Závity

Spojení šroubem a maticí je nejčastěji užívaným rozebíratelným spojením ve strojírenství i v jiných oborech. Odstupňování rozměrů závitů a normalizace tvarů závitových profilů je dnes již samozřejmosti, cesta k tomu byla však dlouhá a začala v době průmyslové revoluce a rozmachu tovární strojírenské výroby.

Historie závitů

Princip šroubu a funkce zavitu byly známé již ve starověku (Archimedes, Hérón, Plinius popisuji šroub jako druh jednoduchého stroje). Původně se používalo závitu pohybového (Archimedés – čerpání vody pro zavlažování, Římané ve svých španělských provinciích – šroubové lisy k lisování olivového oleje nebo šťávy z vinných hroznů, Hérón – zvedání břemena), spolehlivé zmínky o existenci spojovacího šroubu a matice jsou až z 15. století našeho letopočtu.

Normalizace závitů

Otázka smontovatelnosti, vyměnitelnosti a zaměnitelnosti závitů vznikla se vznikem dílen specializujících se na výrobu šroubů a dalších závitových součástí.

Bylo zapotřebí sjednotit

– průměry závitů,

– profily závitů,

– stoupáni a/nebo rozteče závitů.

Od roku 1800 byly činěny pokusy o normalizaci zejména spojovacích závitů, docházelo k uspořádání „divokých“ závitů do určitých systémů, které vyústily nejprve do uspořádání závitů s úhlem profilu 55° a v palcových mírách (Whitworthův závit), později do soustavy metrických závitů s úhlem profilu 60° a v desetinné soustavě jednotek SI. Mezitím byl v USA normalizován závit podobného profilu s uhlem 60°, avšak v palcových mírách (Sellersův závit). Všechny tři typy závitů přetrvaly v normách do současnosti a jsou běžně používány pro spojovací součásti, šrouby a matice.

Volba materiálu ozubených kol

Na materiály ozubených kol jsou kladeny značné nároky, zejména pokud se týká

– pevnosti při namáhání zubu na ohyb,

– dostatečné tvrdosti povrchu pro odolnost proti opotřebení při vzájemném skluzu zubů kol po sobě (výhodná je např. vhodnost oceli k povrchovému tepelnému zpracování),

– odolnosti proti otlačení (pevnost v tlaku).

Zejména u ocelí se často využívá takových vlastností, jako je pevnost a houževnatost v jádru zubu a současně dostatečná tvrdost a odolnost proti opotřebení na povrchu zubu.

Dále jsou ve stručném tabelárním přehledu uvedeny nejčastěji používané materiály na ozubená kola pro běžné pou         žití. Podrobně jsou vlastnosti ocelí uvedeny v části 10této publikace.

