Ce calcul est destiné au dimensionnement et au contrôle de la résistance des joints goupillés. Le programme permet de résoudre les tâches suivantes:
Ce calcul est basé sur les données, les procédures et les algorithmes de la littérature spécialisée et des normes ANSI, OIN, DIN et d'autres.
Liste de normes: ANSI B18.8.1, ANSI B18.8.2, OIN 2338, OIN 2339, OIN 2340, OIN 2341, OIN 8733, OIN 8734, OIN 8735, OIN 8739, OIN 8740, OIN 8741, OIN 8742, OIN 8743, OIN 8744, OIN 8745, OIN 8746, DIN 1, DIN 7, DIN 1443, DIN 1444, DIN 1470, DIN 1471, DIN 1472, DIN 1473, DIN 1474, DIN 1475, DIN 1476, JIS B 1352, JIS B 1354, JIS B 1355, BS EN 22339, BS EN 22340, BS EN 22341, ČSN EN 22339, ČSN EN 22340, ČSN EN 22341
L’interface d’utilisateur.
A télécharger.
Tarif, Achat.
L'information sur la syntaxe et la commande du calcul se trouve dans le document " commande, structure et syntaxe des calculs ".
L'information sur le but, l'utilisation et la commande du paragraphe "information sur le projet" se trouve dans le document " information sur le projet ".
Les goupilles de jonction servent à établir les joints démontables de deux pièces mécaniques, à fixer leurs positions exactes, et à éliminer les forces transversales. En général, on utilise des goupilles normalisées, produites dans différentes dimensions et conceptions. La précontrainte dans le joint des pièces est réalisée par le chevauchement de la goupille contre le trou ou par l'usage des goupilles coniques. Il s'agit des goupilles de réglage coniques avec une pente de 1:50. Les goupilles cylindriques sont produites lisses ou cannelées.
Les tenons sont utilisés pour les joints rotatifs et démontables des pièces mécaniques. En général, ces joints ne transfèrent que des forces transversales agissant perpendiculairement à l'axe du tenon. En général on utilise des tenons avec jeu pour former des joints articulés (assemblage de la tige et d'une fourche). Les tenons peuvent également être utilisés pour les courts essieux des poulies, des roues, etc... Les ajustages le plus souvent utilisés sont H11/h11, H10/h8, H8/f8, H8/h8, D11/h11, D9/h8. Les tenons devraient être fixées contre le décalage axial à l'aide des goupilles fendues, des anneaux flexibles de sûreté, des écrous, des anneaux ajustés, etc... Les tenons normalisés sont produits en versions avec ou sans têtes, dans ce cas ils ont des trous pour les goupilles fendues.
Les dimensions des joints goupillés se déterminent dans des conditions simplifiées, sans prendre en compte l'effet de la pression et avec une réduction raisonnable de la tension permise. Les pièces reliées sont contrôlées pour déceler la déformation des surfaces de contact sur la rondeur du trou. Les goupilles et les tenons sont contrôlés, selon le type d'assemblage, contre le cisaillement ou la flexion. En général, un contrôle additionnel de l'arbre contre la torsion est effectué dans les joints d'un arbre et d'un moyeu soumis à l'action d'un moment de torsion.
Flexion par une force transversale. Le joint est contrôlé pour déceler la déformation de la surface de contact et la flexion de la goupille.
Contrainte de flexion de la goupille:
Pression:
où:
Mb ... Moment de flexion[Nmm, lb in]
Wb ... module de la section en flexion [mm3, in3]
Pb ... Déformation due à la flexion [MPa, psi]
Pp ... Déformation due à la pression [MPa, psi]
F .... Force [N, lb]
s .... épaisseur du panneau [mm, in]
h .... bras de la force [mm, in]
d .... diamètre de la goupille [mm, in]
KSb, KSp ... coefficient de fonctionnement (détails, voir [2.7,
2.8])
Cisaillement par une force transversale. Le joint est contrôlé pour déceler la déformation de la surface de contact et le cisaillement de la goupille.
