Obecné strojní části 1 Příloha s příklady

Podobné dokumenty
Obecné strojní části 1 Příloha s příklady

Spoje pery a klíny. Charakteristika (konstrukční znaky)

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE. Návrh rozměru čelních ozubených kol je proveden podle ČSN ČÁST 4 PEVNOSTNÍ VÝPOČET ČELNÍCH A OZUBENÝCH KOL.

Kapitola vstupních parametrů

Části a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ HŘÍDELE A ČEPY

1 Úvod do konstruování 3 2 Statistické zpracování dat 37 3 Volba materiálu 75 4 Analýza zatížení a napětí Analýza deformací 185

10.1. Spoje pomocí pera, klínu. hranolového tvaru (u klínů se skosením na jedné z ploch) kombinaci s jinými druhy spojů a uložení tak, aby

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1. Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Pomocné výpočty. Geometrické veličiny rovinných útvarů. Strojírenské výpočty (verze 1.1) Strojírenské výpočty. Michal Kolesa

Části a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1

Různé druhy spojů a spojovací součásti (rozebíratelné spoje)

Přednáška č.8 Hřídele, osy, pera, klíny

Šnekové soukolí nekorigované se šnekem válcovým a globoidním kolem.

OTÁZKY VSTUPNÍHO TESTU PP I LS 2010/2011

SPOJE STROJE STR A ZAŘÍZENÍ OJE ČÁSTI A MECHANISMY STROJŮ STR

Namáhání na tah, tlak

Plán přednášek a úkolů z předmětu /01

Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují

písemky (3 příklady) Výsledná známka je stanovena zkoušejícím na základě celkového počtu bodů ze semestru, ze vstupního testu a z písemky.

Části a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1

Roznášení svěrné síly z hlav, resp. matic šroubů je zajištěno podložkami.

Kreslení strojních součástí. 1. Čepy. Rozdělení čepů: a) normalizované kreslení dle norem b) nenormalizované nutno nakreslit výrobní výkres

Ing. Jan BRANDA PRUŽNOST A PEVNOST

Definujte poměrné protažení (schematicky nakreslete a uved te jednotky) Napište hlavní kroky postupu při posouzení prutu na vzpěrný tlak.

UPÍNACÍ DESKA KONÍKU SOUSTRUHU ŘADY SR SVOČ FST Bc. Milan Kušnír Západočeská univerzita v Plzni Univerzitní 8, Plzeň Česká republika

VY_32_INOVACE_C 07 03

KA 19 - UKÁZKOVÝ PROJEKT 2.3 VÝSTUPNÍ ŽLAB VÝPOČTOVÁ ZPRÁVA

Dimenzování pohonů. Parametry a vztahy používané při návrhu servopohonů.

Šroubovaný přípoj konzoly na sloup

STROJNÍ SOUČÁSTI. Podle účelu a použití se strojní součásti rozdělují na:

PRUŽNOST A PLASTICITA I

VZORY PŘÍKLADŮ KE ZKOUŠCE ZE ZK1

POŽADAVKY KE ZKOUŠCE Z PP I

Střední průmyslová škola strojírenská a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191

Příloha č. 1. Pevnostní výpočty

ČÁSTI STRO JÚ. 1. svazek

Návrh a kontrola valivých ložisek

TVAROVÉ SPOJE HŘÍDELE S NÁBOJEM POMOCÍ PER, KLÍNŮ A DRÁŽKOVÁNÍ

ANALÝZA NAPĚTÍ A DEFORMACÍ PRŮTOČNÉ ČOČKY KLAPKOVÉHO RYCHLOUZÁVĚRU DN5400 A POROVNÁNÍ HODNOCENÍ ÚNAVOVÉ ŽIVOTNOSTI DLE NOREM ČSN EN A ASME

SPOJE OCELOVÝCH KONSTRUKCÍ

Části a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1

Tuhost mechanických částí. Předepnuté a nepředepnuté spojení. Celková tuhosti kinematické vazby motor-šroub-suport.

STROJNICKÉ TABULKY II. POHONY

Přednáška č.12 Čepy, kolíky, zděře, pružiny

Obr. 1 Schéma pohonu řezného kotouče

kolík je v jedné nebo více spojovaných součástech usazen s předpětím způsobeným buď přesahem naráženého kolíku vůči díře, nebo kuželovitostí

PŘEVODY S OZUBENÝMI KOLY

DIMENZOVÁNÍ PODVOZKU ŽELEZNIČNÍHO VOZU PRO VYSOKÉ KOLOVÉ ZATÍŽENÍ SVOČ FST_2018

Části a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1

Schéma stroje (automobilu) M #1

Pružnost a pevnost (132PRPE) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady. Část 1 - Test

Dovolené napětí, bezpečnost Zhotoveno ve školním roce: 2011/2012 Jméno zhotovitele: Ing. Iva Procházková

A D A P T É R Y P R O K U Ž E L O V Á U P Í N A C Í P O U Z D R A T. L.

Teorie prostého smyku se v technické praxi používá k výpočtu styků, jako jsou nýty, šrouby, svorníky, hřeby, svary apod.

Části a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1

NAMÁHÁNÍ NA KRUT NAMÁHÁNÍ NA KRUT

STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA STROJÍRENSKÁ a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191. Obor M/01 STROJÍRENSTVÍ

14.11 Čelní válcová soukolí se šikmými zuby

Příklad č.1. BO002 Prvky kovových konstrukcí

Czech Raildays 2010 MODIFIKACE OZUBENÍ

3.2 Základy pevnosti materiálu. Ing. Pavel Bělov

Pevnostní výpočty náprav pro běžný a hnací podvozek vozu M 27.0

NÁVRH VÝZTUŽE ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S MALÝM OTVOREM

ŠROUBOVÉ SPOJE VÝKLAD

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1. Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Organizace a osnova konzultace III-IV

Betonové konstrukce (S) Přednáška 3

Části a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1

NÁVRH ČELNÍHO SOUKOLÍ SE ŠIKMÝMI ZUBY VŠB TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA FAKULTA STROJNÍ, KATEDRA ČÁSTÍ A MECHANISMŮ STROJŮ. Vysokoškolská příručka

Vzpěr, mezní stav stability, pevnostní podmínky pro tlak, nepružný a pružný vzpěr Ing. Jaroslav Svoboda

4. Napjatost v bodě tělesa

Výpočet skořepiny tlakové nádoby.

STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA STROJÍRENSKÁ a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191. Obor M/01 STROJÍRENSTVÍ

Předpjatý beton Přednáška 9. Obsah Prvky namáhané smykem a kroucením, analýza napjatosti, dimenzování.

Axiální kuličková ložiska

Svěrná hřídelová pouzdra

PRŮŘEZOVÉ CHARAKTERISTIKY

Příklad č.1. BO002 Prvky kovových konstrukcí

Je-li poměr střední Ø pružiny k Ø drátu roven 5 10% od kroutícího momentu. Šroub zvedáku je při zvedání namáhán kombinací tlak, krut, případně vzpěr

Martin Škoula TECHNICKÁ DOKUMENTACE

ČÁSTI A MECHANISMY STROJŮ III

KLÍČOVÁ SLOVA Posuvový mechanismus, mechanické předepnutí, master-slave, tuhostní analýza

Vybrané okruhy znalostí z předmětů stavební mechanika, pružnost a pevnost důležité i pro studium předmětů KP3C a KP5A - navrhování nosných konstrukcí

BO004 KOVOVÉ KONSTRUKCE I

Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování. KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ strojní součásti. Přednáška 11

Pružnost a pevnost (132PRPE), paralelka J2/1 (ZS 2015/2016) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady.

