1) Přednáška 7.11.2012 (8. přednáška) - zkouška 2 části - Kaplanova 5 otázek (žádná nesmí být za F) - přihlašovací údaje: login: bs2013 heslo: volant456 - Studium - Studijní opory - 6. Motory a pohony - Pohonné mechanismy Převodové ústrojí jsou veškerá ústrojí, která spojují motor s hnacími koly vozidla a podílejí se na přenosu točivého momentu.
Obrázek 1: Rozmístění mechanismů na vozidle
Spojky slouží pro krátkodobé přerušení přenosu točivého momentu (řazení), zejména při rozjezdu. Převodovky – zajišťují změnu velikosti točivého momentu, otáček, změna smyslu otáčení. Spojovací (kloubové) hřídele – zajišťují stálé spojení jednotlivých agregátů. Do pohonu náprav a převodovek patří stálý převod a diferenciál. Diferenciál umožňuje změnu směru točivého momentu a jedním hřídelem pohání dvě hřídele, které se netočí stejnými otáčkami. Bloková konstrukce s podélně uspořádaným motorem
Obrázek 2: Podélně ulžený motor
• •
málo zatížená zadní náprava blok se posouvá – ideál 50% - 50%
Bloková koncepce s motorem napříč:
Obrázek 3: Příčnš uložený motor
Spojky -v motorových vozidlech se používají spojky rozjezdové, směrové, řadící -rozjezdové spojují motor s převodovkou -směrové se používají v řídícím ústrojí pásových vozidel -řadící v převodovkách k řazení Rozjezdové: - kotoučové (suché) - lamelové (v oleji nebo olejové mlze) – menší průměr kotoučů, ale jejich více -> přenesou větší kroutící moment Podle způsobu ovládání: - mechanické (síla řidiče) - automatické (servomechanismy na základě vyhodnocení okamžitých skutečností) Požadavky na spojky motorových vozidel: -spolehlivý přenost točivého momentu od motoru na vstupní hřídel převodovky -plynulý rozjezd vozidla (bez škubání, prokluzu) -přenesení většího točivého momentu, než je max. točivý moment motoru (o 15% až 25% více), jedná se o rezervu pro vyproštění uvíznutého vozidla (překonávají se setrvační síly v motoru)
Graf 1: M-n Spojky
-spojka musí být ovládána malými silami (pro motorky do 80N, pro auta do 150N a ostatní do 200N) -nenáročná obsluha a pdržba, dlouhá životnost a nízká cena
Obrázek 4: Spojka
Popisky obrázku: 1. spojkový kotouč 2. spojkové obložení s frikčního materiálu zvyšuje součinitel tření 3. náboj spojkového kotouče s vnitřním drážkováním 3b) pomocný hřídel spojky (vstupní hřídel převodovky) – vnější drážkování 4. přítlačný kotouč (velké m,t) – akumuluje se teplo a deformuje se 5. přítlačné pružiny -vinuté – zastaralé (6-8 kolem dokola) -membránové – dnešní – lepší charakteristika, se zřetelným maximem, při správné volbě dochází při opotřebování k nárůstu přítlačné síly a při plném opotřebení pouze malý úbytek síly. 6. vypínací objímka – nejčastěji se používají radiální kuličkové ložiska; axiální ložiska vlivem odstředivých síl vybíhají => nejčastěji speciální ložiska 7. vypínací páčky – v systému vinutých pružin (3 páčky), dnes jejich funkci nahrazují jazýčky membránové pružiny 8. závrtný šroub – 3x; definují rovinu vzhledem k ploše spojového kotouče 9. štít spojky – pevně spojen šrouby se setrvačníkem, vede přítlačný kotouč, vede membránovou pružinu 10. setrvačník – pevně spojen s klikovým hřídelem, v sobě má ložisko k pomocnému hřídeli 11. tepelně izolační podložka – brání nezdravému vyhřátí pružin
2) Přednáška 14.11.2012 Výpočet kotoučové třecí spojky – absolvování cvičení: a) určení třecího momentu spojky
Obrázek 5:
MS: 𝑑𝑀𝑆 = 𝑑𝐹𝑡 ∙ 𝑟 𝑑𝐹𝑡 = 𝑑𝐹 ∙ 𝜇 ∙ 𝑛 𝑑𝐹 = 𝑝 ∙ 2𝜋 ∙ 𝑟 ∙ 𝑑𝑟 𝑑𝑀𝑆 = 𝑝 ∙ 2𝜋 ∙ 𝑟 ∙ 𝑑𝑟 ∙ 𝜇 ∙ 𝑛 ∙ 𝑟 Uvažujeme 2 předpoklady, tlak na obložení třecího kotouče je všude stejný (p=konst.). Tato situace odpovídá nové (nezaběhnuté) spojce. Opotřebení je po celé ploše rovnoměrné (p není konst.), ale je konstantní součin: p*vs = konst. (vs – skluzová rychlost) => p*r=konst => p=konst/r
Obrázek 6: závislost p na r
Závislost tlaku na poloměru má hyperbolický průběh (vyplývá z posledního vztahu). Tzn. tlak na obložení roste směrem k vnitřnímu poloměru (menšímu poloměru). To je nevýhodné pro široké obložení – intenzivně se projeví závislost. Výpočet dle 1. předpokladu (p=konst): 𝑟2
𝐹 = 2𝜋 ∙ 𝑝 ∙ � 𝑟 ∙ 𝑑𝑟 = 2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑝 ∙ 𝑟1
𝑟22 − 𝑟12 𝐹 →𝑝= 2 2 𝜋 ∙ (𝑟2 − 𝑟12 )
Takto odvozený vztah pro talk dosadím do vztahu pro třecí moment spojky a dostávám:
𝑟2
𝑟23 − 𝑟13 2 𝑟23 − 𝑟13 𝑀𝑠 = 2𝜋 ∙ 𝑝 ∙ 𝜇 ∙ 𝑛 ∙ � 𝑟 𝑑𝑟 = 2𝜋 ∙ 𝑝 ∙ 𝜇 ∙ 𝑛 ∙ = ∙𝐹∙𝜇∙𝑛∙ 2 3 3 𝑟2 − 𝑟12 𝑟1
Výpočet dle 2. předpokladu:
2
𝑟2
𝐹 = 2𝜋 ∙ 𝑝 ∙ 𝑟 ∙ � 𝑑𝑟 = 2𝜋 ∙ 𝑝 ∙ 𝑟 ∙ (𝑟2 − 𝑟1 ) → 𝑝 ∙ 𝑟 = 𝑟1
𝐹
2𝜋 ∙ (𝑟2 − 𝑟1 )
Takto odvozený vztah pro tlak dosadím do vztahu pro třecí moment spojky a dostávám: 𝑟2 𝑟22 − 𝑟12 1 𝑀𝑠 = 2𝜋 ∙ 𝑝 ∙ 𝑟 ∙ 𝜇 ∙ 𝑛 ∙ � 𝑟 𝑑𝑟 = 2𝜋 ∙ 𝑝 ∙ 𝑟 ∙ 𝜇 ∙ 𝑛 ∙ = ∙ 𝐹 ∙ 𝜇 ∙ 𝑛 ∙ (𝑟2 − 𝑟1 ) 2 2 𝑟1
Za Ms můžeme dosadit: z momentové charakteristiky dostaneme max. moment, který vynásobíme bezpečností k=1,3 a dostaneme moment potřebný pro přenos. Zvolíme rozsahy poloměrů dle katalogu výrobce a v závislosti na F, kterou tlačí pružina a dostaneme určitý moment, ten porovnáme z požadovaným momentem. Je potřeba kontrolovat, jestli tlak (kterou působí pružina) nerozdrtí frikční materiál spojky. Pokud máme těžký rozjezd. tak se spojka zahřívá a musíme toto teplo někde ukládat (proto je velký setrvačník) a to se musí kontrolovat (množství tepla na plochu obložení musí být menší než povolené výrobcem) – práce vykonaná motorem mínus práce využitá na rozjezd.
