KURZUS: Gépészeti tervezés alapjai

MODUL: III. modul: Tengelyek

13. lecke: Tengelyek kialakítása és anyagai

Tevékenység: Olvassa el a jegyzet 126-127. 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.

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.
Tömör tengely mint hajtóműtengely
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.
Merev tengely
Csuklós tengelyek
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.