany ęceniowy współcynnik bepieceństwa wynosi wy = 2.5. W obiceniach pryjąć ienność cyku obciążeniowe wg warunku τ s = const. Wałek wykonano e stai C35, a której: Z so = 152 Ma, Z sj = 300 Ma, R e = 360 Ma, R es R e /3 ½. Ziana których wyiarów ub paraetrów oże poprawić apas bepieceństwa? WSKAZÓWKI: obicyć naprężenia τ s, τ sa a prekroju niebepiecne ora współcynnik koncentracji naprężeń β. Zastosować następujący wór na ęceniowy współcynnik bepieceństwa (a cyku ienne wg reguły τ s = const): Z = in so Z + 2τ s 1 Z βγτ + τ sa s so sj Res, βγτ + τ sa s = 40 ρ = 0.5 b = 10 γ = 1.37 h = 5 η = 0.85 r = 0.3 β p = 1.15 Instytut Konstrukcji Masyn, Instytut ojaów Synowych 6

7 ODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN (Zaania prykłaowe, cęść I) 2015/ WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWA. łaskownik centrany otwore obciążony jest cykicnie ienną siłą rociągającą = ( ) N. Eeent wykonano e stai C45, a której Z rc = 190 Ma, Z rj = 340 Ma. Dane geoetrycne: H = 50, h = 5, = 20. Współcynniki wiąane wytryałością ęceniową: β p = 1.05, η = 0.8, = 1.4. A σ σ' h (t) H (t) Obicyć ęceniowy współcynnik bepieceństwa S pryjując cyk σ a /σ = const, cyi Z rc S = + Z βγσ σ 2 a Z rc rj 1 WSKAZÓWKA: obicyć koejno:. σ, σ, σ, σ a a prekroju A-A. W ceu wynacenia współcynnika kstał- in a tu astosować wór (wg etersona) α k = δ - 0.6δ δ 3, gie δ =1-/H. A Instytut Konstrukcji Masyn, Instytut ojaów Synowych 7

8 ODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN (Zaania prykłaowe, cęść I) 2015/ OŁĄCZENIE SAWANE. Obicyć opuscane obciążenie uchwytu prestawione na rys. obok. Uchwyt wykonany jest e stai S235JR, a naprężenie opuscane w spoinie łącącej uchwyt e ścianą wynosi: k = 100 [Ma]. UWAGA: w obiceniach uwgęnić rociąganie, ginanie i ścinanie w łącu i wykorystać hipoteę H-M-H, a wyiary uchwytu poane są na rysunku. ' r 15. OŁĄCZENIA SAWANE. Dwie płytki otworai i oprawą na sworeń tworą wspornik obciążony ukośną siłą, jak na rysunku. Wspornik pryspawano o ścianki biornika o grubości g 1 spoinai pachwinowyi. Biorąc po uwagę wyiary eeentów b spawanych ustaić grubości wsystkich potrebnych spoin. Narysować je i onacyć nie asaai rysunku technicne. Uwgęniając skłaowe h α ścinające siły ora oent ginający obicyć aksyaną wartość naprężenia iałające w spoinach pry biorniku. Wskaać to iejsce. WSKAZÓWKA: wynacyć naprężenie stycne poioe τ h, naprężenie stycne pionowe τ v ora naprężenie pochoące o ginania τ hm a następnie g 1 astosować wór na naprężenie astępce. = 7500 N g 1 = 10 = 40 α = 60 o g 2 = 6 b = 100 g 3 = 4 h = 80 g 3 g 2 α h t g 16. OŁĄCZENIE SAWANE. Sprawić wytryałość połącenia spawane łącące uchwyt e ścianą biornika jak na rysunku. Uchwyt obciążony jest siłą iałającą po kąte α. Naprężenie opuscane w spoinie wynosi: k r = 150 Ma. UWAGA: W obiceniach naprężeń w łącach spawanych uwgęnić tyko rociąganie i ścinanie. Wykorystać hipoteę HMH. INNE DANE: h = 50, = 57.5 kn, α = 50 o, g = 5, t > g. 17. OŁĄCZENIA SAWANE. Dwie rury kwaratowe o prekroju poprecny F = 4.03 c 2 espawano spoiną ocołową, jak na rysunku. Złące oatkowo wocniono opowienio ługii nakłakai o grubości g N = 2. Obicyć opuscane obciążenie jakie oże prenieść to połącenie pry ałożeniu, że spoiny pachwinowe nie uegną pęknięcio. Rury i nakłaki wykonano e stai o naprężeniu opuscany k = 120 Ma, Instytut Konstrukcji Masyn, Instytut ojaów Synowych 8

