proiect om - chirila razvan

45
3.1. CRIC AUTO CU PÂRGHII Tema proiectului Să se proiecteze un cric auto pentru: - sarcină maximă F=16000 N; - distanţa minimă sol-caroserie, sub sarcină, H min =250 [mm]; - distanţa minimă sol-caroserie, sub sarcină (inclusiv înălţimea de ridicare), H max =550 [mm]. 3.1.1. Analiza temei proiectului: Cerinţe: - să se poată regla înălţimea până la caroserie ; - să deplaseze pe verticală 16000N, între H min =250 mm si H max =550 mm; - să nu alunece sub sarcină de sub caroserie (să nu se răstoarne); - să se poată acţiona manual, cu o forţă de acţionare de cel mult 150 N; - să se poată acţiona de pe o singură parte; - să nu se afunde în pământul moale. - acţionare uşoară (randament bun); - gabarit şi greutate mică; - cost redus; - durabilitate bună (cât autovehicolul); - construcţie simplă. 3.1.2. Sinteza dimensională şi studiul cinetostatic al mecanismului Proiectarea la scară a dispozitivelor ce conţin în structura lor mecanisme cu pârghii, trebuie să înceapă cu sinteza dimensională şi analiza cinetostatică a mecanismelor respective. Schema cricului auto cu pârghii este redată în figura următoare. 1

Upload: cosmin-condurache

Post on 25-Dec-2015

53 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

Organe de masini 1

TRANSCRIPT

Page 1: Proiect OM - Chirila Razvan

3.1. CRIC AUTO CU PÂRGHII

Tema proiectului

Să se proiecteze un cric auto pentru:- sarcină maximă F=16000 N; - distanţa minimă sol-caroserie, sub sarcină, Hmin=250 [mm]; - distanţa minimă sol-caroserie, sub sarcină (inclusiv înălţimea de ridicare), Hmax=550 [mm].

3.1.1. Analiza temei proiectului:

Cerinţe:- să se poată regla înălţimea până la caroserie ;- să deplaseze pe verticală 16000N, între Hmin=250 mm si Hmax=550 mm;- să nu alunece sub sarcină de sub caroserie (să nu se răstoarne);- să se poată acţiona manual, cu o forţă de acţionare de cel mult 150 N;- să se poată acţiona de pe o singură parte;- să nu se afunde în pământul moale.- acţionare uşoară (randament bun);- gabarit şi greutate mică;- cost redus;- durabilitate bună (cât autovehicolul);- construcţie simplă.

3.1.2. Sinteza dimensională şi studiul cinetostatic al mecanismului

Proiectarea la scară a dispozitivelor ce conţin în structura lor mecanisme cu pârghii, trebuie să înceapă cu sinteza dimensională şi analiza cinetostatică a mecanismelor respective.

Schema cricului auto cu pârghii este redată în figura următoare.

Fig. 3.1.1 – Schema constructivă a cricului auto cu pârghii1

Page 2: Proiect OM - Chirila Razvan

Cric auto cu pârghii

1) Sinteza dimensională

Are ca obiectiv determinarea lungimii pârghiilor cricului.- Valori recomandate:

αmin≈300; αmax≈700÷800; Δ=hi+hs≈75÷100 mm. (3.1.1)

- Valori alese:

αmin=300; Δ≈80 mm. (3.1.2)

! Atenţie: Δ nu trebuie să fie prea mic, pentru a putea fi realizat efectiv.

Trebuie determinată lungimea pârhiilor lp şi cursa cricului H, pentru valorile alese ale αmin, αmax şi Δ, astfel încât αmax să rezulte în limitele recomandate.

Ecuaţii deduse din condiţii geometrice:

(3.1.3)

(3.1.4)

(3.1.5)

αmax=75°

H=Hmax-Hmin=550-250=300[mm]

lp= [mm]

2) Studiul cinetostatic

Studiul cinetostatic se efectuează în scopul determinării forţelor care acţionează în elementele mecanismului.

Mecanismul din structura cricului auto cu pârghii constituie un sistem static determinat (gradul de mobilitate este 1 şi are un singur element conducator: şurubul).

Prin urmare, reacţiunile din cuplele cinematice se pot determina din condiţiile de echilibru.

Dacă forţa F acţionează simetric pe cupă, momentul rezultant care tinde să basculeze cricul în plan vertical este zero.