U motorových vozidel (automobilů) se používají automatické spojky odstředivé, elektromagneticky ovládané, elektromagnetické (práškové) a hydrodynamické spojky. Nejčastěji se používají spojky hydrodynamické (vozidla vyšší třídy automobilů). Je to první a nejjednodušší představitel hydraulických strojů. Ve spojení s mechanickou spojkou vzniká hydrodynamická spojka. Měnič má nekonečný počet převodů. Hydrodynamická spojka (HD spojka) Historie:
Obrázek 7: HD spojky
-
-
-
SEN: motor poháněl kapalinu, která v sobě měna uloženinou energii, která se dodávala na delší vzdálenost do turbíny, která poháněla spotřebič (např. lodní šroub), nepodařilo se to realizovat: velké ztráty při cestě kapaliny potrubím problém vyřešil v roce 1904 Herman Föttinger (vyřešil to v 27 letech). Čerpadlo spojil „napřímo“ s turbínou – pomocí společné nádoby s kapalinou. Mělo radiální rovinné (nezakřivené) lopatky. Vytvářelo se proudové vlákno ve tvaru spirály vytvářející kroužek. Lopatky čerpadla a turbíny umístil do jedné společné uzavřené skříně vynalezl moderní HD převod, který se později začal uplatňovat v pohonech celé řady strojů (stacionární motory, stavební stroje, lokomotivy, vysokozdvižné vozíky, míchačky, …) přenos točivého momentu je zprostředkován bez kontaktu kovových součástí spojky a nedochází tedy k jejich opotřebení a provoz spojky je prakticky možný bez údržby.
Obrázek 8: Proudění v HD spojce
Výhody: plynulý a měkký rozjezd vozidla (pomalé roztáčení -> možné rozjetí i na vyšší převodový stupeň), zabraňuje zhasnutí motoru při prudkém zvýšení jízdních odporů, HD spojka tlumí torzní kmity, jednotlivé součásti nejsou namáhány na otěr, maximální točivý moment lze přizpůsobit změnou velikosti olejové náplně (možné různé náplně), HD spojka vyžaduje minimální údržbu Nevýhody: vyšší cena (výroba v menším počtu), neustálý skluz mezi čerpadlem a turbínou (nutná podmínka pro funkci), nižší účinnost (vyšší ztráty než mechanická spojka), nelze snadno rozpojit pro řazení rychlostních stupňů a pro řazení je nutná kombinace s mechanickou spojkou nebo s převodovkou řazenou pod zatížením, vozidlo nelze na svahu zastavit zařazeným rychlostním stupněm (u všech automatických spojek). Hlavní pojmy: - účinnost HD spojky: 𝜇 =