9 ODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN (Zaania prykłaowe, cęść I) 2015/2016 pry cy spoina cołowa wykauje naprężenie opuscane niejse o 20%. Wyiary poane są na rysunku obok. Stosując się o asa rysunku technicne wrysować onacenia i wyiary spoin. 18. OŁĄCZENIE SAWANE. Wspornik wykonany rury prostokątnej obciążony jest na końcu siłą skupioną = 20 kn. W górnej i onej cęści profiu wykonano spoiny cołowe ½V (jak na rysunku). Sprawić wytryałość połącenia spawane uwgęniając oent gnący M g w prekroju niebepiecny. ½V 60 OZOSTAŁE DANE: wyiary rury - b h = , grubość profiu g = 5, łuść = 350, naprężenie opuscane a spoiny k g = 90 Ma. ½V OŁĄCZENIE SAWANE. Dwie rury jak na rysunku połącono spoiną cołową V i obciążono oente skręcający T = 450 N ora siłą rociągającą = 35 kn. Obicyć wartość naprężeń astępcych w spoinie. T s T OZOSTAŁE DANE: śrenica ewnętrna = 71, grubość ścianki s = 4.6. WSKAZÓWKA: wynacyć naprężenie norane σ, skręcające τ a pote naprężenie astępce wg hipotey HMH. 20. OŁĄCZENIE SAWANE. Dwie rury jak na rysunku połącono spoiną cołową i obciążono oente skręcający M s ora siłą rociągającą = 250 kn. Obicyć aksyaną wartość oentu skręcające, który ożna obciążyć rurę, jeżei opuscane naprężenie w spoinie wynosi k r = 90 Ma. s OZOSTAŁE DANE: = 127, s = 6. WSKAZÓWKA: wynacyć naprężenie norane σ n i stycne τ. Zastosować wór: M s M s M g s M g 21. OŁĄCZENIE SAWANE. Dwie rury jak na rysunku połącono spoiną cołową i obciążono oente ginający M g ora siłą rociągającą = 20 kn. Obicyć aksyaną wartość oentu ginające, który ożna obciążyć rurę, jeżei opuscane naprężenie w spoinie wynosi k r = 90 Ma. OZOSTAŁE DANE: = 50.8, s = 3. WSKAZÓWKA: wynacyć naprężenie o rociągania σ i wór na naprężenie o ginania σ M. Instytut Konstrukcji Masyn, Instytut ojaów Synowych 9

10 ODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN (Zaania prykłaowe, cęść I) 2015/ OŁĄCZENIE SAWANE. Wspornik prestawiony na rysunku obciążony jest w oegłości = 1050 o iejsca pryspawania siłą Q = 50 kn ora siłą rociągającą = 30 kn. Obicyć aksyane naprężenie astępce w spoinach. INNE DANE: B = H = 100, g = 10. H B t g Q UWAGA: w obiceniach nie uwgęniać ścinania łący spawanych. 23. OŁĄCZENIE SAWANE. Beka wuteownikowa prestawiona na rysunku obciążona jest w śroku siłą = 30 kn. Bekę utworono (espawano) pasów one i górne ora e śronika. Każy tych eeentów skłaa się wu cęści połąconych również pre spawanie. Narysować wykres oentów ginających bekę. Obicyć aksyane naprężenie w spoinie V łącącej wie cęści one pasa wuteownika. INNE DANE: = 4800, B = 100, H = 200, g = 10, t = 6. H t B g ¼ V ¼ g UWAGA: 1) w obiceniach wskaźnika prekroju poprecne nie uwgęniać spoin pachwinowych, 2) w obiceniach naprężeń poinąć ścinanie. 24. OŁĄCZENIE SAWANE. Beka o prekroju skrynkowy prestawiona na rysunku obciążona jest w śroku woa siłai = 50 kn. Bekę utworono (espawano) pasów one i górne ora wu śroników. Każy tych eeentów skłaa się wu cęści połąconych również pre spawanie. Narysować wykres oentów ginających bekę. Obicyć aksyane naprężenie w spoinie V łącącej wie cęści one pasa beki. ⅓ ⅓ INNE DANE: = 2100 B = 120, H = 250, g = 12, t = 7. H t B g V g UWAGA: 1) w obiceniach wskaźnika prekroju poprecne nie uwgęniać spoin pachwinowych, 2) w obiceniach naprężeń poinąć ścinanie. Instytut Konstrukcji Masyn, Instytut ojaów Synowych 10