Ecuaţii de echilibru:

(3.1.6)

R64= [N]

2

Page 3: Proiect OM - Chirila Razvan

Organe de maşini 1 – Îndrumar de proiectare

(3.1.7)

16000[N]

(3.1.8)

(3.1.9)

Fig. 3.1.2 – Schema cinetostatică a cricului auto cu pârghii

Din relaţiile de mai sus rezultă că legatura dintre forţa din şurub, F1 , şi greutatea ridicată, F, este:

(3.1.10)

=27712,8[N]

Forţa din fiecare pârghie este egală cu reacţiunea din pârghie: . (3.1.11)

3

Page 4: Proiect OM - Chirila Razvan

Cric auto cu pârghii

Atenţie!: Pentru a considera solicitările maxime din pârghii şi şurub, trebuie să adoptăm valoarea .

Observaţie! Dacă forţa se aplică excentric (linia întreruptă din figura 2), apare tendinţa de rotire a pârghiei 6, pe flancul dinţilor sectoarelor dinţate ale pârghiilor fiind generată forţa Fn.

(3.1.12)

În acest caz, se vor modifica reacţiunile din bare. Pentru a simplifica problema, se consideră că excentritatea “a” este mică => Fn = neglijabil.

4

Page 5: Proiect OM - Chirila Razvan

Organe de maşini 1 – Îndrumar de proiectare

3.1.3. Proiectarea cuplei şurub-piuliţă

1) Schema logică de proiectare a unei cuple şurub-piuliţă

Fig. 3.1.3 Schema logică de proiectare a cuplei şurub - piuliţă

2) Alegerea materialului pentru cupla şurub-piuliţă:

Cerinţă:- să se asigure un coeficient de frecare redus, prin utilizarea unui cuplu de materiale cu

bune proprietăţi antifricţiune ;

Recomandare: - în general, şurubul este solicitat intens, materialul acestuia fiind oţelul;- pentru piuliţă se alege fonta sau bronzul, însă pentru încărcări mari se va alege tot un oţel

(altfel piuliţa nu va verifica la calculele de rezistenţă).5

Page 6: Proiect OM - Chirila Razvan

Cric auto cu pârghii

Materialele pentru cupla şurub-piuliţă se alege în funcţie de cerinţele şi recomandările enumerate anterior, conform tabelelor 1.20 – 1.26.

Pentru alegerea semifabricatelor se utilizează tabelul 1.19, iar pentru alegerea tratamentelor termice corespunzătoare se vor citi recomandările de la subcapitolul 1.4.2.

Atenţie!: La alegerea aliajelor pe baza de cupru, cu cât procentul de staniu din bronz este mai mare, cu atât aliajul este mai dur şi rezistă la solicitări mai mari.

Se recomandă folosirea bronzurilor pe bază de Al şi Pb, deoarece Sn este foarte scump.

Observatie! Pentru piuliţa cricului auto se poate alege oţelul, deşi există riscul de gripare. În cazul acesta, doar solicitările mari din piuliţă determină această alegere (dacă fonta sau bronzul nu sunt satisfăcătoare d.p.d.v. al rezistenţei piuliţei, revenim la alegerea materialului,).

3.1.4. Dimensionarea filetului

1) Alegerea tipului de filet şi a dimensiunilor STAS

Necunoscute: - tipul filetului;- mărimea filetului (diametre, pas etc.);- numarul de spire în contact.

Alegerea tipului de filet se face în funcţie de cerinţele aplicaţiei. Pentru aprofundarea problemei se va citi subcapitolul 2.1.

Iată cateva recomandări pentru alegerea corespunzătoare a filetelor de mişcare:Filet pătrat:- randament bun;- rezistenţă scazută a spirei;- nu asigură preluarea jocului după uzare.Filet metric:- se utilizează pentru mecanisme de mare precizie;- au randament mic;- nu este potrivit ca filet de mişcare în transmisii de putere.Filet rotund: - rezistenţă bună la oboseală;- acţionare uşoară;- pentru solicitări dinamice şi acţionări repetate, în mediu cu impurităţi. Filet fierăstrău:- bună rezistenţă şi rigiditate;- randamentul este apropiat de cel al filetului pătrat; - permite eliminarea jocului axial;- poate transmite sarcini mari variabile într-un singur sens. Filet trapezoidal: - bună rezistenţă şi rigiditate;- randament cu 4-5% mai mic decât al filetului pătrat;- permite eliminarea jocului axial rezultat în urma uzării, prin utilizarea unei piuliţe secţionate;

6

Page 7: Proiect OM - Chirila Razvan

Organe de maşini 1 – Îndrumar de proiectare

- poate transmite sarcini mari variabile într-un singur sens.