Tabulka značek ocelí podle ČSN pro ozubená kola obráběná a tvářená

Typ ozubeného kola	Značka oceli podle ČSN	Použití
Málo namáhaná ozubená kola	11 44312 020	Konstrukční ocel uhlíková obvyklých jakostí.Uhlíková ušlechtilá ocel k cementování se střední pevností v jádru po kalení.
Málo namáhaná ozubená kola velkých modulů	12 02312 024	Uhlíková ušlechtilá ocel k cementování se střední pevností v jádru po kalení.Uhlíková ušlechtilá ocel k cementování s vyšší pevností v jádru po kalení.
Středně namáhaná ozubená kola	12 05012 05213 15114 120	Ušlechtilá uhlíková ocel k povrchovému kalení a k zušlechťování, použitelná i jako normalizačně žíhaná.Ušlechtilá uhlíková ocel s bórem určená k zušlechťování. Má zvýšenou prokalitelnost, je vhodná pro povrchové kalení. Dobře obrobitelná.Křemíková ocel střední pevnosti normalizačně žíhaná a popuštěná (kola do Ø1 m) nebo zušlechtěná (kola do Ø750 mm)Chrómová ocel k cementování.
Namáhaná ozubená kola a kola velkých modulů	11 60012 06012 06113 24214 18116 523 16 22016 23116 341 16 343 16 420 16 640	Konstrukční uhlíková ocel obvyklých jakostí s vyšším obsahem uhlíku pro součásti namáhané staticky i dynamicky odolná velkým měrným tlakům.Ušlechtilá uhlíková ocel o vyšší pevnosti vhodná k zušlechťování, povrchovému kalení nebo kalení do oleje. I na ozubená kola použitelná ve stavu normalizačně žíhaném.Ušlechtilá uhlíková ocel použitelná ve stavu normalizačně žíhaném.Jemnozrnná mangan-vanadová ocel k zušlechťování, odolná proti opotřebení s dobrou prokalitelností, vhodná i pro povrchové kalení.Chrómkřemíková ocel pro výrobu povrchově kalených ozubených kol větších modulů (cca od 3,5 do 10)Cementační chrómniklová ocel s vysokou pevností a houževnatostí, v jádru po kalení pro velmi namáhané součásti.Cementační ocel pro velmi namáhaná kola s vyšší pevností a houževnatým jádrem.Cementační niklchrómová ocel pro výrobu namáhaných ozubených kol velkých modulů.Kalitelná niklchrómová ocel s molybdenem pro vysoko namáhaná ozubená kola, odolná střídavému namáhání a rázům. Chrómniklová ocel s molybdenem k zušlechťování. Niklchrómová ocel k cementování s vysokou pevností a houževnatostí v jádru. Chrómniklová ocel s vysokou prokalitelností na vzduchu. Je otěruvzdorná při vysoké pevnosti a houževnatosti jádra.
Ozubená kola diferenciálů	15 12416 12116 22016 22716 23116 42616 52016 522	Chrómmolybdenová ocel k cementaci kalitelná ve vodě.Cementační ocel pro namáhaná ozubená kola převodových skříní se střední pevností a houževnatým jádrem.Cementační ocel pro velmi namáhaná kola s vyšší pevností a houževnatým jádrem.Cementační ocel pro velmi namáhaná kola s vyšší pevností a houževnatým jádrem.Cementační niklchrómová ocel pro výrobu namáhaných ozubených kol velkých modulů.Cementační ocel s vysokou pevností a houževnatostí jádra pro velmi namáhaná kola.Cementační ocel pro velmi namáhaná ozubená kola.Cementační ocel s vysokou pevností, kterou je možné také zušlechťovat, určená pro velmi namáhaná ozubená kola.
Ozubená kola diferenciálů velkých modulů	16 52316 125	Cementační chrómniklová ocel s vysokou pevností a houževnatostí, v jádru po kalení pro velmi namáhané součásti.Cementační ocel o vyšší pevnosti a houževnatosti jádra.
Talířová ozubená kola	16 52315 12415 24116 12116 12516 22016 22716 23116 42616 520 16 522	Cementační chrómniklová ocel s vysokou pevností a houževnatostí, v jádru po kalení pro velmi namáhané součásti.Chrómmolybdenová ocel po cementaci kalitelná ve vodě.Vysokopevnostní chrómvanadová ocel ke kalení, odolná střídavému namáhání, se zvýšenou odolností proti únavovým lomům.Cementační ocel pro namáhaná ozubená kola převodových skříní se střední pevností a houževnatým jádrem.Cementační ocel o vyšší pevnosti a houževnatosti jádra i pro větší moduly talířových ozubených kol.Cementační ocel pro velmi namáhaná kola s vyšší pevností a houževnatým jádrem.Cementační ocel pro velmi namáhaná kola s vyšší pevností a houževnatým jádrem.Cementační niklchrómová ocel pro výrobu namáhaných ozubených kol velkých modulů.Cementační ocel s vysokou pevností a houževnatostí jádra pro velmi namáhaná kola.Cementační ocel pro velmi namáhaná ozubená kola. Cementační ocel s vysokou pevností, kterou je možné také zušlechťovat, určená pro velmi namáhaná ozubená kola.