11 ODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN (Zaania prykłaowe, cęść I) 2015/ OŁĄCZENIE SAWANE. łaskownik połącono bachą spoiną pachwinową. Złące obciążono siłą rociągającą jak na rysunku. Obicyć wartość aksyaną siły jesi naprężenie opuscane w spoinie wynosi 150 Ma. OZOSTAŁE DANE: b = 50, = 75, grubości ścianek: g 1 = 5, g 2 = 6. WSKAZÓWKA: grubość spoiny a wynacyć na postawie grubości bach. a b g 1 g OŁĄCZENIE SAWANE.. Dwie bachy połącono spoiną pachwinową jak na rysunku. Złące obciążono siłą rociągającą. Obicyć wartość aksyaną siły jeśi naprężenie opuscane w spoinie wynosi 100 Ma. a b g 1 OZOSTAŁE DANE: b = 35, = 55, grubości ścianek: g 1 = 4, g 2 = 6. WSKAZÓWKA: grubość spoiny a wynacyć na postawie grubości łąconych bach. g 2 Instytut Konstrukcji Masyn, Instytut ojaów Synowych 11

12 ODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN (Zaania prykłaowe, cęść I) 2015/ OŁĄCZENIE ŚRUBOWE. Obicyć jaką siłą F oże być obciążone łące śrubowe (jak na rysunku) jeśi nakrętka gwinte = M okręcona jest oente M = 40 N. F/2 D µ F DANE: śrenia śrenica gwintu s = , współcynnik tarcia na gwincie i po nakrętką µ s = 0.12, współcynnik tarcia poięy bachai µ = 0.1, śrenia śrenica tarcia po nakrętką D = 16. F/2 µ WSKAZÓWKA: Obciążenie F powinno być preniesione a pośrenictwe tarcia poięy bachai. 28. OŁĄCZENIE ŚRUBOWE. Obicyć jaki oente M naeży okręcić nakrętkę łąca śrubowe gwinte = M16 2 (jak na rysunku) jeśi a ono prenieść siłę poprecną F = 6.2 kn. Obicyć naprężenie astępce w śrubie. F/2 F/2 F/2 F/2 D µ D µ µ F DANE: śrenia śrenica gwintu s = , śrenica renia gwintu r = , współcynnik tarcia na gwincie i po nakrętką µ s = 0.11, współcynnik tarcia poięy bachai µ = 0.1, śrenia śrenica tarcia po nakrętką D = 21. WSKAZÓWKA: Obciążenie F powinno być preniesione a pośrenictwe tarcia poięy bachai. 29. OŁĄCZENIE ŚRUBOWE. Obicyć jaki oente M naeży okręcić każą wu śrub = M (jak na rysunku) aby połącenie ogło prenieść siłę F = 5 kn. Obicyć naprężenie rociągające w reniu śruby. F DANE: śrokowa bacha jest 2 ray grubsa niż bachy ewnętrne, śrenia śrenica gwintu śruby s = , śrenica renia śruby 3 = 9.698, współcynnik tarcia na gwincie i po nakrętką µ s = 0.15, współcynnik tarcia poięy bachai µ = 0.12, śrenia śrenica tarcia po nakrętką D = OŁĄCZENIE ŚRUBOWE. Nakrętka o gwincie etrycny M16 2 ostała nakręcona na śrubę (jak na rysunku) kuce o łuści = 210 pry użyciu siły ręki F. Sprawić, cy ożiwe jest okręcenie tej nakrętki, pre tę saą osobę, jeśi współcynnik tarcia wrósł 3 krotnie. Instytut Konstrukcji Masyn, Instytut ojaów Synowych 12

13 ODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN (Zaania prykłaowe, cęść I) 2015/2016 D DANE: śrenia śrenica gwintu s = , współcynnik tarcia na gwincie i po nakrętką µ = 0.12, współcynnik tarcia pocas okręcania µ o = 3µ, śrenia śrenica tarcia po nakrętką D = 20. F WSKAZÓWKA: ryjąć siłę F (użytą pocas okręcania nakrętki) wg oceny ożiwości własnej ręki. Obicyć siłę naciągu śruby a następnie oent okręcania i siłę F o. Ocenić jej wiekość. F o 31. OŁĄCZENIE ŚRUBOWE. Z jaki oente naeży okręcić śrubę ociskową = M (jak na rysunku) aby siła ocująca płaskownik była równa Q = 5 kn. Obicyć też oent okręcania śruby ora aksyane naprężenie w prekroju niebepiecny n n. Q DANE: śrenia śrenica gwintu śruby s = 8.647, śrenica renia śruby r = 8.355, współcynnik tarcia na gwincie i w iejscu ocisku µ = 0.1, śrenica stopy śruby D = 7. WSKAZÓWKA: wór na śreni proień tarcia po płaską stopą śruby r sr = D/3. D n Q 32. OŁĄCZENIE ŚRUBOWE. Z jaki oente naeży okręcić śrubę ociskową = M (jak na rysunku) aby siła ocująca płaskownik była równa Q = 12 kn. Obicyć też naprężenia w prekrojach ora n. DANE: śrenia śrenica gwintu śruby s = , śrenica renia śruby r = 9.698, współcynnik tarcia na gwincie i w iejscu ocisku µ = 0.1, śrenica stopy śruby D = 9.5. WSKAZÓWKA: wór na śreni proień tarcia po płaską stopą śruby r sr = D/3. D Instytut Konstrukcji Masyn, Instytut ojaów Synowych 13

