KURZUS: Gépelemek
MODUL: II. modul: Kötőgépelemek. Kötési módok. Csavarkötések. Tengelykötések. Oldható és nem oldható kötés fajták
5. lecke: Tengelykötések. Ék-, retesz- és bordáskötés méretezése
Tevékenység | ||||||||||
Olvassa el a Gépszerkezettan II. jegyzet 57-65. oldalain (a 2.1.3. és 2.1.4. alfejezet) található tananyagot Nézze át az alábbi, a követelmények után található összefoglalást és kidolgozott mintapéldákat! Tanulmányozza át a minimum rajzos kérdések részben található ábrákat! Tanulmányozza át a Gépszerkezettan II-III segédlet 23-25 oldalain lévő kidolgozott feladatait és a 25. oldalon található gyakorló feladatokat is! | ||||||||||
A tananyag tanulmányozása közben az alábbiakra figyeljen: | ||||||||||
| ||||||||||
Követelmények | ||||||||||
A tananyag elsajátítása akkor tekinthető sikeresnek, ha Ön | ||||||||||
| ||||||||||
A tananyag összefoglalása, további információk a tananyaghoz | ||||||||||
A különféle ék- retesz és bordáskötésekkel tengelyek és agyak között létesítenek kapcsolatot. | ||||||||||
Az ékek lejtős kialakítású gépelemek, melyeknek beszorítása után nagy súrlódási erő biztosítja az összekötött alkatrészek szilárd kapcsolatát. A létrejövő súrlódási erő miatt külön nem kell gondoskodni a tárcsa tengelyirányú rögzítéséről, viszont a feszítés miatt csak akkor alkalmazhatók, ha az elemek között kismértékű excentricitás megengedhető. | ||||||||||
A reteszkötés alakkal záró kötés, ami azt jelenti, hogy az egyes szerkezeti elemek között a terhelés átadását az alkatrészek geometriai alakja biztosítja. | ||||||||||
Reteszkötés alkalmazása esetén a tengely és az agy hornyába helyezett párhuzamos oldalú hasáb teszi lehetővé a forgatónyomaték átvitelét. A retesz nem feszül be az összekapcsolt elemek közé, ezért excentricitást sem okoz. Meg kell viszont oldani a tárcsa tengelyirányú rögzítését. | ||||||||||
A bordáskötést tekinthetjük úgy is, mint a reteszkötésnek egy nagyobb nyomaték átvitelére alkalmas változatát. Ha a tengelyre a reteszhez hasonló bordákat készítünk, akkor bordástengelyt kapunk. A bordás kötés jellemzője még, hogy a tengelyre szerelt elem elcsúsztatható. | ||||||||||
Fontos, hogy a bordástengely és az agy forgástengelye egybeessen. A tengely és az agy egymáshoz képest a tengelyre merőlegesen nem mozdulhat el (az agy nem "lötyöghet" a tengelyen), mert forgás közben a centrifugáliserő rezgéseket keltene, ami károsítaná a szerkezeti elemeket. A tengely és az agy egyes felületeinek össze kell érniük, azaz a tengelyt és az agyat egymáshoz képest illeszteni, vagy más kifejezéssel központosítani kell. Attól függően, hogy a bordástengelyt és az agyat mely részükön illesztjük, megkülönböztetünk belső átmérőn, bordaoldalon és külső átmérőn történő központosítást (ez utóbbit ritkán alkalmazzák). | ||||||||||
A reteszpályáknál, valamint a bordázatoknál kialakított sarkok miatt feszültséggyűjtő helyek jönnek létre. Ezekből a sarokpontokból repedések indulhatnak, amelyek sugárirányban haladnak befelé és végül a tengely fáradt töréséhez vezethetnek. | ||||||||||
A használt számítási összefüggések | ||||||||||
A táblázatban azon összefüggések szerepelnek, amelyeket a számítások megoldása során használunk. A kiemelt betűkkel írt megnevezések az úgynevezett minimum képletek, amit fejből tudniuk kell! A nem kiemelt összefüggéseket képletjegyzék formájában a vizsgán felhasználhatják. A választásos feladatokban a helyes a minimum képleteket (a kiemelt összefüggések) kell megjelölni a megadott lehetőségek közül. | ||||||||||
| ||||||||||
Kiegészítés és kidolgozott mintapéldák az 5. lecke tananyagához | ||||||||||
1. Reteszkötés ellenőrzése | ||||||||||
dt = 30 mm átmérőjű tengelyhez b × h × l = 8 × 7 × 50 méretű fészkes retesszel rögzítünk egy szíjtárcsát, amellyel n = 10 1/sec fordulatszámon 10 kW teljesítményt viszünk át. | ||||||||||
