mr A n.-lmm*ıı_vrt, Miskolc, III. Sorozat, Gépészet, 28. (1981) kötet, 39-43.
/\`ı`ııAıT0MÜvEK KONSTRUKCIOJÁNAK FEJLEszTEsı IRÁNYAI
ERNEY GYÖRGY A z ıpiıri célra használt, a hajtó és a hajtott gép közé iktatott fordıılatszám-csökkentő ı...|i..„.ılvı~k, az ún. áthajtóművek szokásos kivitele az utóbbi két évtizedben világszerte megni . .„ „lı I ııııek oka egyrészt az általában mutatkozó verseny, másrészt a hajtóműveket feli. . „Alu ıpıııúgak részéről a hajtóművekkel szemben támasztott követelmények fokozatos l- õzlılıv v Iűzck a követelmények részben a teherbírásra és az élettartamra vonatkoznak, .Š.. ızazı A ıııiııóségre (hatásfok, merevség, zajszegénység, az áttétel kinematikai pontossága), .e.. ll.-ıı lı kııfhuıı tartás egyszerűségére és más szempontokra. A gazdasági verseny arra készi. ii az .ıılıııllúıııűvek előállitóit, hogy éljenek azokkal az előnyökkel, amelyeket az alkatréz .zi ez ımvlési egységek, alkatrész-csoportok tipizálása, valamint a szabványosítás nyújt. \ iz „ml ı ııkl-ló kialakításában ez az egyikvezető szempont, amellett azonban gyelemmel a zzzzzzil- zu vhizillítás során elérhető különféle megtakarításokra, mint pl. típus-technológiák E :alak ıı .ıszlııı és a könnyű szerelhetőségre. A 1 ıılkııl részek és szerelési egységek tipizálása, az építőszekrény-elv már több évtizede az zııl„ı| ı«'ııııı`lvck áttételeinek és tengelytávjainak, valamint a csigahajtások moduljainak és . ëıglıll liııııčuóhányadosainak a szabványos számsorok szerinti szabványositásán alapszik, és É.. .zılıılıgl ııırıgi szempontból jelentős előnyökre vezetett [l, 2]. Igy pl. ugyanazon tipusú iz. „az-z wılwıukcs és kúp-hengereskerekes áthajtómű-sorozatban gondos előtervezés esetén -ez lllmııvııs Ilıgaskerékpár 2-10-szer ismétlődik, ami az alkatrészek sorozatgyártásának É.. ..I„z.lg„×ızlglit és raktárra történő gyártásának lehetőségét lényegesen javítja. Az llyeıı módon történő áthajtómű-gyártás nemcsak a hagyományos kivitelű - közös ıčizgelyılkıı lıajtóműveknél honosodott meg, hanem bonyolult térbeli elrendezésű haj tómi ıımı YUYÖRGY „, if-ıvı-ıiııııı'-rıı('ık i «„ilz.;.ılıl lııılıınııinyok kandidătusa
umıajıeıı, Iılıılrˇık ll. u. llIl3. ıııi
39
műveknél [3, 4], sőt a bolygóművek területén is [5]. Az előbbieknél a tengelyelrendezés különös lehetőségei a hajtóműház-féleségek számára lényeges csökkentését is lehetővé teszik, amely tény a gazdaságos hajtóműgyártás további javítását szolgálja. Az áthajtóművek további fejlesztését a felhasználók részéről a hajtóművekkel szemben támasztott követelmények növekedése tette szükségessé. A legfontosabb követelmény az átvihető teljesítmény növelésére, ill. adott teljesítmény esetén a hajtómű tömegének, méreteinek csökkentésére vonatkozott. Ez a hajtómű-gyártókat az általuk alkalmazott anyagok fokozatos javítására késztette. A régebben túlnyomórészben ötvözetlen vagy enyhén ötvözött nı sített acélfogaskerekeketelőször az erősebben ötvözött, majd a sóban nitrált és az indukciósan edzett fogaskerekek váltották fel, amelyeket új abban - fôként a közepes és kisebb méretű áthajtóművek területén - a betétedzett fogfelületű fogaskerekek szoritottak ki. A fogfelületi szilárdság tetemes növekedése viszont szükségessé tette a modulok növelését, nehogy a fogtőszilárdság elégtelen volta gátolja a hajtómű által átvihető teljesítmény növelését. Igy pl. hengereskerekeknél a régebben alkalmazott - a tengelytáv 1. . . 