Tengely (gépelem)

A tengely egyike azoknak a gépészeti elemeknek, amelyet szinte minden mozgó berendezésben megtalálunk. Általában egyenes középvonalú, hosszukhoz képest vékony, leggyakrabban kör keresztmetszetű alkatrészek. A tengelyek forgó mozgást végző gépelemeket hordoznak és/vagy részt vesznek a forgatónyomaték átvitelében. Kialakításuk igen sokféle lehet, de vannak olyan részleteik, amelyek a legtöbb tengelyen megtalálhatók. Ezeket szabványosították, így pontos formájuk, illetve méreteik szabványokból vagy tervezési segédletekből meghatározható.

Škoda 422

Tengelyek feladata

• forgó gépalkatrészek hordozása
• gépelemeken ébredő terhelések felvétele és átadása
• nyomatékátvitel

Tengelyek fajtái

• Merev tengely
• Rugalmas tengely (beépített csúszóvezetékkel összekötött két tengelyfél, a tengelyvégek távolságának változását is lehetővé teszi
• Hajlékony tengely (köznyelvben spirálnak nevezik)

_________________________________________

• Forgó tengely (csapágyakban forog)
• Álló tengely (a tengelyeken csapágyazott gépelemek forognak)

_________________________________________

Tengelyek részei

• Csapok: A tengely azon részei amelyeken az meg van támasztva, - általában csapágyakkal - vagy valamely más, nem a tengellyel együtt forgó gépalkatrésszel kapcsolódik.
  • Végcsap (csap a tengely végén)
  • Nyakcsap (csap a tengelyre felszerelt más gépelemen belül)
  • Munkacsap (excenterek, ferde csapok, bütykök)
• hordozófelületek (a tengelyre szerelt alkatrészek rögzítésére szolgáló felületek, nyomaték-átadó elemmel, vagy anélkül)

Tengelyeket érő erőhatások

Felhasználástól függően több fajta terhelést kell felvenniük.

• Hajlító erők: a hordozott alkatrészek súlya, a munkát végző alkatrészek reakcióerői, és a kiegyensúlyozatlanságból és forgásból adódó forgó tömegerők
• Csavaró erők: a tengelyre rögzített elemek által átvitt forgatónyomatékból származó erők
• Húzó-nyomó erők: A tengelyre szerelt, munkát végző alkatrészek reakcióerőinek tengelyirányú összetevője, a függőleges helyzetű tengelyek súlya (a rászerelt alkatrészekkel együtt)

Tengelyek igénybevételeinek számítása

• Hajlítónyomaték
• Csavarónyomaték
• Húzó-nyomóerő

• Összetett igénybevétel

Különleges kialakítású tengelyek

Kardántengely

Forgó kardáncsukló

Nevét Hieronimus Cardanusról kapta, aki a 16. században élt, bár nem ő találta fel. Az ún. kardáncsukló a hajózásban már időszámításunk előtt is ismert volt, az iránytű vízszintesen tartása érdekében. Ez két koncentrikus gyűrűből állt, a külső gyűrűt vízszintes helyzetben pereménél csapágyazták, a belső gyűrűt pedig a külső gyűrűbe függesztették, 90°-kal elforgatva. így egy szabad felfüggesztést nyertek, amit egy ellensúllyal stabilizáltak.

A kardántengely valójában több tengely, kardáncsuklókkal összekötve, melyek lehetővé teszik a nyomatékátvitelt akkor is, ha az egyes tengelyek egymással szöget zárnak be. Megvalósítható vele az egyszerű szögeltérés, párhuzamos de nem egytengelyű hajtások összekötése, és a kitérő tengelyek közötti nyomatékátvitel is.

A kardáncsuklónak, a kardánkereszt szögelfordulásból származó, a hajlásszög szinuszával arányos szögsebesség-átviteli hibája van, ezért annak érdekében, hogy a hajtó tengely és a hajtott tengely fordulatszáma minden pillanatban azonos legyen, nagy fordulatszámú gépek esetében mindig páros számú kardáncsuklót használnak azonos hajlásszöggel egymás hibájának kiegyenlítésére.

Források

• Bokor József (szerk.). Tengely, A Pallas nagy lexikona. Arcanum: FolioNET (1893–1897, 1998.). ISBN 963 85923 2 X 
• Technika kisenciklopédia, Műszaki Könyvkiadó 1975
• Nyomdaipari nyomógépek, Műszaki Könyvkiadó 1984
• Gépelemek-Széchenyi István Egyetem