KURZUS: Gépszerkezettan II.

MODUL: IV. modul: Tengelyek

23. lecke: Tengelyek kialakítása és anyagai

Tevékenység

Olvassa el a jegyzet 126-127. és 139-141. oldalán található anyagot és az alábbi kiegészítést. A feldolgozás során a következőkre figyeljen:

  • Sorolja fel a tengelyek csoportosítási lehetőségeit.
  • Jellemezze az egyes csoportokba tartozó tengelyeket
  • Ismertesse a tengelyanyagokat.
  • Tengelyt ábrázoló rajzon ismerje fel annak jellemző részeit.
  • Az egyes tengelyrészekhez párosítsa azok feladatát.
  • Ismerje fel a tengelyek tipikus részleteit.
Követelmény

A tananyag elsajátítása akkor tekinthető sikeresnek, ha Ön:

  • Listából ki tudja választani a tengelyek csoportosítási szempontjait.
  • Felsorolásból ki tudja választani az egyes csoportokba tartozó tengelyeket.
  • Ábra alapján felismeri a különböző kialakítású tengelyeket.
  • Felsorolásból ki tudja választani a tengelyanyagokat.
  • Listából ki tudja választani a tengelyek fő részeit.
  • Tengely ábrája alapján az egyes részekhez hozzá tudja rendelni azok megnevezését.
  • Tengely adott részéhez hozzá tudja rendelni annak feladatát.
  • Ábra alapján felismeri a tengelyek tipikus részleteit.
Összefoglalás és további információk

A tengelyek forgó mozgást végző gépelemeket hordoznak és/vagy részt vesznek a forgatónyomaték átvitelében. Kialakításuk igen sokféle lehet, de vannak olyan részleteik, amelyek a legtöbb tengelyen megtalálhatók. Ezeket szabványosították, így pontos formájuk, ill. méreteik szabványokból vagy tervezési segédletekből meghatározható vagy meghatározhatók.

A tengelyek osztályozása

1. Üzemük szerint

a)A tengely áll, a rászerelt gépelemek végzik a forgó mozgást. A tengely és a rászerelt gépelemek közötti kapcsolat laza: gépkocsi.
b)A tengely forog és vele együtt forog a rászerelt alkatrész is. Kapcsolatuk szoros, a tengely nyomatékot visz át. Ez az eset a leggyakoribb a gépészeti gyakorlatban: belső égésű motorok főtengelye, szerszámgépek hajtóműtengelye.
c)A tengely forog, de nyomatékot nem visz át. Ilyenkor a tengely és a rászerelt forgó gépelem szintén szoros kapcsolatban van: vasúti kocsik tengelye.

2. Igénybevételük szerint

a)Hajlításra igénybe vett,
b)Csavarásra igénybe vett,
c)Hajlításra és csavarásra együttesen igénybe vett.

3. Alakjuk szerint

a)Egyenes középvonalú,
b)Alakos tengelyek (könyökös).

Nem egyenes középvonalú tengelyre mutat példát a következő nagyítós kép:

4. Keresztmetszetük szerint

a)Tömör,
b)Üreges tengelyek.

a) tömör tengely mint hajtóműtengely

b) csőtengely mint főorsó

5. Működésük szerint

a)Merev tengelyek, melyek működés közben sem hossz, sem keresztirányban nem térhetnek el,
b)Csuklós tengelyek, melyek kapcsolatot létesítenek két, nem egy egyenesbe eső tengely között,
c)Hajlékony vagy flexibilis tengelyek, melyek működés közben hajlíthatók.

a) merev tengely

b) csuklós tengelyek

c) hajlékony tengely

A tengelyek kialakítása

Az egyszerűbb tengelyeket végig egyforma átmérőjűre készítik, csak a végein a csapágyak felfekvésére munkálják kisebb átmérőre.

Általában azonban a gépek tengelyei a különböző rájuk szerelt és velük kapcsolódó alkatrészek miatt lépcsős, változó keresztmetszetűek.

A tengely fő részeit az alábbi ábra szemlélteti

A tengelyek egyes jellemző részeinek feladata a következő:

  • A tengely a közvetítő részen keresztül kapja a hajtást, erre a részre rögzítik a fogaskereket, csigakereket, tárcsát.
  • A csatlakozó csaphoz olyan alkatrész kapcsolódik, amelyen keresztül a tengely átviszi a hajtást (ez lehet például valamilyen tárcsa).
  • A végcsap és a nyakcsap általában csapágyakban fekszik, és a tengely megtámasztását szolgálja.

A tengelycsapok alakja lehet hengeres, kúpos vagy gömb.

A csapokat általában köszörülik (Ra = 0,8...1,6 μm ) a súrlódás csökkentése céljából, felületüket pedig edzik, hogy kopásállók legyenek.

A tengelyek tipikus részletei

Hosszú tengelyszerű alkatrészek megtámasztásához és befogási (tájolási) bázisfelületként alkalmazzák a központfuratokat.