𝑃𝑡
𝑃č
=
𝑀𝑡 ∙𝜔𝑡
𝑀č ∙𝜔č
=
(𝑀č −Δ𝑀) 𝑀č ∙𝜔č
=
𝜔𝑡 𝜔č
�1 −
Δ𝑀 𝑀č
� → 𝜼𝑯𝑫 =
𝝎𝒕
𝝎č
=
𝒏𝒕
𝒏č
=𝒊
U HD spojky je moment na turbíně stejný jako moment na čerpadle, neuvažujeme-li vnější ztráty v ložiscích a ucpávkách ΔM – moment odpovídající vnějším ztrátám
Obrázek 9:
Grafický průběh účinnosti v závislosti na poměru otáček i znázorňuje polopřímka půlící I. kvadrant SS a lze říct, že účinnost HD spojky stoupá přibližně s jízdou automobilu (pozn. detail). -
Skluz: 𝑒 =
𝜔č −𝜔𝑡 𝜔č
=1−
𝜔𝑡 𝜔č
= 1 − 𝑖 = 1 − 𝜂𝐻𝐷
Výpočet HD spojky: - při výpočtu jde o určení velikosti přenášeného krouticího momentu
Obrázek 10: Výpočet HD spojky + pohled shora
1 – bod na vstupu do čerpadla 2 – bod na výstupu čerpadla 3 – bod na vstupu do turbíny 4 – bod na výstupu turbíny Výpočet se provádí pomocí teorie jednorozměrného vlákna, vychází z úvahy, že proud kapaliny je nahrazen jediným vláknem o nekonečně malé tloušťce, které má všechny vlastnosti (rychlost, energii, …) jako původní proud. w2 – osová složka absolutní rychlosti (relativní rychlost / meridiánová rychlost) c2 – absolutní rychlost na výstupu z čerpadla u2 – unášivá rychlost (tangenciální složka absolutní rychlosti) 𝐹∙𝑡 =𝑚∙𝑣 𝑚 𝑚 𝐹 = ∙ 𝑣; 𝑘𝑑𝑒 − ℎ𝑚𝑜𝑡𝑛𝑜𝑠𝑡í 𝑡𝑜𝑘 𝑡 𝑡 𝑀 = 𝐹 ∙ 𝑟 = 𝑄𝑚 ∙ 𝑣 ∙ 𝑟 𝑀č = 𝑀𝑡 = 𝑀𝑠 = 𝑄𝑚 ∙ 𝑢2 ∙ 𝑟2 − 𝑄𝑚 ∙ 𝑤1 ∙ 𝑟1 𝑄𝑣1 = 𝑄𝑣2 𝑤1 ∙ 𝑆1 = 𝑤2 ∙ 𝑆2 2𝜋 ∙ 𝑟1 ∙ 𝑏1 ∙ 𝜎1 = 2𝜋 ∙ 𝑟2 ∙ 𝑏2 ∙ 𝜎2 𝑟1 ∙ 𝑏1 = 𝑟2 ∙ 𝑏2
Sigma 1 a 2 jsou součinitelé zmenšení průřezu vlivem konečné tloušťky lopatek. Přijímáme předpoklad sigma 1=sigma 2 =sigma 𝑀 = 2𝜋 ∙ 𝑟2 ∙ 𝑏2 ∙ 𝜎2 ∙ 𝑤2 ∙ 𝜌 ∙ 𝑟2 ∙ 𝑢2 − 2𝜋 ∙ 𝑟1 ∙ 𝑏1 ∙ 𝜎1 ∙ 𝑤1 ∙ 𝜌 ∙ 𝑟1 ∙ 𝑤1 Vzhledem k předpokladu, že … je stejná dojde ke zjednodušení: 𝑴 = 2𝜋 ∙ 𝑟2 ∙ 𝑏2 ∙ 𝜎2 ∙ 𝑤2 ∙ 𝜌 ∙ (𝑟22 ∙ 𝑤2 − 𝑟12 ∙ 𝑤1 ) 𝑏2 𝑤2 − 𝑟2 𝑟12 ∙ 𝑤1 = 2𝜋 ∙ 𝑟2 ∙ ∙ 𝑟2 ∙ 𝜎2 ∙ 𝑤č ∙ ∙ 𝜌 ∙ 𝑟22 ∙ 𝑤č ∙ �1 − 2 � = ⋯ = 𝝀 ∙ 𝝆 ∙ 𝑫𝟓 ∙ 𝒏𝟐č 𝑟2 𝑤2 𝑟2 ∙ 𝑤č Lambda – charakteristika spojky Velikost točivého momentu přenášeného HD spojkou je roven vzorci výše !!!
