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 2⋅2 .
Tehát írhatjuk, hogy M h = F 2 ⋅ s 2 + F 2 l 2⋅2 = F 2 ( s 2 + l 4 )= F 8 (2⋅s+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 (2⋅s+l)
Csapszegkötésnél a felületi terhelés a rúdfejre | p= F l⋅d ≤ p m e g
Csapszegkötésnél a felületi terhelés a hevederre | p= F 2⋅d⋅s ≤ p m e g
A keresztszeg kötésnél az agyban keletkező felületi nyomás | p a = F A = T ( d t +s)d⋅s ≤ p m e g
A keresztszeg kötésnél a tengelyben keletkező felületi nyomás | p t = 6⋅T d⋅ d t 2 ≤ p m e g
A keresztszeg kötésnél a nyírófeszültség | τ n y = 4⋅T d t ⋅ d 2 ⋅π ≤ τ m e g
A tengellyel párhuzamosan szerelt biztosítószeggel átvihető nyomaték | T= p m e g ⋅ d 2 ⋅l⋅ d t 2
A nyírófeszültség a szeg téglalap alakú keresztmetszetében | τ= 2⋅T d t ⋅d⋅l ≤ τ m e g
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 h m e g = R e H n = 400 2 =200 N/m m 2
Az előzőek szerint a hajlítónyomaték a csapszeg középső keresztmetszetében:
M h = F 8 (2⋅s+l)= 25000 8 (2⋅15+50)=250000 N m m=250 N m
A hajlítófeszültség alapösszefüggése:
σ h = M h K = 32⋅ M h d 3 ⋅π ⇒ d= 32⋅ M h σ h m e g ⋅π 3 = 32⋅250000 200⋅π 3 =23,35 m m
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 m e g ⋅ d 2 ⋅l⋅ d t 2 ⇒d= 4⋅T p m e g ⋅l⋅ d t = 4⋅200000 80⋅20⋅50 =10 m m
Tehát a szeg átmérője 10 mm.
A nyírófeszültség ellenőrzése:
τ= 2⋅T d t ⋅d⋅l = 2⋅200000 50⋅10⋅20 =40 N/m m 2 ≤60 N/m m 2 = τ m e g
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
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
| 1/3

| 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 m e g = 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 m e g = 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) p t= N/mm2
7. Válassza ki a keresztszeg kötés méretezésénél alkalmazott, nyírófeszültségre vonatkozó helyes számítási összefüggését!
| τ n y = 4⋅T d t 2 ⋅d⋅π
| τ n y = 4⋅T d t ⋅ d 2
| τ n y = 4⋅T d 2 ⋅π
| τ n y = 2⋅T d t ⋅ d 2 ⋅π
| τ n y = 4⋅T d t ⋅ d 2 ⋅π
8. Válassza ki a tengellyel párhuzamosan szerelt biztosítószeggel átvihető nyomaték meghatározására vonatkozó helyes számítási összefüggését!
| T= p m e g ⋅d⋅l⋅ d t
| T= p m e g ⋅d⋅l⋅ d t 2
| T= p m e g ⋅ d 2 ⋅l⋅ d t 2
| T= τ m e g ⋅ d 2 ⋅l⋅ d t 2
| T= τ m e g ⋅d⋅l⋅ d t 2