KURZUS: Gépelemek

MODUL: II. modul: Kötőgépelemek. Kötési módok. Csavarkötések. Tengelykötések. Oldható és nem oldható kötés fajták

4. lecke: Csapszegek, szegek, rögzítőelemek méretezése. (csapszeg, keresztszeg, tengellyel párhuzamosan szerelt biztosító szeg)

Tevékenység

Olvassa el a Gépszerkezettan II. jegyzet 47-56. oldalain (a 2.1.2. 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 20-22 oldalain lévő kidolgozott feladatait és a 22. oldalon található gyakorló feladatot is!

A tananyag tanulmányozása közben az alábbiakra figyeljen:

  • Ismételje át a csapszegek, szegek, kúpos szegek, hasított szegek és axiális rögzítőgyűrűk különböző típusait és alkalmazási területeit!
  • Ábra alapján ismerje fel az egyes kötőelemeket!
  • Tanulja meg, hogy melyik kötőelemet milyen célra és milyen beépítési módon alkalmazzák!
  • Hogyan méretezzük a csapszegkötést hajlításra és felületi nyomásra?
  • Hogyan ellenőrizzük a keresztszeget felületi nyomásra és nyírásra?
  • Hogyan határozható meg a tengellyel párhuzamosan szerelt biztosító szeggel átvihető nyomaték és hogyan ellenőrizzük nyírásra a kötést?
  • Tanulja meg a témakörben használt összefüggések paramétereinek jelentését és párosítsa azok mértékegységeit is!
  • Tanulja meg kívülről az összefoglalóban kiemelt betűvel jelölt összefüggéseket, valamint a többi képlet használatát példákon keresztül!
  • Többször rajzolja le szabadkézzel papírra a minimum rajzos részben található ábrákat! Majd ellenőrizze azok helyességét!
Követelmények

A tananyag elsajátítása akkor tekinthető sikeresnek, ha Ön

  • Az egyes kötőelemek ábráihoz hozzá tudja rendelni azok megnevezését.
  • Adott rögzítési feladathoz ki tudja választani a megfelelő rögzítő elemet.
  • Ismeri a csapszegek, szegek, kúpos szegek, hasított szegek és axiális rögzítőgyűrűk alkalmazási területeit és beépítési módjait.
  • Ismeri a csapszegkötés, a keresztszeg és a tengellyel párhuzamosan szerelt biztosító szeg méretezésének a menetét és számítási feladatokban alkalmazni tudja a hozzá tartozó összefüggéseket.
  • A témakörben használt összefüggések paramétereinek jelentését ismeri, és mértékegységeit is párosítani tudja.
  • Listából ki tudja választani az összefoglalóban felsorolt helyes számítási összefüggéseket.
  • Önállóan le tudja rajzolni a minimum rajzos részben található ábrákat.
A tananyag összefoglalása, további információk a tananyaghoz

A csapszegkötés igénybevételi ábrái a hajlító nyomaték meghatározásához.

A csapszegkötésre ható erők, igénybevételek

A terhelést a rúdfej közepén l hosszúságban megoszló terhelésnek feltételezzük. l a rúdfej szélessége, míg s a heveder szélessége.

A csapszegkötés helyettesítése kéttámaszú tartóval és a hozzátartozó igénybevételi ábrák:

A csapszeg középső keresztmetszetében (a rúdfej közepén) a maximális hajlító nyomatékot a nyíróerő ábra "0123" téglalap és "234" háromszög területének kiszámításával határozhatjuk meg.

A "0123" téglalap területe: F 2 s 2 .

A "234" háromszög területe: F 2 l 22 .

Tehát írhatjuk, hogy M h = F 2 s 2 + F 2 l 22 = F 2 ( s 2 + l 4 )= F 8 (2s+l) .

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.