3) Přednáška (21.11.2012) Volnoběžky, jsou převodní ústrojí, které přenášejí točivý moment jen v jednom smyslu otáčení, a při pokusu přenést točivý moment v obráceném smyslu dojde k okamžitému rozpojení mechanismu pro přenos točivého momentu. Vyžívá se velmi často. Z hlediska konstrukčního provedení volnoběžky se dělí volnoběžky do 2 skupin: • s excentrickými drahami – volnoběžný je náboj jízdního kola, excentry mohou být na jádře nebo na věnci (to se řídí možnostmi konstrukce – kde je více místa), pokud se válečky dostávají do menšího místa dochází k zaklínění a přenosu točivého momentu. Pokud je to naopak, tak dochází k uvolnění válečku a automatickému rozpojení (jízda z kopce). U složitějších volnoběžek jsou válečky do záběru ještě vtlačovány navíc silou přítlačných pružin. • se soustřednými drahami – mají oběžné dráhy věnci a jádra válcového tvaru, vzpěrná tělíska jsou vhodně tvarována (v řezu je to kuželka) a jsou udržovaná v přibližně stejné vzdálenosti od sebe speciálním separátorem (klecí). Výhody: snadnější výroba válcových ploch (levnější), možnost přenosu většího točivého momentu při stejných rozměrech
Obrázek 11: Excentrické dráhy
Obrázek 12: Soustředné dráhy
Schéma působení sil na zaklíněném válečku volnoběžky:
Obrázek 13: Působení sil na zaklíněném válečku (v klidu)
V místě styku válečku s věncem a jádrem působí dvě stejně velké normálové síly N a třecí síly F. Výslednice vektorového součtu těchto sil leží v jedné přímce, protože uvažujeme, že jsou tato tělesa vůči sobě v klidu směr této výslednice je kolmý k ose úhlu zaklínění válečku gama. A je odkloněn od spojnice dotykového bodu a středu válečku (M) o úhle gama/2. Pro správnou funkci volnoběžky bez přítlačných pružin je nezbytné, aby síly vkliňující válečky byly větší než síly vytlačující válečky ze zaklínění. Z uvedeného plyne podmínka: 𝛾 𝛾 2 ∙ 𝑁 ∙ 𝑠𝑖𝑛 < 2 ∙ 𝐹 ∙ 𝑐𝑜𝑠 2 2 𝛾 𝑡𝑔 … doplnit 2 Tangens musí být menší než součinitel tření. Koeficient tření se volí se 0,11 – 0,13 a gama se volí 4-12°. 𝛾 𝑀 = 𝐹 ∙ 𝑅1 ∙ 𝑖 = 𝑁 ∙ 𝑡𝑔 ∙ 𝑅1 ∙ 𝑖 2 𝛾 𝑀 ∙ 𝑐𝑜𝑡𝑔 2 𝑁= 𝑅1 ∙ 𝑖 Kde i je počet válečků (u bicyklu 5, u vozidel 8-20) Normálová síla vyvolává namáhání povrchových ploch věnce, jádra a válečků kontaktním dotykovým napětím – pomocí Herzova napětí. 𝑁∙𝐸 1 1 ∙( + ) 𝑙 𝑟 𝑅2
𝜎 = 0,418 ∙ �
l … délka válečku (3-6) násobek poloměru
𝑁∙𝐸
Pokud nebude zaoblení, tak se vztah zjednoduší (R2 – nekonečno): 𝜎 = 0,418 ∙ � Zatížení se počítá pro nejnáročnější podmínky – pro nejnižší rychlostní stupeň.
𝑙∙𝑟
Využití volnoběžek: • Pro krátkodobé a dočasné spojení dvou částí přerodného ústrojí – zajištění brzděni motorem u některých automatických spojek • K řazení rychlostních stupňů v automatických spojkách • Automat spínání pohonu některé nápravy • Vozidla poháněná 2D motorem mívají trvale zařazenou volnoběžku do pohonného ústrojí (wartburg, trabant), při náhlém poklesu otáček se volnoběžka rozpojí, nebo když jsou příliš velké – motor jede při malých otáčkách a můžeme jet rychleji z kopce. Nelze brzdit motorem. • V převodovkách z důvodu aby se urychlovaly nebo zpomalovaly menší hmoty a odlehčilo se synchronům.