Contrainte de cisaillement de la goupille:
Pression sur le panneau inférieur:
Pression sur le panneau supérieur:
où:
F .... Force [N, lb]
s1 ... épaisseur du panneau inférieur [mm, in]
s2 ... épaisseur du panneau supérieur [mm, in]
d .... diamètre de la goupille [mm, in]
i ..... nombre de goupilles
KL ... coefficient de la répartition des charges (détails, voir
[2.6])
KSb, KSp ... coefficient de fonctionnement (détails, voir
[2.7, 2.8])
Cisaillement par une force transversale. Le joint est contrôlé pour déceler la déformation de la surface de contact et le cisaillement de la goupille.
Dimensions recommandées du joint:
d » (0.2 .. 0.3) D
D1 » (1.5 .. 2) D - pour un moyeu en acier
D1 » (2.5) D - pour un moyeu de fonte
Contrainte de cisaillement de la goupille:
Pression sur la tige:
Pression sur la douille:
où:
F .... Force [N, lb]
D .... Diamètre de la tige [mm, in]
D1 ... Diamètre du manchon [mm, in]
d .... diamètre de la goupille [mm, in]
i ..... nombre de goupilles
KL ... facteur de la répartition des charges (détails, voir [2.6])
KSb, KSp ... facteur de fonctionnement (détails, voir [2.7, 2.8])
Contrainte par un moment de torsion. Le joint est contrôlé pour déceler la déformation de la surface de contact, le cisaillement de la goupille et la torsion de l'arbre.
Dimensions recommandées du joint:
d » (0.2 .. 0.3) D
D1 » (1.5 .. 2) D - pour le moyeu en acier
D1 » (2.5) D - pour le moyeu de fonte
Contrainte de cisaillement de la goupille:
Pression sur l'arbre:
Pression sur le moyeu:
Contrainte de torsion de l'arbre:
où:
T .... Moment de torsion [Nmm, lb in]
D .... Diamètre de l'arbre [mm, in]
D1 ... Diamètre du moyeu [mm, in]
d .... diamètre de la goupille [mm, in]
KSb, KSp ... coeff. de fonctionnement (détails, voir [2.7, 2.8])
Contrainte par un moment de torsion. Le joint est contrôlé pour déceler la déformation de la surface de contact, le cisaillement de la goupille et la torsion de l'arbre.
Dimensions recommandées du joint:
d » (0.125 .. 0.2) D
Lf » (1 .. 1.5) D
D1 » (1.5 .. 2) D - pour un moyeu en acier
D1 » (2.5) D - pour un moyeu de fonte
Contrainte de cisaillement de la goupille:
Pression sur l'arbre et le moyeu:
Contrainte de torsion de l'arbre:
où:
T .... Moment de torsion [Nmm, lb in]
D .... Diamètre de l'arbre [mm, in]
D1 ... Diamètre du moyeu [mm, in]
d .... diamètre de la goupille [mm, in]
Lf ... Longueur fonctionnelle de la goupille [mm, in]
i ..... nombre de goupilles
KL ... coeff. de la répartition des charges (détails, voir [2.6])
KSb, KSp ... coeff. de fonctionnement (détails, voir [2.7, 2.8])
Flexion par une force transversale. Le joint est contrôlé pour déceler la déformation de la surface de contact, le cisaillement et la flexion de la goupille.
Dimensions recommandées du joint:
a » (1.5 .. 1.7) d
b » (0.3 .. 0.5) a
l » (2 .. 2.5) d
D » (2.5) d - pour l'acier
D » (3.5) d - pour la fonte
Tension de flexion de la goupille:
Effort de cisaillement de la goupille:
Pression sur la tige:
Pression sur la fourche:
où:
Mb ... Moment de flexion [Nmm, lb in]
Wb ... module de section en flexion [mm3, in3]
F .... force [N, lb]
a .... largeur de la tige [mm, in]
b .... largeur de la fourche [mm, in]
d .... diamètre de la goupille [mm, in]
KSb, KSp ... coeff. de fonctionnement (détails, voir [2.7, 2.8])
Le calcul /l a conception typique d'un joint comprend les étapes suivantes:
Dans ce paragraphe, il est nécessaire d'entrer les paramètres initiaux de base qui caractérisent le régime, le mode et la grandeur de la charge, la conception du joint et les matériaux des pièces reliées.
Sur la liste, choisissez le système d'unité de calcul désiré. Toutes les valeurs seront recalculées immédiatement après changement d'unités.
Choisissez le type de joint désiré en appuyant sur le bouton de l'image correspondante.
Entrez la puissance qui sera transférée par l'arbre.