Ellenőrizze ezt a reteszt palástnyomásra és nyírásra, ha a retesz anyagára megengedett nyírószilárdság = 60 N/mm2, a palástnyomás maximálisan megengedhető értéke pedig | ||||||||||
A reteszhorony mélysége a tengelyben t1 = 4 mm, a tárcsában pedig t2 = 3,3 mm. | ||||||||||
| ||||||||||
Adatok: | ||||||||||
A csavarónyomaték értéke: | ||||||||||
, mivel | ||||||||||
A kerületi erő: | ||||||||||
Ellenőrzés palástnyomásra: | ||||||||||
A palástnyomásnak kisebbnek kell lennie a megengedettnél, vagyis az alábbi összefüggésnek teljesülni kell: | ||||||||||
A nyíró igénybevétel: | ||||||||||
, | ||||||||||
ahol "F" a nyíróerő (megegyezik a kerületi erővel), "T" pedig a keletkező nyomaték. | ||||||||||
A nyírófeszültség: | ||||||||||
Tehát a retesz nyírás szempontjából is megfelel! | ||||||||||
2. Reteszkötés ellenőrzése | ||||||||||
Egy tengelykapcsoló tárcsát kell egy dt=60 mm-es átmérőjű tengelyre reteszkötéssel rögzíteni. A kapcsoló T=1000 Nm nyomatékot visz át. A retesz mérete b=18 mm, h=11 mm és t1=7 mm. Számítsa ki a szükséges retesz hosszát és ellenőrizze nyírásra, ha pmeg = 60 N/mm2 és | ||||||||||
A szükséges reteszhossz meghatározása: | ||||||||||
. | ||||||||||
Tehát a szabványos reteszhosszúság: l=140 mm. | ||||||||||
Ellenőrzés nyírásra: | ||||||||||
Tehát megfelelő. | ||||||||||
Mit lehet tenni, ha a beépítés miatt a tengelyvég hossza maximum 100 mm lehet? | ||||||||||
a, Jobb anyagminőséget választunk, aminél pmeg = 100 N/mm2! | ||||||||||
Így a szabványos reteszhosszúság: l=90 mm. | ||||||||||
b, z=2 db reteszt alkalmazunk | ||||||||||
Így a szabványos reteszhosszúság: l=70 mm. | ||||||||||
3. Bordáskötéssel átvihető nyomaték meghatározása | ||||||||||
Határozza meg a bordáskötéssel átvihető nyomaték nagyságát, ha a bordástengely méretei a következők: 8d × 42 × 46 × 6, f=0,2 mm. A megengedett palástnyomás 60 N/mm2, a dinamikus tényező 0,85 és a bordáskötés hossza 63 mm. Hány darab ugyanolyan hosszúságú retesszel helyettesíthető a kötés (d átmérőre van szerelve a retesz), ha az adatai: b= 12 mm, h= 8 mm és t1= 5 mm (pmegretesz= 90 N/mm2és = 60 N/mm2)? Ellenőrizze a reteszt nyírófeszültségre is! | ||||||||||
A kötéssel átvihető nyomaték: | ||||||||||
678585,6 Nmm = 678,58 Nm | ||||||||||
A reteszek száma: | ||||||||||
reteszt kell alkalmaznunk! | ||||||||||
A retesz ellenőrzése nyírófeszültségre: | ||||||||||
Minimum rajzos kérdések: | ||||||||||
| ||||||||||
| ||||||||||
| ||||||||||
| ||||||||||
| ||||||||||
Szemléltető ábrák: | ||||||||||
| ||||||||||
Az alábbi lapozós könyv az ékkötés létesítésének lépéseit mutatja be. Az ábrák azt az esetet szemléltetik, amikor az éket helyezik el először a horonyban és utána kerül a helyére a rögzítendő alkatrész. Az agy felhelyezéséhez komoly erőhatásra van szükség. | ||||||||||
| ||||||||||
A fenti ékkötés az ellenkező oldalról kifejtett erőhatással oldható. Az ékkötés létrehozásakor az ék beverésének (vagy az agy felhelyezésének) hatására a tengely és az agy között excentricitás jön létre. Az excentricitás azt jelenti, hogy a tengely és az agy középvonala nem esik egy egyenesbe. Az agy elveszti eredeti köralakúságát ("ovális" lesz). Az alábbi lapozós könyv az excentricitás kialakulását mutatja be, jelentősen eltúlozva a valódi excentricitás mértékét. | ||||||||||
| ||||||||||
A képen látható ék felfelé ható feszítőerőt gyakorol az agyra. Az agy deformálódik, emiatt középvonalának helyzete is megváltozik. Figyelje meg a képeken, hogyan tolódik el felfelé az agy vörös színnel jelezett középvonala! | ||||||||||
| ||||||||||
Az ábrán látható kötés elemei: menetes tengelyvég reteszhoronnyal, retesz, hornyos ékszíjtárcsa | ||||||||||
A kötés szemléltető ábrája: | ||||||||||
| ||||||||||
Az ábrán nem tüntettük fel a tárcsa tengelyirányú rögzítéséhez szükséges alátétet és csavaranyát! | ||||||||||
Kúpos tengelyre szerelendő alkatrész rögzítéséhez íves reteszt alkalmaznak. A reteszhorony kialakítása a tengelyben ilyenkor a következő: | ||||||||||