1,5% -át kitevő modulok helyett jelenleg a tengelytáv 2,5 . . . 3%-át kitevő modulokat alkalmaznak, éspedig a fogtőszilárdság további növelése céljából megfelelő pozitív prof1leltolásokkal,kedvező fogazat-kialakítással. A nagyméretű - és rendszerint egyedi konstrukciójú - áthajtóműveknél a nagyobb hőkezelésí deformációkra való tekintettel ez idő szerint többnyire nagyszilárdságú nemesített, lágynitrált fogaskerekeket alkalmaznak, a csigahajtóművekbe pedig jelenleg már szinte kizárólag betétedzett fogfelületű csigákat és nagyszilárdságú, centrifugálöntésű bronz csigakerekeket építenek l` . A fogaskerekek által átvitt erőhatások növelése természetesen erősebben veszi igénybe a tengelyeket, csapágyakat és a hajtóműházat is. Ezért a tengelyeket is jobb anyagból, nagyob átmérô'kkel készítik, és a tengely-behajlások csökkentésére, valamint a tengely-elcsavarodásol következtében romló hordkép javítása érdekében a fogaskerekek b fogszélességét a betétedzett fogaskeréknél csökkenteni kellett. A nemesített hengereskerekeknél régebben szokásos, C feletti b/a hányados helyett jelenleg 0,5 alatti, még 0,25 értékű hányadost is alkalmaznak. A csigakerekeknél ugyanezen okból a tengelyátmérőket erősen növelik. A csapágyak teherbírásá erősebbé csapágytípusok révén növelték: agolyóscsapágyakat szinte teljesen kiszorítják a hengergörgős, kúpgörgős vagy beálló görgős csapágyak. Egyúttal növelni kellett a hajtóműházak falvastagságát, és külső-belső bordázásokkal növelik a házak merevségét. A nagyobb átvitt teljesítmények következtében a hajtóművek erősebben melegednek, ezért egyre növekszik a száma a haj tóműveknek, amelyeknél a haj tóműház már nem képes elvezetni a keletkező hőmennyiséget, úgyhogy a merülő kenésű hajtómű olaját a házba szerelt csőkígyóval kell hűteni, vagy cirkulációs kenést kell alkalmazni, esetleg külön olajhűtővel, nagyobb kerületi sebességű fogaskerekeknél a merülő kenés helyett szóró olaj ozással. Megjegyzendő azonban, hogy az egyszerű merülőkenéstől való mindennemű eltérés növeli a hajtómű előállítási költségét, ezért csak szükség esetén alkalmazzák. A nagyobb terhelések miatt - és a karbantartás egyszerűsítése érdekében is - az áthajtóművekben használt kenőOlaj ıninőségét is javítani kellett, és ma már általánosan alkalmazzák az áthajtóművekben is az adalékolt, nag/obb szilárdságú olajokat. 40
A liıillı'ınil'l ıııclegedését a hatásfok-javításoldtal lehet csökkenteni, aminek leghatázlzzaıiıi ill- vgylıcıı Iegköltségesebb módja a hengereskerekek fogfelületeinek köszörülése. r izıiiz-ni. iiikkvıılés céljából a hatjóműgyárak egy része fogköszörülés helyett betétedzés .-lizii gzııiiliisıiıı lııintolt hengereskerekeket alkalmaz, és az összeszerelt hajtóműben a fogasi-z-ii-Lizliiii lıelilrutja. Ugyanezt a célt szolgálja a kúpkerekek edzés utáni bejáratása és a csi;-ii liiiımı illéiie. Kétségtelen azonban, hogy a legjobb minőségű, legpontosabb kinematikai ii iz-=ız-liı mi legkisebb zajt okozó hajtóműveket köszörült fogú hengereskerekekkel sikerül mi-gi .ill „ill iııil. Az előállítás gazdaságossága és pontossága tehát egymásnak ellentmondó igazit „li , iiıııvlycket a gyártó berendezés és a gyártóeszközök (forgazószerszámok, készüi.-i z-lz ı lmlvı-ii megválasztásával és gondos karbantartásával lehet ésszerű módon egyensúlyÍ-am lilllıllll.