Ozubené věnce	12 05012 06012 06113 15113 242 16 25016 720	Ušlechtilá uhlíková ocel k povrchovému kalení a k zušlechťování, použitelná i jako normalizačně žíhaná.Ušlechtilá uhlíková ocel o vyšší pevnosti vhodná k zušlechťování, povrchovému kalení nebo kalení do oleje. I na ozubená kola použitelná ve stavu normalizačně žíhaném.Ušlechtilá uhlíková ocel použitelná ve stavu normalizačně žíhaném.Křemíková ocel střední pevnosti normalizačně žíhaná nebo zušlechtěná.Jemnozrnná mangan-vanadová ocel k zušlechťování, odolná proti opotřebení s dobrou prokalitelností, vhodná i pro povrchové kalení.Chrómniklová ocel pro kalení do vody i do oleje, s vyšší houževnatostí.Cementační niklchrómwolframová ocel s vysokou pevností v jádru.
Ozubená kola převodových skříní	12 05114 14114 34015 12415 23015 24115 33016 12016 12116 125 16 223 16 227 16 426   16 520 16 522	Ušlechtilá uhlíková ocel vyšší pevnosti vhodná k  povrchovému kalení.Chrómová ocel vhodná k nitrocementaci.Chrómová ocel s hliníkem pro nitocementovaná ozubená kola s vysokou tvrdostí povrchu zubů.Chrómmolybdenová ocel k cementaci kalitelná ve vodě.Chrómvanadová ocel pro nitridovaná ozubená kola.Vysokopevnostní chrómvanadová ocel ke kalení, odolná střídavému namáhání, se zvýšenou odolností proti únavovým lomům.Chrómmolybdenová ocel s vanadem vhodná pro výrobu ozubených kol s vysokou povrchovou tvrdostí zubů.Cementační ocel střední pevnosti s houževnatým jádrem pro výrobu ozubených kol převodových skříní s malým modulem.Cementační ocel pro namáhaná ozubená kola převodových skříní se střední pevností a houževnatým jádrem.Cementační ocel o vyšší pevnosti a houževnatosti jádra pro ozubená kola převodových skříní i větších modulů. Cementační ocel se střední pevností pro středně namáhaná ozubená kola převodových skříní malých modulů. Namáhaná ozubená kola s cementovaným povrchem zubů. Cementační ocel s vysokou pevností a houževnatostí jádra pro velmi namáhaná kola. Cementační ocel pro velmi namáhaná ozubená kola. Cementační ocel s vysokou pevností, kterou je možné také zušlechťovat, určená pro velmi namáhaná ozubená kola.
Svařovaná ozubená kola	13 220	Mangan-vanadová ocel pro svařované konstrukce.
Pastorky i velkých modulů	12 06113 242 15 12415 24116 12116 12516 52316 23116 24016 250	Ušlechtilá uhlíková ocel použitelná ve stavu zušlechtěném nebo normalizačně žíhaném.Jemnozrnná mangan-vanadová ocel k zušlechťování, odolná proti opotřebení, s dobrou prokalitelností, vhodná i pro povrchové kalení.Chrómmolybdenová ocel k cementaci kalitelná ve vodě.Vysokopevnostní chrómvanadová ocel ke kalení, odolná střídavému namáhání, se zvýšenou odolností proti únavovým lomům.Cementační ocel pro namáhaná ozubená kola převodových skříní se střední pevností a houževnatým jádrem.Cementační ocel o vyšší pevnosti a houževnatosti jádra.Cementační chrómniklová ocel s vysokou pevností a houževnatostí, v jádru po kalení pro velmi namáhané součásti.Cementační niklchrómová ocel pro výrobu namáhaných pastorků velkých modulů.Niklchrómová ocel pro kalení do vody určená mj. pro výrobu pastorků s dobrými plastickými vlastnostmi v příčném směru.Chrómniklová ocel pro kalení do vody i do oleje, s vyšší houževnatostí.
Ozubené hřebeny a segmenty	11 600	Konstrukční uhlíková ocel obvyklých jakostí s vyšším obsahem uhlíku pro součásti namáhané staticky i dynamicky odolná velkým měrným tlakům.