KURZUS: Gépszerkesztés és modellezés
MODUL: III. modul: Tengelyek
8. lecke: Tengelyek kialakítása és anyagai
Cél: tengelyek konstrukciós kialakításának megismerése. | |||||
Követelmény: A tananyag elsajátítása akkor tekinthető sikeresnek, ha Ön: | |||||
| |||||
Kulcsszavak: tengely, konstrukciós kialakítás. | |||||
Azokat a gépelemeket, amelyek a forgó alkatrészeket (szíjtárcsa, fogaskerék stb.) hordozzák, tengelyeknek nevezzük. | |||||
8.1. Tengelyek csoportosítása | |||||
A tengelyek rendeltetésük szerint két csoportba oszthatók: | |||||
| |||||
A tengely alakját és méreteit a hordozott gépelem alakja és méretei, az igénybevétel módja, valamint a technológiai és a szerelési követelmények határozzák meg. Keresztmetszetük általában kör vagy körgyűrű, hosszuk az átmérő többszöröse. Ha az alkatrészek forognak, de maga a tengely áll, akkor csak azok kapcsolódási helyein kell kör vagy körgyűrű keresztmetszetet kialakítani. A többi keresztmetszet olyan lehet, amely a terhelés és a technológiai követelmények figyelembevételével a leggazdaságosabb anyagkihasználást biztosítja. A terheléshez képest forgó tengelyek esetén viszont célszerű az egész hossz mentén kör keresztmetszetet alkalmazni. A csapágyazott és illesztett tengelyszakaszok átmérője szabványos. A nyomatékot továbbító tengelyszakasz vagy tengelyvég hengeres, kúpos, bordás, vagy más különleges kiképzésű (fogazott, poligon stb.) lehet. | |||||
A tengely anyagának a megválasztásánál nemcsak a megfelelő szilárdságra, hanem a deformáció előírt határok közötti tartására is törekedni kell. A leggyakrabban használt tengelyanyag az acél. Alárendeltebb célokra, kisebb igénybevételek esetén a görbített és a csőtengelyek öntöttvasból is készíthetők, hengeres tengelyekhez pedig E295; E355; E360 stb. ötvözetlen szerkezeti acélok, valamint C30 és C35 nemesíthető, ötvözetlen acélok alkalmazhatok. Kényesebb, nagy igénybevételű helyeken (motorok, nyomatékváltók, hajtóművek stb.) nemesíthető ötvözött acélokat cé1szerű használni. Ezek szakítószilárdsága 600-1400N/mm2. A nagy kopásállóságú kovácsolt alakos tengelyek (pl.: bütykös tengelyek) anyaga betétben edzhető nikkel, krómnikkel, króm-molibdén és króm-mangánacél lehet. Kemény kopásálló felület nyerhető nitridálással, vagy felületi edzéssel, esetleg kemény bevonatokkal, azonban a vegyi kezelések csökkentik a kifáradási határt. | |||||
Tengely fő részei (8.1. ábra): | |||||
| |||||
8.2. Tengelyvégek kialakítása | |||||
A tengelyvégződések hengeresek, vagy kúposak (8.2. ábra) lehetnek. A tengelyvégek éleit és az agyfuratok szélét a szerelés megkönnyítése miatt célszerű leélezni. | |||||
A tengelyvég kialakítása függ: | |||||
| |||||
| |||||
Hengeres és kúpos tengelyvégek horonykialakításait mutatja a 8.3. ábra. A tengelyvégek és a hozzájuk kapcsolódó horony méretei láthatók a 8.1. táblázatban. | |||||
| |||||
| |||||
A 8.4. ábrán kúpos tengelyvégek méretei láthatók íves reteszkötéshez | |||||
| |||||
Tárcsa tengelyvégre való felerősítését mutatja a 8.5. ábra. | |||||
| |||||
8.3. Beszúrások kialakításai tengelyen | |||||
| |||||
| |||||
Beszúrások kialakításai meneteknél (8.8. ábra és 8.9. ábra): | |||||
| |||||
| |||||
8.4. Központfurat kialakítások | |||||
A gyártás során a tengelyek megtámasztásához és befogási (tájolási) bázisfelületként központfuratokat alkalmaznak (8.10. ábra és 8.11. ábra). | |||||
| |||||
| |||||
Központfurat megadása egyszerűsített méretmegadással (8.12. ábra), pl. egy "A" típusú, d1 = 2 mm méretű központfurat jelölése a következő: | |||||
| |||||
Az axiális rögzítőgyűrű elhelyezéséhez szabványos méretű beszúrást kell készíteni (8.13. ábra). | |||||
| |||||
8.5. Lépcsős tengelyek kialakításának szempontjai | |||||
A tengelyek általában nem állandó keresztmetszetű tartók, hanem a felerősített alkatrészeknek megfelelően tagoltak. Az átmeneti helyeken feszültség növekedés lép fel. Mint azt a méretezési alapelvek ismertetésekor láttuk, a feszültség gyűjtő helyek nagysága, alakja nagymértékben befolyásolja a tengely kifáradási határát. A tervezésné1 ezért nem csak pontos számításokat kell végezni, hanem törekedni kell arra, hogy helyes kialakítással a feszültségcsúcsok nagyságát a lehető legkisebbre korlátozzuk. | |||||
A feszültséggyűjtő hatás annál erősebb, minél élesebb a tengely tagolásánál az iránytörés. A sima vonalú átmenetek és a lekerekítések alkalmazása általában előnyösebb. Legtöbbször az alkatrészeket a tengelyen vállal támasztjuk meg, ilyen esetben az éles átmenet támasztógyűrű alkalmazásával elkerülhető. A lépcsők számát olyan tengelyeken, amelyekre több alkatrészt szerelünk, távtartó gyűrűs támasztással lehet csökkenteni (8.14. ábra). | |||||
Szólni kell még a tengelyeken a kötések számára kialakított hornyokról és furatokról is. Ezek nemcsak a terhelhető keresztmetszetet, illetve a keresztmetszeti tényezőt csökkentik, hanem mint feszültséggyűjtő helyek a kifáradási határt is. A legtöbb kellemetlenséget az átmenő furat okozza. Ennek feszültséggyűjtő hatása d/D viszonytól függ. A furat átmérő d növekedésével növekszik a feszültségcsúcs értéke. | |||||
| |||||
Lépcsőstengely mérethálózatának felépítése látható a 8.15. ábrán. A 8.16. ábra lépcsős tengely műhelyrajzára mutat példát. | |||||
| |||||
|
Önellenőrző kérdések | |||||||||
1. Az alábbi állításokról döntse el, hogy igazak vagy hamisak!
![]() | |||||||||
2. Mitől függ a tengelyvég kialakítása?
![]() | |||||||||
3. Milyen célt szolgál a központfurat?
![]() | |||||||||
4. Az alábbi állításokról döntse el, hogy igazak vagy hamisak!
![]() | |||||||||
5. Milyen szerepe van a tengelyre készített beszúrásnak?
![]() | |||||||||
6. Milyen alkatrész segítségével lehet csökkenteni a lépcsők számát a tengelyen?
![]() |