A Iııı_|li'ıııiű zajszegénysége, nyugodt járása, rezgéscsökkentése érdekében a hengeresi „ i„-li ııill rsiıkııem kizárólag ferde fogazatot alkalmaznak, éspedig a csapágyak axiális terianiiwli iilıicsoııy szinten való tartására kis, 8 . . . 12° -os foghajlásszöggel, lehetőleg egésziiziiı .ll lviléiıscl. A betétedzett kerekeknélakis b/a hányados miatt az átfedés gyakran 1-nél ii..ı„liii~ ıiililillk. Kúpkerekeknél az ívelt fogazat teljesen kiszorította a régebben alkalmazott gi ~-mz. mi lvrilc fogazatot. Ferdefogú kúpkerekeket ma már csak az igen nagy méreű áthaj. „ziiii-lı lwiı lehet találni.
liilililépciıős áthajtóműveknéll problémát jelent a hajtómű i össz-áttételének megosz-z--i .ii z-|.wi~ii hajtómű-lépcsőkre. A hajtómű felhasználása szempontjából a rész-áttételeknek - .iz-.|«l„iili iippi-ıı nem kellene szabványos értékeknek lenni, de ha figyelembe vesszük a szeref- fel ingek llpizálása iránti igényt, akkor érthető, hogy mindenütt szabványos rész-áttétele s -i All. iilııiimıiık. Ezeknek nagyságát - egymás közötti arányát - végeredményben az dönti .zi iiizgi iıiliiıı teljesítmény átvitelére rnínél kisebb tömegű, tehát minél kisebb össz-tengely.im ıi«i|ıı'iıiıi'lvcl lehessen alkalmazni. Gärtner és Herrwíg [6] az ez irányú, egy- és többlépz~ l„«ıiiii~ii~iikcre kes áthajtóművekkel, valamint egylépcsős bolygóművekkel folytatott vizs; iızı -ill. ii iıilıı ıııodelltömegekb ől indultak ki, és egyszerűsített fogfelületi és fogtő-teherbíi`á.z ..,.i iiiiiillzillilsi eljárással határozták meg edzetlen fogaskerekekre az össz-áttétel legkedve. -i-iz mi-„.iıı.lıistit a hajtómű minimális tömege szempontjából. Wolf [7] a legkisebb össziz „gi-li illvii lıcııgc reskerekes áthaj tómű áttétel-megosztásának keresésekor egyszerűsítéseki -zi ii-|iii~ıı|i“i kiskerék-fogszámokból, egyenlő fogaskerék-anyagokból és egyenlő b/m hányaizz-zil-linll liıilult ki. A valóságos helyzet azonban nem ilyen egyszerű. Az áttételek megoszii--ii „if ivimííıciıgelytáv megosztása, tehát az egyes hajtómű-lépcsők tengelytávjainak hányal-iz-.zi ızwillılııl az egyes hajtómű-lépcsőnél alkalmazott - és nem feltétlenül egyenlő - b/a fi im. ziili „ii ik is lie folyásolják. A többlépcsős hengereskerekes hajtóművek tengelytáv-hányalizzza ii l„iım~ri'í kivitelű áthajtóműveknél leggyakrabban 1,4, de találhatók 1,25-os, sőt el- i zi- I _ıi vi ıeııgelytávhányadosú kivitelek is. Az 1,4-es érték az egyes haj tóműlépcsők teherLii aza liıliıımıiiliisánalc egyenlősége szempontjából a legkedvezőbb, viszont a tipizálás, tehát É azilaizigi ıı gyiirtás szempontjából hátrányos, mert ez esetben a rész-tengelytávokat az R20-as .