Entrez la vitesse de l'arbre.
La puissance et la vitesse transférées donnent le moment de torsion, qui est la valeur initiale de base pour la conception du joint.
Entrez la force transversale maximale agissant sur le joint.
Choisissez le mode de charge qui correspond le mieux à vos spécifications.
Choisissez le type de goupille désiré sur la liste. Les goupilles cannelées n'exigent pas d'ajustage précis du trou et sont plus résistantes au relâchement. D'autre part, elles ne sont pas appropriées pour les joints qui sont fréquemment démantelés, ou pour les pièces en aluminium.
Choisissez le type d'ajustement de la goupille convenable sur la liste. Dans les ajustements rotatifs, les valeurs des pressions permises pour les matériaux utilisés sont considérablement inférieures (voir [ 1.13, 1.18, 2.9 ]).
En rapport avec la précision et à la fiabilité des données initiales, l'importance du joint, la qualité de la production et de l'exactitude du calcul, elle est souvent choisie dans l'intervalle de 1,5 à 3.
Sur la liste, choisissez le type de matériel, dont les pièces reliées seront produites. La valeur entre parenthèses indique la résistance minimale à la traction [ MPa/ksi ] du groupe des matériaux indiqué. Si la case à la droite de la liste sélective est cochée, les paramètres de la résistance nécessaires pour le matériel choisi sont automatiquement déterminés. Si non, remplissez les caractéristiques matérielles manuellement. Les valeurs de la pression autorisée [ 1.16, 1.21 ] sont utilisées pour contrôler les surfaces de contact afin de déceler la déformation dans les joints fixes. Dans les joints articulés, les pressions autorisées [ 1.17, 1.22 ] sont considérablement inférieures (jusqu'à 80%). Dans les assemblages sous l'action d'un moment de torsion, la contrainte de torsion permise [ 1.23 ] sert à contrôler la résistance de l'arbre à la torsion.
Ce paragraphe sert à choisir une goupille appropriée et à concevoir les dimensions du joint.
Choisir la conception de la goupille (normes) à partir de la liste. Les goupilles normalisées ont les diamètres et les longueurs précis prescrits dans les normes. Les dimensions de la goupille dans la norme ANSI sont définies en [Pouces] ; dans les autres normes, elles sont définies en [mm].
Plusieures goupilles peuvent être utilisées dans un assemblage pour transférer des charges plus élevées. Leur arrangement (disposition) dépendra du caractère général de la conception et/ou de la charge de l'assemblage. Un arrangement symétrique (décalé de 180°) est souvent utilisé dans les arbres pour des goupilles longitudinales.
En raison des imperfections de la production et du montage, la répartition uniforme des charges entre les goupilles n'est pas toujours être possible dans les assemblages avec plusieures goupilles. La surface active réelle de l'assemblage est alors inférieure à la surface théorique. Le rapport entre la surface théorique et réelle de l'assemblage est défini par le coefficient de la répartition des charges. En rapport avec la conception de l'assemblage, la précision de montage et le nombre de goupilles, la valeur du coefficient est de 0.5 à 1.
Il exprime l'effet total des paramètres de la production et du fonctionnement sur la réduction de la capacité de charge du joint en termes de la déformation permise des surfaces de contact. Sa valeur dépend du type de la goupille et du caractère de la charge du joint. En rapport aux paramètres mentionnés, la littérature donne des valeurs du coefficient dans une marge de 1 à 3.
Exprime l'effet total des paramètres de la production et du fonctionnement sur la réduction de la capacité de charge du joint en termes de la contrainte de flexion ou de cisaillement. Sa valeur dépend du type de la goupille et du caractère de la charge du joint. En rapport aux paramètres mentionnés, la littérature donne des valeurs du coefficient dans une marge de 1 à 3.
Sur la liste, choisissez le type de matériel, dont la goupille sera produite. La valeur entre parenthèses indique la résistance minimale à la traction [ MPa/ksi ] du groupe des matériaux indiqué. Si la case à la droite de la liste est cochée, les paramètres de la résistance nécessaires pour le matériel choisi sont automatiquement déterminés. Sinon, remplissez les caractéristiques matérielles manuellement. La valeur de la pression autorisée [ 2.12 ] est utilisée pour contrôler la goupille afin de déceler la déformation dans les joints fixes. Dans les joints articulés, les pressions autorisées [ 1.17, 1.22 ] sont considérablement inférieures (jusqu'à 80%).