NAMÁHÁNÍ NA OHYB NAMÁHÁNÍ NA OHYB

ZÁKLADNÍ PŘÍPADY NAMÁHÁNÍ

Předepisování rozměrů a kreslení strojních součástí lekce IV - str

Ing. Jan BRANDA PRUŽNOST A PEVNOST

Části a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1

Číslo materiálu: VY_52_INOVACE_TEK_1089

Tvorba technické dokumentace

Fyzika 2 - rámcové příklady Magnetické pole - síla na vodič, moment na smyčku

Namáhání v tahu a ohybu Příklad č. 2

OVMT Mechanické zkoušky

Tabulky únosností trapézových profilů ArcelorMittal (výroba Senica)

TLK TLK 132/ /228 TLK 133/ /227 TLK TLK TLK TLK 450/451/ /240/241 TLK

Ztráta stability tenkých přímých prutů - vzpěr

Transkript:

KKS/CMS1 Obecné strojní části 1 Příloha s příklady Spoje Přenosové části Otočná uložení Akumulátory mech. energie Hřídelové spojky Stanislav Hosnedl Verze: 06.05.2015 Tato skripta jsou spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Obsah Anotace příkladů... 3 1 SPOJE... 4 1.1 Spoje s využitím tvaru... 4 1.1.1 Spoje čepy... 4 1.1.2 Spoje kolíky... 7 1.1.3 Spoje pery... 10 1.1.4 Spoje drážkováním... 13 1.2 Spoje s využitím tření... 15 1.2.1 Spoje nalisováním (nalisované spoje)... 15 1.2.2 Spoje sevřením (svěrné spoje)... 22 1.2.3 Spoje rozpěrnými kroužky... 26 1.3 Spoje s využitím materiálu... 29 1.3.1 Spoje svary (svarové spoje)... 29 1.4 Spoje s předepjatými elementy... 36 1.4.1 Spoje šrouby (šroubové spoje)... 36 2 PŘENOSOVÉ ČÁSTI... 52 2.1. Hřídele... 52 3 OTOČNÁ ULOŽENÍ... 68 3.1 Uložení valivá... 68 4 AKUMULÁTORY MECHANICKÉ ENERGIE... 85 4.1 Pružiny... 85 5 HŘÍDELOVÉ SPOJKY... 98 5.1 Svěrné spojky... 98 5.2 Kotoučové spojky... 101 2

5 Hřídelové spojky 4 Akumulátory mech. energie 3 Otočná uložení 2 Přenosové části 1 Spoje Anotace příkladů Kapitola a podkapitola 1.1 Spoje s využitím tvaru 1.2 Spoje s využitím tření 1.3 Spoje s využ. materiálu 1.4 Spoje s využitím předepjatých elementů 2.1 Hřídele 3.1 Uložení valivá 4.1 Šroubovité pružiny Spoj čepem - namáhání Anotace příkladu Spoj spárovým axiálním kolíkem - namáhání Spoj spárovým příčným kolíkem - namáhání Spoj perem - namáhání Spoj drážkováním - namáhání Spoj nalisováním návrh pro zadané zatížení Spoj sevřením na válcové ploše - namáhání Spoj sevřením na kuželové ploše - namáhání Spoj rozpěrný mi kroužky - namáhání Spoj svarem hodnocení pevnosti - krut tupého a koutového svaru Spoj svarem hodnocení pevnosti - namáhání svařované konzoly Spoj lícovaným šroubem - dov. zatížení Spoj šroubem se šestihrannou hlavou - dov. zatížení Spoj soustavou šroubových spojení max. síla ve šroubu Spoj šroubem s válcovou hlavou - předepínání Spoj závrtným šroubem - předepínání Spoj šroubem stanovení předpětí Spoj šroubem - bezpečnost při dynamickém zatížení Hřídel - hrubý návrh středního průměru Hřídel s ozubeným kolem - namáhání a bezpečnost Hřídel - příčné posunutí od ohybové deformace Hřídel bezpečnost řezu hřídele při cyklickém zatížení Uložení s jednořadým kuličkovým ložiskem- trvanlivost Uložení hřídele na dvou jednořadých kuličkových ložiskách trvanlivost Uložení s dvouřadým soudečkovým ložiskem (1) - trvanlivost Uložení s jednoř. válečkovým a dvouř. soudečkovým lož. - trvanlivost Uložení hřídele na dvou jednořadých kuželíkových ložiskách - trvanlivost Uložení s dvouřadým soudečkovým ložiskem (2) - trvanlivost Uložení s dvouřadým soudečkovým ložiskem (3) - trvanlivost Uložení s jednořadým kuželíkovým ložiskem - trvanlivost Šroubovitá tlačná pružina - návrh průměru drátu Dvojice šroubovitých tlačných pružin posunutí od deform. a namáhání Šroubovitá tlačná pružina - návrh průměru drátu a počtu závitů Šroubovitá tlačná pružina namáhání při dynamickém ztížení 5.1 Svěrné spojky Svěrná spojka - návrh šroubového spoje 5.2 Kotouč. spojky Rozlišení důležitosti příkladů: Kotoučová spojka s lícovanými šrouby - návrh šroubového spoje Kotoučová spojka s běžnými šrouby - návrh šroubového spoje PRO ÚPLNOST K INFORMACI POTŘEBNÉ DŮLEŽITÉ 3

1 SPOJE 1.1 Spoje s využitím tvaru 1.1.1 Spoje čepy 4

DŮLEŽITÉ Př.: Proveďte hodnocení pevnosti spoje válcovým čepem DÁNO: Rozměry: Mat. souč. I, II i čepu: Zatížení: ŘEŠENÍ: Ohyb čepu: vyhovuje 5

Smyk čepu: Kde: = 60 MPa předimenzováno Stykový tlak mezi čepem a táhly I a II: Poznámka: Stykový tlak se počítá zjednodušeně na průmět válcové plochy, nepříznivý vliv nerovnoměrného rozložení tlaku se uvažuje tím, že: = 100 MPa předimenzováno pro plochý styk Tah v táhle I : = 100 Mpa předimenzováno 6

1 SPOJE 1.1 Spoje s využitím tvaru 1.1.2 Spoje kolíky 7

DŮLEŽITÉ Př.: Proveďte hodnocení pevnosti spoje podélným spárovým kolíkem Ød DÁNO: Rozměry: Mat. souč. I, II i kolíku: Zatížení: ŘEŠENÍ: Pomocné hodnoty Stykový tlak mezi kolíkem a spojovanými částmi (I a II): vyhovuje Smyk kolíku: vyhovuje = 70 MPa Poznámky: - Pokud stále (kolíky přenášejí zatížení rovnoměrně vlivem vystružení při montáži ) - Otvor pro kolík je vyvrtán až po smontování a je následně vystružen vymezení nepřesností - Návrh a hodnocení zeslabeného nosného profilu se musí provést až při výpočtu namáhání hřídele!!! 8

