Połączenia wielowypustowe
Spis treści
Czym są połączenia wielowypustowe
Połączenia wielowypustowe to połączenia mechaniczne, które umożliwiają przenoszenie momentu obrotowego pomiędzy wałem a piastą. Połączenie wielowypustowe składa się z wielu koncentrycznie ułożonych wokół osi wału wypustów (zębów), które są rozmieszczone równomiernie i osadzone są w rowkach na piastach.
Wypusty mogą mieć różne kształty, np. trapezowe, prostokątne, ewolwentowe.
Połączenia wielowypustowe znajdują zastosowanie w mechanizmach, gdzie konieczne jest precyzyjne przenoszenie momentu obrotowego oraz w układach przeniesienia napędu, takich jak skrzynie biegów, układy kierownicze.
Wady i zalety połączenia wielowypustowego
Zalety:
- Zdolność przenoszenia obciążeń zmiennych,
- Centrowanie piasty w czopie,
- Łatwość montażu i demontażu,
- Łatwość wykonania i produkcji (jednostkowej i małoseryjnej),
- Możliwość przenoszenia siły wzdłużnej
Wady:
- Brak naprężeń montażowych,
- Brak pełnej normalizacji kształtu i pasowania
Zarysy wielowypustów stosowane w praktyce.
a) proste zarysy boków
b) wielokarbowe
c) ewolwentowych
Kształty wypustów (zarysy) dobiera się w zależności od rodzaju środkowania (centrowania czopa w piaście) i sposobu obróbki.
Wyróżnia się centrowanie za pomocą:
| Bocznych powierzchni wypustu b |  |
| Średnicy zewnętrznej wypustu D – obróbka kształtowa |  |
| Średnicy wewnętrznej wypustu d – najczęściej stosowana metoda. – obróbka obwiedniowa |  |
Główne wymiary Zarysów połączeń wielowpustowych :
Dla zarysów prostych –
| Liczba wypustów | d [mm] |
D [mm] |
b [mm] |
| 6 | 23 | 26 | 6 |
| 26 | 30 | 6 | |
| 28 | 32 | 7 | |
| 8 | 32 | 36 | 7 |
| 36 | 40 | 7 | |
| 42 | 46 | 8 | |
| 46 | 50 | 9 | |
| 52 | 58 | 10 | |
| 56 | 62 | 10 | |
| 62 | 68 | 12 | |
| 10 | 72 | 78 | 12 |
| 82 | 88 | 12 | |
| 92 | 98 | 14 | |
| 102 | 108 | 16 | |
| 112 | 120 |
18 |
Połączenia wielowypustowe – obliczania
Warunkiem obliczeniowym wypustów jest wytrzymałość zęba (wypustu) na naciski dopuszczalne
Obciążenie maksymalne dopuszczalne, przypadające na jeden ząb połączenia wielowypustowego
z – liczba zębów
w – współczynnik wożenia – o wartości 0,75. Opisuje on przenoszalność obciążenia przez zęby spowodowaną nierównomiernością obróbki. Oznacza, że 75% powierzchni zębów bierze udział w przenoszeniu obciążeń
l – długość czopa przenosząca obciążenie
Pmax – maksymalna siła
p_dop – naciski dopuszczalne (uwarunkowane właściwościami materiałowymi i współczynnikiem bezpieczeństwa)
D – średnica zewnętrzna obrysu wypustów
d – Średnica wewnętrzna obrysu wypustów
Dopuszczalne naciski na połączeniach wielowypustowych
1) Dla obciążeń uderzeniowych kierunkowo- zmiennych z ograniczonym smarowaniem, małej dokładności wykonania
2) Dla obciążeń zmiennych ze standardowym smarowaniem, dla materiałów o średniej wytrzymałości i obróbce
3) Dla obciążeń jednokierunkowych i dobrego smarowania, dla materiałów o wysokiej wytrzymałości i dobrej obróbce
| Rodzaj połączenia | Warunki pracy | Powierzchnie robocze czopa nieutwardzone [MPa] | Powierzchnie robocze czopa ulepszone lub hartowane [MPa] |
| Połączenie spoczynkowe czopu z piastą |
1) 2) 3) |
~35-50 ~60-100 ~80-120 |
~40-70 ~100-140 ~120-200 |
| Połączenia przesuwne czopu z piastą bez obciążenia |
1) 2) 3) |
~15-20 ~20-30 ~25-40 |
~20-35 ~30-60 ~40-70 |
| Połączenia przesuwne czopu z pisatą pod obciążeniem |
1) 2) 3) |
– – – |
~3-10 ~5-15 ~10-20 |
Tabela pozyskana z „Podstawy konstrukcji maszyn, Witold Korewa, 1965”