Převodovky Převodový poměr – doplnit Účel převodovky: Zabezpečit základní jízdní funkce vozidla: a) využitelný rozsah otáček spalovacího motoru poměrně malý přizpůsobit velkému rozsahu rychlostí vozidla. rychlostní charakteristika graf b) musí umožnit vozidlu jízdu vzad – musí mít zpětný chod c) umožnit trvalé rozpojení přenosu točivého momentu od motoru na hnací kola. Pohotovost vozidla, kdy motor běží, vozidlo stojí a není, sešlápla spojka. Rozdělení převodovek (dáno normou): -dělí se dle různých hledisek a upravuje to norma Podle druhu převodu se převodovky dělí:
A. s ozubenými koly a. předlohové i. dvouhřídelové (nesouosé převodovky) ii. tříhřídelové (také souosé převodovky, koaxiální) b. planetové B. třecí – převod pomocí třecích kol a převodový poměr se mění změnou poloměru jednotlivých kol C. řemenové převodovky – v dnešní době jsou tlačné řemenové převodovky D. hydrostatické převodovky – zemědělské a stavební stroje E. hydrodynamické převodovky (hydrodynamické měniče točivého momentu) F. elektrické převody (kolejová vozidla) Podle způsobu změny převodových poměrů A. stupňové – se stupňovou (skokovou) změnou převodového poměru. Patří sem všechny převodovky s ozubenými koly. B. plynulé – z nekonečně velkým počtem převodových stupňů. Třecí, řemenové, hydrodynamické, hydrostatické a elektrické spojky. Podle způsobu řazení převodových stupňů: A. přímé řazení – řazení provádí řidič ze svého rozhodnutí a svou silou. B. nepřímé řazení – řidič rozhoduje kdy se zařadí, ale řazení samotné provádí jiné zařízení (vzduchově, hydraulicky či elektromagneticky) C. samočinné převodovky – řazení rychlostních stupňů probíhá automaticky na základě vyhodnocení okamžitých podmínek jízdy (dle jízdních odporů a vlastností motorů – otáčky a zatížení) Požadavky - musí umožnit změnu převodového poměru a otáček - zpětných chod vozidla - zabezpečit rozpojení (neutrál) - vysokou mechanickou účinnost - nízkou úroveň hluku a vibrací (otázka komfortu a pohodlo) – prvek aktivní bezpečnosti - malé rozměry, hmotnost, životnost, spolehlivost - výrobní jednoduchost a nízkou cenu - zabezpečeno řazení bez rázů (zajistit vyrovnání obvodových úhlových rychlostí spojovaných součástí – zajišťuje to synchronizace převodovky) - znemožnění zařazení 2 stupňů zaráz - nesmí dojít k samovolnému zařazení nebo vyřazení rychlostního stupně Základní pojmy: Základní převod (i0; lmin) - nejmenší celkový převod mezi motorem a koly. Součin stálého převodu a nejmenšího převodu převodovky. Základní převod je převod, při kterém vozidlo nejčastěji jede, určuje polohu rovnovážného stavu při jízdě vodidla maximální rychlostí po rovině.
Graf 2: Graf odporů (odporového, valivého)
Základní převod má důležitý vliv na dynamické vlastnosti vozidla a pracovní režim motoru. Rozsah převodových stupňů (Ri) – 𝑅𝑖 = Odstupňování převodů (q1,2) - 𝑞𝑖,𝑖+1 =
𝑙𝑐 𝑚𝑎𝑥
𝑙𝑖
𝑙𝑖+1
𝑙0
(celkový maximální převod ku základnímu)
, kde i je 1 … 5 (5ti stupňová převodovka
Pokud se q budou rovnat, tak hovoříme o odstupňování převodu dle geometrické řady a krátce se říká geometrické odstupňování převodovky. Maximální přípustný poměr dvou po sobě následujícíh převodů 𝑛 (max hodnota q): 𝑞𝑚𝑎𝑥 ≤ 𝑚𝑎𝑥 𝑛𝑀𝑡𝑚𝑎𝑥
Počet převodových stupňů v geometricky odstupňované převodovce určíme z následující představy: 𝑙1 = 𝑙2 ∙ 𝑞 = ⋯ = 𝑖𝑛 ∙ 𝑞 𝑛−1 q12=q23=q34=q45 (𝑛 − 1) ∙ ln(𝑞) = ln (𝑅𝑖 ) ln (𝑅𝑖 ) 𝑛= + 1 (zaokrouhlí se na nejbližší celé číslo) – počet převodových stupňů ln (𝑞)
Volíme tím větší počet převodový stupňů, než je minimální potřebný a tím měníme i rozestupy. Dobrou představu o rozdělení převodových stupňů dává pilový diagram.
