10. PŘEVODY S OZUBENÝMI KOLY
10. TRANSMISSION WITH GEAR WHEELS Jedná se o převody s tvarovým stykem výhody -
relativně malé rozměry dobrá spolehlivost a životnost dobrá mechanická účinnost přesné dodržení převodového poměru schopnost přenosu velikých výkonů schopnost dosažení vysokých převodů malá náročnost na údržbu krátkodobá přetížitelnost
nevýhody -
složitější a dražší výroba nároky na přesnost a tuhost uložení hluk a chvění tuhá vazba neumožňuje tlumení rázů a dynamického zatížení
ROZDĚLENÍ OZUBENÝCH PŘEVODŮ Podle čelní profilové křivky zubů kola s ozubením: evolventním, cykloidním, zvláštním Podle -
tvaru boční čáry zubů kola se zuby: přímými zuby šikmými zuby dvojitě šikmými zuby šípovými dvojitě šípovými kola se zakřivenými zuby kola se šroubovými zuby
Podle relativního pohybu základních členů: soukolí valivá, soukolí šroubová Podle vzájemné polohy os s osami: rovnoběžnými, různoběžnými, mimoběžnými
čelní, šroubové, šnekové, kuželové, hypoidní základní zákon ozubení: i = ( w1 / w2 ) = ( O2V / O1V)
Dva boky zubů v trvalém dotyku přenášejí otáčivý pohyb se stálým převodovým poměrem, jestliže jejich společná normála n procházející valivým bodem V dělí úsečku O1O2 v obráceném poměru úhlových rychlostí obou kol.
ČELNÍ SOUKOLÍ S EVOLVENTNÍM OZUBENÍM S PŘÍMÝMI ZUBY Základní pojmy 1 – zub kola 2 – zubová mezera 3 –profil zubu 4 – křivka profilu zubu 5 – bok zubu 6 – roztečný válec 7 – boční křivka D – průměr roztečný Da – průměr hlavový Df - průměr patní s – tloušťka zubu su – šířka zubové mezery p – rozteč h – výška zubu ha – výška hlavy zubu hf – výška paty zubu b – šířka zubu ozubený hřeben
h = h a + hf ha = m hf = m + c a ca = 0,25m s = su = p/2 = πm/2 Modul m - část průměru roztečné kružnice připadající na ozubené kolo
o
D
z p
D
z
p
z m
KOLA N (NORMÁLNÍ) ha1 = m hf1 = m + ca = 1.25m ca = 0,25m h1 = ha1 + hf1 s = su = p/2 = πm/2 D1 = z 1 m Da1 = D1+2 ha1 = D1+2m Df1 = D1- 2 hf1 = D1-2.5m
PODŘEZÁNÍ A MEZNÍ POČET ZUBŮ zt = 2/sin2 α zp = 5/6 zt pro α = 20° zt = 17 zp = 14
Korigovaný profil: 1. změnou a 2. změnou výšky zubu 3. posunutím základního profilu Posunutí kladné Korigované kolo +V ha1 = m + x1m hf1 = m + ca - x1m h1 = ha1 + hf1 D1 = z 1 m Da1 = D1+2 ha1 Df1 = D1- 2 hf1
Posunutí záporné Korigované kolo -V
ha1 = m - x1m hf1 = m + ca + x1m h1 = ha1 + hf1 = 2.25m D1 = z1 m Da1 = D1+2 ha1 Df1 = D1- 2 hf1
DRUHY SOUKOLÍ PODLE KOREKCE KOL SOUKOLÍ N
kolo i pastorek typu N
a
D1 D2 2
( z1 z2 ) m 2
a
D1 D2 2
( z1 z2 ) m 2
x1 = x2 = 0
SOUKOLÍ VN
pastorek +V
kolo – V
x1 = -x2
SOUKOLÍ V
x
pastorek +V
kolo N (-V)
x1
x2
0
D1 D2 2 ( z1 z 2 ) m 2
aw
xm xm
ČELNÍ SOUKOLÍ SE ŠIKMÝMI ZUBY Zuby jsou natočené o úhel sklonu zubu β výhody -