DŮLEŽITÉ Př. Proveďte hodnocení pevnosti spoje příčným spárovým kolíkem DÁNO: nk = 2 ks Rozměry: Mat. souč. I, II i kolíků: Zatížení: ŘEŠENÍ: Pomocné hodnoty (kolíky přenášejí zatížení rovnoměrně vlivem vystružení při montáži) Stykový tlak mezi kolíkem a spojovanými částmi (I a II): = 120 MPa předimenzováno = 70 MPa vyhovuje Smyk kolíku: 9

1 SPOJE 1.1 Spoje s využitím tvaru 1.1.3 Spoje pery 10

DŮLEŽITÉ Př.: Proveďte hodnocení pevnosti spoje perem DÁNO: np = 1 ks Rozměry: Materiály: čep hřídele I: 11 500 náboj II: 11 500 pero: 11 500 Zatížení: np = 1 ks ŘEŠENÍ: Pomocné hodnoty: Pro ocel 11 500 přibližně: Stykový tlak mezi perem a spojovanými částmi (I i II): vyhovuje = 100 MPa 11

Smyk pera: předimensováno MPa Poznámky: - Při obvyklých výrobních nepřesnostech lze součinitel 1 1 2 0,6 v závislosti na počtu per uvažovat takto: 3 0,5 - Profil normalizovaných per je určený tak, že již není třeba hodnotit! - Návrh a hodnocení zeslabeného nosného profilu se musí provést až při výpočtu namáhání hřídele!!! 12

1 SPOJE 1.1 Spoje s využitím tvaru 1.1.4 Spoje drážkováním 13

DŮLEŽITÉ Př.: Proveďte hodnocení pevnosti rovnobokého drážkování ČSN 01 4942 DÁNO: Rozměry (stř.řada): Mat. souč. I i II : Zatížení: ŘEŠENÍ: Pomocné hodnoty: Stykový tlak mezi boky drážek předimenzováno = 170 MPa Poznámky: - Profil normalizovaných drážkování je určený tak, že již není třeba kontrolovat! - Návrh a hodnocení zeslabeného nosného profilu se musí provést až při výpočtu namáhání hřídele!!! 14

1 SPOJE 1.2 Spoje s využitím tření 1.2.1 Spoje nalisováním (nalisované spoje) 15

DŮLEŽITÉ Př.: Určete uložení nalisovaného spoje a teplotu ohřátí pro montáž DÁNO: Rozměry: Materiály: čep: Zatížení: 11 500 náboj: 12 060 f = 0,15 souč. tření ve stykové ploše Rozměrové odchylky pro [ČSN EN 014202: přes 40 do 50 mm) pro: tol.znač. II H7 0 +25 p6 +26 +42 r6 +34 +50 s6 +43 +59 t6 +54 +70 u6 +70 +86 I Ud Uh ŘEŠENÍ: Výpočtové zatížení spoje MT(max) : 16 sf = 2 souč.bezp. proti prokl.

1) Návrh uložení nalisovaného spoje : 1a) Min. potřebný tlak p1potř na Ød1 : Sst (styková plocha) bezpečnost proti prokluzu FN (normálová radiální síla ) FTf (tečná síla (obvodová příp. osová) při prokluzu) Mtf (točivý moment při prokluzu) Mt(max) (točivý moment přenášený s bezpečností sf) 1b) Min. potřebný přesah na Ød1 : ( Fiktivní Hookeův zákon - pro shodné materiály a plný čep, tj. Ød0 = 0 ) dle (na Ød1) (pro plný čep, pro dutý čep obecně ) (na ohlazení - (jen!) při montáži lisováním za studena) Poznámky: Potvrzení platnosti vztahu pro - Pro snazší zapamatování: při plném čepu, tj. při a, proto v čitateli vždy znam. + a ve jmenovateli -. 17

1c) Odpovídající uložení podle ČS EN 014202 : Předvolba dle zadání: H7/?6 pro (viz tabulku v zadání) Podmínka zaručeného ( tabulkového ) přesahu: (viz tabulku v zadání) a r6 : vyhovuje uložení H7/r6 ( bude zapotřebí pro výpočet max. napětí a podmínek pro montáž) 2) Maximální stykový tlak p1 max ve stykové ploše na Ød1 : (bude zapotřebí pro výpočet max. napětí a pro montáž za studena) z fiktivního Hookova zákona (úplné odvození) 18

z úměry "trojčlenkou" (zjednodušeně s využitím předchozích výsledků) 3) Maximální napětí ve spoji : Max. napětí na Ød1 v náboji:, (, ) ( ) dvojosá napjatost (dvě hlavní napětí a žádná napětí tečná napětí) podle hypotézy 19 ( )

podle hypotézy 4) Teplota ohřátí náboje pro montáž : vyhovuje 20

Poznámka: Rekapitulace postupu návrhu nalisovaného spoje: zatížení (zadané) rozměry (zadané, příp.zvolené) 1a) (pro Mt, Fa ) 1b) ( ze 1c) uložení (1) ) ( z norem pro min. přesah) pozor u, (z norem pro max. přesah) 2) ( ze 3) ( ze ) ) +v0... přídavek na mont. vůli!!! 4a) tn,č mont (pro montáž za tepla) 4b) Fa mont (pro montáž za studena) 21

1 SPOJE 1.2 Spoje s využitím tření 1.2.2 Spoje sevřením (svěrné spoje) 22

DŮLEŽITÉ Př.: Vypočtěte dovolené zatížení svěrného spoje na válcové ploše DÁNO: Rozměry: Materiály I, IIa i IIb: 11 500 f = 0,15 souč. tř. ve st. ploše Zatížení: sf = 2 souč. bezp. proti prokluzu nš = 2 ks ŘEŠENÍ Pomocné hodnoty: = 70 MPa Min. potřebný stykový tlak p(stř) : = 70 MPa Dovolené (jmenovité) zatížení spoje Fstat : * Sst (plocha styková) Fmax(výp) Mt max(výp) FN (síla normálová) FTmez (síla tečná (obvodová příp. osová) při prokluzu) MTmez (točivý moment při prokluzu) MT (točivý moment přenášený s bezpečností sf) (zahrnutí nerovnoměrného rozložení stykového tlaku p ) * 23

DŮLEŽITÉ Př.: Vypočtěte osovou montážní sílu pro kuželový svěrný spoj DÁNO: Rozměry: Materiály: Zatížení: dov.st. tlak ve styk. ploše f = 0,15 souč.tř.ve styk. ploše prac. fmont = 0,15 souč. tř.ve st. pl.při mont. sf = souč.bezp.proti prokl. ŘEŠENÍ: Min. potřebný stykový tlak p : (úhel je malý, řešeno zjednodušeně na válci o středním průměru ds ) ( výpočtový) Sst předimenzováno 24

