KURZUS: Gépszerkezettan II.

MODUL: II. modul: Oldható kötések

10. lecke: A csavarkötéseken keletkező erőhatások

|  | Tevékenység
| Olvassa el a jegyzet 24-30. oldalán található anyagot. A feldolgozás során a következőkre figyeljen:
| Ábra alapján tudja megnevezni a csavarmeneteken működő erőket. A csavarmenetre ható erők egyensúlyi ábrája alapján ismerje fel a meghúzás és a lazítás különböző eseteit. Tanulja meg az erők meghatározásának elvét. Tanulja meg a meghúzáshoz és lazításhoz szükséges nyomaték számítási módját. Tanulja meg az anya és a csavar felfekvésénél ébredő súrlódásból adódó nyomaték számítási összefüggését. Adjon választ arra, milyen közelítéssel élünk az anya és a csavar felfekvő felületén keletkező súrlódási erő karjának meghatározását illetően. Sorolja fel a meghúzási nyomaték megoszlásának helyeit és értékeit. Sorolja fel a kötőcsavarokban létrehozott szorítóerőt megváltoztató behatásokat. Tanulja meg a kötőcsavarok jellemzőit. Sorolja fel a mozgatócsavarok jellemzőit.
| Követelmény
| A tananyag elsajátítása akkor tekinthető sikeresnek, ha Ön:
| A csavarmeneteken keletkező erők kifejezéseihez hozzá tudja rendelni azok megnevezését. Az erők meghatározásához szükséges összefüggések egyes elemeit párosítani tudja azok jelentésével a meghúzás és lazítás esetére. A csavarmeneteken működő erők egyensúlyi ábráit párosítani tudja a meghúzás és lazítás különböző eseteivel. Összefüggések közül ki tudja választani a legnagyobb súrlódási erő, a súrlódási tényező, a meghúzáshoz szükséges kerületi erő, a lazításhoz szükséges kerületi erő, a meghúzáshoz szükséges nyomaték, a lazításhoz szükséges nyomaték, az anya és a csavar felfekvésénél ébredő nyomaték meghatározására alkalmasat. Felsorolásból ki tudja választani a csavar és anya felfekvésénél fellépő súrlódási erő karjának pontosabb meghatározására alkalmas összefüggést és az általában elegendő közelítő érték kifejezését. Párosítani tudja a meghúzási nyomaték megoszlási értékeit annak helyeivel. Felsorolásból ki tudja választani a szorítóerőt megváltoztató behatásokat. Jellemzők közül ki tudja választani a kötőcsavarok rendeltetése szerint a legfontosabbakat. Jellemzők közül ki tudja választani a mozgatócsavarok rendeltetése szerint a legfontosabbakat. Felsorolt menetfajtákat párosítani tud azok fő alkalmazási területeivel.