--iliviıııviiıı iizerint kell választani, ami annyit jelent, hogy egy bizonyos fogaskerékpárt a iz-i|i.iıııiıı„ıiıı.ıil kevesebbszámú tagjában lehet felhasználni, mint ha minden rész-tengelviziz .iz li ll! mi sorozatból adódna, ami az 1,25-ös vagy 1,6-ostengelytáv-hányados esetében 4l
fennáll. Alkatrész-gyártás egyszerűsítése szempontjából tehát az l ,25 -os vagy 1.6-6-S Őfték kedvezőbb az 1,4-nél Ha a tipizálást tekintjük elsőrendű szempontnak, akkor előnyös, ha csak az egyik hajtóműlépcső változik az össz-áttétellel, a többi hajtómű-lépcső áttétele változatlan. Ez azonban az egyes hajtómű-lépcsők teherbirásának egyenlősége szempontjából gyakran kedvezőtlen,, amit csak oly módon lehet javítani, ha az egyes lépcsők b/a hányadosát eltérő értékkel veszik fel. Kétlépcsős hajtóműnél, adott Í, rész-áttétel esetében, az össz-áttétel növekedésekor a fogaskerékpárokegyenlő teherbírása SZ°fHP° ÍlábŐl ÜPÍÍTHÉÍÍS flzläı hãlly do természetesen szintén nő, éspedig annál nagyobb mértékben, minél kisebb az 1'1/i hányados. Háromlépcsős hajtómű első két lépcsője közötti tengelytáv-hányadossal vagy azonos, vagy annál nagyobb tengelytávhányadost szoktak alkalmazni a második és harmadik lépcső között. Tipizálás szempontjából előnyösebb, ha a két tengelytáv-hányados egyerılő. A leírtakból kitűnik, hogy a többlépcsős hajtóművek össz-áttételének felosztása körültekintést igénylő, nagyon komplex feladat, amelyet legcélszerűbb módon az egyes befolyásolási tényezők figyelembevételévelszámítógépes módszerrel lehet optimalizálni, gyelembe véve a hajtóműveket gyártó üzem adottságait. IRODALOM 1.
STEGEMANN, H.: Baukastensystem bei Zahnradgetrieben. Der Maschinenbau. 3. (1960).
74-76. 2.
HEBENSTREIT, H.: Zahnradgetriebe nach dem Baukastensystem. Indust e-Anzeiger. 86.
3.
SCHWEICHER, H.: Stand der Entwicklung bei Industriegetrieben für hohe Leistung. Schweízer
4.
Maschinenmarkt. (1974) 42. 36-41. HANSEN, D. C.: Ein gelungeııer Versuch der Zahnradgetriebenormung. Antriebstechník. 14. (1975), 6. 338-342.
5. 6.
WOLKENSTEIN, R.: Neue genormte Zahnradgetriebe. VDI-Z. 105 (1963), 6. 25 2- 257. GÃRTNER, P. - HERRWIG, D.: Verfahren zur Auslegung von Zahnradgetrieben mit mini-
7.
WOLF, W.: Stirnradgetriebe mit kleinster Summe der Achsabstände durch günstige Aufteilung
(1964) 51. 968-972.