14 ODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN (Zaania prykłaowe, cęść I) 2015/2016 n 33. OŁĄCZENIE ŚRUBOWE. Z jaki oente naeży okręcić śrubę ociskową = M (jak na rysunku) aby siła ocująca preiot (płaskownik) była równa Q = 15 kn. Obicyć uśrenione naciski kontaktowe (w Ma) poięy stopą śruby a preiote. Który prekrój cy n jest bariej niebepiecny? D Q DANE: śrenia śrenica gwintu śruby s =11.188, śrenica renia śruby r = , współcynnik tarcia na gwincie i w iejscu ocisku µ = 0.15, śrenica stopy śruby D = WSKAZÓWKA: wór na śreni proień tarcia po płaską stopą śruby r sr = D/ OŁĄCZENIE ŚRUBOWE. Na rysunku prestawiona jest nakrętka ryska wra woa śrubai ockowyi służąca o napinania staowe cięgna - rutu o śrenicy t ora o łuści. Jena e śrub jest całkowicie unieruchoiona. Jaki oente M i ie ray naeży obrócić nakrętkę aby uyskać ałożony naciąg rutu siłą Q. Obicyć też aksyane naprężenie w ty cięgnie. M Q cięgno DANE: Gwint = M16 1.5, Q = 0.5 kn, t = 2, = 25, ateriał cięgna: sta o oue E = 210 Ga, śrenia śrenica gwintu śruby s = , współcynnik tarcia na gwincie µ = WSKAZÓWKI: Nakrętka ryska awiera jenej strony gwint prawy a rugiej ewy. ocas kręcenia nakrętką ucha śrub powinny być abokowane pre obrote. Wykorystać prawo Hooke a: σ = Eε, gie ε = /, = wyłużenie cięgna. 35. OŁĄCZENIE ŚRUBOWE. Na rysunku prestawiona jest kotew (ankra) w postaci ługie staowe pręta gwintowane (gwint = M ) wra nakrętkai po obu stronach. Kotew oże służyć np. o ściągania pękniętych konstrukcji buowanych. Jeen końców śrub ( nakrętką i preciwnakrętką) jest całkowicie unieruchoiony. Jaki oente M naeży obracać nakrętkę aby uyskać ałożony naciąg siłą Q. Obicyć też naprężenie astępce w pręcie ora kąt je skręcenia ϕ. DANE: Q = 10 kn, = 1, śrenia śrenica gwintu śruby s = 9.698, śrenica renia gwintu śruby r = Q, współcynnik tarcia na gwincie i po nakrętką µ = 0.12, śrenia śrenica tarcia po nakrętką D = 16. M s WSKAZÓWKA: Wykorystać wór na kąt skręcenia: ϕ =, gie M s oent skręcający pręt, J o = GJ o biegunowy oent bewłaności je prekroju, G = 81 Ga. Instytut Konstrukcji Masyn, Instytut ojaów Synowych 14