În urma analizei tipurilor de filete, pentru cricul cu acţionare simplă se va alege un filet trapezoidal (figura 2.2). Dimensiunile şi elementele caracteristice ale filetului trapezoidal sunt indicate în Tabelele 2.2 şi 2.3.

2) Predimensionarea filetului

Cerinţe:- Rezistenţa corpului şurubului la solicitare compusa (tracţiune, torsiune, încovoiere);- Rezistenţa spirelor la solicitări compuse de încovoiere, forfecare şi strivire;- Să asigure condiţia de autofrânare.

a) Predimensionarea şurubului din condiţia de rezistenţă la solicitare compusă

Solicitări:- tracţiune-compresiune;- torsiune.Materiale alese: Pentru surub 1C45 C,R

; (3.1.13)

[N]

, = forţa de compresiune, respectiv forţa axială din şurubul principal;

= factor ce ia în considerare răsucirea.

Calculul ariei necesare a secţiunii şurubului:

(3.1.14)

[mm]

Surub: Filet d=26[mm] p=5 d2=D2=23,5[mm] D4=26,5[mm] d3=20,5[mm]

D1=21 [mm]

= diametrul de fund al filetului surubului;

= tensiunea admisibila la compresiune (tractiune);

; =147[MPa] (3.1.15)

= limita de curgere, MPa

= coeficientul de siguranta la curgere;

= 1,27÷1,32—› alegem γ=1,3;

7

Page 8: Proiect OM - Chirila Razvan

Cric auto cu pârghii

=(0,25÷0,4) σc, pentru d3<30 mm;

=(0,4÷0,6) σc, pentru d3>30 mm

Observaţie! Valorea finală pentru d3 nu se cunoaşte încă, dacă este nevoie se revine cu o valoare a lui

în funcţie de d3 recalculat.

b) Verificarea condiţiei de autofrânare

La sistemele cu acţionare manuală este necesar ca autofrânarea să fie realizată de către filet. Filetele asigură autofranarea atunci când unghiul de înclinare a filetului, Ψ, este mai mic

decât unghiul de frecare redus, ( ).

Fig. 3.1.4 – Condiţia de autofrânare, analogia cu planul înclinat

= unghiul facut de forta F1 cu normala la plan.

; (3.1.16)

;

Ψ=3,833

Ψ< Verifica!

în care = unghiul profilului filetului, pentru filet trapezoidal 0

μ= coeficientul de frecare ce depinde de cuplul de material, de calitatea şi starea de ungere a suprafeţelor.μ=0,08…0,15 (oţel/bronz)

8

Page 9: Proiect OM - Chirila Razvan

Organe de maşini 1 – Îndrumar de proiectare

μ=0,08…0,2 (oţel/fontă)μ=0,11…0,25 (oţel/oţel)μ=0,08…0,18 (oţel/fontă antifricţiune)

=coeficient de frecare redus.

Observaţii !De regulă, filetele cu un singur început asigură autofranarea. În caz contrar, fie se

micşorează pasul la acelaşi diametru nominal d, fie se măreşte diametrul nominal menţinând acelaşi pas.

Coeficientul de frecare este implicat în calcule de diferite tipuri. Pentru un calculul acoperitor se recomandă să se adopte valoarea cea mai dezavantajoasă din situaţia respectivă (spre exemplu, pentru verificarea condiţiei de autofranare se aleg valori ale coeficientului de frecare la limita inferioară, în timp ce pentru calculul momentelor de înşurubare şi frecare se vor folosi valorile cele mai mari pentru coeficientul de frecare).

3) Verificarea la flambaj

Se face numai la şuruburile solicitate pe verticală, în cazul cricului simplu, cu şurub pe orizontală, nu este necesară. Prezentăm această metodologie, deoarece este valabilă şi pentru verificarea la flambaj a pârghiilor.

Şuruburile lungi, solicitate la compresiune, sunt în pericol de a flamba. Este necesar, încă din faza de proiectare, să se asigure o verificare sumară la flambaj. Deorece nu se cunoaşte încă modul de rezemare a şurubului, se va alege varianta cea mai dezavantajoasă pentru calculul de verificare la flambaj.