A központfuratoknak három szabványos típusa van:

A rajzon ezeket többnyire nem szükséges valósághűen kirajzolni, hanem egyszerűsített méretmegadással jelölhetők.

Pl. egy "A" típusú, d1 = 2mm méretű központfurat jelölése a következő:

Gyakran alkalmazott rögzítőelem tengelyeken a rögzítőgyűrű, melynek elhelyezéséhez (a már korábban ismertetett módon) szabványos méretű beszúrást kell készíteni.

Beszúrás külső rögzítőgyűrűhöz:

A forgatónyomatékot átvivő elemeket többnyire ék- vagy reteszkötéssel rögzítik a tengelyeken. Az ehhez szükséges hornyokat ujj- vagy tárcsamaróval készítik. A hornyok méretei és tűrései a tengelyátmérő függvényében szabványból vagy műszaki táblázatokból határozhatók meg.

A tengelyek tipikus részletei a szerszámkifutások számára készített hornyok és beszúrások. Ezek pontos alakja kinagyított részlet készítésével mutatható meg. Elkerülhető a részletes ábrázolás és méretmegadás a szerszámkifutás szabványára történő hivatkozással.

Pl.: a menet mögötti horony pontos alakját és méreteit az MSZ 224 tartalmazza:

A tengelyvállaknál alkalmazható lekerekítések,beszúrások és éltompítások kialakítására az MSZ 14452 szabvány ad részletes eligazítást.

A szabad és a támasztó tengelyvállaknál gyakori az ún. "L" alakú beszúrás:

Egy szerelt tengely ábráját az alábbi ábra mutatja:

A nagyítós képen egy csigahajtás részletét láthatja. A tengely végcsapja és nyakcsapja siklócsapágyakhoz csatlakozik, a közvetítő részre csigakereket szereltek. A csatlakozó csapra szerelendő alkatrész az ábrán nincs feltüntetve. A tengely a csigakeréken keresztül kapja a hajtást, és átviszi azt a csatlakozó csapra szerelendő alkatrészre.

A közvetítő részen retesszel rögzítették a csigakereket. Az ábrán a retesz vetületi képe is látható.

A tengelyek méretezésével a konzultáción foglalkozunk.

Ellenőrző kérdések és feladatok
1. Válassza ki az alábbi szempontok közül azokat, amelyek alkalmasak a tengelyek csoportosítására!
forgásirány
üzemi állapot
szín
működés
keresztmetszet
igénybevétel
méret
anyagminőség
alak
2. Mely csoport szempontjából fontosak az alábbi jellemzők? Válassza ki a felsorolásból!
A tengely és a hozzá kapcsolt alkatrész viszonya, mozgásuk.
működés
üzemi állapot
igénybevétel
3. Mely tengelyekre jellemző, hogy nyomatékot visznek át? Jelölje be!
az álló tengelyekre
a forgó tengelyekre
az álló és forgó tengelyekre egyaránt
4. Működésük alapján milyen tengelyeket ismer? Válassza ki az alábbi felsorolásból!
álló tengelyek
forgó és egyben nyomatékot átvivő tengelyek
merev tengelyek
csuklós tengelyek
forgó, de nyomatékot nem közvetítő tengelyek
hajlékony tengelyek
5. Párosítsa az alábbi tengely megnevezéseket azok ábrájával!

forgattyús tengely
lépcsős tengely
kardántengely

A)

B)

C)

6. Jelölje be az alábbi anyagok közül azokat, amelyekből tengelyeket is készítenek!
ötvözött szerszámacél
ötvözetlen szerszámacél
ötvözött szerkezeti acél
ötvözetlen szerkezeti acél
műanyag
öntöttvas
7. A képen látható tengely egyes részeit számok jelölik. Írja be ezeket a számokat a megfelelő helyre!



Az ábrán a nyakcsapot a(z) számú nyíl jelzi.
A közvetítő részre a(z) számú nyíl mutat.
A csatlakozó csapot a(z) számú nyíl jelöli.
A végcsapot a(z) számú nyíl jelzi.

8. Mi a tengely csatlakozó csapjának feladata? Jelölje a helyes választ!
A tengely megtámasztását szolgálja.
Ezen keresztül kapja a tengely a hajtást.
Ehhez kapcsolódik az az alkatrész, amelyen keresztül a tengely átviszi a hajtást.
9. Jelölje meg az alábbi állítások közül azokat, amelyek a hajlékony tengelyekre igazak!
A hajlékony tengely acélszalagból készül.
A sodratok sodrásiránya rétegenként ellentétes.
A hajlékony tengelyek teljesítményt nem visznek át.
Forgásirányuk tetszőleges lehet.
A hajlékony tengelyek általában hordozó tengelyek.
10. Mely tengelyrész variációit szemlélteti az alábbi ábra? Jelölje a helyes választ!
tengelyvégződés
rögzítőgyűrű helye
központfurat