Ce paragraphe sert à concevoir les dimensions du joint. Dans la conception du joint, écrivez d'abord les dimensions des pièces à relier [2.17, 2.18] et choisissez le diamètre approprié de la goupille sur la liste [2.21]. Pour un tel joint, la longueur fonctionnelle minimale de la goupille est calculée dans la rangée [2.24]. Finir la conception du joint en choisissant la longueur réelle de la goupille dans la rangée [2.23]. Choisir la longueur dans la marge prescrite par les normes [2.22] de sorte que la longueur fonctionnelle [2.25] soit supérieure à la longueur minimale [2.24].
Pour faciliter la conception, ce programme permet de choisir automatiquement une goupille appropriée. En appuyant sur le bouton "recherche", le programme choisit une goupille appropriée des dimensions minimales. Les boutons "<", ">" servent au changement (choix) rapide des goupilles dans la marge des dimensions normalisées des diamètres. Après le choix du diamètre de la goupille, le programme choisit automatiquement sa longueur optimale.
Choisir le diamètre de la goupille dans la marge des dimensions normalisées. Le choix d'un diamètre approprié peut être facilité par les valeurs recommandées [2.19] définies empiriquement sur base des dimensions dans [2.17].
Les longueurs minimales et maximales permises de la goupille choisie selon les normes.
Choisir la longueur de la goupille dans la marge normalisée [2.22] de sorte que la longueur fonctionnelle [2.25] soit supérieure à la longueur minimale [2.24].
Dans les joints avec des goupilles longitudinales, ce paramètre donne la longueur fonctionnelle minimale de la goupille choisie nécessaire pour le transfert sûr du moment de torsion donné. Pour les autres types de joints goupillés, la longueur minimale est indiquée par la conception de l'assemblage et par les dimensions des pièces reliées [2.17, 2.18].
La longueur fonctionnelle de la goupille est la longueur totale réduite par le rétrécissement de l'extrémité. Pour le tenon, la longueur fonctionnelle est la distance entre la tête et le trou de la goupille.
Le dimensionnement des joints goupillés s'effectuent dans des conditions simplifiées, sans prendre en compte l'effet de la pression et avec une réduction proportionnelle de la tension permise. Les pièces reliées sont contrôlées pour déceler la déformation des surfaces de contact sur la rondeur du trou. Les goupilles et les tenons sont contrôlés, selon le type de joint, contre le cisaillement ou la flexion. En général, un contrôle additionnel est effectué pour la torsion de l'arbre dans les joints de l'arbre et du moyeu sous l'action d'un moment de torsion.
La sûreté résultante du joint [3.4] est donnée par le rapport entre la tension de cisaillement autorisée du matériel de la goupille et la tension comparative calculée. Un joint suffisamment bon doit avoir une sûreté calculée supérieure à celle exigée [1.12].
La sûreté résultante du joint [3.8] est donnée par le rapport entre la tension de flexion autorisée du matériel de la goupille et la tension de comparaison calculée. Un joint suffisamment bon doit avoir une sûreté calculée supérieure à celle exigée [1.12].
Le contrôle de la déformation est effectué séparément pour chaque pièce reliée. La sûreté résultante [3.12, 3.16] est donnée par le rapport de la pression autorisée du matériel de qualité inférieure (de la paire goupille - pièce reliée) à la pression comparative calculée agissant sur la partie donnée du joint. Un joint suffisamment bon doit avoir une sûreté calculée supérieure à celle exigée [1.12].
La sûreté résultante du joint [3.20] est donnée par le rapport entre la contrainte de torsion autorisée du matériel de l'arbre et la contrainte comparative calculée. Un joint suffisamment bon doit avoir une sûreté calculée supérieure à celle exigée [1.12].
Les informations sur les options des résultats graphiques 2D et 3D et les informations sur la compatibilité entre les systèmes de DAO 2D et 3D se trouvent dans le document "Résultat graphique, systèmes de DAO".
L'information sur le réglage des paramètres de calcul et le choix de la langue se trouve dans le document "Réglage des calculs, changement de langue".
Les informations générales sur la façon dont vous pouvez modifier et prolonger les cahiers de travail du calcul sont mentionnées dans le document "Modifications du cahier de travail (calcul)".
^