|  | Ellenőrző kérdések és feladatok
Használja a számbillentyűket! | 1. Párosítsa a csavarmeneteken keletkező erőket, azok jelöléseivel! 1. FS 2. FN 3. Ft 4. FR 5. F Kerületi erő Az anyát vagy orsót terhelő tengelyirányú erő A felületeket összeszorító erő Súrlódó erő A súrlódó és összeszorító erő eredője
| 2. Csavarmeneteken az anya elmozdulásának határesetében fellépő, legnagyobb súrlódási erő nagysága: F S =μ⋅ F N
| Mit jelent ebben az összefüggésben a μ? Válassza ki az alábbi felsorolásból!
| menetemelkedési szög
| súrlódási félkúpszög
| súrlódási tényező
| a súrlódási félkúpszög tangense
| 3. Nézze meg figyelmesen az alábbi ábrát, majd jelölje az igaz állítást!
| A vektorábra az erők egyensúlyát mutatja a meghúzás határesetében.
| A vektorábra az erők egyensúlyát mutatja a lazítás határesetében, amikor ψ<ρ .
| A vektorábra az erők egyensúlyát mutatja a lazítás határesetében, amikor ψ>ρ .
| 4. Igaz-e az alábbi állítás? Jelölje a helyes választ!
Az F S =μ⋅ F N összefüggés a csavarmeneteken az elmozdulás határesetében fellépő legnagyobb súrlódási erő meghatározására alkalmas. |
| 5. Párosítsa az alábbi jelöléseket és összefüggéseket azok megnevezéseivel! a) A lazításhoz szükséges kerületi erő a vektorábra egyensúlyi határesetében. b) A látszólagos súrlódási szög. c) A súrlódási tényező a súrlódási szöggel kifejezve. d) A csavarkulcson kifejtendő nyomaték laposmenettől eltérő menetek esetén. e) Az anya és csavar felfekvésénél ébredő súrlódási erő karja. f) Az anya és csavar felfekvésénél ébredő súrlódásból adódó nyomaték. g) A forgatáshoz szükséges erő laposmenettől eltérő menetek esetén. h) A látszólagos súrlódási tényező. i) Az anya vagy orsó forgatásához (meghúzásához, lazításához) szükséges nyomaték. j) A meghúzáshoz szükséges Ft erő a vektorábra egyensúlyi határesetében, laposmenet esetén. k) A csavarkulcson kifejtendő nyomaték laposmenettől eltérő menetek esetén, ha figyelembe vesszük az anya és a csavar felfekvésénél a súrlódásból adódó nyomatékot is. μ=t g ρ F t =F⋅t g( ψ+ρ ) F t =F⋅t g( ψ−ρ ) T 1,2 =F⋅ d 2 2 ⋅t g( ψ±ρ ) , ahol d 2 = d+ d 3 2 μ ′ = μ cos α 2 ρ ′ =a r c t g μ ′ F t =F⋅t g( ψ±ρ' ) T 1,2 =F⋅ d 2 2 ⋅t g( ψ±ρ' ) T a = μ a ⋅F⋅ r a T 1,2 =F⋅[ d 2 2 ⋅t g( ψ±ρ' )+ r a ⋅ μ a ] r a = 1 3 ˙ D k 3 − D b 3 D k 2 − D b 2
| 6. Melyik összefüggés alkalmas az anya és a csavar felfekvéséből adódó súrlódási erő karjának közelítő meghatározására? Jelölje a helyes választ!
| ra = d
| ra = d2
| ra = d3
Használja a szám billentyűket! | 7. Hozza összefüggésbe a meghúzási nyomaték eloszlási értékeit, annak helyeivel! 1. előfeszítésre fordítódik 2. a menetek közötti súrlódásra fordítódik 3. a felfekvő felületek súrlódására fordítódik 40...67% 16...50% 10...17%
| 8. A kötőcsavarokban létrehozott szorítóerő külső tényezők függvénye is. Válassza ki az alábbiak közül azokat, amelyek befolyásolhatják a szorítóerő értékeit!
| anyagminőség
| rezgések
| hőmérséklet
| az emberi erő
| korrózió
| a kötés méretei
| az anyag rugalmassága miatt bekövetkező megereszkedési jelenség
Használja a szám billentyűket! | 9. A csavarok rendeltetésük szerint kötő- és mozgatócsavarok is lehetnek. Jelölje az alábbi felsorolásban 1-gyel azokat az állításokat, amelyek a kötőcsavarokra, 2-vel pedig azokat, amelyek a mozgatócsavarokra igazak! A lehető legnagyobb súrlódásra törekszünk a meneteken, hogy ezzel is akadályozzuk a kötés meglazulását. Mivel a kisebb súrlódású menetszelvények célszerűek, ezért trapéz- és fűrészmenetet használunk. Az önzárás fenntartásával kis súrlódásra törekszünk. Ezekhez a csavarokhoz a nagy profilszögű háromszög alakú menetszelvény a célszerű. Ezekhez a csavarokhoz a kis profilszögű, kisebb súrlódású menetszelvények a célszerűek. Ezekhez a csavarokhoz különleges esetben zsinórmenetet is használunk.
| 10. Az alábbi menetfajták közül jelölje be azokat, amelyeket kötőcsavarokhoz használjuk?
| normál métermenet
| fűrészmenet
| trapézmenet
| zsinórmenet
| finom métermenet
| laposmenet
| Whithworth menet

|  | Feladat
| Mekkora nyomatékkal kell meghúzni egy F=10 kN külső terhelésű M 16 x 2 méretű menetes orsót, μ=0,12 súrlódási tényező esetén?
| (d2 = 14,85 mm, d3 = 13,879 mm - táblázatból)
| M 16 x 2 d (névleges átmérő) = 16 mm P (menetemelkedés) = 2 mm
| A metrikus menetek profilszöge: β = 60°
| Meghúzási nyomaték: T 1 =F⋅ d 2 2 ⋅t g( ψ+ρ' )
| Lazítási nyomaték: T 2 =F⋅ d 2 2 ⋅t g( ψ−ρ' )
| A szögek meghatározása
| Menetemelkedési szög: ψ=a r c t g P d 2 π =a r c t g 2 14,85 π
| ψ= 2,466 o
| Látszólagos súrlódási szög: ρ'=a r c t g μ cos⁡ β 2 =a r c t g 0,12 cos⁡ 30 o
| ρ'= 7,888 o
| A meghúzási nyomaték:
| T 1 =10000 14,85 2 t g( 2,466 o + 7,888 o )=13565,81 N m m T 1 ≅13,6 N m T 2 =10000 14,85 2 t g( 2,466 o − 7,888 o )=−7047,45 N m m T 2 ≅−7,05 N m
| A példához (nem mérethelyesen) fel kell tudni rajzolni az erők vektorábráit is!