Géprajz, gépelemek III. [antikvár]

1. Hengeres fogaskerekek geometriája, gyártása és szilárdsági méretezése 1.1. A fogaskerekekre vonatkozó alapismeretek A fogaskerék a Magyar Értelmező Kéziszótár szerint: „Peremén fogakkal ellátott, ezeknek hasonló fogazatba illeszkedésével forgást átvivő gépelem". A fogaskerék problematikája és elmélete korántsem ilyen egyszerű. Mai kialakításáig hosszú fejló'désen inent keresztül és mint e jegyzet további pontjaiban látni fogjuk, igen komoly elméleti ismeretet kíván. A fogaskerekeket kezdetben fából készítették — természetesen egészen más kialakítással, mint jelenleg — és elsősorban szél- és vízmalmokban, valamint víz-átemelőkben használták erőátviteli elemként. Napjainkban a gépekben és műszerekben használt mechanikus hajtások közül a legelterjedtebbek a fogaskerékhajtások. A fogaskerék kialakítása egyaránt lehetővé teszi párhuzamos, egymást metsző és kitérő tengelyek között a forgó mozgás átadását. A fogaskerekek fogkialakilásukal tekintve rendkívül sokfélék; ismeretesek egyenes-, ferde-, és csavarfoga-zatú fogaskerekek. Nagyon sokáig csak olyan fogaskerekeket alkalmaztak, amelyekben a hajtó- és a hajtott kerekeknek a .szögsebe.s-ség viszonya állandó volt. A legutóbbi években szerkesztettek nem körszimmetrikus fogaskerekeket is, amelyek segítségével a forgó mozgást változó szögsebességgel lehet továbbítani. Ilyen kerékpárokat alkalmaznak a különböző automatákban, a műszeriparban pedig mint funkcionális berendezést alkalmazzák, az egy függetleti változójti függvények előállítására. A fogaskerékhajtások felépítésének es gyártásának fejlődését a fogazás-|-elmélet kidolgozása és alkalmazása tette lehetővé. A fogazáselmélet szorosan összefügg a gyakorlattal, amelynek fejlődéséi a tudósok széles kollektívájának erőfeszítései tették lehetővé. A teljesség igénye nélkül, a következő tudósok voltak azok, akik munkájukkal hozzájárultak a fogaskerekek elméletének megalapozásához es fejlődéséhez: / Euler ajánlotta a hengeres fogaskerekek részére az evolvens fogazatot, amit a későbbiekben széleskörűen alkalmaztak az iparban. E. Buckingham, H. F. Ketov, J. I. Diker műveikben részletesen kidolgozták az evolvens fogazat geometriáját. A térbeli fogazáselmélet alapjait a nagy francia mértantudós, T. Olivér és H. I. Gahman orosz tudós fektették le. Rajtuk kívül még nagyon sokan gazdagították a fogazás elméletét, igy számos magyar tudós is, mint pl. Szeniczei Lajus. dr. Vörös Imre, Botku Imre, cs dr. Erney György. A fogaskerekekkel kapcsolatos mai ismeretek részletes tárgyalása előtt néhány alapvelő fogalmat kell megismernünk (alapismereteknek nevezhetnénk), ezek a következők: — a fogaskerekek fogalma; — a fogaskerékhajtások osztályozása: — a fogaskerekek fajtái és osztályozása; — a homlokkerekek fogazatának részei; — a kapcsolódó homlokkerekek geometriai összefüggései; — a kapcsolóvonal; — a fogmerőlegesek tétele; — a fogaskerekek kinetikai áttétele. A felsorolt kérdéseket a következő 1.1.1.—1.1.8. szakaszokban részletesen tárgyaljuk. 1.1.1. A fogaskerekek fogalmi meghatározása A fogaskerekek forgást átvivő gépelemek. Nevüket onnan kapták, hogy többnyire tárcsa alakúak, peremiikön fogak helyezkednek el. Az 1.1. ábrán egy olyan fogaskerék alakot láthatunk, amelyet a leggyakrabban alkalmaznak a gépészetben. A fogaskerék kerületén kiképzett fogak összességét fogazatnak nevezzük. A fogaskereket a fogak teszik alkalmassá arra, hogy egy másik fogaskerékkel kényszerkapcsolatot létesítsenek és ennek eredményeként a mozgást egy-