Csapszegkötésnél a hajlítónyomaték
a csapszeg középső keresztmetszetében
M h = F 8 (2s+l)
Csapszegkötésnél a felületi terhelés
a rúdfejre
p= F ld p meg
Csapszegkötésnél a felületi terhelés
a hevederre
p= F 2ds p meg
A keresztszeg kötésnél az agyban keletkező
felületi nyomás
p a = F A = T ( d t +s)ds p meg
A keresztszeg kötésnél a tengelyben
keletkező felületi nyomás
p t = 6T d d t 2 p meg
A keresztszeg kötésnél a nyírófeszültség τ ny = 4T d t d 2 π τ meg
A tengellyel párhuzamosan szerelt
biztosítószeggel átvihető nyomaték
T= p meg d 2 l d t 2
A nyírófeszültség a szeg téglalap alakú
keresztmetszetében
τ= 2T d t dl τ meg
Kiegészítés és kidolgozott mintapéldák a 4. lecke tananyagához

1. Az ábrán látható csapszegkötés méretei:

  • a rúdfej szélessége 50 mm,
  • a heveder vastagsága 15 mm,
  • a kötést terhelő erő 25 kN,
  • a csapszeg anyagának folyáshatára 400 N/mm2,
  • a biztonsági tényező 2.

Méretezzük hajlításra a kötést! Határozza meg a csapszeg átmérőjét és válassza ki a szabványos átmérőt az alábbiak közül: d= 14, 16, 20, 24, 30 mm!

A csapszeg anyagának folyáshatárából és a biztonsági tényezőből meghatározható a megengedett hajlítófeszültség:

σ hmeg = R eH n = 400 2 =200N/m m 2

Az előzőek szerint a hajlítónyomaték a csapszeg középső keresztmetszetében:

M h = F 8 (2s+l)= 25000 8 (215+50)=250000Nmm=250Nm

A hajlítófeszültség alapösszefüggése:

σ h = M h K = 32 M h d 3 π d= 32 M h σ hmeg π 3 = 32250000 200π 3 =23,35mm

Tehát a megadott csapszegátmérők közül a d=24 mm-t kell választani!

Tengellyel párhuzamos biztosítószeg méretezése

2. Az ábra alapján méretezzen egy tengellyel párhuzamos helyzetbe beszerelt biztosítószeget felületi nyomás alapján! Majd ellenőrizze nyírófeszültségre is, ha a tengely átmérője 50 mm, az átviendő nyomaték 200 Nm, a megengedett felületi nyomás 80 N/mm2 és a szeg hosszúsága 20 mm! A megengedett nyírófeszültség értéke 60 N/mm2.

A tengellyel párhuzamosan szerelt biztosítószeggel átvihető nyomaték:

T= p meg d 2 l d t 2 d= 4T p meg l d t = 4200000 802050 =10mm

Tehát a szeg átmérője 10 mm.

A nyírófeszültség ellenőrzése:

τ= 2T d t dl = 2200000 501020 =40N/m m 2 60N/m m 2 = τ meg

Megfelelő nyírófeszültség szempontjából.

Minimum rajzos kérdések:

Fejes csapszeg csuklós kötésben, menetes csapszeg kötélgörgő vezetésére
A csapszegre ható erők
Keresztszegre ható erők

Szemléltető ábrák:

A csapszegek főbb típusainak térhatású ábrái

Az 1., 2. és 3. számmal jelölt alkatrészek fej nélküli csapszegek, a 4. és 5. számúak pedig fejes csapszegek. A 3. számú csapszegen rögzítő gyűrű számára kialakított hornyot látunk. Az 5. számú csapszeg vége menetes.

A kúpos szeg egy alkalmazási lehetőségére mutat példát az alábbi lapozós könyv. Az ábrák egy kilincskerék tengelyre rögzítését mutatják be.

1/3
visszaelőre
A hasított, ill. a kétcsapos hasított szegek térhatású ábrái
A tengelyen vagy furatban alkalmazott axiális rögzítőgyűrűk (más néven Seeger-gyűrűk)

Az alábbi lapozós könyvek alkalmazási példákat mutatnak a különböző rögzítő gyűrűkhöz:

1/3
visszaelőre
1/3
visszaelőre
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. Az alábbi képen rögzítőelemeket lát. Tanulmányozza a rajzot, majd válaszoljon a kérdésekre!