Montážní síla Fa MONT potřebná pro vyvození potřebného stykového tlaku p / (viz komentář v Poznámce) Sst = Poznámky: - Výše uvedený zápis silové rovnováhy na kuželi: je zjednodušeným technickým zápisem matematicky přesného zápisu:, kde a zjednodušeně vyjadřují (kruhový) diferenciál uvedených sil na (kruhový) diferenciál příslušné kružnice (resp. jejich podíl těchto sil vztažený k délce obvodu příslušné kružnice) jak je vysvětleno v přednáškách k předmětu KKS/CMS1. Hodnota FaMONT získaná teoreticky přesným řešením s uvažováním normálové síly FN na kuželi (ale i tak s nezbytným zjednodušením přenosu Mt na válcové ploše o středním průměru ds ) se liší od uvedené hodnoty 11 630 N získané zjednodušeným řešením pouze o 2,1 %. Vzhledem ke všem dalším objektivně daným zjednodušením a nepřesnostem lze proto uvedený jednoduchý způsob výpočtu považovat za technicky plně vyhovující. 25

1 SPOJE 1.2 Spoje s využitím tření 1.2.3 Spoje rozpěrnými kroužky 26

DŮLEŽITÉ Př.: Vypočtěte osovou montážní sílu FaMONT pro spoj rozpěrnými kroužky DÁNO: Rozměry: Materiály: Zatížení: dov.st. tlak ve styk. ploše f = 0,10 souč.tř.ve styk. ploše prac. fmont = 0,15 souč. tř.ve st. pl.při mont. sf = souč.bezp.proti prokl. ŘEŠENÍ: Stykový tlak p potřebný pro přenos točivého momentu (úhel je malý, lze proto řešit s dostatečnou přesností zjednodušeně na menším válci o Ød ) na předimenzováno 27

Montážní síla F a MONT potřebná pro vyvození stykového tlaku p ds S st 28

1 SPOJE 1.3 Spoje s využitím materiálu 1.3.1 Spoje svary (svarové spoje) 29

DŮLEŽITÉ Př.: Proveďte hodnocení pevnosti svarů (1) a (2) DÁNO: (z=6) F Rozměry: viz schéma Materiály všech částí: 11 373.0 pevnostní součinitele svaru: pro tupý svar pro koutový svar ŘEŠENÍ: 1) Svar 1 (koutový) 30 Zatížení: sk = souč. bezpečnosti

Výpočtové zatížení svaru: Poznámka: - Podle pravidla pro výpočet vnitřního zatížení strojní části je zatížení svaru vyjádřeno od vnějšího zatížení z jedné strany, v tomto případě ze strany síly F! Výpočet zatížení ze strany (silových a momentových) reakcí v základové desce (zde pro zjednodušení nezakreslených) by byl zbytečně složitý, protože by bylo nutné všechny tyto veličiny vyjadřovat v opačném smyslu! ) Pomocné hodnoty: a ½ úhlopříčky čtverce o straně z Dílčí napětí: od ohybu (koutový svar tečné!) od krutu od smyku 31

Maximální výsledné napětí (koutový svar fiktivní tečné napětí!): A (max) D B C (max) max. napětí v bodech A a C: vyhovuje 2) Svar 2 (tupý) Ød1 Ød Výpočtové zatížení: 0,75 l Poznámka: - I zde je podle pravidla pro výpočet vnitřního zatížení strojních části zatížení svaru vyjádřeno od vnějšího zatížení z jedné strany, v tomto případě opět ze strany síly F! Výpočet zatížení ze strany (silových a momentových) reakcí od uchycení k základové desce by byl zbytečně náročnější, protože by je bylo vše nutné zbytečně vyjadřovat v opačném smyslu! ) Pomocné hodnoty: 32

Dílčí napětí: od ohybu od krutu od smyku Maximální výsledné napětí (tupý svar redukované napětí!): A (max) D B C (max) v bodech A a C (podle hypotézy τmax ) : mírně předimenzováno 33

DŮLEŽITÉ Př:: Proveďte hodnocení pevnosti spojení částí konzoly koutovými svary DÁNO: Rozměry: Materiály všech částí: 11 373.0 Zatížení: výpočtový profil koutového svaru: ŘEŠENÍ: Pomocné hodnoty: mat. 11 373.0 34

Dílčí napětí: od ohybu (koutový svar tečné!) od smyku Maximální výsledné napětí (tečné!): Bezpečnost vůči mezi kluzu ; vyhovuje 35

1 SPOJE 1.4 Spoje s předepjatými elementy 1.4.1 Spoje šrouby (šroubové spoje) 36

DŮLEŽITÉ Př.: Vypočtěte maximální dovolené zatížení šroubového spoje s lícovaným šroubem DÁNO: Rozměry: Šroub: M16 ČSN EN 02 1111.5 Materiály: doplň.č..5 pevnostní třída 8.8 ŘEŠENÍ: Pomocné hodnoty: 8 x 100 8 x 0,1 Dovolené (jmenovité) zatížení: smyk 37 Zatížení:

DŮLEŽITÉ Př.: Vypočtěte maximální dovolené zatížení šroubového spoje s běžným šroubem se šestihrannou hlavou DÁNO: Rozměry: Šroub: M16 ČSN EN 02 1101.5 Materiály: doplň.č..5 pevnostní třída 8.8 Zatížení: ŘEŠENÍ: Pomocné hodnoty: 8 x 100 8 x 0,1 snížení vlivem závitu ; Dovolené (jmenovité) zatížení: ; FT mez Poznámka: Výpočet utahovacího momentu Mu pro požadovanou sílu ve šroubu Fš viz samostatný příklad 38

DŮLEŽITÉ Př.: Vypočtěte maximální sílu FŠmax ve šroubech v soustavě předepjatých šroubových spojů DÁNO: Rozměry: Materiály: b = 60 mm f = 0,15 H = 180 mm u = 100 mm B = 140 mm t = 70 mm l = 120 mm h = 100 mm nšs = nš = 6 poč.šroubových spojů = poč.šroubů Zatížení: F = 5000 N cdyn = 1,0 ŘEŠENÍ: Pomocná výpočtová schémata: Pracovní diagram předepjatého (zde šoubového) spoje Rozložení fiktivních stykových tlaků v dotykové ploše 39

Změny fiktivního stykového tlaku v ploše šroubového pole při zatížení: od tahu : od ohybu : Výsledný fiktivní stykový tlak od tahu a ohybu : Potřebný stykový tlak od předpjetí šroubových spojů: (odpovídající maximální síle ve šroubech po odlehčení vnějších zatížení F a Mo) sou i i el bezpe os i Maximální síla ve šroubu správně předepjatého šroubového spoje: (v předepjatém a maximálním zatíženém stavu) Poznámka: - Stykový tlak pšmax odpovídá maximální mu zatížení maximálně zatíženého šroubového spoje 40