Fig. 3.1.5 – Tipuri de rezemare şi lungimi de flambaj

1) Se determină tipul rezemării şurubului. Pentru un şurub de secţiune constantă se poate alege pentru un calcul acoperitor la flambaj L=(1,35÷1,45)H, unde H este cursa de realizat a cricului.

2) Se calculează coeficientul de zvelteţe λ şi se determină tipul flambajului:

, (3.1.17)

unde – lungimea de flambaj, mm;

9

Page 10: Proiect OM - Chirila Razvan

Cric auto cu pârghii

– raza de inertie minima

; ; . (3.1.18)

3) Se compara λ cu valorile limita λ0.Spre exemplu, pentru OLC45, STAS-ul 880-80 indică:λ0=85a=449 MPab=1,67 MPa

Cazul a)- dacă: λ< λ0 - flambajul este plastic;Se determină forţa critică de flambaj, Ff, cu relaţia:

, în care (3.1.19)

Cazul b) - dacă λ≥ λ0 - flambajul este elastic.

Se determină forţa critică de flambaj, , cu relaţia Euler:

(3.1.20)

4). Se calculeaza coeficientul de siguranta la flambaj (Cf)

(3.1.21)

= coeficientul de siguranta admisibil la solicitarea de flambaj.

Se recomandă ≈3÷5.

Observaţie!Dacă condiţia de siguranţă la flambaj nu este îndeplinită se măreşte diametrul şurubului

(şi al filetului) şi se reia verificarea.

4) Determinarea numarului de spire in contact

Numărul minim de spire necesare pentru a fi în permanenţă în contact, Z, se determină din condiţia de rezistenţă la uzare. În acţionările cu viteze mici, principalul parametru care determină intensitatea uzării şi implicit durabilitatea , sunt tensiunile de contact (presiunea) între spire. În ipoteza repartizării uniforme a sarcinii pe spire şi neglijând unghiul de înclinare al spirei, numărul de spire necesare rezultă din relaţia :

10

Page 11: Proiect OM - Chirila Razvan

Organe de maşini 1 – Îndrumar de proiectare

(3.1.22)

Adoptam z=5

Pentru oţel pe bronz ≈7÷15(20)MPa. Pentru oţel pe oţel ≈60÷100(120)MPa. Observaţii!

- Dacă , valoarea rezultată din calcul se rotunjeşte, de regulă, la numărul natural imediat superior.

- Dacă rezultă din calcul un z < 5, alegem z=5 (limita de stabilitate a şurubului în piuliţă impunând un zmin=5).

- Dacă z > 10 se mareşte filetul sau se alege alt cuplu de materiale, care admite valori σas mai mari (pentru z > 10 există pericolul ca spira cea mai încarcată să fie suprasolicitată, datorită nerepartizării uniforme a sarcinii pe spire).

5) Verificarea spirei filetului

Dacă asemănăm filetul cu o grindă încastrată, aceasta este supusă la încovoiere şi forfecare. Deoarece cele două eforturi apar în secţiunea de încastrare, se recomandă verificarea la solicitare compusă atât a spirelor piuliţei (material cu caracteristici mecanice mai reduse), cât şi a şurubului (secţiunea de încastrare mai mică).

Fig. 3.1.6 – Încărcarea unei spire a filetului

a) Verificarea filetului piuliţei

- Solicitarea de încovoiere:

11

Page 12: Proiect OM - Chirila Razvan

Cric auto cu pârghii

, (3.1.23)

[MPa]

unde modulul de rezistenţă axială:

(3.1.24)

[MPa]

Pentru filet trapezoidal interior:

. (3.1.25)

li=1,5

- Solicitarea de forfecare:

(3.1.26)

[MPa]

unde aria de forfecare este:

(3.1.27)

[mm2]

Km= coeficient de corecţie, care ţine cont de repartiţia neuniformă a sarcinii F1 pe cele z spire, prima spiră fiind cea mai încărcată.