maler Masse. Maschinenbautechnik. 23 (1974) 4. 164-167. der Gesamtübersetzung. Industrie-A nzeiger. 96 (1974) 35. 802-803. TREND OF THE DEVELOPMENT IN THE CONSTRUCTION OF THE GEAR TRAINS
by GY. ERNEY Summary
Operational conditions of the gear trains between the driving and the driven machines used in industry have been changed during the llast twenty years because of the existence and the increase of the different requirements. The necessary increase of load capacity brought about the necessity
42
»il hi-iiıilıiı the endurance of the structure unchanged or even increasing it; the need for lncreiıslng
ii... ii ii-iii ııiiiiiii, the even greater ef ciency and besides them economic points of view for the manuıiii iiiiii iiııil operation, like the simpleness of maintenance, easy assembling and repair, unificution of
iiaiii iiiiil piırt groups, of the technology and standardization. This study deals with the general -.iiii zi iit itiwelopment of these gear trains, taking into account the different points of view, and ,miiiiz iiiıt to the requirements being partly contradictory to each other as well as the sometimes iii-i eııiiı v i-ompromises.
If N l Wlt 'K LUNGSTENDEN ZEN BEI DER KONSTRUKTION VON INDUSTRIEGETRIEBEN
von G. ERNEY Zusammenfassung tlli- lletriebsbedingungen der fúr industrielle Zwecke benützten, zwischen Antriebsmaschine iiiiii A i tiiiıtiiıııiısehine eingegliederten Zahnradgetríebe haben sich in 1B1IZt6IZ6itim Zu amme ha g „iii iii-iii Aiiftreten bzw. durch Verschärfung der verschiedenen Forderungen geändert. Mit der not-ii zziniigi-ii l-Zılıölıung der Tragfälıígkeit entstand der Anspruch auf unverändert bleíbende oder sogar .i iiiitiıi- t iilieıısdauer, dabei die erhöhte Forderung auf Qualitätsverbesserung, je besserer Wirkungs-
gi -i-l iiiiil ıielıen all diesen Gesichtspunkten Betriebs- und Herstellungswirtschaftlichkeítsforderungen ii is l iiil iiiilılıelt der lnstandhaltung, leichte Montierbarkeit und Reparierbarkeit,die Typísierung der i mi-i-ltiillii iıııil Teilegruppen, Typísierung der Technologie und die Normung. Der Autor behandelt ...iii-ii tii~itli~li iilelitigung der einzelnen Gesichtspunkte die allgemein auftretenden Entwicklungstenden..-5.. iii-i iliii Kiınstruktion von Industriegetrieben, und weist auf die zum Teil einander entgegengesetzi-ii W iili iiiııeıı der einzelnen Forderungen bzw. auf die von Fall zu Fall notwendigen Kompromisse lıln
llAlll'AIllll*lHHH PABBHTHH KOHCTPYKIIHH IIEPEJIATO'-IHBIX MEXAHPBMOB Il. BPHEI/I Pesroivıe li-i-ııiıyruunoniniıe ycnoıann mecrepenlıarızıx rrprmonon, npnıvıeı-ıennızıx una npoivnzımneniii ii iii-iıi-lt, |iiit'lıı-iuioumx Mexcny nenyuıeñ H Eenoıuoit Mamnı-nzı, Tax naaızınaemiıx nepeıraroliıiiiıx ii. - ziiiii iıiiiııi, ii ııocnennee npewr B cnnsn c nonnnennenı, a Taıoıce noınzıuıennenı paanmınızıx Tpeii - iii-iiiiiti, ii miiııiınn. Heoõxonmvıoıvıy ynenmıenrno :necyıne cnocoõnocrn conyrcrnonann Tpeöona.ii-iii ii ni-ii iueıııiocrn, name nonr-inııennro cpoıca cnyıxõar Mexannaivıa, npn :-:TOM nonhımeı-nıoe Tpeiziizziiiiiiii- ii vıwnnlıenıno Toiuiocrn, nosMo>Kıro nyunıu Koecbcpnnnenr nonesnoro ILBHCTBH-W, H RPG' zi- -iii i iii-iii ii ipeınuı excrınyarannn n axonosıııruırocrn nponsnoncma, KaK npocToTa ııpoihiuı.iz i ii-ii-i i-iii-ii peıvıiınra, nerxan coõnpaeıvrocrıi n ncnpannıvrocrız, Tnımsanmr neranelt H rpynn -ii iiiiii-.ıl. ıiiiıwıiniiiıı ii cTaı~uıap;Tnaaın»ın Texnonornn. Anrop c ylıeroıvı ornemznbıx Toueıc sperma, ,iii i „iii i jiiiiiiıifr oñııuıe nanpannemın paaanrnn ı
43
A NEHÉZ1PARı MŰSZAKI EGYETEM
KÖZLEMENYE1
III. sorozat
GEPESZET 28. KÖTET, 1 - 2. FÜZET
A ,,6. MECHANIZMUSOK ÉS HAJTÓMÜVEK” SZIMPÓZIUM (MISKOLC, 1978. SZEPT. 5-7.) ELŐADÁSAI
A szimpózium idegennyelvű előadásait a Publications of the Techn. Univ. for Heavy lnıl. Series C. Machinery Vol. 35. Fasc. 2-4. tartalmazza.
