Embed Size (px)
Masinski elementi 10/22/2009
1
Predmet:MAŠINSKI ELEMENTI
1
Univerzitet u KragujevcuUniverzitet u KragujevcuMašinski fakultet u KragujevcuMašinski fakultet u Kragujevcu
Dr Mirko Blagojevi , docentDr Mirko Blagojevi , docentDr Zorica or evi , docentDr Zorica or evi , docent
Mašinski elementi ______
2
Predavanja1 nedelja1 nedelja
Uvod,Standardizacija,Osnove prora una mašinskih delova,Tolerancije.
Mašinski elementi UVOD______
3
MašinskiMašinski elementielementi predstavljaju tehni ko-nau nu disciplinu.
Izu avanjem ove discipline sti u se teorijska iprakti na znanja za izbor i primenu mašinskihdelova (elemenata) u složenim strukturamakao što su mašine, ure aji, mašinski sistemi,itd.
UVODUVOD
Masinski elementi 10/22/2009
2
Mašinski elementi UVOD______
4
OsnovniOsnovni mašinskimašinski delovidelovi-- osnovniosnovni mašinskimašinski elementielementi -delovi mašina koji se bez razaranja ne mogu daljerasklapati.MašinskiMašinski sklopsklop je skup više mašinskih delova koji inejednu celinu.MašinskaMašinska grupagrupa i mašinska podgrupa su skup višemašinskih delova, mašinskih sklopova i podsklopovakoji ine jednu funkcionalnu celinu i obavljajuodre enu radnu funkciju.MašinaMašina je sastavljena od više mašinskih delova,podsklopova i sklopova, podgrupa i grupa povezanih ujednu funkcionalnu celinu.
Mašinski elementi UVOD______
5
Podela mašinaPodela mašina
• Energetske• Radne
• Namenske
Mašinski elementi UVOD______
6
Mašinski delovi (elementi)Mašinski delovi (elementi)
Svrstavaju se u dve grupe:- opštu,- posebnu.
U opštu grupu spadaju mašinski elementi koji su sastavnidelovi veoma velikog broja mašina i ure aja (zavrtnji,navrtke, ležajevi, osovine, spojnice,…).U posebnu grupu spadaju mašinski elementi koji nalazeprimenu na relativno manjem broju mašina i imaju užispecifi ni zna aj (klipovi, klipnja e, doboši,…).
Masinski elementi 10/22/2009
3
Mašinski elementi UVOD______
7
U okviru predmeta MašinskiMašinski elementielementi izu avaju se,uglavnom, elementielementi iziz opšteopšte grupegrupe koji se mogu svrstatiu slede e oblasti:
elementi za vezu (mašinski spojevi),
elementi za prenos snage,elementi za obrtna kretanja,
elementi armatura i hidrauli nih instalacija.
Elementi iz opšte grupeElementi iz opšte grupe
Mašinski elementi UVOD______
8
Elementi za vezu (mašinski spojevi)Elementi za vezu (mašinski spojevi)
se mogu razvrstati u slede e podgrupe:navojni spojevi,zakovani spojevi,zavareni spojevi,zalepljeni spojevi,presovani spojevi (stezni spojevi),spojevi klinovima,žlebni spojevi,spojevi ivijama,zglobne veze (veze osovinicama),elasti ni spojevi.
Mašinski elementi UVOD______
9
PrimeriPrimeri eelemenlemenaattaa za vezuza vezu
Zavrtnjevi
OprugeZakivci
ivije
Masinski elementi 10/22/2009
4
Mašinski elementi UVOD______
10
Elementi za prenos snageElementi za prenos snage
Elementi za prenos snage (prenosnici) se premaprincipu rada dele na:
mehani ke,elektri ne,hidrauli ne,pneumatske.
U okviru predmeta Mašinski elementi izu avaju sesamo mehani ki prenosnici.