Se recomandă să se aleagă o valoare Km≈0,55÷0,75.Km=0,6

b) Verificarea filetului şurubului

12

Page 13: Proiect OM - Chirila Razvan

Organe de maşini 1 – Îndrumar de proiectare

Wz=25,5[mm3]Af=90,66[mm2]

[MPa]

[MPa]

[MPa]

Observaţie! Pentru verificarea filetului şurubului se aplică aceeaşi metodologie şi aceleaşi formule ca la verificarea spirei filetului piuliţei, cu specificaţia că în locul valorii D 4 se foloseşte valoarea d3.

c) Calculul tensiunii echivalente

, unde ; (3.1.28)

[MPa]

- pentru materiale tenace (oţel), se adoptă (3.1.29)

[MPa]

= limita de curgere a materialului, MPa.

= 1,5÷3(4), coeficient de siguranţă la curgere.

- pentru materiale fragile (fontă, aliaje Cu-Sn), (3.1.30)

= limita de rupere a materialului, MPa.

= (2)2,5÷5

Observaţie! Dacă se depaşeste , procedăm astfel:→ mărim numărul de spire în contact până la z=10 ;

13

Page 14: Proiect OM - Chirila Razvan

Cric auto cu pârghii

→ mărim filetul;→ utilizăm alt material.

6) Verificarea preliminară a porţiunii filetate a şurubului

Deoarece dimensiunea filetului determină implicit şi dimensiunile altor elemente ale sistemului, este util, dacă este posibil, verificarea corpului şurubului la solicitarea compusă de tracţiune-răsucire (verificarea porţiunii filetate, care este de obicei secţiunea periculoasă, având diametrul cel mai mic: ).

Solicitarea compusă a şurubului:1. compresiune-tracţiune cu forta F1

(3.1.31)

[MPa]

2. răsucire cu momentul de înşurubare M12 .

; (3.1.32)

[MPa]; [Nmm]

=moment de frecare între spirele filetului şurubului şi piuliţei.

3. Calculul tensiunii echivalente

(3.1.33)

[MPa]

; =1,5÷3 (3.1.34)

[MPa] VERIFICA!

Observaţie!

Dacă şurubul nu rezistă, se adoptă una dintre măsurile următoare (sau ambele):- se măreşte filetul;- se alege un material mai rezistent.

14

Page 15: Proiect OM - Chirila Razvan

Organe de maşini 1 – Îndrumar de proiectare

3.1.5. Alegerea lagarului axial

Drept lagăr axial pentru rezemarea şurubului se alege un rulment axial cu bile. Utilizarea unui rulment conduce la cheltuieli suplimentare (materiale şi manoperă), dar prezintă avantajul unor momente de frecare de cel puţin 10 ori mai mici decât în cazul utilizării unui lagar axial de alunecare. Durabilitatea rulmentului este mult mai mare şi efortul depus de om în scopul acţionării cricului este mai mic (randamentul total al mecanismului cricului va creşte).

Fig. 3.1.7 – Rezemarea pe un rulment axial a şurubului unui cric auto cu pârghii

15

Page 16: Proiect OM - Chirila Razvan

Cric auto cu pârghii

Fig. 3.1.8 – Notaţiile dimensiunilor rulmentului axial

16

Page 17: Proiect OM - Chirila Razvan

Cric auto cu pârghii

Tabelul 3.1.1 - Rulmenţi axiali cu bile, cu simplu efect (Extras din STAS 3921)

dr Dr T d1 D1 du min Du maxCapacitatea de

incarcare statica C0a, kN

Simbol rulment

20 3540

1014

3540

2122

2932

2628

22,031,0

5110451204

25 4247

1115

4247

2627

3538

3234

29,041,5

5110551205

30 4752

1116

4752

3232

4043

3739

32,548,0

5110651206

35 52626880

12182432

52626880

37373737

45515562

42464853

49,683,8105,0155,0

51107612075130751407

40 6068

1319

6068

4242

5257

4851

62,898,3

5110851208

45 6573

1420

6573

4747

5762

5356

69,1105,0

5110951209

50 7078

1422

7078

5252

6267

5861

75,4111,0

5111051210

Dimensiunile sunt date în mm.

Observaţie!Trebuie avut în vedere ca dimensiunile şurubului să permită înşurubarea în piuliţă pe la

unul din capete (şurubul să treacă prin alezajul interior al rulmentului).