pozvolný a plynulý vstup a výstup zubových dvojic do i ze záběru, větší součinitel trvání záběru. klidnější a tišší chod menší dynamické účinky
nevýhody -
axiální síla => nároky na uložení
h a = mn hf = mn + ca = 1.25mn h = h a + hf pn = πmn D = z mt pt = pn / cosβ Da = D+2 ha Df = D - 2 hf
mt D1 D2 2
a
mn cos
z1 z2 mt 2
SILOVÉ POMĚRY
Ft
Mk rw
Ft
Fn cos
Fr1
Ft1 tg
Fn1
Ft1 cos
w
w
w
běěžn
Fn
2
z1 z2 mn 2 cos
Čelní kolo se šikmými zuby
KUŽELOVÁ SOUKOLÍ
n1 n2
i1, 2
i1, 2
Základní pojmy
sin sin
z2 z1
D2 D1
2 1
D1
2 Rd sin
1
D2
2 Rd sin
2
a f
roztečoz kužel hlavový kužel patní kužel
a
úhel hlavy
f
úhel paty úhel zubu
Rd
délka povrchové přřímk
Dae
roztečozte kužele vněněj hlavový průrům
Dai
vnitřni hlavový průrům
D
roztečoz průrům
Zvláštní případy uložení kuželového soukolí, hypoidní soukolí
ŠNEKOVÁ SOUKOLÍ výhody - Jedním soukolím je možné realizovat velká převodová čísla. Pro silové převody jsou běžná převodová čísla u = 10 ÷ 100, pro kinematické převody u = 500 ÷ 1000. - Soukolí mohou přenášet velké výkony, P = 50 ÷ 60 kW. - Větší počet zubů v záběru. Tichý chod při libovolných otáčkách (nejtišší převod). - Možnost dosažení samosvornosti. - Malé rozměry, nízká hmotnost, kompaktní konstrukce. nevýhody -
Velký skluz v ozubení vedoucí k vyšším ztrátám třením. Nižší účinnost, η = 45 ÷ 90%. Účinnost klesá s rostoucím převodovým číslem. Nutnost intenzivního chlazení. Náročnější a dražší výroba ozubení.
-
Nižší životnost vinou opotřebení.
Geometricky je šnek určen počtem zubů z1 (1 ÷ 10), průměrem roztečného válce d1, délkou roztečného válce b1, druhem ozubení a parametry základního profilu. Ozubení šneku se dělá zásadně bez korekce, tj. x1 = 0.
TYPY ŠNEKŮ TYP A – ROVNOBOKÝ OSOVÝ PROFIL
Bok šneku je tvořen Archimédovou šroubovou plochou. Používá se při malých úhlech stoupání (γ ≤ 10°), a to v případech, kdy se boky zubů tepelně neupravují a nebrousí. TYP I – EVOLVENTNÍ ŠROUBOVÁ PLOCHA
Bok šneku je tvořen evolventní šroubovou plochou. Používá se při větším počtu zubů (z1 ≥ 4). Šnek připomíná šikmozubé kolo. Boky zubů lze brousit pomocí speciálních brusek. TYP N – PŘÍMKOVÝ PROFIL V NORMÁLNÉ ROVINĚ
Nejčastější druh šneku. Ozubení je vhodné pro šneky s větším úhlem stoupání a pro šneky s tepelně upravovanými boky zubů. VÝROBA ŠNEKŮ A ŠNEKOVÝCH KOL Ozubení šnekových kol se nejčastěji vyrábí odvalováním na odvalovacích frézkách. Nástrojem je odvalovací fréza, která pracuje radiálním nebo tangenciálním způsobem. Šneky se vyrábí tvarovými noži na soustruhu, kotoučovými nebo čepovými frézkami na frézkách, popř. odvalovacími kotoučovými noži nebo odvalovacími frézami.
ODVALOVÁNÍ ŠNEKOVÝCH KOL TANGENCIÁLNÍM ZPŮSOBEM
SOUSTRUŽENÍ ŠNEKU S EVOLVENTNÍM OZUBENÍM A JEHO BROUŠENÍ
