202310. lajstromszámú szabadalom • Csavarszerkezet adott terhelésviszonyok mellett előre meghatározott menetes kapcsolaton belüli axiális terheléseloszlás megvalósítására
5 HU 202310 B 6 lületének emelkedése adott átmérőn az anya menetmélységével arányosan változik, Így a találmány szerinti hatás - a kapcsolódó menetek felületeinek a terhelés növelésével folyamatosan történő érintkezésbe lépése - a fentiekkel azonos módon valósul meg. A találmány szerint viszonylag egyszerűen kialakítható olyan terheléskiegyenlített csavarszerkezet, amelyben a terhelésátadás a menetes kapcsolat hossza mentén egyenletes, vagyis: dFo---- = F = Fo(x = 1) - Fo(x = O), tehát dx dFo---- = konstans, ahonnan Fo = XF és dx dJFo/dX2 = 0 (II) Abban az egyszerűbb esetben, ahol az elemekben ébredő feszültséggel, illetve nyirófeszültséggel arányos alakváltozási tényezők (Vi, Zí) X-tól függetlenek, a (II) összefüggéseket az (I) differenciálegyenletbe behelyettesítve és a differenciálegyenletet szerint integrálva az x* 1 F—(Va+Vo)------f -aFxVa + C = 0 (III) 2 L egyenlet adódik, ahol a C integrálási állandó az f = O, ahol df/dx = 0 peremfeltételből: 1 C = —aF-Va 2 A (III) egyenletet f menethézagra megoldva tehát általános terhelésviszonyok esetében a r 1 x2 i f = L-IaF(-----X)Va + F —(Va + Vo)J (IV), tiszta egyirányú kötés esetén (ahol aF = F) a 1 X* f = FL- (------X)Va + —(Va+Vo) (V), 2 2 tiszti ellenirányú kötés esetén pedig (ahol F = 0) a X* F = FL —(Va + Vo) (VI) 2 összefüggés adódik. A menethézag változásának a fentiek szerint történő meghatározása után a találmány szerinti terheléskiegyenlített csavarszerkezet például az anyamenet menetprofil-mélységének a menetes kapcsolat hossza mentén történő megfelelő változtatásával egyszerűen megvalósítható. Olyan általános esetekben, ahol a kötőelemek merevsége - így a Zo, Za, Zm, Vo és Va alakváltozási tényezők - a menetes kapcsolat hossza mentén maguk is X függvényei, az (I) differenciálegyenlet általában csak numerikusán - előnyösen számítógépi úton - oldható meg. A találmányt a továbbiakban a rajz és a mellékelt táblázatok alapján részletesebben ismertetjük. A rajzon az 1. ábrán a találmány szerinti terheléskiegyenlített csavarszerkezet célszerű kiviteli alakjának részletét tüntettük fel, axiális metszetben; a 2. ábrán a találmány szerinti csavarszerkezet példakénti kiviteli alakjára vonatkozó számításaink eredményei alapján készített diagramon a fajlagos felületi terhelés maximumát a terhelés függvényében ábrázoltuk; az 1. számú melléklet hagyományos csavarszerkezetre vonatkozó számítási eredményeket, a 2-4. számú mellékletek a találmány szerinti csavarszerkezet példakénti kiviteli alakjára vonatkozó számítási eredményeket tartalmazzák táblázatok formájában. Amint az 1. ábrából kitűnik, a találmány szerinti csavarszerkezet belső menetes A anyából és külső menetes 0 orsóból épül fel, ahol az orsómenet és az anyamenet M menetes kapcsolatot képez. Mind az orsómenet, mind az anyamenet azonos, viszonylag kis profilszöggel van kialakítva. A Pn névleges menetemelkedés az M menetes kapcsolat hossza mentén az O orsónál és az A anyánál egyaránt konstans. Az O orsó ds magátmérője és dz középátmérője, illetve az 0 orsó mo menetmélysége az M menetes kapcsolat hossza mentén nem változik. Az anyamenet belső átmérője, amely az O orsó d3 magátmérőjével közel egyenlő, az M menetes kapcsolat mentén ugyancsak változatlan. A rajzból kitűnik, hogy az anyamenet D3 külső átmérője, és ezáltal az anyamenet dia mélysége az M menetes kapcsolat mentén a ß = 0 pontból kiindulva felfelé haladva csökken. Az ábrából kitűnik, hogy az anyamenet és az orsómenet közötti f menethézag az A anya nu menetmélységének csökkenésével arányosan csökken. Az f menethézag változása az anyamenet D3 külső átmérőjének változása függvényében egyszerűen felírható: lß ß Af = —-AD3'tg—, ahonnan AÜ3 = 2-Af-ctg — 2 2 2 (VII) Ha például olyan, az adott terhelésviszonyok mellett terheléskiegyenlitett csavarszerkezetet akarunk megvalósítani, amelyben az anya külső átmérője (Dk), valamint az orsó furatátméróje (db) és az orsómenet magátmérője (d3) konstans, az anyamenet külső átmérőjét a (IV) egyenlet szerint a menetes kapcsolat hossza mentén az alábbi összefüggés szerint változóan kell kialakítani: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 5
