Obliczanie połączeń sworzniowych przegubowych nie pasowanych

Projektowanie połączenia sworzniowego polega na obliczeniu wytrzymałościowym średnicy sworznia, następnie oblicza się wytrzymałościowo minimalne przekroje ucha i widełek. Dobierając sposób zabezpieczenia sworznia przed przesunięciem osiowym, oraz znając minimalne wymiary ucha i widełek można na końcu określić długość sworznia.
Końcowym etapem jest dobór sworznia spośród dostępnych tutaj>.

W przypadku połączenia przegubowego, w którym sworzeń jest luźno osadzony w oprawie, średnicę sworznia oblicza się z warunku wytrzymałościowego na zginanie:

gdzie:
P – siła działająca na połączenie w [N],
d – średnica sworznia w [m],
k_g – naprężenia dopuszczalne na zginanie materiału sworznia w [Pa], stąd:

Znając materiał, z jakiego będzie wykonane ucho połączenia możliwe jest określenie jego grubości „l” z warunku na naciski powierzchniowe:

gdzie:
k_d – naciski dopuszczalne dla materiału ucha w [Pa], stąd:

Z tego samego warunku obliczane są grubości widełek „b”:

Następnym etapem obliczeń wytrzymałościowych jest obliczenie wymiarów ucha „a” oraz „c”:

Przekrój, odpowiadający wymiarowi „a” jest rozciągany momentem P/2•b/a oraz rozciągany siłą P/2. W uproszczeniu można zapisać, przy założeniu trójkątnego rozkładu naprężeń zastępczych (z maksimum przy powierzchni otworu pod sworzeń):

gdzie:
k_r – naprężenia dopuszczalne na rozciąganie dla materiału ucha w [Pa].

Przekrój odpowiadający wymiarowi „c” w przypadku obliczeń ścisłych powinien być potraktowany jako pręt silnie zakrzywiony, zginany. W przypadku obliczeń uproszczonych wymiar „c” można obliczyć z następującej zależności:

gdzie:
k_g – naprężenia dopuszczalne na zginanie dla materiału ucha w [Pa].

Odpowiadające powyższym wymiarom wymiary widełek mogą być obliczone z tych samych zależności. Stosując ten sam materiał na ucho i widełki oraz zależność wymiarową l=2b można zastosować identyczne wymiary „c” i „a” dla widełek.

Końcowym etapem obliczeń wytrzymałościowych jest dobór sworznia o średnicy większej bądź równej „d” oraz długości czynnej większej od l+2b. Odpowiednie wymiary sworzni podano tutaj>.