1. Se alege un rulment axial cu bile care îndeplineşte condiţiile:

(3.1.35)

=capacitatea statică de bază a rulmentului;

(3.1.36)

= alezajul rulmentului;

= diametrul exterior al filetului şurubului.

dr=30 [mm] ;Dr=47[mm] ;T=11 [mm] ;d1=40 [mm] ;D1=32 [mm] ;

du min=40 [mm] ;du max=37 [mm] ;C0=32,5 [kN]

2. Se concepe montajul rulmentului axial.

3. Se estimează momentul de frecare în rulment:

(3.1.37)

[Nmm]

coeficientul global de frecare în rulment; 0,008÷0,01;

µr=0,01

Page 18: Proiect OM - Chirila Razvan

Cric auto cu pârghii

(3.1.38)

[mm]

diametrul mediu al rulmentului, în mm.

4. Se alege degajarea standardizată a rulmentului, . d0=26[mm]

5. Se verifică la solicitare compusă (tracţiune şi răsucire) secţiunea din dreptul degajării:

[MPa] (3.1.39)

[MPa]

(3.1.40)

(3.1.41)

; =1,3. [MPa] (3.1.42)

3.1.6. Definitivarea constructivă şi verificări finale ale şurubului principalSe cunosc: - mărimea filetului;- numărul de spire în contact;- felul rezemării piuliţei (în cazul nostru piuliţa se reazemă pe un rulment axial, deci

trebuie cunoscută lăţimea T a rulmentului) ;- modul de preluare a forţei pe capul şurubului.

Trebuie precizate:- lungimea parţii filetate (Lf);- un sistem de împiedicare a rotirii piuliţei odată cu şurubul.

Se estimează înălţimea parţii filetate a şurubului care se poate afla în piuliţă:

[mm] (3.1.43)

= consideră teşiturile de la începutul şi sfârşitul filetului piuliţei;

Se estimează lungimea totală minimă a părţii filetate:

Page 19: Proiect OM - Chirila Razvan

[mm] (3.1.44)

unde:

înălţimea piuliţei; Hp=30[mm]

= lăţimea rulmentului; T=14[mm]

= cursa cricului. H=300[mm]

Se proiectează un sistem de împiedicare a rotirii piuliţei (un ştift cilindric despicat la fiecare capat, sau filetat).

Se verifică şurubul în toate secţiunile periculoase: în porţiunea de ansamblare a cuplei, de diametru , şi în dreptul degajării de diametru . Solicitarile sunt:

- compresiune cu forţa ;

- răsucire cu momentul .

Se calculeaza .

Observaţie!1. Diametrul interior al filetului: , dacă rezistă secţiunea de diametru , rezistă

şi secţiunea filetată. Aşadar nici secţiunea degajării, de diametru , nu este în pericol. Aici solicitarea este de răsucire, cu un moment mai mic decât momentul de înşurubare.

2. Se realizează desenul de execuţie al şurubului.

3.1.7. Proiectarea sistemului de preluare-transmitere a forţei de către piuliţă

La cricul auto, sarcina este preluată de către piuliţă şi transmisă şurubului. Proiectarea şurubului fiind finalizată, în continuare trebuie proiectat corpul piuliţei.

Solicitarile maxime pentru pârghii şi piuliţă se ating pentru poziţia cea mai de jos a cricului, adică pentru unghiul .

S-au determinat mărimea filetului şi numărul de spire în contact z, precum şi înălţimea piuliţei:

(3.1.45)

Fusurile piuliţei sunt solicitate la încovoiere, forfecare şi strivire de către forţele

din pârghiile cricului şi de către alte forţe ce apar ca reacţiuni la tendinţa de rotire a

piuliţei de către momentul de înşurubare din filet.

Corpul piuliţei este solicitat la întindere-compresiune, încovoiere şi răsucire.

1) Dimensionarea piuliţei

Page 20: Proiect OM - Chirila Razvan

Cric auto cu pârghii

Cote necunoscute: lungimea piuliţei, B1; lăţimea piuliţei, B2; diametrul fusurilor piuliţei, df; grosimea pârghiilor, δ.

Se alege grosimea pârghiei δ= (3÷8) mm şi se verifică la flambaj pârghiile.δ =5[mm]

Diametrul fusului se determină din condiţia de rezistenţă la încovoiere în plan vertical şi în plan orizontal, :

(3.1.46)

[Nmm]

(3.1.47)

[Nmm]

[Nmm] (3.1.48)

(3.1.49)

df>13,884[mm]

Se verifică la strivire îmbinarea pârghie-fus:

(3.1.50)

[MPa]< VERIFICA!

