KURZUS: Gépszerkezettan III.

MODUL: I. modul

1. lecke: A tengelykapcsolók feladata, csoportosítása és általános méretezési elvük. Merev tengelykapcsolók

| Tanulási útmutató
Tevékenység
Olvassa el a jegyzet 9-17 oldalain található tananyagát! Tanulmányozza át a segédlet 8.1. fejezetében lévő kidolgozott feladatait, valamint oldja meg az ott lévő gyakorló feladatokat!
A tananyag tanulmányozása közben az alábbiakra figyeljen:
Sorolja fel a tengelykapcsolók fő, ill. járulékos feladatait! Jegyezze meg a tengelykapcsolók csoportosításának fő elemeit és fő működési elveit! Tanulja meg a mértékadó nyomaték kiszámításának módját különböző üzemi tényezők figyelembevételével! Fogalmazza meg, hogy mit nevezünk merev tengelykapcsolónak! Jegyezze meg a merev tengelykapcsolók három fő típusát! Ábra alapján tanulmányozza a tokos, a héjas és a merev tárcsás tengelykapcsolók szerkezeti elemeit, működési elvét! Többször rajzolja le szabadkézzel papírra az 1.1. és 1.3. ábrát! Majd ellenőrizze azok helyességét! Tanulja meg az átvihető nyomaték összefüggését a cső, ill. a tengely anyagára tokos tengelykapcsolónál! Tanulmányozza héjas kapcsolónál a kerületi erő, a héjakat összeszorító erő és az egy csavart terhelő erő összefüggéseit! Keresse a választ arra, hogy mi a különbség az erőzáró és alakzáró kivitel között merev tengelykapcsolónál! Adjon választ arra, hogyan határozzuk meg a tárcsafeleket összeszorító erőt (ill. kerületi erőt), az egy csavarra jutó terhelést merev tengelykapcsolónál erőzáró és alakzáró kivitelben! Ismertesse az összeszorító csavar méretezésének elvét erőzáró és alakzáró merev tengelykapcsolónál!
Követelmények
A tananyag elsajátítása akkor tekinthető sikeresnek, ha Ön
Felsorolásból ki tudja választani a tengelykapcsolók fő és járulékos feladatait. Adott tengelykapcsolóról el tudja dönteni, hogy milyen fő csoportba tartozik, és hozzá tudja rendelni a tengelykapcsolóhoz a működési elvét is. Ki tudja számítani a mértékadó nyomatékot adott üzemi viszonyok esetén. Meghatározásokból ki tudja választani a merev tengelykapcsoló definícióját. Listából ki tudja választani a merev tengelykapcsolók három fő típusát. Ábra alapján meg tudja nevezni a merev tengelykapcsolók alkatrészeit. Többféle merev tengelykapcsoló ábrája közül azonosítani tudja a merev tengelykapcsolók típusát. Géprajzilag helyesen, szabadkézzel le tudja rajzolni az 1.1. és 1.3. ábrát. Ki tudja számítani az átvihető nyomaték nagyságát tokos tengelykapcsolónál. Ki tudja számítani a kerületi erőt, a héjakat összeszorító erőt és az egy csavarra jutó terhelő erőt héjas kapcsolónál. Az erőzáró, illetve alakzáró kapcsolókra vonatkozó állításokról el tudja dönteni, hogy azok igazak vagy hamisak. Ki tudja számítani a kerületi erőt, a tárcsa feleket összeszorító erőt (ill. kerületi erőt), az egy csavarra jutó erőt merev tengelykapcsolóknál erőzáró és alakzáró kivitelnél egyaránt. Meg tudja határozni a szükséges csavar átmérőket erőzáró és alakzáró merev tengelykapcsoló esetén. Listából ki tudja választani az összefoglalóban felsorolt helyes számítási 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.
A mértékadó nyomaték | T m = P ω c d = P 2⋅π⋅n c d , vagy T m = P 2⋅π⋅n ⋅ c d c v ⋅ c m ⋅ c i
Az átvihető nyomaték tokos tengelykapcsolónál | T= d t 3 ⋅π 16 ⋅ τ t
Héjas tengelykapcsoló
A kerületi erő | F= 2⋅T d t
A héjakat összeszorító erő | F N = F μ⋅π
Egy csavart terhelő erő | F c s = F N i
Merev tengelykapcsoló
| Erőzáró kivitel | Alakzáró kivitel
A tárcsa feleket összeszorító erő (ill. kerületi erő) | F a = 2⋅ T m μ⋅ d k ö z | F t = 2⋅ T m d l y u k
Egy csavarra jutó erő | F a 1 = F a z | F t 1 = F t z
A csavar átmérője | d o 3 = 4⋅ F a 1 φ⋅π⋅ σ m e g d 3 = d o 3 +6 1,1 | d= 4⋅4⋅ F t 1 3⋅π⋅ τ m e g
Szemléltető ábrák
Tokos tengelykapcsoló 3D-s modellje a cső kivágásával szemléltetve.
Tokos tengelykapcsoló összeállítási rajza tételszámozással.
Héjas tengelykapcsoló 3D-s modellje tengelyek nélkül.
Héjas tengelykapcsoló fényképe tengelyek nélkül. (Forrás: www.huco.com)
Héjas tengelykapcsoló összeállítási rajza tételszámozással.
Erőzáró merev tárcsás tengelykapcsoló 3D-s modellje. Jobb oldalon a tárcsafelek elmetszésével ábrázolva.
Erőzáró merev tárcsás tengelykapcsoló összeállítási rajza tételszámozással.
Alakzáró merev tárcsás tengelykapcsoló 3D-s modellje. Jobb oldalon a tárcsafelek elmetszésével ábrázolva.
Alakzáró merev tárcsás tengelykapcsoló összeállítási rajza tételszámozással.