| ||||||||||
| ||||||||||
| ||||||||||
| ||||||||||
Mint említettük a bordáskötés nagy csavarónyomaték átvitelére alkalmas, ugyanakkor lehetővé teszi a bordás tengelyre szerelt alkatrész tengelyirányú elmozdítását. A nyomatékot az agy hornyaiba illeszkedő bordák viszik át. | ||||||||||
| ||||||||||
Az elmozdítható alkatrész sok esetben fogaskerék, így leginkább szerszámgépekben és gépjárművek nyomatékváltójában alkalmazzák. | ||||||||||
Bordáskötés esetén a nyomatékátvitel a tengely egész felületén közel egyenletes, emiatt viszonylag rövid aggyal is nagy nyomaték átvitele valósítható meg. | ||||||||||
| ||||||||||
Tengely és agy összekötésére alkalmaznak golyós-bordás kapcsolatot is. | ||||||||||
|
Ellenőrző kérdések | ||||||||||
A leckék végén található feladatoknál választásos feladatoknál, párosításos feladatoknál, igaz-hamis eldöntésénél és számítási feladatoknál is csak a teljesen jó megoldást fogadjuk el! (Modulzáró feladatoknál adunk meg pontszámokat a feladatokhoz, amiből már lehet látni a feladatok erősségét! Egyedül a számítási feladatoknál használunk részpontozást!) Felhívjuk figyelmét, hogy a számítási feladatoknál a részeredményeket ne kerekítse, hanem a további számításokhoz a pontos értéket (a számológépen megjelenő összes tizedest) vegye figyelembe! Az eredményeket mindig csak két tizedesjegy pontossággal írja be! (Egész szám és tizedes esetén sem kell kiírni a szám végén található nullákat!) | ||||||||||
1. Milyen módon hoz létre az ék kapcsolatot az alkatrészek között? Jelölje be a helyes választ!
![]() | ||||||||||
2. Miért nem használható az ékkötés pontos futást kívánó alkatrészeknél? Jelölje be a helyes választ!
![]() | ||||||||||
3. Milyen elmozdulást, vagy elmozdulásokat akadályoz meg az ékkötés? Jelölje a helyes választ!
![]() | ||||||||||
4. Jelölje meg az alábbi meghatározások közül azt, amelyik az alakkal záró kötésekre igaz!
![]() | ||||||||||
5. Válassza ki az alábbi állítások közül az igazat!
![]() | ||||||||||
6. Miért nem alkalmas az íves retesz nagy nyomaték átvitelére? Jelölje a helyes választ!
![]() | ||||||||||
7. Válassza ki az alábbiak közül és jelölje a bordáskötésre jellemző meghatározást!
![]() | ||||||||||
8. Milyen elven működik a bordáskötés? Válassza ki a helyes megoldást!
![]() | ||||||||||
9. A bordástengely és az agy bizonyos felületei (a kisátmérőn, a nagyátmérőn vagy a bordaoldalon) illesztettek. Miért? Jelölje meg a helyes választ!
![]() | ||||||||||
10. Tanulmányozza az alábbi ábrát, majd válaszoljon a kérdésre! ![]() Milyen bordázat látható a fenti képen?
![]() | ||||||||||
11. Jelölje az igaz állítást az alábbi meghatározások közül!
![]() | ||||||||||
12. A jegyzet és a segédlet összefüggéseit felhasználva ellenőrizze az alábbi reteszt palástnyomásra és nyírásra, ha az átviendő nyomaték 103 Nm, a retesz b × h mérete 18 × 11, t1=7 mm. A retesz választható hosszai: 80, 90, 100, 110 mm. A retesz anyagára megengedett palástnyomás 70 N/mm2, megengedett nyírószilárdság 50 N/mm2, a tengely átmérője pedig 65 mm. Melyik retesz hosszúságot alkalmazzuk, hogy a retesz palástnyomás és nyírás szempontjából is megfeleljen? A számítás eredményét felhasználva jelölje a helyes választ!
![]() | ||||||||||
13. Egy tengelyvégre 6×18×22×6 méretű párhuzamos oldalú bordás tengelykötéssel (f=0,1) rögzítünk egy fogaskereket. A tengelyt egy P= 18,5 kW teljesítményű és n= 730 1/perc fordulatszámú motor hajtja meg, amellyel nyomatékot viszünk át. A dinamikus tényező értéke 0,8. Melyik lenti párosítást használjuk a kötéshez, hogy a nyomatékot közel 1,28 biztonsági tényezővel vigyük át?
![]() | ||||||||||
14. Válassza ki a reteszkötés méretezésénél alkalmazott, palástnyomásra vonatkozó helyes számítási összefüggését! ![]() | ||||||||||
15. Válassza ki a bordás tengelykötéssel átvihető nyomaték meghatározására vonatkozó helyes számítási összefüggését! ![]() |