KURZUS: Gépszerkezettan III.

MODUL: I. modul

2. lecke: Mozgó, hajlékony és rugalmas tengelykapcsolók

| Tanulási útmutató
Tevékenység
Olvassa el a jegyzet 18-29 oldalain található tananyagot! Tanulmányozza át a segédlet 8.2. és 8.3. fejezeteiben lévő kidolgozott feladatait, valamint oldja meg az ott lévő gyakorló feladatokat!
A tananyag tanulmányozása közben az alábbiakra figyeljen:
Hasonlítsa össze, hogy a mozgó, hajlékony és rugalmas tengelykapcsolók különböző fajtái milyen tengelyhibák kiegyenlítésére alkalmasak! Sorolja fel a dinamikus hatások kiküszöbölésére alkalmas tengelykapcsolókat! Jegyezze meg, hogy milyen tengelykapcsolók tartoznak a mozgó, hajlékony és rugalmas kapcsolók közé! Ábra alapján tanulmányozza az Oldham, a körmös, a kardáncsuklók, a Hardy-tárcsa, a Bibby-féle kapcsoló, a gumidugós, a Periflex és a poligon tengelykapcsolók szerkezeti elemeit, működési elvét! Többször rajzolja le szabadkézzel papírra az 1.5. az 1.12. és a 1.13. ábrát! Majd ellenőrizze azok helyességét! Tanulja meg az 1.5. ábra alapján a körmös kapcsoló geometriai méretei közötti kapcsolatot és az egy fogra eső kerületi erő összefüggését! Adjon választ arra, hogy miképp változik a hajtó tengely szögsebessége a kardáncsuklónál a tengelyek által bezárt szög függvényében! Tanulmányozza a Bibby-féle kapcsolónál az egy rugóra jutó terhelést (kerületi erőt), a rugó lehajlása és a rugóban ébredő feszültség összefüggéseit! Jegyezze meg gumidugós tengelykapcsolónál a dugókat terhelő kerületi erő és a dugó külső felületére ható palástnyomás összefüggését!
Követelmények
A tananyag elsajátítása akkor tekinthető sikeresnek, ha Ön
Az egyes tengelykapcsolók megnevezéséhez párosítani tudja, hogy azok milyen tengelyhibák kiegyenlítésére alkalmasak. Felsorolásból ki tudja választani a dinamikus hatásokat kiküszöbölő tengelykapcsolókat. Adott tengelykapcsolóról el tudja dönteni, hogy a mozgó, a hajlékony vagy a rugalmas kapcsolók csoportjába tartozik-e. A mozgó, a hajlékony és a rugalmas tengelykapcsolók jellemzésére vonatkozó állításokról el tudja dönteni, hogy azok igazak vagy hamisak. Ábra alapján meg tudja nevezni a mozgó, a hajlékony és a rugalmas tengelykapcsolók alkatrészeit. Többféle tengelykapcsoló ábrája közül ki tudja választani a mozgó, a hajlékony vagy a rugalmas tengelykapcsolókat. Géprajzilag helyesen, szabadkézzel le tudja rajzolni az 1.5. az 1.12. és 1.13. ábrát. Ki tudja számítani a körmös kapcsoló geometriai méreteit és az egy fogra eső kerületi erőt. A kardáncsukló hajtott tengelyének szögsebesség ingadozására vonatkozó állításokról el tudja dönteni, hogy azok igazak vagy hamisak. Ki tudja számítani az egy rugóra jutó terhelést (kerületi erőt), a rugó lehajlását és a rugóban ébredő feszültséget Bibby-féle tengelykapcsolónál. Meg tudja határozni a dugókat terhelő kerületi erőt és a dugók külső felületére ható palástnyomást gumidugós tengelykapcsoló esetén. Listából ki tudja választani az összefoglalóban felsorolt helyes méretezési összefüggéseket.
A tananyag összefoglalása, további információk a tananyaghoz
A használt számítási összefüggések
A táblázatban azon összefüggések szerepelnek, amelyeket a számítások megoldása során használunk. A kiemelt betűkkel írt megnevezések képleteit a vizsgán felhasználhatják. A választásos feladatoknál a kiemelt összefüggések természetesen nem szerepelnek.
Körmös kapcsoló
A geometriai méretek | D=2⋅ D 1 D k ö z = D+ D 1 2 a= D k ö z ⋅π 2⋅z b= D− D 1 2
Az egy fogra eső kerületi erő | F ker⁡ = 2⋅T D k ö z ⋅ψ⋅z
Bibby-féle acélrugós tengelykapcsoló
Az egy rugóra jutó terhelés (kerületi erő) | F 1 = 2⋅T d k ⋅z
A rugó lehajlása | f= F 1 ⋅ l 3 12⋅I⋅E I= a 3 ⋅b 12
A rugóban ébredő feszültség | σ h a j l = F 1 ⋅l 2 ⋅ 6 a 2 ⋅b
Gumidugós tengelykapcsoló
A dugókat terhelő kerületi erő | F k = 2⋅T D⋅z
A dugó külső felületére ható palástnyomás | p= F k d⋅a
Szemléltető ábrák
Oldham tengelykapcsoló összeszerelt állapotban (Forrás: www.huco.com)
Oldham tengelykapcsolók hernyócsavaros rögzítéssel és szorító agyas kivitelben (Forrás: www.huco.com)
Oldham tengelykapcsoló szétszerelt állapotban tételszámozással. (Forrás: www.huco.com)
Körmös tengelykapcsoló összekapcsolódásának bemutatása 3D-s modellen.
| 1/4
Körmös tengelykapcsoló 3D-s modellje tételszámozással.
Kardáncsukló fényképe. (Forrás: www.ktr.com)
Kardáncsukló összeállítási rajza tételszámozással. (Forrás: www.ktr.com)
Kardán kapcsoló fényképe szétszerelt állapotban.
Hardy-kapcsoló fényképe tételszámozással.
Bibby-féle acélrugós tengelykapcsolón fellépő terhelések hatása a rugó alakváltozására. (Forrás: www.bibby.transmissions.co.uk)
Bibby-féle acélrugós tengelykapcsoló fényképe tételszámozással. (Forrás: www.bibby.transmissions.co.uk)
Gumidugós tengelykapcsoló fényképe. (Forrás: www.bibby.transmissions.co.uk)
Gumidugós tengelykapcsoló széthúzott állapotban. (Forrás: www.ktr.com)
Gumidugós tengelykapcsoló összeállítási rajza tételszámozással. (Forrás: www.ktr.com)
Periflex-kapcsoló fényképei. (Forrás: www.stromag.com)
Periflex-kapcsoló összeállítási rajza tételszámozással. (Forrás: www.stromag.com)
Poligon kapcsoló fényképe tételszámozással. (Forrás: www.ortlinghaus.com)