Graf 3: Geometrické rozložení
Graf 4: Progresivní odstupňování
Geometrické odstupňování se nepoužívá pro svou velkou nevýhodu spočívající ve velkém rozdílu rychlostí mezi I. a II. stupněm a předposledním a posledním stupněm na maximálních otáčkách (viz obrázek). Lepší odstupňování dává progresivní odstupňování. V tomto případě poměr převodových stupňů (q) není konstantní q12>q23>q34>q45. Stupeň progresivity může být volen, tak že poměř dvou po sobě následujících převodových stupňů (q) je konstantní: q12/q23=q23/q34=q34/q45=konst. Základní druhy stupňových převodovek: Podle uspořádání hnacího a hnaného hřídele rozlišujeme převodovky předlohové a planetové. A. předlohové – bývají konstruovány jako souosé – vstupní a výstupní hřídel leží v jedné ose (musí mít 3 hřídele), nebo jsou konstruovány jako nesouosé a jsou rovnoběžné (2 hřídele). Mohou být řazeny přesouváním ozubených kol (už se neděje). Řazeny zubovými spojkami a dnes jsou nejčastěji řazeny spojkami se synchronizací či automatické řazení. Automatické převodovky bývají většinou souosé. a. Jednoskupinové b. Víceskupinové – dvouskupinová převodovka (kolo – zadní a přední pastorek)
Obrázek 14: Souosá převodovka (4 stupňová), 3 hřídelová
Předlohový hřídel výkovek (jeden kus), který je následně celý obráběn – kola jsou umístěna pevně. Na vstupním hřídeli jsou kola umístěna posuvně) . Důležité je žebro, skříň musí být co nejtužší – nejmenší průhyby na hřídelích.
Obrázek 15:
Vloženým kolem (dalším) změníme směr otáčení. Na 4. převodový stupeň je nejvyšší účinnost – točící moment je přenášen přímo pomocí hřídelů, kola se sice točí, ale nepřenáší moment. Dvouhřídelové převodovky:
Obrázek 16: 2hřídelová nesouosá převodovka
2hřídelová převodovka má nesouosé hřídele (malé negativum, nelze dobře automatizovat řazení), ale s výhodou se ji používá u blokových konstrukcí. 2hřídelová převodovka má vysokou účinnost jednotlivých stupňů, protože se přenáší pouze přes 1 pár kol, ale nevýhodou je, že nemá přímý záběr (přenos točivého momentu, kdy nemá záběr bez použití ozubených kol). Řazení rychlostních stupňů U stupňových převodovek s ozubenými koly se řazení provádí: • Posuvnými koly – staré a nepoužívané, potřeba řazení dolů s meziplynem a nahoru s dvojím sešlápnutím spojky • Zubovými spojkami – jediná změna oproti předchozímu je, že jsou menší zoubky, ale jinak stejné řazení (principielně) • Spojkami se synchronizací – Prostá synchronizace, která při použití nadměrné (nepřiměřené) řadící síly (rukou řidiče) umožňuje řazení přes to, že nebyly obvodové rychlosti jednotlivých částí sjednoceny -> může dojít k destrukci (vylámání zubů). Dokonalejší je synchronizace cloněná (jištěná), kdy řadící spojka je doplněna o jistící kroužek, který znemožňuje řazení před sjednocením obvodových rychlostí. • Samočinné řazení, automatické řazení Řadící a zajišťovací zařízení Slouží k zařazení požadovaného převodového stupně a nastavení ostatních převodových stupňů do neutrální polohy. Požadavek je bezhlučné řazení bez rázů a s plynulým záběrem, aby nedošlo k poškození ozubení. Bezhlučné řazení je podmíněno odhadem správného okamžiku, kdy jsou obvodové rychlosti jednotlivých částí sjednoceny.
