Прорачун моделирање и цртежи еластичне спојнице са гуменим ваљкастим улошцима шк. 2022/23. год.

Шема еластичне спојнице

Табела 3.3

Израчунати потребне параметре и моделирати еластичну спојницу на основу улазних података:

Снага која се преноси: P= 37 kW

Број обртаја погонског зупчаника: n1= 710 min-1

Материјал вратила – обода спојнице: Č.0545

Материјал клина: Č.0645

Материјал осовинице са навојем: Č.0545

Фактор спољних динамичких сила: ξKA= 1.25

На другој спојници, на којој нема уложака од гуме или полиуретана усвојити да је дужина дела спојнице на месту осовинице са навојем: b Т 3.3 М.Е.II

Усвојити подлошку JUS M.B1.011 и навртку JUS M.B1.601 крупног корака шестоугаону, осовиницу са навојем JUS M.C3.060.

Потребно је:

  1. с обзиром на радне услове димензионисати спојницу са улошцима од гуме или полиуретана (решење 3.7.б – други обод спојнице има цилиндричне проврте), усвојити стандардни димензије Т3.3 М.ЕII – спојнице са улошцима и осовиницама са навојем према JUS M.C3.060,
  2. проверити средњи површински притисак између гумених уложака и осовинице усвојен у тачки 1. Проверити напон савијања у осовиницама на месту укљештења,
  3. изабрати и проверити нормални клин без нагиба JUS.MC2.060 за спој вратила и главчине на напон смицања и површински притисак,
  4. моделирати осовиницу са навојем, навртку и подлошку,
  5. моделирати оба обода спојнице, уложак од гуме и склоп елемената усвојен - проверен на оптеређења у претходним тачкама,
  6. урадити радионичке цртеже оба обода спојнице и склопни цртеж на А3 формату папира,
  7. остале параметре усвајати према препорукама (конструктивно).

Литература - извор знања:

Машински елементи II - Спасоје Драпић

Снага која се преноси: P= 37 kW

Број обртаја погонског зупчаника: n1= 710 min-1

Угаона брзина: ω= 74.35103 rad/s

Обртни момент:

T= 497.6394 Nm

T= 497639.4 Nmm

T2.3

За материјал вратила-обода спојнице (по поставци задатка) Č.0545 из Т 2.3 М.Е.I усвајамо трајну динамичку чврстоћу на једносмерну промену напона за случај увијања:

τ(D0)= 170 N/mm2

Дозвољени напон увијања: τud= 56.66667 N/mm2

Степен сигурности усвајамо из T2.5: S= 3

T2.5

Називни пречник вратила: di= 38.24 mm

на израчунати пречник вратила додаје се дубина жљеба за клин и стандардизује се пречник вратила:

израчунатом пречнику вратила 38.23746 mm одговара дубина жлеба за клин:

t= 4.9 mm, те добијамо потребан пречник вратила:

Табела 4.7

Стандардне дужине клинова: 20, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 180, 200, ... , 400, а за нормалне клинове и још: 5, 8, 10, 12, 15, 16, 18.

d= 43.13746 mm

додавањем дубине жлеба за клин на израчунати пречник вратила прелазимо на пречнике вратила: од 44 до 50 mm (усвајањем првог већег стандардног пречника), због чега додајемо дубину жлеба за клин :

t= 5.5 mm, те добијамо потребан пречник вратила:

d= 43.74 mm и стандардизујемо пречник вратила Т 0.1 М.Е.I

како се из T 0.1 усвајају вредности за ред R5, R10, R20, R40, па тек на крају подешени бројеви, то се усваја:

Стандардни бројеви

пречник вратила на месту спојнице: d= 45 mm

Шема еластичне спојнице

провера исправности усвојеног клина:

d-t= 39.5 mm > di= 38.24 mm

T3.3

Из T 3.3 M.E.II, за оптерећење: T≈ 605 Nm усвајам мере за спојницу:

d= 25 до 60 mm

xmin= 2 mm

b= 32.5 mm

D= 200 mm

D0= 145 mm

nmax= 2860 min-1

du= 28 mm

dz= 14 mm

l1= 95 mm

l2= 120 mm

T6.1

којима одговара z= 8 уложака са навојем за коју се из Т 6.1. M.E.I. одређује пречник осовинице :

d=dz= 14 mm

Sl 6.5

дужина дела са навојем: l1= 18 mm

пречник навоја: Md= 12 mm

дужина жлеба за прелаз - израду навоја: f= 3 mm

димензије подлошке за осовиницу ∅ 14 су:

највећи пречник: d= 28 mm

пречник отвора: d0= 15 mm

висина подлошке: s= 2.5 mm

Табела 7.50

димензије навртке за навој М12 су:

отвор кључа: s= 19 mm

пречник описане кружнице око навртке: e= 21.9 mm

висина навртке: m= 10 mm

Табела 7.48

дужина осовинице се рачуна:

lmin= 79.5 mm

усвајам стандардну дужину осовинице: l= 80 mm

стандардна ознака усвојене осовинице је:

осовиница са навојем 14 h11x80 JUS M.C3.060

сада се може израчунати растојање између обода спојнице, у другом ободу спојнице део без навоја се наслања на упуст за осовиницу:

y= 5.5 mm

усвајам растојање између спојница:

x= 3 mm

Шема еластичне спојнице

решење сл. М.Е.II 3.7.б

T 4.7 M.E.II називном пречнику од d= 45 mm одговара клин:

b= 14 mm

h= 9 mm

t= 5.5 mm

r= 0.5 mm

дужина клина реално могућа: l= 80 mm

јер је дужина спојнице: l1= 95 mm

Табела 4.7

Стандардне дужине клинова: 20, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 180, 200, ... , 400, а за нормалне клинове и још: 5, 8, 10, 12, 15, 16, 18.

Обимна сила на клину: Ftk= 27646.63 N

Сл. 4.37

Дубина жлеба за клин у главчини: t1= 3.5 mm

Усвајамо да је главчина од челика или челичног лива.

За главчину од челика или челичног лива , корисна дужина клина је: lk=l-b

Дозвољени површински притисак: pd= 75 до 100 N/mm2

Површински притисак између клина и вратила се рачуна по обрасцу: p1=Ftk/lk/t<pd

Површински притисак између клина и главчине се рачуна по обрасцу: p2=Ftk/lk/t1<pd

Како је: t1<t следи да је p2>p1

Стр. 108 М.Е.I усвајамо стандардну дужину клина: l= 80 mm

корисна дужина клина је: lk=l-b= 66 mm

Површински притисак између клина и главчине:

p2= 59.8412 N/mm2 < pd= 75 до 100 N/mm2

усвајам два клина промера под 120°

Ознака усвојеног клина: Клин без нагиба 14x9x80 Č.0645 JUS M.C2.060

Напон смицања: τs= 14.9603 N/mm2

T2.3

Из Т 2.3 М.Е.I за Č.0645: ReH= 320 N/mm2

T2.5

Степен сигурности усвајамо из T2.5: S= 3

Дозвољени напон смицања: τsd= 85.33333 N/mm2

Напон смицања је мањи од дозвољеног: τs<τsd

друго вратило треба да буде већег пречника , па усвајам пречник из Т 0.1. М.Е.I:

d= 47.5 mm коме одговара клин истих димензија као и код вратила I, само је обод спојнице дужи, па је клин дужи:

Стандардни бројеви

дужина обода спојнице: l2= 120 mm

Стр. 108 М.Е.I усвајамо стандардну дужину клина: l= 110 mm

Површински притисак између клина и главчине се рачуна по обрасцу: p2=Ftk/lk/t1<pd

корисна дужина клина је: lk=l-b= 96 mm

Обимна сила на клину: Ftk= 26191.55 N

Површински притисак између клина и главчине:

p2= 77.95103 N/mm2 < pd= 75 до 100 N/mm2

усвајам један клин

Ознака усвојеног клина: Клин без нагиба 14x9x110 Č.0645 JUS M.C2.060

Напон смицања: τs= 19.48776 N/mm2

Напон смицања је мањи од дозвољеног: τs<τsd

осовиница је оптерећена на савијање, које представља једносмерно промењиво оптерећење за осовиницу:

трајна динамичка чврстоћа на једносмерно промењиво оптерећење за материјал осовинице Č.0545 усвајамо из T 2.3 M.E.I

σD(0)= 350 N/mm2

T2.3

момент савијања се рачуна по једначини:

Ms= 27616.84 Nmm

обимна сила на једном улошку - осовиници: Ft1= 1072.499 N

аксијални отпорни момент инерције површине попречног пресека пречника осовинице који трпи оптерећење:

W= 269.3916 mm3

напон савијања износи: σ= 102.5156 N/mm2

провера степена сигурности: s= 3.414114

степен сигурности задовољава треба да буде у границама 2 до 3! Посматрани попречни пресек је предимензионисан, или је површина п.п. одређена из других услова.

провера средњег површинског притиска између осовинице и уложака:

p<pdoz

дозвољени површински притисак за улошке од гуме:

pdoz= 2.4 N/mm2

средњи површински притисак: p= 2.35714 N/mm2

Површински притисак задовољава: p<pdoz

На цртежу кота 51 mm треба да буде 51.1 mm (погледај Т 4.7)!

Цртеж десног обода

На цртежу кота 48.5 mm треба да буде 48.6 mm (погледај Т 4.7)!

Цртеж левог обода
Цртеж склопа еластичне спојнице