≈ (20÷40) MPa (3.1.51)

Observaţii! Articulaţiile fus-pârghii se vor unge, deci vor fi cu joc.Dacă nu este verificată condiţia de rezistenţă la strivire se modifică δ şi (şi se reiau

calculele).

2) Dimensionarea corpului piuliţei

Cota B1 se adoptă constructiv:

Page 21: Proiect OM - Chirila Razvan

[MPa] (3.1.52)

d = diametrul filetului.

Cota B2 se determină din condiţia de rezistenţă la încovoiere (neglijând efectele de încovoiere date de forţele din plan vertical şi cele date de tendinţa de răsucire a piuliţei de către şurub):

(3.1.53)

[Nmm]

; (3.1.54)

[mm]

Dimensiunea se rotunjeste in plus.

Admitem B2=284[mm]

Page 22: Proiect OM - Chirila Razvan

Cric auto cu pârghii

3) Verificarea la flambaj a pârghiilor

Metodologia de calcul la flambaj a fost explicată anterior (fiind aceeaşi ca pentru calculul la flambaj al şurubului). Pârghiile se consideră dublu articulate, ca în figură, lungimea de flambaj fiind egală cu lungimea pârghiei:

=326[mm] (3.1.55)

Coeficientul de zvelteţe al barei:

(3.1.56)

Raza de giraţie:

; ; (3.1.57)

=30,234

În cazul pârghiilor se va obţine:

(3.1.58)

Valorea lui este dată anterior la flambajul şurubului.

Din relaţia lui Euler: (3.1.59)

Modulul de elasticitate pentru oţel este: E= 2,1 105 N/mm2.

Din relaţia anterioară rezultă că:

Fig. 3.1.9 – Pârghie supusă la flambaj

Page 23: Proiect OM - Chirila Razvan

(3.1.60)

[mm]

Observaţii!

1. Trebuie să fie îndeplinită condiţia: (3.1.61)

2. Pârghiile se vor fixa axial cu şplinturi.

Page 24: Proiect OM - Chirila Razvan

Cric auto cu pârghii

3.1.8. Proiectarea sistemului de acţionare

Fig. 3.1.10 – Schema acţionării cu pârghie simplă

Acţionarea cricului auto se realizează cu pârghie simplă.- Se determină raza Ra la care trebuie aplicată forţa mâinii Fm:

; (3.1.62)

[mm]

≈ (100÷150) N.

- Se determină diametrul minim necesar pentru pârghie: .

- Considerând pârghia încastrată în şurub, rezultă că momentul de încovoiere va fi:

(3.1.63)

[Nmm]

(3.1.64)

[mm]

Page 25: Proiect OM - Chirila Razvan

; (3.1.65)

; (3.1.66)

; dp=15 [mm]

– se rotunjeşte la prima valoare întreagă.

Materialul pârghiei: OLC45.

= + (0,5÷1) mm (3.1.67)

dp’=16[mm]

≈ (1,5÷2) (3.1.68)

Hc=30[mm]

Ls= consideră dimensiunea mâinii umane: 10÷15 mm.

Ls=10[mm]

Observaţie! La capetele pârghiei se vor monta rondele sau alte elemente de fixare.Se verifică secţiunea slăbită a capului şurubului la torsiune.

Din condiţia de rezistenţă la torsiune:

(3.1.69)

[MPa]

(3.1.70)

[mm3]

(3.1.71)

[MPa]

= moment de frecare pe spirele filetului;

moment de frecare în rulment.

Trebuie verificată codiţia:

VERIFICA! (3.1.72)

Page 26: Proiect OM - Chirila Razvan

Cric auto cu pârghii

, pentru OLC45= 100 MPa.

3.1.9. Proiectarea corpului cricului auto cu parghii

1) Principii de proiectare

Să îndeplinească urmatoarele cerinţe:

- forma şi dimensiunile corpului trebuie să raspundă cerinţelor formulate în tema proiectului (să îndeplinească rolul funcţional).

- să asigure bună siguranţă în funcţionare.- forma şi dimensiunile corpului să permită transportul cu uşurinţă al cricului.- să asigure manevrarea uşoară şi să evite accidentele.

Există două metode de proiectare :- se poate dimensiona corpul constructiv, prin desen, apoi se verifică prin calcule;

- se realizează dimensionarea secţiunilor periculoase prin calcul şi se definitivează constructiv prin desen.