Mašinski elementi UVOD______
11
Mehani kiMehani ki prenosniciprenosnici se dele na:
Zup aste prenosnike Frikcione prenosnike
Kaišne prenosnike Lan ane parove
Mašinski elementi UVOD______
12
Elementi za obrtna kretanjaElementi za obrtna kretanjase dele na:
Vratila i osovineKotrljajne ležaje Klizna ležišta
Spojnice i ko nice
Masinski elementi 10/22/2009
5
Mašinski elementi UVOD______
13
S obzirom na današnji trend brzog razvoja proizvoda sveviše se primenjuje kompjuterskakompjuterska tehnikatehnika i ra unarskira unarskiprogramiprogrami za izradu prora una, tehnološke dokumentacijei dr. , kao na pr.:- programi za prora un naponsko-deformacionog stanjai simulaciju radnih uslova,- programi za optimizaciju parametara,-baze podataka za standarde, mašinske elemente,materijale, …- CAD sistemi za oblikovanje i izradu konstrukcionedokumentacije i dr.
Savremeni pristup prora unu i konstruisanjuSavremeni pristup prora unu i konstruisanju
Mašinski elementi UVOD______
14
Kompjutersko modeliranje mašinskihelemenata i sklopova(model auto-dizalice)
Analiza naponsko-deformacionogstanja mašinskih elemenataprimenom metode kona nih elemenata (MKE)
Mašinski elementi UVOD______
15
Primena programa MathcadMathcad za prora un mašinskih elemenata(primer prora una geometrijskih mera zup anika)
……
Masinski elementi 10/22/2009
6
Mašinski elementi STANDARDIZACIJA______
STANDARDIZACIJASTANDARDIZACIJA
StandardiStandardi predstavljaju jednobrazne tehni kepropise koji se mogu odnositi na oblik, dimenzije,metode merenja, sastav materijala, formate hartijai crteža i dr. Propisivanje standarda je naro itozna ajno kod mašinskih delova koji se sre u uvelikom broju mašina i ure aja.
StandardizacijaStandardizacija je proces pripreme, donošenja,usvajanja i primene u praksi ovih propisa, odnosnostandarda.
16
Mašinski elementi STANDARDIZACIJA______
17
Standardi sa obavezom primene u pojedinimzemljama su nacionalninacionalni (državni)(državni) standardistandardi, kao štosu:
- SRPS standard naše zemlje,- DIN u Nema koj,- GOST u Rusiji,- ASA u Americi,- itd.
Zbog potrebe da se me u industrijski razvijenimzemljama postigne saradnja oko jednobraznostinacionalnih standarda, osnovana je Me unarodnaMe unarodnaorganizacijaorganizacija zaza standardizastandardizaccijuiju ISOISO.
StandardiStandardi
Mašinski elementi STANDARDIZACIJA______
StandardiStandardi našenaše zemljezemlje se ozna avaju alfanumeri kimznacima u obliku:
SRPSSRPS X.XX.XXXX.XX.XXX..
Prva oznaka XPrva oznaka X odnosi se na oblast koja je obuhva enastandardom, na primer:- M za mašinstvo,- C za metalurgiju,- L za merne alate i pribore,- K za radne pribore i alate,- A se odnosi na osnovne i opšte standarde.
18
Masinski elementi 10/22/2009
7
Mašinski elementi STANDARDIZACIJA______
Druga grupa od dva znaka XXDruga grupa od dva znaka XX odnosi se na grupustandarda, na primer:
- BO za razne vrste navoja i materijala,- B1 za zavrtnje i navrtke,- B2 za podmeta e,- C1 za žlebne spojeve, za module zup anika,- C2 za klinove i ivije,- C3 za kotrljajne ležaje, itd.
19
Mašinski elementi STANDARDIZACIJA______
Tre aTre a grupagrupa odod tritri znakaznaka XXXXXX odnosi se na redni broj
standarda iz doti ne grupe:
SRPS M.B1.601 odnosi se na jednu vrstušestougaonih navrtki za opštu primenu,
SRPS M.B1.060 odnosi se na jednu vrstu zavrtanja sašestougaonom glavom, itd.
20
Mašinski elementi STANDARDIZACIJA______
Osnovu mnogih standarda ine standardni brojevistandardni brojevi.
Standardni brojeviStandardni brojevi su svrstani u osnovne redove:
• R5 sa
• R10 sa = 1,25
• R20 sa = 1,12
• R40 sa = 1,06 ,
• R80 sa = 1,03 .