DŮLEŽITÉ Př.: Proveďte hodnocení pevnosti jádra spojovacího šroubu při utahování a středního stykového tlaku v závitech DÁNO: Rozměry: šroub: M12 ČSN 021143.5 b = 12 mm Materiály: šroub doplň.č..5 pevnostní třída 8.8 fh 0,15 souč.tření pod hlavou šroubu fz 0,15 souč.tření v závitech Poznámka: Doporučené stykové délky závitu podle druhu materiálu (II): v edé li i ve sli i ách hli ku ŘEŠENÍ: Pomocné hodnoty: Ph = P = 1,75 mm s oupá roz e (pro jednochodé závi y!) F = F s l rov o r výsled ice rozlože á v ose roubu po obvodu závi u 41 Zatížení:

8 x 100 8 x 0,1 Poz á k - Pro pev os du 5.6 Z p edpokl du že, eriál roubu a sou ás i s v i s že vrubů kvůli roubu za klidu: s že kvůli erov o r é u rozlože z že závi ů z poh p i z s že kvůli pohybu p i z že p p pl s ická defor ce zde v k e záv du (naopak z ás i zlep rozlože l ku Poznámka: Pro závity M M lze zjed odu e po 42 závi e je shod ý

ŘEŠENÍ: Síla ve šroubu Fš a točivý moment v závitech Mz : (1a) (1b) (1a) (1b) Napětí v jádře šroubu: nevyhovuje příp: 4 nevyhovuje Poznámky: - Napětí σred je jen krátkodobé. - Pozor, je to napětí pouze při utahování (bez vnějšího zatížení šroubového spoje!) 43

Stykový tlak v závitech: (předpoklad rovnoměrného rozložení zatížení závitů, nerovnoměrnost zahrnuta v PDš,m) s že kvůli erov o r é u z že závi ů s že kvůli pohybu p i z že závi ů krá kodob Poznámky: - Pro stykové tlaky platí totéž, co pro napětí ve šr., navíc není zatížení při pohybu trvalé, krátkodobě lze proto uvedené vypočtené hodnoty p připustit - Pro výše uvedené délky zašroubování postačuje hodnocení napětí ve šroubu. 44

DŮLEŽITÉ Př.: Proveďte hodnocení pevnosti jádra šroubu při utahování a středního stykového tlaku v závitech DÁNO: Rozměry: Šroub: M12 ČSN 021174.5 b = 12 mm Materiály: doplň.č..5 pevnostní třída 8.8 fh 0,15 souč.tření pod hlavou šroubu fz 0,15 souč.tření v závitech Zatížení: Číselné hodnoty jsou analogické jako v předchozím příkladu u šroubu s vnitřním šestihranem, pouze šestihrannou matici nutné doplnit: otvor klíče k M12 ŘEŠENÍ: I přes rozdílnost konstrukčního řešení je postup řešení zcela analogický jako v předchozím příkladu u šroubu s vnitřním šestihranem! 45

DŮLEŽITÉ Př.: Vypočtěte potřebné předpětí šroubového spoje a proveďte hodnocení jeho pevnosti DÁNO: Rozměry: šroub: M16 ČSN 021101.5 Materiály: šroub.doplň.č..5 pevnostní třída 8.8 příruby:11 600 nšs = nš =8 poč.šroubových spojů = poč.šroubů ŘEŠENÍ: Pomocné hodnoty: 8 x 100 8 x 0,1 s že vrubů kvůli roubu 46 Zatížení:

Vnější tlakového válce v přírubách : = šestihranné hlavy/ matice kde podle: ch pro ch pro eisse l er ŘEŠENÍ: Výpočtový diagram předepjatého šroubového spoje Max. síla na jeden šroubový spoj: 47

Pomocné hodnoty: Weiss-Walner pro ocel Potřebné předpjetí šroubového spoje: ) Maximální síla na šroub předepjatého spoje: Poznámka: - Zjednodušený výpočet max. síly ve šroubu předepjatého spoje: nevyhovuje zvýšit 48, zlepšit materiál šroubů,

Př.: Proveďte hodnocení pevnosti dynamicky zatíženého předepjatého šroubového spoje s vrubem DÁNO: Rozměry: šroub: M16 ČSN 021101.5 Materiály: šroub.doplň.č..5 pevnostní třída 8.8 Součinitele vrubu: ŘEŠENÍ Dílčí napětí kmitavého napětí: 49 Zatížení:

Pomocné hodnoty: Mezní napětí kmitavého napětí: (hledáme se průsečík přímek - obecně čar) * 50

V tomto příkladu se dále řeší jen mezní hodnoty v průsečíku (1) a (a) : Součinitel bezpečnosti: nevyhovuje 51 úpravy vrubu, snížení zatížení, apod.

2 PŘENOSOVÉ ČÁSTI 2.1. Hřídele 52

DŮLEŽITÉ Př.: Navrhněte střední průměr hřídele z pevnostního hlediska DÁNO: Rozměry: --- Materiál: Zatížení: Poznámka: - Obrys hřídele s odstupňovanými průměry (nakreslený plnými čarami) představuje jen pro názor zatím neznámé konstrukční řešení budoucího hřídele ŘEŠENÍ: Střední návrhový (ne minimální!!!) průměr hřídele: (pouze od zatížení krutem: pro snížené dovolené napětí ) * * Poznámky k : - Protože není uvažován ohyb ani případná další namáhání, jsou pro minimalizaci uvažovány jen mezní hodnoty obvyklých rozsahů uvedených veličin a navíc je bezpečnost zvýšena na dvojnásobek. - Snížené dovolené tečné napětí je vypočteno pro, analogicky lze však vypočítat i pro materiály o jiné pevnosti (což s pomocí tradičních slepých vzorečků ) nelze! 53

DŮLEŽITÉ Př.: Proveďte hodnocení pevnosti hřídele s ozubeným kolem s čelním válcovým ozubením. DÁNO: Rozměry: průměry hřídele: Materiály ozubení (evolventní): drážka pro pero (k6) vzdálenosti: 54 hřídel: 11500 Zatížení:

ŘEŠENÍ: Vnější zatížení: Podle vztahů z teorie evolventního ozubení: cos cos cos Poznámka: Pokud by naopak Fo (případně i Fr, Fa) byla zadána, pak: ý Složky sil v podporách ( reakce ): 55

Namáhání kritických řezů hřídele se změnou profilu a/nebo zatížení: ŘEZ I. Dílčí napětí: od krutu: od ohybu: Výsledné max. napětí: předimenzované ŘEZ II. Dílčí napětí: od krutu: od ohybu: Výsledné max. napětí: ý ý ý ý předimenzované 56

ŘEZ III. Dílčí napětí: od ohybu: Výsledné max. napětí: předimenzované! ŘEZ IV Dílčí a zároveň výsledné napětí: od krutu: mírně předimenzované Poznámky: Není uvažováno zatížení od tíhových sil od hmotnosti hřídele (závislé i na orientaci hřídele (každé strojní části!) v prostoru), od dynamických sil, atd., protože zde z názoru zanedbatelný vliv (neplatí to však obecně!!!). Nejsou uvažována namáhání od smyku, tahu/tlaku (ovlivňuje konstrukce ax. uložení!), protože zde z názoru zanedbatelný vliv (neplatí to však obecně!!!). Uvedená předimenzování mohou být často způsobena z dalších konstrukční důvodů (velikostí nutného ložiska, průměrem nezbytného spoje atd. Ne vždy je tedy možné tato předimenzování snížit, natož odstranit.) 57