| 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. A felsorolt állítások közül válassza ki azokat, amelyek a tengelykapcsolók fő és járulékos feladatát adja meg!
| A tengelykapcsolók elsődleges feladata, hogy módosítás közbeiktatásával nyomatékot vigyenek át két tengely között.
| A tengelykapcsolók járulékos feladata, hogy az egymással kitérő helyzetben lévő tengelyeket időszakonként szétkapcsolja.
| A tengelykapcsolók járulékos feladata lehet a torziós lengések csillapítása, egytengelyűségi eltérések kiegyenlítése.
| A tengelykapcsolók elsődleges feladata, hogy módosítás nélkül nyomatékot vigyenek át két tengely között.
| A tengelykapcsolók járulékos feladata, hogy indítás után szétkapcsolja a két tengelyt.
2. Jelölje meg azon tengelykapcsolókat, amelyek nem oldható, állandó kapcsolatot teremtenek két tengely között!
| Merev.
| Szinkron.
| Hajlékony.
| Biztonsági.
| Rugalmas.
3. Számítsa ki a mértékadó nyomatékot, ha P= 5,5 kW, n= 1450 1/perc, c d= 1,6!
| 0,96 Nm
| 57,95 Nmm
| 9,65 Nm
| 57,95 Nm
| 96,5 Nmm
4. Mit nevezünk merev tengelykapcsolónak? Jelölje meg a helyes definíciót!
| Azokat a tengelykapcsolókat, melyek tengelyhibákat egyenlítenek ki és a két tengely viszonylagos elcsavarodását is lehetővé teszik merev tengelykapcsolóknak nevezzük.
| Azokat a tengelykapcsolókat, melyeknél semmiféle tengelyhibát (szögeltérés, excentricitás, egytengelyűségi hiba) nem engedhetünk meg és a két kapcsolófél merev rendszerként üzemel, merev tengelykapcsolóknak nevezzük.
| Azokat a tengelykapcsolókat melyek, a súrlódási erő útján képesek nyomatékátvitelre és merev lemezekből állnak, merev tengelykapcsolóknak nevezzük.
5. Válassza ki a következő listából azokat, amelyek a merev tengelykapcsolók közé tartoznak!
| Tokos.
| Kúpos.
| Biztonsági.
| Héjas.
| Merev tárcsás.
| Periflex.
6. Írja be az ábrán látható tengelykapcsoló alkatrészeinek számát a megnevezés mellé! Ha a megnevezett alkatrész nem szerepel az ábrán, a mezőbe írjon nullát! Hatlapfejű tövigmenetes csavar: Hatlapfejű illesztett szárú csavar: Agy (központosító furattal): Agy (központosító peremmel):
7. Az ábrán látható tengelykapcsolók jelöléseit párosítsa a megadott tengelykapcsoló megnevezésekhez! Héjas: Tokos: Erőzáró merev tengelykapcsoló:
8. Számítsa ki az átvihető nyomaték értékét tokos tengelykapcsolónál, ha d t =30 mm és τ t =350 MPa! T= Nm
9. Határozza meg héjas tengelykapcsolónál a kerületi erőt (F), a héjakat összeszorító erőt (F N) és az egy csavart terhelő erőt (F cs), ha a csavarok száma i = 6 db, a tengelyátmérő d t = 40 mm, mértékadó (átviendő) nyomaték T = 250 Nm és a súrlódási tényező μ=0,15 ! F= N F N= N F cs = N
10. Az alábbi állítások közül döntse el melyik igaz, melyik hamis!
Az erőzáró merev tengelykapcsolónál a nyomatékot a tárcsák homlokfelületei közt ébredő súrlódó erő viszi át. |
Az erőzáró merev tengelykapcsolónál az összeszorító csavarok csak húzásra vannak igénybevéve. |
Az alakzáró merev tengelykapcsolónál az illesztett szárú csavarok terhelése hajlítás. |
Az alakzáró merev tengelykapcsolónál a két tárcsafél közötti nyomatékátvitel illesztett szárú csavarkötés segítségével valósul meg. |
11. Egy centrifugálszivattyút és egy P = 11 kW teljesítményű és n = 715 1/perc fordulatszámú elektromotort merev tárcsás tengelykapcsolóval kapcsolunk össze. A nyomatékot a csavarok kellő meghúzásával ébredő súrlódóerővel (erőzáró kapcsolat) visszük át. A csavarok száma z = 4 db. A súrlódó felületek közepes átmérője d köz = 100 mm. A dinamikus tényező c d =1,4 és a súrlódási tényező μ=0,18 . Határozza meg a mértékadó nyomatékot (T m), a tárcsafeleket összeszorító erőt (F a) és az egy csavarra jutó húzóterhelést (F a1)! T m= Nm F a= N F a1= N
12. Merev tárcsás erőzáró tengelykapcsolónál az egy csavarra jutó húzóterhelés F a1= 6000 N, a megengedett húzófeszültség σ m e g =200 N/mm 2 , a jósági tényező ϕ=0,8 . Válassza ki a felsorolt csavarmenetek közül azt, amelyik a méretezés során a legjobban megfelel!
| M10x1,5 (d 3=8,16 mm)
| M14x2 (d 3=11,546 mm)
| M16x2 (d 3=13,546 mm)
| M18x2,5 (d 3=14,933 mm)
| M8x1,25 (d 3=6,466 mm)
13. Válassza ki héjas tengelykapcsolónál az összeszorító erő helyes számítási összefüggését!
| F= 2⋅T d t
| F c s = F N i
| F N = F μ
| F= T d t
| F N = F μ⋅π