21
Standardni brojeviStandardni brojevi
Masinski elementi 10/22/2009
8
Mašinski elementi STANDARDIZACIJA______
StandardniStandardni brojevibrojevi se koriste za skoro sve geometrijskemere. Ako se, na primer, prora unom dobije nekavrednost koja nije data u tabeli standardnih brojeva,pravilo je:
- za spoljašnjuspoljašnju merumeru (npr. pre nik) usvaja se prva ve astandardna vrednost,
- za unutrašnjuunutrašnju merumeru (npr. otvor), prva manjastandardna vrednost.
22
Mašinski elementi OSNOVE PRORA UNA______
23
Prora un se, naj eš e, vrši nana osnovuosnovu potrebnepotrebne sigurnostisigurnostiuu raduradu - prora unprora un nana osnovuosnovu potrebnepotrebne vrsto evrsto e delovadelova.Ovaj prora un se sastoji u upore ivanju kriti nog i radnognapona, uu proveriproveri stepenastepena sigurnostisigurnosti SS, na osnovu:
NaprezanjeNaprezanje je stanje u materijalu izazvano dejstvomspoljašnjeg optere enja.
RadniRadni naponnapon je unutrašnji otpor u materijalu sveden najedinicu površine popre nog preseka, kojim se materijalsuprostavlja deformisanju.
OSNOVE PRORA UNA MAŠINSKIH DELOVAOSNOVE PRORA UNA MAŠINSKIH DELOVA
Mašinski elementi OSNOVE PRORA UNA______
24
M
F
T
= T / W
= F / A
=F /
A
= M / W
F
F
F
M
T
Zatezanje
Savijanje
Uvijanje
Smicanje
Vrste radnih naponaVrste radnih napona
Masinski elementi 10/22/2009
9
Mašinski elementi OSNOVE PRORA UNA______
g
d
sra
g
d
R = 0
R = - 1
R < 0
R > 0 R = 1
d
d
g
g
Vrste promena optere enja i naponaVrste promena optere enja i napona
Mašinski elementi OSNOVE PRORA UNA______
26
Kriti niKriti ni naponnapon je veli ina napona koja pod odre enimuslovima dovodi do kriti nog stanja u mašinskom delu.
Re
Rm
N
D
N
N D
Nm N = const
• Kriti ni naponpri stati kom optere enju
• Kriti ni napon pridinami kom optere enju
Kriti ni naponiKriti ni naponi
Mašinski elementi OSNOVE PRORA UNA______
27
StepenStepen sigurnosti:sigurnosti:
Dozvoljeni naponDozvoljeni napon je najve i napon koji mašinski deomože sa sigurnoš u da izdrži, u toku radnog veka, pododre enim uslovima.
NosivostNosivost mašinskogmašinskog deladela je optere enje koje mašinskideo može da nosi u radnom veku sa sigurnoš u da nedo e do loma (razaranja).
Masinski elementi 10/22/2009
10
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
28
TOLERANCIJE MAŠINSKIH DELOVA I SKLOPOVATOLERANCIJE MAŠINSKIH DELOVA I SKLOPOVA
TolerancijeTolerancije su uvedene jer je nemogu e ostvariti apsolutnuta nost u pogledu nominalne mere, oblika, položaja i kvalitetapovršine.
NominalnaNominalna meramera (D; d) je mera koja se unosi na crtež. ŽeljenaŽeljenameramera može biti ve a ili manja od nazivne u zavisnosti odsklopa koji se želi posti i, a stvarnastvarna meramera može da bude ve a ilimanja od željene u zavisnosti od uslova izrade i montaže.
DDopuštenaopuštena odstupanjaodstupanja (gornje i donje) u odnosu nanominalnu meru se propisuju da bi se razlike izme u ovihmera svele u neke granice.
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
29
TTolerancijaolerancija je razlika izme u najve eg i najmanjegdopuštenog odstupanja, ili izme u najve e i najmanjedopuštene mere.
Predvi ene su:
Tolerancije dužinskih mera,Tolerancije oblika i položaja površina i osa,Tolerancije hrapavosti obra enih površina.
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
30
TolerancijeTolerancije dužinskihdužinskih meramera
DužinskaDužinska meramera može biti spoljašnja, unutrašnja ineodre ena, koja se svrstava u spoljašnju ili unutrašnjumeru prema slobodnom izboru.
d D
ISO sistem tolerancija dužinskih mera je razra enprvenstveno za mere delova kružnog popre nogpreseka.
