Spojení hřídele s nábojem

Spojení hřídele s nábojem slouží k přenosu kroutícího momentu z hřídele na náboj (v případě, že hřídel je hnacím elementem a náboj hnaným) nebo naopak z náboje na hřídel (náboj je hnací element a hřídel hnaný). Přenáší také axiální síly, příčné síly a ohybové momenty. Tato spojení jsou většinou standardizována.

Rozdělení

Dle způsobu přenosu sil

Spojení hřídele s nábojem mohou být členěna dle způsobu přenosu sil na: ^[1]:

1. Silová spojení (třecí styk): Přenos sil mezi hřídelí a nábojem se uskutečňuje pomocí třecího odporu, který vzniká nalisováním náboje na hřídel s přesahem, kuželovým samosvorným spojením, nebo pomocí zvláštních upínacích součástí, jako například různých dělených i nedělených svěrných nábojů.
2. Tvarová spojení, kde se kroutící moment přenáší tvarem spojení hřídele s nábojem, např. různými typy drážkování, různě tvarovanými průřezy hřídele a náboje (pravoúhlé, trojúhelníkové, polygonální,...), nebo prostřednictvím nějaké vložené tvarové součásti (nejčastěji pera).
3. Předepjatá tvarová spojení: jedná se o kombinaci některých výše uvedených způsobů spojení. Zvláštním případem tohoto druhu je spojení pomocí klínu.
4. Materiálová spojení: náboj s hřídelem se spojí např. lepením, pájením nebo svařováním.

Dle způsobu namáhání

1. Malé kroutící momenty: spojení pomocí různých svěrek, pružných objímek, příčných kolíků
2. Velké kroutící momenty s měnícím se smyslem otáčení: lisované spoje s přesahem, prstencové pružinové upínače (tzv. ringfedry), drážkování nebo polygonální profily
3. Kroutící momenty se stálým smyslem otáčení: pero, Woodruffovo pero, příčný kolík, lepená a pájená spojení
4. Spojení s možností posuvu náboje v axiálním směru: rovnoboké drážkování, posuvné pero
5. Spojení s možností posunu náboje v radiálním směru: spojení pomocí svěrek, smršťovací spojka

Tvarová spojení hřídele s nábojem

Tvarová spojení hřídele s nábojem mohou být dále dělena následovně:^[1]:

• s přímým (nezprostředkovaným) přenosem kroutícího momentu (např. drážkování),
• se zprostředkovaným přenosem kroutícího momentu (kroutící moment mezi hřídelem a nábojem se přenáší prostřednictvím nějaké další součásti (součástí), např. pera).

Tvarová spojení jsou na obvodu namáhána tlakovým napětím , které může být spočítáno následovně:

$p=\frac{T\cdot <!--\; \cdot \; -->K_A\cdot <!--\; \cdot \; -->K_{e\mathrm{\beta <!--\; \beta \; -->}}\cdot <!--\; \cdot \; -->K_1}{z\cdot <!--\; \cdot \; -->h_w\cdot <!--\; \cdot \; -->r_w\cdot <!--\; \cdot \; -->l}$

kde

$T$… jmenovitý kroutící moment

$K_A$… koeficient rázů a namáhání

$K_e\mathrm{\beta <!--\; \beta \; -->}$… koeficient nerovnoměrnosti obvodového zatížení

$K_1$… koeficient nerovnoměrnosti podélného zatížení

$z$… počet nosných členů (např. zubů v drážkování, per,...)

$h_w$… nosná výška nosného členu

$l$… nosná délka nosného členu

$p_{zul}$… pevnost nejméně pevného materiálu v sestavě

$r_w$… roztečný rádius (profilu drážkování, průměr hřídele/vrtání v náboji při spojení perem, atp.)

Reference