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

Axiální a radiální síla působící na hřídel
${displaystyle F_{a}}$ – Axiální síla
$F_r$ – Radiální síla

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

Inzerce

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 ${displaystyle F_{a}}$ , 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 hřídelem otáčet (i jej 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:
${displaystyle M=F_{t}*r}$
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

Záběr přímobokého ozubeného soukolí- síly

Při záběru kol s přímým ozubením vzniká na bocích dvojice zabírajících zubů normálová síla ${displaystyle F_{N}}$ , 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 nebyl zajištěn vhodným ložiskem, měl 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.