15 ODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN (Zaania prykłaowe, cęść I) 2015/ ŁOŻYSKA TOCZNE. Sprawić cy obre obrano łożyska kukowe skośne o poparcia wałka prekłani ębatej obracające się e stałą prękością obrotową n = /in. Reakcje popór wynosą opowienio: F r1 = 5350 N, F r2 = 9600 N, F w = 970 N. Łożysko 1 Łożysko 2 OZOSTAŁE DANE: Łożysko 1: 7308B, C 1 = N; łożysko 2: 7213B, C 2 = N, e = 1.14; X = 0.35; Y 1 = Y 2 = 0.57; V = 1. Wyagana trwałość łożysk wynosi L h = 3000 h. 37. ŁOŻYSKA TOCZNE. Wałek prekłani poparty jest a poocą wóch łożysk kukowych skośnych. Sprawić prawiłowość oboru łożysk e wgęu na nośność ruchową korystając warunku L wy (C/F) k. OBJAŚNIENIA: L wy wyagana trwałość w n obrotów, C nośność ruchowa, F ai siła osiowa, F ri siła proieniowa, F siła astępca, k = 3. Jeśi F a /F r > e, wtey F = XF r +YF a, w preciwny prypaku F = F r. Da ukłau O jak na rysunku F a1 = ½F r1 /Y 1, F a2 = F a1 +F w. ŁOŻYSKO 2: 7210B ŁOŻYSKO 1: 7211B L wy = 1250 n obr C = N C = N e = 1.14 e = 1.14 X 2 = 0.35 X 1 = 0.35 Y 2 = 0.57 Y 1 = 0.57 F w = 600 N F r2 = 1500 N F r1 = 3200 N Instytut Konstrukcji Masyn, Instytut ojaów Synowych 15

16 ODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN (Zaania prykłaowe, cęść I) 2015/ ŁOŻYSKA TOCZNE. Da ukłau łożysk jak na rysunku obicyć trwałości inowe L h1 ora L h2 korystając woru L = (C/F) k. Obroty wałka wynosą: n = /in, siła włużna F w = 600N. Da obu łożysk kataogu ocytano: e = 1.14, X = 0.35, Y = OBJAŚNIENIA: L trwałość w n obrotów, C nośność ruchowa, F siła astępca, k = 3 ub 10/3. Jeśi F a /F r > e, wtey F = XF r +YF a, w preciwny prypaku F = F r. ŁOŻYSKO 2: 7211B ŁOŻYSKO 1: 7210B 2 = 55 1 = 50 C = N C = N F r2 = 1500 N F r1 = 3200 N F a2 = F a1 +F w F a1 = 0.5F r1 /Y ŁOŻYSKA TOCZNE. Na ałącony skicu prestawiono węeł ułożyskowania wału łożony wóch łożysk (obranych wg kataogu SKF). Obicyć a obywu łożysk ich trwałości inowe L h1 ora L h2. Obroty wału wynosą: n = 2000 in -1. C nośność ruchową ane łożyska ora inne wiekości poano w poniżsej tabei. DANE: ŁOŻYSKO: 1 2 Onacenie: 6210 N210 Kat. SKF C = N F r = N F a = 700 N e = 0.24 X = Y = WSKAZÓWKA: astosować wór (C/) k = L, gie k = 3 ub 10/ ŁOŻYSKA TOCZNE. Obicyć trwałość inową łożyska tocne kukowe 6312 obracające się e stałą prękością obrotową n = 900 [1/in]. W casie całe casu pracy łożysko jest obciążone (jak na rysunku) okresowo ienny ukłae sił proieniowych F r i poosiowych F a o wartościach poanych niżej w tabei (okres ian obciążenia wynosi T). W obiceniach pryjąć prypaek obciążenia ruchoy wałek. Instytut Konstrukcji Masyn, Instytut ojaów Synowych 16

17 ODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN (Zaania prykłaowe, cęść I) 2015/2016 i Cas pryłożenia obciążenia Siła proieniowa F r Siła poosiowa F a 1 T 1 = ⅓ T 3500 N 3000 N 2 T 2 = ⅓ T N 3 T 3 = ⅓ T 4500 N 700 N DANE: Nośność ruchowa łożyska 6312: C = [N], e = 0.19, współcynniki obciążenia: X = 0.56, Y = UWAGA: śrenią siłę astępcą obica się wg woru: 3 k k = i i= 1 αi, gie k = 3, i siła astępca, α i = a i = 1, 2, 3. T T i 41. ŁOŻYSKA TOCZNE. Wałek prekłani ębatej wacowej o ębach skośnych, poparty jest a poocą wóch łożysk tocnych kukowych wykłych A ora B. Łożysko A 6406 pracuje jako proieniowo-osiowe, natoiast łożysko B - tyko jako proieniowe. Sprawić prawiłowość oboru łożyska A, e wgęu na nośność ruchową korystając woru L = (C/) k. OBJAŚNIENIA: n obroty wałka, L h trwałość inowa, L trwałość w n obrotów, C nośność ruchowa, a siła osiowa, r siła proieniowa, siła astępca, k = 3. Jeśi a / r > e, wtey = X r +Y a, w preciwny prypaku = r. n = 750 1/in e = 0.39 r = 6000 N C = N X = 0.46 a = 2600 N L h = 2500 h Y = 1.38 Instytut Konstrukcji Masyn, Instytut ojaów Synowych 17