Fig. 3.1.11 – Solicitări pe articulaţia cupă-pârghii

Page 27: Proiect OM - Chirila Razvan

Fig. 3.1.12 – Articulaţiile cupă-pârghii şi talpă-pârghiiPentru piese turnate se determină grosimea minimă a pereţilor.

Dimensiuni cunoscute: - dimensiunile şurubului;- dimensiunile piuliţei;- dimensiunile rulmentului;- lungimea pârghiei, lp;- laţimea pârghiilor, bp ;- grosimea pârghiei, δ;- diametrul alezajului piuliţă-pârghie, df (diametrul fusului).

Trebuie proiectate:- cupa (subansamblul ce preia greutatea autovehicului);- talpa (subansamblul ce se sprijină pe sol).

2) Proiectarea articulaţiilor pârghii-cupă şi pârghii-talpă

Se aleg materialele elementelor ce alcătuiesc articulaţiile.Notaţii :

δ1= grosimea tablei din care se confecţionează talpa şi cupa ;db= diametrul bolţului de legătură cupă-pârghii şi talpă-pârghii ;db1= diametrul exterior al bucşei pe care sunt montate pârghiile.

Page 28: Proiect OM - Chirila Razvan

Cric auto cu pârghii

Ajustaje: - între pârghii şi bucşe => cu strângere ;- între bucşe şi bolţuri => cu joc.

Se alege grosimea tablei (sau a peretelui piesei turnate) din care se confecţionează cupa şi talpa: . Dacă nu verifică în calculele de rezistenţă, se poate mări până la 8 mm.

3) Solicitările elementelor

a) Strivire între cupă (talpă) şi bolţ:

(3.1.73)

[mm]

=6[mm]

Diametrul bolţului, , se rotunjeşte la prima valoare superioară întreagă.

b) Verificare la strivire între bolţ şi bucşă:

- în zona cupei:

; (3.1.74)

[MPa]

= (20÷40) [Mpa] VERIFICA!

- în zona tălpii:

; (3.1.75)

[MPa] VERIFICA!

c) Strivire între bucşe şi pârghii:

Page 29: Proiect OM - Chirila Razvan

; (3.1.76)

[mm]

Diametrul bucşei, , se rotunjeşte la prima valoare superioară întreagă.

d) Forfecarea bolţului în planul dintre cupă şi pârghii:

; (3.1.77)

[MPa]

[MPa]; (3.1.78)

= 1,5…3 VERIFICA!

e) Încovoierea bolţului (în acelaşi plan cu forfecarea):

(3.1.79)

[MPa] VERIFICA!

f) Verificarea bolţului la solicitare compusă (forfecare şi încovoiere):

(3.1.80)

[MPa]

VERIFICA!

4) Dimensionarea finala a pârghiilor

Se face din condiţia de rezistenţă la compresiune (acestea fiind anterior verificate la flambaj):

Page 30: Proiect OM - Chirila Razvan

Cric auto cu pârghii

(3.1.81)

Observaţii! 1. Se adoptă pentru valoarea cea mai mare rezultată din dimeniunile la flambaj şi

compresiune:

(3.1.82)

2. Poziţia alezajului db1 trebuie aleasă astfel încât să angreneze dinţii cremalierelor de pe pârghiile omoloage (care nu sunt identice, deoarece în golul de pe una din pârghii calcă un dinte de pe pârghia pereche).

3. Pentru dantură se aleg următoarele elemente:

Numarul de dinţi ai fiecărui sector dinţat : z1= z2= 16 (18) dinţi

Modulul m= 2 (2,5; 3) mm

Unghiul de presiune : = 200

hoa*= hof*= 1 ;

C0*= 0,3

5) Evaluarea randamentului transmisiei

-Pentru o cuplă de frecare cu rostogolire (rulment axial cu bile) între capul şurubului şi traversa mobilă :

, cu specificaţia: . (3.1.83)

=24,7%

Page 31: Proiect OM - Chirila Razvan

Cric auto cu pârghii

3.1.10. Desene de execuţie. Desen de ansamblu

Page 32: Proiect OM - Chirila Razvan

Cric auto cu pârghii

Page 33: Proiect OM - Chirila Razvan
Page 34: Proiect OM - Chirila Razvan

Cric auto cu pârghii

Page 35: Proiect OM - Chirila Razvan
Page 36: Proiect OM - Chirila Razvan

Cric auto cu pârghii

Page 37: Proiect OM - Chirila Razvan