Mogan Gh.L. Buzdugan I.D. Proiectarea dispozitivelor de remorcare auto. Universitatea Transilvania din Braşov

Ex.3.3 Proiectarea legăturii 1-4 (asamblare filetată)

Date de proiectare

Forțe: F_X = 1500 N, F_Y = 300 N, F_Z = 700N;  forţa transversală, F_t = 1530 N.

Restricții de funcţionare: temperatura, T = (-30…40) ^oC; mediu de lucru exterior cu umezeală avansată.

Restricții constructive: tipul asamblării tijei filetate: cu joc; filet de fixare: metric; tip piuliţă: hexagonală, standardizată; șaibă plată; șaibă Grower.

Materiale şi tratamente termice

Caracteristici ale materialului cârligului 1

Materialul	Tratamentul termic	Duritatea [HB]	Tensiunea limită  de curgere	Rezistenţa la  rupere
C45(0,45 %C)	Îmbunătăţire (călire şi revenire înaltă)	280	s02 = 300 MPa	sr = 600 MPa

Materialul piuliței: Grupa 6 (s_r ≈ 600 MPa).

Caracteristici de contact ale materialelor

Având în vedere că toate materialele elementelor în contact sunt oţeluri se adoptă: tensiunea admisibilă la strivire oțel-oțel, s_as = 70 MPa; coeficienții de frecare oțel-oțel, μ = 0,2, μ₁ = 0,2, μ₂ = 0,25.

Dimensionări şi verificări

Forţa axială din șurub din condiţia de transmitere a forţei F_t prin frecare, considerând F_t = 1530 N, β_a = 1,2, μ₁ = 0,2, coeficientul de frecare pe suprafața în contact 1-4 rezultă, F_aș-t = 9180 N.

Forța axială totală din tija filetată,

F_aș = F_aș-t + F_Z = 9880 N.

Forța axială de strângere a asamblării,

F_st = F_aș-t = 9180 N.

Din condiţia de rezistenţă la tracţiune a tijei filetate, considerând F_aș = 9880 N, β = 1,2, σ_at = σ₀₂/c = (100…150) MPa (se adoptă σ_at = 120 [MPa], diametrul interior al filetului necesar, = 11,21 mm;.

Se adoptă: filet metric, M14 cu p = 2 mm, d = 14 mm, d₁ = 11,825 mm, d₂ = 12,701 mm; diametrul găurii de trecere D₁ = 16 mm; piuliță M14 cu m = 11 mm, S = 22 mm; şaibă plată cu diametrul interior d₁ = 15 mm, diametrul exterior d₂ = 24 mm şi grosimea, h = 2,5 mm; șaibă Grower 14 cu d₁ = 14,2 mm, g = 3,2 mm.

Din condiţia de rezistenţă la strivire a materialelor în contact, considerând forța de strângere a asmblării F_st = F_aș-t = 9180 N, D₁ = 16 mm, μ = 0,2, σ_as = 70 [MPa], rezultă diametrul gulerului D₂ = 20,6 mm (se adoptă D₂ = 21 mm).

Din relația de calcul a momentului de înșurubare, considerând F_st = 9180 N, d₂ = 12,701 mm, p = 2 mm, μ = 0,2, α = 60^o, rezultă M_î = 16577,2 Nmm.

Din relația de calcul a momentului de pivotare considerând, F_st = 9180 N, μ₁ = 0,2, S = 24 mm, D₁ = 16 mm, M_p = 18604,8 Nmm.

Momentul la cheie, M_c = M_î + M_p = 35182 Nmm.

Din relația de verificare a tijei filetate a şurubului la solicitări compuse (tracţiune şi torsiune), considerând F_aș = 9880 N, d₁ = 11,825 mm, M_î = 16577,2 Nmm, rezultă σ_e = 136,1 MPa,

și σ_e ≤ σ_at, 136,1 ≤ max (100…150) MPa (se verifică).

Din relația de verificare a condiţiei de autofixare, considerând p = 2 mm, d₂ = 12,701 mm, μ = 0,2, α = 60^o rezultă,

β₂ = 2,87^o, φ’ = 16,1^o,

 și β2 ≤  φ’, 2,87^o ≤ 16,1^o (se verifică).

Forme constructiv-tehnologice

Cârligul de remorcare, 1

Desen constructiv-tehnologic

Adoptarea dimensiunilor și a parametrilor tehnologici

- dimensiuni: D_s = 25 mm, D = 20 mm, l = 60 mm, L_c = 70 mm; l₃ = 10 mm; D₂ = 21 mm, d = 14 mm, l₁ = 36 mm, l₂ = 26 mm;

- zonele de trecere se vor realiza cu racordări: R1 = 2 mm, R2 = 2 mm, R3 = 0,5 mm;

- se adoptă teșituri de protecție, Teșitura2: 0,5x45^o, și tehnologică, Teșitura1, 1,5x45^o;

- găuri de centrare, A2,5/5,3;

- prelucrarea presupune operațiile: strunjire, găurire, filetare, rectificare a suprafeței sferice;

- calitatea (rugozitatea) suprafeţei sferice, prelucrată prin rectificare: R_a1 = 3,2 µm; calitatea (rugozitatea) generală a suprafeţelor: R_a0 = 6,3 µm;

- deoarece, elementul funcţionează în mediu corosiv, pentru a se menține calitatea suprafeței sferice pe toată perioada de funcţionare se va realiza protecţia prin cromare.

Tirantul superior, 4

Desen constructiv-tehnologic

Adoptarea dimensiunilor și a parametrilor tehnologici

- dimensiuni: b₄ = 60 mm, h₄ = 15 mm, R = 30 mm, L₄ = 110 mm, D₁ = 16 mm;

- se adoptă pentru muchiile ascuțite teșituri de protecție, 0,5x45^o;

- prelucrarea presupune: frezarea porţiunilor de cap şi găurirea; celelalte suprafețe rămân neprelucrate conform simbolului atașat;

- calitatea (rogozitățile) suprafeţelor prelucrate, R_a1 = 12,5 µm; R_a2 = 6,3 µm.

Elemente de asamblare

Adoptarea dimensiunilor

- piuliță: M10, d = 10 mm, S = 24 mm, m = 13 mm;

- șaibă plată: d₁= 15 mm, d₂ = 24 mm, h = 2,5 mm;

- șaibă Grower: MN 14, d₁ = 14,2 mm, g = 3,2 mm