MISKOLC, 1981.
HU--ISSN 0234-6728
SZERKESZTŐ BIZOTTSÁG: TERPLĂN ZÉNO
felelős szerkesztő CZIBERE TIBOR, KOZÁK IMRE, ROMVĂRI PÁL, TAJNAFŐI JÓZSEF
Kiadja a Nehézipari Műszaki Egyetem Kiadásért felelős: Dr. Kozák Imre rektorhelyettes Nyomdaszám: KSZ-81 -2510*-NME
Miskolc-Egyetemváros, 1981. Engedély száma: MTTH-III-318311976.
Sajtó alá rendezte: Dr. Farkas József egyetemi tanár Technikai szerkesztők: Kovácsné Kísmarton Gabriella, Németh Zoltánné Me elent az NME Közleményei Szerkesztőségének gondozásában Kézirat szedése:l981. január 15 - 1981. április 1. A sokszorosítóba leadva: 1981. szept. 2. Példányszám: 450
Készült IBM-72 electronikus Composer szedéssel, rotaprint lemezről az MSZ 5601-S9 és MSZ 5602-55 szabványok szerint, 8 BIS ív terjedelemben A sokszorosításért felelős: Tóth Ottó mb. üzemvezető
TARTALOMJEGYZÉK
Magyar József: A szerkezeti rendszer, a funkcióstruktúra, a méretezési modellek és mil-
ködési feltételek kapcsolatai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lahuza Szergej: A hajtómííházak optimális tervezési kritériumának finomítása Herrızg Dieter: Módszeres, nyelvi és műszaki eszközök a technikai objektumok t`e_|le.w. tésére . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lfmey György: Áthajtómíívek konstrukciójának fejlesztési irányai
. . . . . . . . . . . _
l I l
H W
Kirkacs N. F. - Gaponov V. Sz. - Kurmaz L. V. - Kalinin P. N.: Mechanikus hajtások paramétereinek optimalizálása a dinamikus minőségjavítás céljából . . . . . . . . .
-H
Zagrebelný' Valentin Nı'kolaevics.` Iveltfogazatú kúpkerékhajtások síkmetszetei . . . . _ .
SI
Zsáry Árpád: Betétedzett hengeres fogaskerekek fogtőszilárdságát befolyásoló egyes
(geometriai) paraméterek vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Porebska Maria - wafszypigki Mafiam Hengermű hajtóművének dinamikája és annak op-
fıf
timalizálása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
'IS
Pulanski Aloı`sius.` Munkagépek átvételi méréseinek irányelvei egy villás emelőtargonca példáján . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . _ Szedlacsek József: Könyökcsuklós mechanizmus alkalmazása hernyótalpas kihúzógéphez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Malvano Riccardo - Vatta Furío: Csavarrugó fékezőnyomatékának meghatározása . . . I.ederer Pavel: Daru méreteinek optimalizálása
*H
HH lll
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
H9
warszyıiski Marian`: Vékony, háromszögkeresztmetszetű elemek egyenkénti, kiválasztó mechanizmusának vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
127
