Síly působící na hřídel

Na hřídel v libovolném strojním zařízení mohou působit různé síly, lišící se krom velikosti v těchto zásadních aspektech:

Směrem síly
Stálostí síly v prostoru

Směr síly

Síla působící na hřídel může mít zcela obecný směr, pro strojírenskou praxi jsou ale důležité tyto tři speciální případy:

Axiální síla.
Radiální síla.
Tangenciální síla.

Libovolná obecná síla, působící na hřídel, se pro výpočetní účely ve strojírenské praxi rozkládá na tyto tři složky vektorovým rozkladem.

Axiální síla

Axiální síla, obvykle značená $F_{a}$ , je síla působící ve směru osy hřídele. Axiální síla má tedy tendenci hřídel natahovat či stlačovat, případně posouvat.
Obecný význam slova axiální je „ve směru osy“.

Radiální síla

Radiální síla, obvykle značená $F_{r}$ , je síla působící kolmo k ose hřídele v rovině procházející osou hřídele. Radiální síla má tedy tendenci hřídel ohýbat.

Tangenciální síla

Tangenciální síla, obvykle značená $F_{t}$ , je síla působící kolmo k ose hřídele v rovině neprocházející osou hřídele. Tangenciální síla má tedy tendenci hřídelí otáčet (i ji ohýbat).

Vztah tangenciální a radiální síly

Tangenciální sílu je možno nahradit silou radiální stejného směru a velikosti a točivým momentem $M$ , který je možno spočíst ze vztahu:
$M=F_{t}\cdot r$
Kde $r$ je vzdálenost osy hřídele od působiště síly.

Stálost síly v prostoru

Směr síly v prostoru se nemění – Většinový případ.Taková síla vzniká od odzubení či od pohonu řemenem.
Směr síly v prostoru se mění – Například vyvažovací hřídel,odstředivou sílou vzniká rotující síla.

Příklady sil

Síly působící z ozubení s přímými zuby

Při záběru kol s přímým ozubením vzniká na bocích dvojice zabírajících zubů normálová síla $F_{N}$ , jež je kolmá na boky zubů v místě záběru. Tuto sílu je možno rozložit na radiální sílu $F_{r}$ a tangenciální sílu $F_{t}$ .

Síly působící z ozubení se šikmými zuby

Při záběru kol se šikmým ozubením vzniká na bocích dvojice zabírajících zubů obecná prostorová síla, kterou je možno rozložit na radiální,tangenciální sílu a axiální. Axiální síla se projevuje tak, že pokud by hřídel nebyla zajištěna vhodným ložiskem, měla by snahu se vysunout ven.

Síly působící z řemenu či řetězu

Pohon hřídele řemenem či řetězem je příkladem čisté tangenciální síly, jež má tendenci hřídel roztočit.

Odkazy

Související články