| Ellenőrző kérdések
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 az első két tizedesjegyig írja be! (Egész szám esetén és a szám végén nem kell a nullákat kiírni!)
1. Jelölje meg a radiális tengelyhibák kiegyenlítésére is alkalmas tengelykapcsolókat!
| Körmös.
| Oldham.
| Kardáncsukló.
| Periflex.
| Bibby.
2. Jelölje meg a dinamikus hatások kiküszöbölésére alkalmas tengelykapcsolókat!
| Gumidugós.
| Oldham.
| Körmös.
| Poligon-kapcsoló.
| Hardy-kapcsoló.
3. Jelölje meg a hajlékony tengelykapcsolókat!
| Oldham.
| Körmös.
| Gumidugós.
| Kardáncskló.
| Hardy-kapcsoló.
4. Az alábbi állítások közül döntse el, hogy melyik igaz, melyik hamis!
Hosszirányú hőtágulás okozta hosszváltozás felvételére rugalmas tengelykapcsolót használnak. |
A hajlékony tengelykapcsolók nagy és kisebb szögeltérésű tengelyek összekapcsolására alkalmas kapcsolók, amelyek biztosítják a nyomatékátvitelt. |
A hajtó és hajtott gépek összekapcsolásánál bármely oldalon fellépő lengések és dinamikus hatások kiküszöbölésére mozgó kapcsolókat építenek be. |
5. Válassza ki az ábrán látható tengelykapcsoló 1-es és 2-es alkatrészeinek megnevezését a megadott listából! A helyes válasz mellé írja oda a megfelelő számot! A rajzon nem azonosított megnevezések mellé írjon nullát! Kapcsolóhüvely: Rugalmas kiegyenlítő: Kardánkereszt: Tok:
6. Az ábrán látható tengelykapcsolók jelöléseit párosítsa a megadott tengelykapcsoló megnevezésekhez! Poligon-kapcsoló: Oldham-kapcsoló: Gumidugós tengelykapcsoló: Hardy-kapcsoló:
7. Egy körmös tengelykapcsoló köt össze d = 40 mm átmérőjű tengelyeket. Átviendő nyomaték T = 500 Nm, a köröm külső átmérője D = 120 mm, a körmök száma z = 3 db, a fogszám csökkentő tényező ψ=0,8 . Határozza meg a körmök geometriai méreteit és az egy körömre eső kerületi erőt (F ker)! D 1= mm D köz= mm a= mm b= mm F ker= mm
8. Az alábbi állítások közül döntse el, hogy melyik igaz, melyik hamis!
A kardántengely hajtott tengelyének szögsebessége mindig nagyobb, mint a hajtó tengelyé. |
A kardáncsukló hajtott tengelyének szögsebessége maximális, ha egytengelyű a hajtó tengellyel. |
A kardáncsukló hajtott tengelyének szögsebessége minimális, ha a hajtó tengellyel 90o-os szöget zár be. |
9. Lökésszerű igénybevételekkel terhelt tengelyeket Bibby tengelykapcsolóval kötnek össze. A tengelykapcsoló mértékadó, átviendő nyomatéka T = 2000 Nm. A szerkezetben két sorban, 4-4db rugószalag van szegmensenként elhelyezve. Összesen 12 rugószegmensű a tengelykapcsoló (z=96). A rugólemez szelvénymérete: a = 2 mm, b = 8 mm. A rugóbeépítés középátmérője d k = 200 mm, a rugók befogása közötti távolság l = 30 mm. Határozza meg az egy rugószálra eső kerületi erőt (F 1), a hajlítófeszültséget a rugószálban ( σ h a j l ), és a rugók lehajlását (f)! F 1 = N σ h a j l = N/mm2 f = mm
10. Egy aprítógépet gumidugós tengelykapcsoló közbeiktatásával villanymotorral hajtanak meg. P = 5,5 kW; n = 16 1/s. A gumidugó geometriai adatai: külső átmérő: d = 30 mm, hossza: a = 20 mm, osztókör átmérő: D = 150 mm, dugók száma: z = 4 db. Üzemi hatásból a dinamikai tényező c d = 1,6. Határozza meg az átviendő nyomatékot (T), a dugókat terhelő kerületi erőt (F k) és a dugókra ható palástnyomást (p)! T = Nm F k = N p = N/mm2
11. Válassza ki Bibby-féle acélrugós tengelykapcsolónál az egy rugóra jutó terhelés (kerületi erő) helyes számítási összefüggését!
| F 1 = 2⋅T d k ⋅π
| F 1 = 2⋅T d k ⋅π⋅z
| F 1 = 2⋅T d k ⋅z
| F 1 = T d k ⋅z
| F 1 = 2⋅T d k