Masinski elementi 10/22/2009
11
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
31
NazivnaNazivna meramera (d, D), je mera koja služi kao osnova zadefinisanje grani nih odstupanja i grani nih mera.
OSOVINAOTVOR
nulta linija
Dm
axD
min
d max
d minD
max
D, d
T D EIES
esei T d
Visina tolerancijskog poljaGornje odstupanjeDonje odstupanje
Donja grani na meraGornja grani na mera
Nazivna mera
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
32
Algebarska razlika ma koje mere (gornje, donje ili stvarne)i nazivne mere predstavlja odstupanjeodstupanje (gornje, donje ilistvarno).
Gornje (es), donje (ei) i stvarno (e) odstupanje osovine:
Gornje (ES), donje (EI) i stvarno (E) odstupanje otvora:
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
33
TolerancijaTolerancija je razlika izme u gornje i donje grani nemere, odnosno algebarska razlika izme u gornjeg idonjeg grani nog odstupanja:
TolerancijskoTolerancijsko poljepolje je podru je u kome može da sekre e stvarna mera i njegova širina je jednakatoleranciji (t ili T).
Masinski elementi 10/22/2009
12
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
34
OsnovniOsnovni parametriparametri tolerancije dužinskih mera suveli inaveli ina i položajpoložaj tolerancijskog polja.
Veli inaVeli ina tolerancijskogtolerancijskog poljapolja zavisi od kvalitetakvalitetatolerancijetolerancije i nazivnenazivne meremere tj.:
t = f(kvalitet, nazivna mera)
Osnovni parametri tolerancijaOsnovni parametri tolerancija
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
35
KvalitetKvalitet je merilo stepena ta nosti izrade, odnosnomerilo veli ine tolerancije. Ozna ava se sa slovnomoznakom IT i brojem. ISO propisuje 18 kvaliteta i to: IT01,IT0, IT1, IT2, ... IT16, a SRPS standard predvi a 20kvaliteta i to: IT01, IT0, IT1, IT2, ... IT18.
4 5 6 7 8 9 100
20
40
60
80
100
120
140
Kvalitet tolerancije
Osn
ovna
tole
ranc
ija u
m
Uticaj kvaliteta naveli inu tolerancije
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
• Sistem standardnih tolerancija obuhvata, za sada,nazivne mere od 1 ... 3150 mm.
• Nazivne mere od 1 ... 500 mm su razvrstane u 13grupa (podru ja), na primer: od 1 do 3 mm je prvagrupa; od 3 do 6 mm druga grupa, ... , od 400 do 500mm je trinaesta grupa.• Za mere od 500 do 3150 mm postoji 8 podru ja i to zakvalitete po ev od IT6 pa nadalje.
36
Nazivna meraNazivna mera
Masinski elementi 10/22/2009
13
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
37
1
Veli inaVeli ina tolerancijskogtolerancijskog polja u zavisnosti od podru japolja u zavisnosti od podru janominalne mere:nominalne mere:
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
38
PoložajPoložaj tolerancijskogtolerancijskog poljapolja se definiše slovima latinskeazbuke (jedno ili dva slova).•• Velika slovaVelika slova se koriste za otvor (unutrašnja mera);•• Mala slovaMala slova se koriste za osovinu (spoljašnja mera).
Karakteristi na poljaKarakteristi na polja su h i H.Kod polja hh gornje grani no odstupanje je jednako nuli;Kod polja HH donje grani no odstupanje je jednako nuli.
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
39
a
b
cc d d e e f
f fg g h
jj
k m n pr s t u v x y z
z az b
z c
s
A
B
CC D
D E EFF FG G H
JJ
K M N P RS T U V X Y Z
Z AZ B
Z CSO
snov
na o
dstu
panj
aO
snov
na o
dstu
panj
a
N u lta l in ija
Naz
ivna
mer
aNa
zivna
mer
a
N u lta l in ija
EI
ES
ei
es
-
+
-
+
a) O TV O R
b) O S O VIN A
PoložajiPoložajitolerancijskihtolerancijskihpoljapolja
Masinski elementi 10/22/2009
14
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
40
Tolerancija dužinske mere se ozna avaozna ava tako što se izanazivne mere stavlja slovna oznaka koja ozna ava položajtolerancijskog polja i broj koji ozna ava kvalitet, naprimer: 70 r6, 50 h6, 210 H8, itd.