DŮLEŽITÉ Př.: Proveďte hodnocení příčného posuvu (tj. v rovině kolmé na osu hřídele) od ohybové deformace v záběrovém bodě ozubeného kola (tj. v místě působiště složek sil v ozubení Fo, Fr, Fa ) DÁNO: Rozměry: průměry hřídele: úseky hřídele: drážka pro pero (k6): vzdál. rad podpor / uložení: Materiály: Zatížení: hřídel: 11500 záběr.oz.kola: dov.příč.posuv ozubené kolo: Poznámka: Posunutí a natočení od deformací strojních částí se standardně řeší pro ustálené zatížení (tj. implicitně pro. Jinak se musí řešit jako výpočet dynamického systému, příp. dynamicky izolova(tel)ného podsystému TS) 58

ŘEŠENÍ: Přibližný výpočet jako nosník stálého průřezu Dílčí příčné posuvy záběrového bodu: rovina xz Pomocné hodnoty: * (rozdíl je malý) Poznámka: Při obvyklém (zjednodušeném) výpočtu: (nebo častěji odhadem) rovina yz Pomocné hodnoty: 59

Výsledný příčný posuv záběrového bodu: mírně předimenzované Poznámky k zatížení: Obvykle není uvažováno zatížení od tíhových sil od hmotnosti (závislé i na orientaci osy hřídele (každé strojní části!) v prostoru), od dynamických sil, atd., protože mají obvykle zanedbatelný vliv (neplatí však obecně!!!). Obvykle (jako zde) nejsou uvažována posunutí od smyku, tahu/tlaku (ovlivňuje konstrukce ax. uložení!), protože mají většinou zanedbatelný vliv (neplatí to však obecně, zejména u strojních částí, které nelze považovat /modelovat jako dlouhé štíhlé nosníky!!!). Poznámky k výpočtu posunutí a natočení od deformací (podle ISO, hovorově jen deformací): Uvedené vztahy pro posunutí od deformace u lze jednoduše odvodit pomocí Mohrovy metody (zatížení nosníků od momentových ploch viz. příloha)případně lze nalézt ve str. příručkách/tabulkách. Analogicky se řeší též úhly natočení průhybové čáry v místě podpor A, B a případně v záběrovém bodě ozubeného kola. Zpřesněný výpočet (jako nosník odstupňovaného průřezu) by se například řešil Mohrovou metodou pomocí redukovaných momentových ploch - viz. Např. Podklady k přednáškám, kapitola Přenosové části. 60

K INFORMACI Příloha Obecný výpočet posunutí a natočení od ohybových deformací rotační přenosové části (obecně nosníku) metodou momentových ploch - příklad pro nosník konstantního průřezu na dvou podporách zatížený osamělou silou DÁNO: ŘEŠENÍ: Pomocné veličiny: 61

Posunutí od ohybové deformace ( průhyb ): Natočení od ohybové deformace ( úhel sklonu ohybové čáry ): Poznámka: - Pří řešení posunutí a natočení jen v konkrétním místě není nutné řešit obecně pro dané místo 62, ale přímo pro

DŮLEŽITÉ Př.: Proveďte hodnocení pevnosti dynamicky zatíženého řezu hřídele s vrubem DÁNO: Rozměry: Materiály: hřídel: 11 423.0 Zatížení: řez A A (ustálené): ŘEŠENÍ: Průběhy namáhání v bodě 1 řezu A A při otáčení hřídele: Transformace průběhu napětí od krutu na veličiny harmonického kmitu: Transformace průběhu napětí od ohybu na veličiny harmonického kmitu: Poznámky: Přestože je vnější zatížení řezu A-A klidné (statické), je řez je vlivem otáčení hřídele namáhán od ohybu dynamicky! Při velkém počtu otáček ů je proto nutné hodnocení únavové pevnosti! 63

Meze únavy materiálu hřídele: pro materiál 11 423.0 přibližně: Snížené meze únavy Součinitele vrubu (v místě 1) * : : 64

Součinitele jakosti povrchu Součinitele velikosti součásti Součinitele zpevnění povrchu Zpevnění povrchu vrubu není uvažováno: * dokončení výpočtu : 65

Pomocné hodnoty (fiktivních mezních napětí do Haighova diagramu): Poznámka: Jen pro procvičení, pro zadaný způsob zatížení není výpočet Bezpečnosti nezbytný : Dílčí bezpečnosti: Výsledná bezpečnost s : mírně předimenzované 66

Poznámka: Pro obecné Bezpečnost: 67

3 OTOČNÁ ULOŽENÍ 3.1 Uložení valivá 68

DŮLEŽITÉ Př.: Proveďte hodnocení trvanlivost jednořadého kuličkového ložiska DÁNO: Množina všech axiálních (složek) sil působících na hřídel zachycená v uložení A!!! Rozměry: --- Uložení: ložisko A: 6210 Zatížení: ložisko A: (jednořadé kuličkové) hřídel: ( (n obecně: rozdíl otáček vnitř.a vněj. kroužku lož. A!) požadovaná doba běhu, tj. požadovaná (ekvivalentní) doba běhu při všech zatěžovacích stavech i = ( 1 n ): (zde n = 1 ) Součinitele X a Y pro jednořadá kuličková ložiska: tabulkově: pro e* 0,014 0,028 0,056 0,084 0,11 0,17 0,28 0,42 0,56 0,19 0,22 0,26 0,28 0,30 0,34 0,38 0,42 0,44 pro 1 0 analyticky: * 0,56 ** 2,30 1,99 1,71 1,55 1,45 1,31 1,15 1,04 1,00 ** Poznámka: - Ložisko 6210 (platí pro všechna normalizovaná valivá v rozsahu d = (20 480) m 10 x 5 69

ŘEŠENÍ Ekvivalentní zatížení: - dříve: - nyní (vždy): obv. zatížení vnitřního kroužku V = 1,0 V=1 Součinitel V již proto není v rovnicích pro výpočet Fe uváděný bod. zatížení vnitřního kroužku V = 1,2 Poznámka: pro platí: a p=3 - pro bodový styk (všechna kuličková ložiska) Trvanlivost (pravděpodobná pro 90% ložisek): á oo e bezpečnost: vyhovuje 70

DŮLEŽITÉ Př.: Proveďte hodnocení trvanlivosti jednořadých kuličkových ložisek v uložení hřídele DÁNO: Rozměry: --- Uložení: Zatížení: ložisko A: 6207 ložisko A: (jednořadé kuličkové) ložisko B: 6307 ložisko B: (jednořadé kuličkové) hřídel: (n obecně: rozdíl ot. vnitř.a vněj. kroužku lož. A /lož. B!) ŘEŠENÍ: LOŽISKO A Ekvivalentní zatížení: Trvanlivost (pravděpodobná z 90%): p=3 - pro bodový styk (všechna kuličková ložiska) bezpečnost : vyhovuje LOŽISKO B Ekvivalentní zatížení: e, X, Y - z tab. v katalogu ložisek Poznámka: pro: Trvanlivost (pravděpodobná pro 90% ložisek): P = 3 - pro bodový styk (všechna kuličková ložiska) bezpečnost : vyhovuje 71

