Segélet a menetes orsó - anya felaathoz Összeállította: Dr. Kamoni László egyetemi ocens, tárgyelőaó Tóbis Zsolt tanszéki mérnök, felaat felelős Terhelhetőségi vizsgálat Az ismert geometriai méretek, és anyagjellemzők ismeretében a különböző igénybevételek alapján meg kell határozni a menetes orsó-anya kapolat terhelhetőségét. Vizsgálni kell a kapolatot: felületi nyomásra, menettő hajlításra (orsó, anya), és az orsót összetett igénybevételre. A számításokat az előaáson elhangzottak ismeretében kell elvégezni (segítséget nyújt a mellékelt mintapéla). Jellemző méretek és paraméterek a. A menetes orsó műköő hossza l. b. A menetes orsó és anya átmérője és menetemelkeése Tr x, ahol: () a trapézmenet névleges átmérője, () a menet emelkeése. c. A menetes orsó (Fe 90- acél), és anya anyaga (Bz bronz).. Az anya orsóval érintkező menetének hossza ha (az anya magassága). 1. ábra. Trapézmenetű orsó-anya kapolat axonometrikus ábrája a terhelésekkel A felaat két részből áll: 1. Szerkesztési felaat: Az 1. számú mellékletben megaott mintarajz és az 1. táblázatban rögzített aatok (a gyakorlatvezető aja meg személyenként) alapján meg kell rajzolni a menetes orsóanya kapolatot (ak a vetületi ábrákat, az axonometrikusat nem). A menetes orsóanya kapolat méreteit a mintarajz méretvonalain szereplő összefüggések segítségével kell meghatározni. A méreteket kerekíteni lehet általában egész értékre (aki ebben bizonytalan kérjen segítséget a gyakorlatvezetőjétől). A rajzon a minta szerinti méreteket fel kell tüntetni. A rajzhoz arabjegyzék tartozik, melynek eleme van: 1. enetes orsó,. Anya. E felaatrész ak gyakorlati órán készíthető el. 1
. Ellenőrzési felaat Felaat meghatározni az aott paraméterekkel renelkező orsó és anya terhelhetőségét (Ft [N]? ): - felületi nyomás; - menettő hajlítás; - összetett igénybevétel alapján. Az ellenőrzést az elkészített rajz paramétereivel kell elvégezni. A azámított terhelések minimális értéke aja a szerkezet teherbírását! intafelaat Alapaatok: Anya anyaga bronz: [Bz] p meg 5 N/ Orsó anyaga acél: [Fe 90-] R eh 85 N/ Biztonságtényező: n hjmeg 15 N/ Az 1. és a. táblázat alapján enet mérete Tr x 5 Névleges méret: Orsó magátmérője: 0,5 enet közepes átmérője:,5 Anyamenet mag átmérője: D 1 1 Anyamenet külsőátmérője: D 7 enetemelkeés: 5 rofilszög: β 0 0 fok Anyamagasság: h a 50 Résméret: a c 0, 5 1.) Az első lépés a menet geometriai méreteinek meghatározása Érintkező menetek száma: z h a 50 5 10b Hasznos anyamagasság: Az anyamenet magátmérője: Az anyamenet külsőátmérője: A menet középátmérője: Az orsó magátmérője: h a 1,5x 1,5 x 9 D1 5 1 D + ac + 0,5 7 0,5 0,5 5, 5 D ac 1 0,5 0 1
