2012
Gépelemek II. 1. feladat Rugalmas hajtás tervezése III. A tengely méretezése Miskolci Egyetem Gép és Terméktervezési Tanszék Szűcs Renáta
2011/12 tavaszi félév
Feladat kiírás A vázlat szerinti elrendezésben villamos motor (M) ékszíjhajtással (1. fokozat) előtét-tengelyt (E) hajt. Az előtéttengelyről a forgómozgás továbbítása (2. fokozat): a) lánchajtással, b) tengelykapcsolóval (nem oldható, merev) történhet.
1. A mechanikai modell
1. A mechanikai modell
18,9 mm
2. Előtervezés 1. A hajtott ékszíjtárcsa és a hajtó lánckerék tömegének meghatározása 2. Az ékszíjtárcsa agyhosszának meghatározása 3. A lánckerék agyhosszának meghatározása Hanyagoljuk el a lánckerék és az ékszíjtárcsa súlyát, így a két tengelyvég (CA, BD) csak csavarásnak van kitéve. meg ≥ red
σ
σmeg = Rne H
M cs [ Nm] =
σred = σhaj 2 + β ⋅ τcsav 2
ω2 =
2⋅ π⋅ n2 60
σ
τcsav = Mcs Kp
σhaj = 0
Kp = d ⋅π 16 t3
R eH = 285MPa (Fe490 − 2)
n2 =
n1 i 1t
n=4
P[ W ] ω2 [ 1 ] s
d t min CD = 3
16⋅n⋅ 3⋅Mcs Re H⋅π
A tengelyvégek átmérője:
2. Előtervezés
d tCD ≈ (↑)d t min CD
Retesz választása, méretezése: A segédlet alapján reteszt választunk a tengelyátmérőhöz. A választott retesz méretei: bxh A retesz igénybevételei: a) nyírás: Jelen esetben elhanyagolható, mivel szabványos retesz esetén a nyírás nem mértékadó igénybevétel. b) felületi nyomás: A felületi nyomás:
p ≤ p meg
pmeg: az adott anyagra megengedhető felületi nyomás, jelen esetben, mivel az ékszíjtárcsa anyaga öntöttvas, így pmeg = 50MPa A méretezés során tekintsük úgy az előbbi egyenletet, hogy a két oldal között egyenlőség van, vagyis a maximális megengedett felületi nyomást engedjük meg.
Ft p= A
Ft =
2 ⋅ M cs : a ker ületi erő dt
A = (l 1 − b ) ⋅
h : a retesz és az agyhorony közös ér int ekzési felülete 2
4 ⋅ M cs 4 ⋅ M cs = p meg ⇒ l = +b d1 ⋅ ( l − b ) ⋅ h d1 ⋅ h ⋅ p meg
2. Előtervezés Az eddigiek alapján:
d 1 ≈ d tCD + t 1 A lánckerék és az ékszíjtárcsa agyhossza:
l1 = l 4 =
b = l + 10[mm]
b 2 Ez után 2 lehetőség!
Szabványos SKF csapágyház választása - a választott csapágyház méretei feleljenek meg az eddig kiszámítottaknak - a tengely ellenőrzése összetett igénybevétel alapján - csapágy üzemóráinak meghatározása
Saját csapágyozása
3. Csapágyazás Szabványos SKF csapágyház választása Szempontok: a választott csapágyházhoz tartozó tengelyvég átmérője >= a számított d1 a választott csapágyházhoz tartozó tengelyvégén lévő reteszt felületi nyomásra ellenőrizni kell. Saját csapágyozása egy csapágyház 2 db csapággyal - egy felfogatásban kell megmunkálni, hogy a tengely ne feszülhessen be! (drága)
2 db csapágyház - olcsóbb megmunkálás, DE legalább az egyik csapágynak beállónak kell lennie!!!
- 1 vezető, 1 követő csapágy (így biztosítjuk hogy csak az egyik csapágynak lesz radax terhelése!) - tömítés vagy Z, 2Z / RS –s csapágyak alkalmazása ?
3. Csapágyazás l 2 ≈ 50mm
Csapágy fele!, tömítés, fedél ….
l3 ≈ 150...200mm
Konstrukciós, milyen közel legyen egymáshoz a lánc- ill. az ékszíjhajtása
Mindkét esetben: Nyomatéki egyenletekből meg kell határozni a csapágyazás helyén ébredő erőket! A csapágyazás helyén ébredő erők:
FA = FAx 2 + FAy 2
A pontban
FB = FBx 2 + FBy 2
B pontban
4. Igénybevételi ábra készítése Készítsük el a tengely igénybevételi ábráját (2db), majd határozzuk meg a veszélyes keresztmetszeteket!
Ezt már mindenkinek tudnia kell!
5. A tengely méretezése, ellenőrzése ÖI A, B keresztmetszetben - igénybevétel fajtája: csavarás és hajlítás
σmeg ≥ σred
σmeg = Rne H R eH = 285MPa (Fe490 − 2)
n =3
σred = σhaj 2 + β ⋅ τcsav 2 σhaj = Mhred = 2⋅Mhred K Kp
τcsav = Mcs Kp
M hred = M 2hx + M 2hy 3 Kp = dt ⋅π 16
SKF csapágyháznál ellenőrzünk! Saját csapágyháznál méretezünk! Az így kapott tengelyátmérő minimális!!! d 2 = d1 + 5...10
Ékszíjtárcsa, lánckerék támasztása (próbáljuk szem előtt tartani)
5. Csapágy választás, ellenőrzés A csapágyazás helyén ébredő erők:
FA = FAx 2 + FAy 2
A pontban
FB = FBx 2 + FBy 2
B pontban
SKF csapágyháznál a csapágyakat ellenőrizzünk! Saját csapágyháznál a csapágyakat kiválasztjuk! Mind a két esetben mindkét csapágyra elvégezzük! Elvárt élettartam:
L10 h = 20.000h
A pontban: - terhelés: radiális P = FA B pontban: - terhelés: radiális
P = FB
5. Csapágy választás, ellenőrzés Ellenőrzés L10
C = P
L10 h
p
10 6 = ⋅ L10 60 ⋅ n 2
Méretezés lg L10
C = lg P
p
C lg L10 = p ⋅ lg P
Lehet ez egyszerűbb is ha ismerjük p értékét!
lg L10 = p ⋅ lg C − p ⋅ lg P
10
lg L10 + p⋅lg P p
=C
d és C alapján választunk csapágyat!
Ha kiválasztottuk a csapágyat, akkor a csapágykatalógus alapján d3 megvan (a csapágy megtámasztása alapján)!
6. Segítség a rajz elkészítéséhez www.banki-sos.hu
lánckerék (ékszíjtárcsa)
www.powerbelt.hu
ékszíjtárcsa (lánckerék)
Ékszíjtárcsa koszorú szélessége
lékszíjkosz. = 2 ⋅ f + (zékszíj − 1) ⋅ e Lánckerék koszorú szélesség
l = lagy Ékszíjtárcsa: küllős vagy könnyített kivitelű legyen