DŮLEŽITÉ Př.: Proveďte hodnocení trvanlivosti dvouřadého soudečkového ložiska v uložení hřídele DÁNO: Množina všech axiálních (složek) sil působících na hřídel zachycená v uložení A Rozměry: ---!!! Zatížení: Uložení: ložisko A: 22207 ložisko A: (dvouřadé soudečkové) hřídel: pro: (n obecně: rozdíl otáček vnitř.a vněj. kroužku lož.!) pro: ŘEŠENÍ Ekvivalentní zatížení: - dříve: při obv. zatížení vnitřního kroužku V = 1 při bod. zatížení vnitřního kroužku V = 1,2 - nyní (vždy): V=1 Trvanlivost (pravděpodobná pro 90% ložisek): obecně pro valivá ložiska á oo e pro čárový styk bezpečnost: předimenzováno 72

DŮLEŽITÉ Př.: Proveďte hodnocení trvanlivosti jednořadého válečkového ložiska a dvouřadého soudečkového ložiska v uložení hřídele DÁNO: Rozměry: --- Uložení: Zatížení: ložisko A: NU207 ložisko A: (jednořadé válečkové) ložisko B: 22207 ložisko B: (dvouřadé soudečkové) hřídel: pro: (n obecně: rozdíl otáček vnitř.a vněj. kroužku lož.!) pro: ŘEŠENÍ: LOŽISKO A Ekvivalentní zatížení: čárový styk Trvanlivost (pravděpodobná z 90%): bezpečnost : mírně předimenzováno LOŽISKO B Ekvivalentní zatížení: Trvanlivost (pravděpodobná pro 90% ložisek): čárový styk bezpečnost : předimenzováno 73

K INFORMACI Př.: Proveďte hodnocení trvanlivosti jednořadých kuželíkových ložisek v uložení hřídele DÁNO:!!!!!! Rozměry: Uložení: Zatížení: --- ložisko A: 30208E ložisko A: (jednořadé kuželíkové) ložisko B: ložisko B:. 30207E (dvouřadé soudečkové) hřídel: ložisko A i B: (nové katalogy implicitně!) (n obecně: rozdíl otáček vnitř.a vněj. kroužku lož.!) (t obecně: doba rel.otáčení vnitř.a vněj. kroužku lož.!) pro: pro: ŘEŠENÍ (analytické bez katalogových tabulek): Pomocné hodnoty: Teoreticky možné přídavné axiální síly v ložiskách (od jejich radiálního zatížení ): smysl působení síly na hřídel smysl působení síly na hřídel 74 viz. obrázek

Teoreticky možné axiální síly na hřídel: - součet možných sil doprava - součet možných sil doleva : Porovnání možných axiálních sil na hřídel - doprava a doleva : výsl s l působ h del dopr v vnitřní kroužek ložiska A je vtlačen přes kuželíky do vnějšího kroužku p d v á iál sl ž Odpovídající výsledné axiální zatížení ložisek: na lož. A na lož.b Poznámka: Kontrola: souhlasí LOŽISKO A: Ekvivalentní zatížení: kde : Trvanlivost (pravděpodobná pro 90% ložisek): čárový styk bezpečnost : vyhovuje 75

LOŽISKO B: Ekvivalentní zatížení: Trvanlivost (pravděpodobná pro 90% ložisek): čárový styk bezpečnost : předimenzováno ŘEŠENÍ s pomocí katalogové tabulky I : Tabulka z katalogu I: 1) Identifikace katalogového vzoru v prvém sloupci (uspořádání ložisek a smyslu ax. zatížení): 1a) Uspořádání ložisek 1b) 76

doprava 2) Identifikace katalogového vzoru ve druhém sloupci (podle vzáj. velikosti přídav. axiálních sil): 3) Výpočet axiálního zatížení ložisek podle vztahů uvedených ve třetím a čtvrtém sloupci: á 3a) Ložisko A: 3b) Ložisko B: á Poznámka: V tabulce použitého firemního katalogu jsou chyby! ŘEŠENÍ s pomocí katalogové tabulky II : Tabulka z katalogu II [Valivá ložiska ZKL, Praha: SNTL 1974] : 77

1) Identifikace katalogového vzoru v prvé řádce horní nebo spodní poloviny tabulky (uspořádání ložisek a smysl ax. zatížení): 1a) uspořádání ložisek: 1b) doprava Poznámka: Původně byla v v horní i dolní části tabulky vnější ax. síla na hřídel orientována doleva: obě schémata byla totožná, vztahy ale různé opět nutná oprava po analýzách závěr: v horních schématech byla opět chyba (!), správně má být : (jak je opraveno) - Ve spodní polovině tabulky by bylo možné využít zrcadlově symetrický vzor: 1a) 1b) Další řešení pokračuje v té polovině tabulky, ve které byl identifikován odpovídající katalogový vzor: 2) Identifikace katalogového vzoru ve druhé řádce (podle vzáj. velikosti přídavných axiálních sil): 2a) 2b) 3) Výpočet ekvivalentního dynamického zatížení ložisek podle vztahů uvedených ve třetí řádce (a z něj vyplývající složky ax. zatížení) a) příp. ad 3b) Poznámka: Na ložisko však ještě musí působit vyvolaná příd. ax. síla! b) příp. ad 3a) Poznámka: V tabulce dalšího firemního katalogu jsou také chyby! Je tedy třeba kontrolovat. 78

DŮLEŽITÉ Př.: Proveďte hodnocení trvanlivosti dvouřadého soudečkového ložiska v uložení hřídele pro zadané spektrum zatížení Množina všech axiálních (složek) sil působících na hřídel zachycená v uložení A DÁNO: Rozměry: ---!!! Uložení: Zatížení: ložisko A: 23 156M ložisko A: (dvouřadé soudečkové naklápěcí) pro: hřídel: pro: (n obecně: rozdíl otáček vnitř.a vněj. kroužku lož.!) (t obecně: doba rel.otáčení vnitř.a vněj. kroužku lož.!) ŘEŠENÍ: Střední zatížení: 79

Trvanlivost (pravděpodobná pro 90% ložisek): á čárový styk bezpečnost : vyhovuje 80

DŮLEŽITÉ Př.: Proveďte hodnocení trvanlivosti dvouřadého soudečkového ložiska v uložení hřídele pro kombinované spektrum zatížení Množina všech axiálních (složek) sil působících na hřídel zachycená v uložení A DÁNO: Rozměry: --- Uložení:!!! Zatížení: ložisko A: 22208A ložisko A: (dvouřadé soudečkové naklápěcí) (nové katalogy implicitně!) hřídel: pro: (n obecně: rozdíl otáček vnitř.a vněj. kroužku lož.!) (t obecně: doba rel.otáčení vnitř.a vněj. kroužku lož.!) pro: ŘEŠENÍ: Dílčí ekvivalentní zatížení: (bylo zřejmé již od začátku) Střední ekvivalentní zatížení: 81

Trvanlivost (pravděpodobná pro 90% ložisek): á čárový styk bezpečnost: předimenzováno 82