enettő hajlítási karja: enettő vastagság:,5 0 l0 1, 75 0 β 5 0 s0 + l0tg + 1,75 tg, ásorenű nyomaték: πs0,5 π (,) I 1 1 50,.) Terhelhetőség meghatározása felületi nyomásra Az orsó és anya menetei között a terhelés hatására felületi nyomás keletkezik. Számítás alapösszefüggése az ábra alapján: p p meg, ahol: p F t za Ft az egy menetre eső erő Ft 1 z N egengehető felületi terhelés: p meg 5 A terhelést felvevő menetfelület: D1 () (1) A π π 18,75 A felületi nyomásra megengehető terhelés: N Ft pmeg A z 5 18,75 10 9N.) Terhelhetőség meghatározása menettő hajlításra a. Orsónál Hajlító nyomaték az ábra alapján és ebből a feszültségegyensúly: hj l 0 Ft z K hjmeg hj K hj meg R n eh A Keresztmetszeti tényező: πs0 0 π (,) K 1
N 85 R N A megengeett hajlítófeszültség: eh hjmeg 95 n Az orsóra menettő hajlításából megengehető terhelőerő: N s h 0 (,) 95 50 π 0 π hjmeg a F t 77N l 1,75 5 0 b. Anyánál: Hajlító nyomaték az ábra és a feszültség egyensúlyból: hj l 0 Ft z K hjmeg Keresztmetszeti tényező: Dπs0 7 π (,) K 17, hjmeg 15N / Az anyára menettő hajlításból megengehető terhelőerő: N D s h 7 (,) 15 50 π 0 π hjmeg a F t 19055N l 1,75 5 0.) Terhelhetőség meghatározása összetett igénybevétel alapján enetprofil Terhelőerő és avaró nyomaték
A menetes orsót (1. ábra) és az anyát axiális irányban F t nyomóerő, valamint avaró nyomaték terheli. Ebből a reukált feszültség és a feszültség egyensúly HH szerint R β n eh meg re h, ny + βτ A nyomófeszültség: h, ny F t π A avaró feszültség a avaró nyomatékból: ahol: τ arctg Ft tg( ρ + α ) K p π 1 µ 0,18 18 o β 0 cos cos o o o ρ arctgµ 0,18 10,5 µ 0, melyben: µ 0, 18 α π és 5 tgα 0,079577 α π 0 π o,55 Átalakítás, behelyettesítés után egyenlőséget feltételezve: meg Ft π F ( ) ttg ρ + α + β π 5
melyből az összetett igénybevételre megengehető terhelés F t 1 π 1 (0) π R n eh ( ρ + α ) tg + β π 1 N 85,5 tg + (0) π 1 ( 10,5 +,55) 188N 5.) A tényleges terhelhetőség meghatározása A különböző igénybevételekre kapott terhelhetőségi értékek közül a felületi nyomásra aóik a legkisebb, ezért a szerkezeti elemkapolat maximális terhelést a felületi nyomás aja: Felületi nyomás enettő hajlítás Orsó Anya Összetett igénybe 9 N 77 N 19055 N 188 N Kerekítve a megengehető terhelés: 9 00 N.
1. számú melléklet: Aattáblázat a trapézmenet méreteire 8 0 8 0 D D D 1 A [cm ] 8 17 7 18,7 5,5 0 7 1,1 5,5,5, 8 19 9 0,8 5 5,5 9,80 7 5,5 8,5 5,11 10 5 19 1 0,8 7 1,1 8,5,5 0,5 7 5,5 10 7 1, 9 5,91 0,5 8,5,5 9,8 10 9 5,1 1 7 5 8 5,7,5 0,5,5 1 7,1 10 1 5 7,91 9 7 0,1,5,5,5 8,0 10 7 9 8 5,7 5 1 9 7,55,5,5 8,5 5 9,5 10 5 9 1 0,1 7 1 8,55 8,5,5 0,5 7 10,5 10 7 1 7,55 9 5 9, 0,5 8,5,5 9 11, 1 8 1 5 7,55 8 0 5 5 9,,5 0,5,5 1 1,88 1 0 7 8,55 8 7 7 8 10,75,5,5,5 1,19. számú melléklet: Aattáblázat a trapézmenet menetemelkeéseihez tartozó réshézagokra enetemelkeés Réshézag a c 0,5 5-1 0,5 1-1 7
8
9