Primer: 80 p780 p7
8080 – nazivna mera osovine,pp – položaj tolerancijskog polja osovine,77 – kvalitet tolerancije.
Oznaka tolerancijaOznaka tolerancija
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
41
Vrste naleganjaVrste naleganja
Naleganje osovinaNaleganje osovina--otvorotvor po svom karakteru može dabude:
• labavo naleganje (naleganje sa zazorom),• vrsto naleganje (naleganje sa preklopom),• neizvesno naleganje.
NaleganjeNaleganje obrazuju dva dela jednog sklopa (osovinai otvor) istih nazivnih mera.
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
42
NaleganjeNaleganje sasa zazoromzazorom - labavo naleganje ostvaruje sekada je mera otvora i u najnepovoljnijem slu aju ve a odmere osovine.
ZZ min
max
Min
imal
ni z
azor
Ma
ksim
aln
i zaz
or
Labavo naleganje obrazuju svi sklopovi po ev od H/a doH/h i inverzni.
Masinski elementi 10/22/2009
15
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
43
Maksimalni zazor:
Minimalni zazor:
Srednji zazor:
Tolerancija sklopa sa zazorom:
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
44
NaleganjeNaleganje sasa preklopompreklopom – vrsto naleganje se ostvarujeako su mere osovine i u najnepovoljnijem slu aju ve e odpre nika otvora.
vrsto naleganje obrazuju svi sklopovi po ev od H/pdo H/zc i inverzni.
Mak
sim
alni
zad
or
Min
imal
ni z
ador
Pm
in
Pm
ax
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
45
Maksimalni zador (preklop):
Minimalni zador (preklop):
Srednji zador (preklop):
Tolerancija sklopa sa preklopom:
Masinski elementi 10/22/2009
16
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
46
NeizvesnoNeizvesno naleganjenaleganje je naleganje koje obezbe uje bilozazor bilo zador u zavisnosti od ostvarenih mera otvora iosovine.
Maksimalni zazor
Maksimalni zador
Zm
axP
max
Zm
ax
Pm
ax
Neizvesno naleganje obrazuju sklopovi H/j, H/k,H/m, H/n i inverzni.
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
47
Maksimalni zazor:
Maksimalni zador (preklop):
Tolerancija sklopa sa neizvesnim naleganjem:
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
48
U cilju ograni avanja broja mogu ih kombinacija položajapolja otvora i osovine koriste se dva sistema naleganja(podešavanja) i to:
Sistem naleganja zajedni ki otvorSistem naleganja zajedni ki otvor ili sistem zajedni ketolerancije unutrašnje mere (SZUM);
SistemSistem naleganjanaleganja zajedni kazajedni ka osovinaosovina ili sistemzajedni ke tolerancije spoljašnje mere (SZSM);
Sistemi naleganjaSistemi naleganja
Masinski elementi 10/22/2009
17
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
49
SistemSistem naleganjanaleganja zajedni kizajedni ki otvorotvor ili sistem zajedni ketolerancije unutrašnje mere (SZUM) je sistem kod koga jeza otvor usvojeno polje H dok se polja osovine biraju uzavisnosti od sklopa koji se želi ostvariti.
0
10
20
30
10
20
+
-
-13
-22
-9-4,5
+4,5+1
+10
+19+23
+32
+10
ES = +15
EI = 0 0
D (
d) =
10
mm
( m)
naleganje sa zazorom
neizvesno naleganje
naleganje sa zadorom
Primeri: 42H6/f8, 92H7/m8, 102H6/s8, itd.
Mašinski elementi TOLERANCIJE______
50
SistemSistem naleganjanaleganja zajedni kzajedni kaa oosovinasovina ili sistemzajedni ke tolerancije spoljašnje mere (SZSM) je sistemkod koga je za osovinu usvojeno polje h dok se poljaotvora biraju u zavisnosti od sklopa koji se želi ostvariti.
0
10
20
30
10
20
30
+
-
+28
+13+15
+7
-7
-15
-4
-19 -17
-32
es = 0
ei = -9
0
D (
d) =
10
mm
( m)
neizvesno naleganje
naleganje sa zadorom
naleganje sa zazorom
Primeri: 42h6/F8, 92h7/M8, 102h6/S8, itd.