1/a. Hányas számú alkatrész a kúposszeg? Írja be a számát!

A kúposszeg a számmal jelölt alkatrész.

1/b. Hányas számú alkatrész a fejes csapszeg? Írja be a számát!

A fejes csapszeg a számmal jelölt alkatrész.

Hányas számú alkatrész a furathoz használható axiális rögzítőgyűrű? Írja be a számát!

A furathoz használható axiális rögzítőgyűrű a számú alkatrész.

Hányas számú alkatrész a gyűrűhornyos csapszeg? Írja be a számát!

A gyűrűhornyos csapszeg a számú alkatrész.

2. Az alábbiak közül melyik alkatrészeket alkalmazzák leginkább csuklós kötésekben? Jelölje meg a helyes választ!
A kúposszegeket.
A csapszegeket.
A hasított szegeket.
Az axiális tőmítőgyűrűket.
3. Mi az előnye a kúpos rögzítőszegnek? Jelölje meg a helyes választ!
A kúposszeg és a kúpos furat elkészítése egyszerű, ezért nagyon olcsó rögzítési megoldásnak számít.
Lehetővé teszi, hogy csuklós kötésekben az egyik alkatrész elmozdítható, a másik pedig rögzített legyen.
Gyakori szétszerelés esetén is mindig pontosan lehet vele visszaállítani a géprészt eredeti helyzetébe.
4. Jelölje meg az alábbi állítások közül azt, amelyik a hasított szegek szerelésére igaz!
A hasított szeggel rögzített alkatrészeket szereléskor együtt fúrják, és a nyers furatba ütik be a szeget.
A hasított szeggel rögzített alkatrészeket külön-külön fúrják, és a furatot finom felületűre munkálják, hogy a szeg könnyen beüthető legyen.
A hasított szeggel rögzített alkatrészeket együtt fúrják, és a furatot finom felületűre munkálják, hogy a szeg könnyen beüthető legyen.
5. Mekkora erővel terhelhető a következő adatokkal jellemzett csapszegkötés? A csapszeg átmérője 24 mm. A kötés méretei:
- a heveder szélessége: 20 mm,
- a rúdfej szélessége: 60 mm.
A hajlításra megengedett feszültség: σ meg = 150 N/mm2.
Határozza meg a csapszegben ébredő nyírófeszültség értékét is!

F= N
τ= N/mm2

6. Egy P= 5,5 kW teljesítményű és n= 700 1/perc fordulatszámú villanymotorral egy tengelykapcsolót hajtunk meg, amelynek agyrésze keresztszeg kötéssel van felszerelve. A tengely átmérője 25 mm. Feltételezve, hogy a nyírófeszültség a legveszélyesebb igénybevétel, válassza ki a szeg átmérőjét a megadottak közül, ha τ meg = 80 N/mm2! Számítsa ki a felületi terhelést a tengelyben a kiválasztott szegátmérővel! (d=5, 6, 8, 10, 12, 16, 20 mm)

d= mm (számított)
d= mm (kiválasztott)
pt= N/mm2

7. Válassza ki a keresztszeg kötés méretezésénél alkalmazott, nyírófeszültségre vonatkozó helyes számítási összefüggését!
τ ny = 4T d t 2 dπ
τ ny = 4T d t d 2
τ ny = 4T d 2 π
τ ny = 2T d t d 2 π
τ ny = 4T d t d 2 π
8. Válassza ki a tengellyel párhuzamosan szerelt biztosítószeggel átvihető nyomaték meghatározására vonatkozó helyes számítási összefüggését!
T= p meg dl d t
T= p meg dl d t 2
T= p meg d 2 l d t 2
T= τ meg d 2 l d t 2
T= τ meg dl d t 2