DŮLEŽITÉ Př.: Proveďte hodnocení trvanlivosti kuželíkového ložiska v uložení hřídele pro kombinované spektrum zatížení DÁNO:!!! Rozměry: Uložení: Zatížení: --- ložisko A: 33022A ložisko A: (kuželíkové) (nové katalogy implicitně!) hřídel: pro: pro: (n obecně: rozdíl otáček vnitř.a vněj. kroužku lož.!) (t obecně: doba rel.otáčení vnitř.a vněj. kroužku lož.!) ŘEŠENÍ Dílčí ekvivalentní zatížení: Obecně: 83

Pro jednotlivé stavy zatěžovacího spektra: Střední ekvivalentní zatížení: Trvanlivost (pravděpodobná pro 90% ložisek): čárový styk bezpečnost: předimenzováno 84

4 AKUMULÁTORY MECHANICKÉ ENERGIE 4.1 Pružiny 85

POTŘEBNÉ Př. Navrhněte průměr drátu šroubovité tlačné pružiny, stanovte počet potřebných činných závitů a vypočtěte tuhost pružiny DÁNO: Rozměry: Materiál: Zatížení: drát: ČSN 42 6450.2 patentovaná uhlíková ocel (ustálené zatížení) přípustný rozsah posunutí při [Drastík, 1999, s.637] : Uvažujte jen reálný rozsah ŘEŠENÍ: Návrh průměru drátu Ød : Vzhledem k závislosti veličin q a na průměru drátu Ød nelze ho explicitně vyjádřit přímo a je nutné řešit rovnici iteracemi (aproximacemi). 86

Hrubý návrh průměru drátu Ød (pro střední hodnoty ): kde pro a pro : : Zpřesněný návrh průměru drátu Ød (pro předběžně vypočtené hodnoty ): Pro nejbližší vyšší průměr drátů na pružiny d= 6,3 mm : Poznámka: - Shodným iteračním postupem by bylo možné provést i další krok(y) zpřesnění. Protože se však zpřesněný min. průměr drátu d již prakticky rovná předchozímu hrubě navrženému, není to již třeba. 87

Maximální napětí v drátu pružiny při zatížení silou : Poměr středního průměru a průměru drátu Potřebný počet činných závitů: u kde pro kruhový průřez drátu o Ød : Tuhost pružiny: [Drastík 1999] DRASTÍK, F. et al.: Strojnické tabulky pro konstrukci i dílnu. 2. Doplněné vyd. Ostrava: MONTANEX, ISBN 80-85780-95-X. 1999 88

DŮLEŽITÉ Př. Vypočtěte posunutí od deformace a proveďte hodnocení pevnosti dvojice souosých šroubovitých tlačných pružin DÁNO: Rozměry: ØDs2 ØDs1 Materiály: Zatížení: dráty: ČSN 42 6450.2 patentovaná uhlíková ocel (ustálené zatížení) ni počty pružicích závitů ŘEŠENÍ: Posunutí od deformace: Obecně: Tuhost: Výsledná tuhost: Posunutí od deformace: 89

Namáhání drátu pružin: Rozdělení síly F na pružiny 1 a 2 (pružiny paralelně): Max. tečné napětí od krutu v drátu pružiny obecně: Max. napětí v pružině 1 předimenzováno předimenzováno 90

POTŘEBNÉ Př. Navrhněte průměr drátu a počet činných závitů dynamicky zatížené tlačné šroubovité pružiny DÁNO: Rozměry: Materiál: Zatížení: drát: ČSN 42 6450.2 vnitřní průměr pružiny patentovaná uhlíková ocel (dynamické zatížení) pro [Drastík, 1999, s.637] : Uvažujte jen reálný rozsah ŘEŠENÍ: Pevnostní podmínka pro tečné napětí v krutu v drátu pružiny při dynamickém harmonickém zatížení: 91

k c H rovnice přímky pro (Smithův diagram) horní napětí kmitu (diagram průběhu zatížení) střední napětí kmitu (diagram průběhu zatížení) 92

po dosazení: - d nelze vyjářit explicitně ( q je také závislé na d ), je proto nutné řešit numericky pro Hrubý návrh průměru drátu Ød (pro střední hodnoty Zpřesněný návrh průměru drátu Ød (pro předběžně vypočtené hodnoty Pro nejbližší vyšší průměr drátu na pružiny: : 93 ): ):

Maximální napětí v drátu pružiny při zatížení silou : é ž é ž 94

POTŘEBNÉ Př. Proveďte hodnocení pevnosti dynamicky zatížené tlačné šroubovité pružiny DÁNO: Rozměry: Materiál: Zatížení: drát: ČSN 14 260.7 (dynamické zatížení) amplituda kmitání posunutí od deformace počet činných závitů horní napětí ve Smithově diagramu ŘEŠENÍ: t u u F 95

u kde pro kruhový průřez drátu o Ød : 96

k c H Maximální napětí v drátu pružiny při zatížení silou : é ž é ž 97

5 HŘÍDELOVÉ SPOJKY 5.1 Svěrné spojky 98

DŮLEŽITÉ Př.: Navrhněte šroubové spoje pro svěrnou spojku DÁNO: Rozměry: Materiál: hřídele: ocel Zatížení: objímka: litina součinitel nerovnoměrnosti rozložení tlaku ve stykové ploše součinitel tření ve stykové ploše součinitel bezpečnosti.proti prokluzu ŘEŠENÍ Pomocné hodnoty: i Min. potřebný tlak ppotř na Ød : Sst (styková plocha) (normálová síla ve svislém směru ) bezpečnost proti prokluzu (tečná obvodová síla při prokluzu) (točivý moment při prokluzu) (točivý moment přenášený s bezpečností sf) 99

předimenzováno i Potřebná síla vyvozená jedním šroubovým spojem: Návrh šroubového spoje: Navržen šroub pevnostní třídy 5.6 (pro návrh) Navržen šroub ISO 4014 - M12 x l - 5.6 100

5 HŘÍDELOVÉ SPOJKY 5.2 Kotoučové spojky 101

DŮLEŽITÉ Př.: Navrhněte šroubové spoje pro kotoučovou spojku s lícovanými šrouby DÁNO: Rozměry: Materiál: --- Zatížení: ŘEŠENÍ: Smyková síla přenášená jedním šroubovým spojem: S smyk 102

Návrh šroubových spojů: Navrženy šrouby pevnostní třídy 5.6, počet šroubových spojů (pro návrh) Navržen šroub M10 xl ČSN 02 1111-5.6 mírně předimenzováno 103

DŮLEŽITÉ Př.: Navrhněte šroubové spoje pro kotoučovou spojku s běžnými šrouby se šestihrannou hlavou DÁNO: Rozměry: Materiál: šrouby a matice: pevnostní značka 8.8 součinitel tření ve stykové ploše součinitel bezpečnosti.proti prokluz ŘEŠENÍ: Pomocné hodnoty: Potřebná síla vyvozená jedním šroubovým spojem: bezpečnost proti prokluzu 104 Zatížení:

Návrh šroubových spojů: Navrženy šrouby pevnostní třídy 8.8, počet šroubových spojů (pro návrh) Navržen šroub ISO 4014 - M16 x l - 8.8 105