Obrázek 17: Řadící vidlice
Zajišťovací zařízení
Potřeba k zamezení zařazení dvou rychlostních stupňů současně (vedlo by k destrukci převodovky). Aby nedošlo k samovolnému zařazení a vyřazení rychlostního stupně.
B. planetové Převodovky řazené pod zatížením • dvoutoké – Obrázek S1 – přímá redukce i=1 S2 – 2x redukované otáčky i>1 •
planetové – jednoduché planetové soukolí
Obrázek 18: Planetová kola
C – centrální kolo U – unášeč satelitů (rameno) K – korunové kole S – satelit Dc – průměr roztečné kružnice centrálního kola: Dc=m. zc (modul x počet zubů centrálního kola) Dk – průměr roztečné kružnice korunového kola: Dk=m.zk (zk počet zubů korunového kola) Ds – průměr roztečné kružnice satelitu: Ds=m.zs (zs počet zubů satelitu) Dk=Dc+2.Ds /podělím modulem zk=zc+2.zs φ – středový úhel satelitu φ=360/n (n – počet satelitů) Z obrázku je zřetelné, že
-
Aby jednotlivá kola planetového soukolí, musí být splněna určitá podmínka: 𝑧𝑐 + 𝑧𝑘 = 𝑐𝑒𝑙é čí𝑠𝑙𝑜 𝑛 𝐷𝑘 𝑧𝑘 = =𝑘 𝐷𝑐 𝑧𝑐 𝑘 = 𝑣𝑛𝑖𝑡ř𝑛í 𝑝ř𝑒𝑣𝑜𝑑𝑜𝑣ý 𝑝𝑜𝑚ě𝑟 𝑝𝑙𝑎𝑛𝑒𝑡𝑜𝑣é 𝑝ř𝑒𝑣𝑜𝑑𝑜𝑣𝑘𝑦 (1 ÷ 10) Základní kinematická rovnice pro jednoduchý planetový převod: při odvozování rovnice vycházíme z relativního počtu otáček vzhledem k otáčkám unášeče. Uvažujeme pohyb všech částí mechanismu, ale představujeme si pohyb, jak by se jevil pozorovateli spojenému s unášečem. o relativní otáčky C kola: nc-nu
o relativní otáčky K kola: nk-nu o relativní otáčky U kola: nu-nu vk= doplnění rovnice Je zřejmé, že planetové soukolí má 2 stupně volnosti. Pokud chceme, aby mechanismu pracoval jako převodovka, zastavíme jeden jeho člen (C, K, U) – 7 převodových stupňů (3x2 + 1 přímý záběr). Spojením 2 členů mechanismu dochází ke zrušení jeho funkce (otáčí se jako jeden pevný celek) a dostáváme přímý záběr. Spojíme-li C a K budou otáčky stejné: nc=nk 𝑧𝑘 ∙ 𝑛𝑘 + 𝑧𝑐 ∙ 𝑛𝑘 = 𝑧𝑘 ∙ 𝑛𝑢 + 𝑧𝑐 ∙ 𝑛𝑢 𝑛𝑘 ∙ (𝑧𝑘 + 𝑧𝑐 ) = 𝑛𝑢 ∙ (𝑧𝑘 + 𝑧𝑢 ) 𝑛𝑘 = 𝑛𝑢 Otáčky všech částí planetového soukolí jsou stejné a otáčí se jako jeden pevný celek.
Obrázek 19: Nevím co to je
Typy planetových převodovek:
