Šnekové soukolí nekorigované se šnekem válcovým a globoidním kolem

1.1.

Zadání.

Program: Konstrukce převodové skříně převodového motoru Zadání: xxx

Navrhněte, vypočtěte a zkonstruujte převodovou skříň jako součást jednotky převodového motoru. Převodová skříň bude řešena jako dvoustupňová. První převodový stupeň bude realizován čelním evolventním soukolím se šikmými zuby. Druhý převodový stupeň bude realizován prostřednictvím šnekového soukolí. Jsou zadány tyto vstupní parametry: Typ elektromotoru Jmenovitý výkon elektromotoru

DV 100 L4 Pj= 3 [kW]

Výstupní otáčky Celkový převodový poměr Očekávaný provozní faktor Poloha os vstupního a výstupního hřídele Požadovaná trvanlivost

n3= 39 [min ] ic= 36.94 [1] fB= 1.7 [1] Ω = 90° L = 20 000 hod

-1

h

Skříň litá ze šedé litiny s patkami a přírubou pro připojení elektromotoru. Výstupní hřídel zakončen válcovým koncem s drážkou pro pero podle normalizovaných konců hřídelů. Ložiska standardní kuličková, válečková, kuželíková případně pro uložení šneku axiální kuličková. Čelní soukolí nekorigované se šikmými zuby se součinitelem trvání záběru krokem εβ = celé číslo (1 nebo 2). Použít základní profil dle ČSN 01 4608. Šnekové soukolí nekorigované se šnekem válcovým a globoidním kolem. Výkresová dokumentace bude obsahovat: sestavu převodové skříně ve třech pohledech (nárys - podélný řez skříní, bokorys - příčný řez skříní, půdorys - pohled), motor kreslete pouze obrysově. výrobní výkresy dvou spolunavazujících součástí.

1/9

PŘEVODOVKA_díl13.xmcd

1.2.

Nákres kinematického schematu zadané převodové skříně s označením základních symbolů.

Základní symboly kinematického schématu: označení podpor hřídelů: A, B, C, D… označení kroutících momentů na jednotlivých hřídelích: T , T , T 1

2

3

označení otáček u jednotlivých hřídelí: n , n , n 1

2

3

označení počtu zubů jednotlivých kol: z , z , z , z 1

2

3

4

označení poměrů počtu zubů: u ; u 1,2

3,4

označení normálových modulů u jednotlivých soukolí: m

n1,2

;m

označení sklonu zubů na roztečném válci u čelního soukolí: β

n3,4

1,2

označení úhlu stoupání šroubovice na roztečném válci u šnekového soukolí: γ3,4 označení roztečných osových vzdáleností: a ; a 1,2

2/9

3,4

PŘEVODOVKA_díl13.xmcd

1.3 Rozdělení převodového poměru Celkový převodový poměr uc := 36.94 Zvolený převodový poměr šnekového soukolí u34 := 12.5 Výpočet převodového poměru čelního soukolí uc u12 := u34

u12 = 2.955

1.4 Volba materiálu čelního sokolí

Materiál:

12 020

Konstrukční ocel uhlíková k cementaci. Chemicko-tepelné zpracování: Cementovaná kalená Mez pevnosti v tahu

Rm1 := 495 *

Mez kluzu v tahu (RP0.2)

Re1 := 295 *

Tvrdost v jádře zubu

J HV1 := 150 *

Tvrdost na boku zubu

VHV1 := 650 *

Mez únavy v dotyku

σ Hlim1 := 1210 *

Mez únavy v ohybu

σ Flim1 := 500 *

1.5 Volba počtu zubů čelního sokolí

Volba počtu zubů pastorku

z1 := 25

Výpočet počtu zubů kola

z2 := u12 ⋅ z1 *

Zaokrohleno na celé číslo z2

Kontrola převodového poměru

∆ :=

u12 − z1 u 12

z2 = 73.88 z2 := 74

∆ = −0.162

100

Skutečný převodový poměr čelního soukolí z1 = 25 z2 = 74

z2 u12 := z1

3/9

u12 = 2.96

PŘEVODOVKA_díl13.xmcd

1.6 Určení kroutících momentů

39 − 1 n3 := ⋅s 60

n2 := n3 ⋅ u34

n2 = 8.125 ⋅ s

P := 3kW

n1 := n3 ⋅ uc

n1 = 24.011 ⋅ s

T1 := T2 := T3 :=

P

−1 −1

T1 = 19.885 ⋅ N ⋅ m

2 ⋅ π ⋅ n1 P

T2 = 58.765 ⋅ N ⋅ m

2 ⋅ π ⋅ n2 P

T3 = 734.561 ⋅ N ⋅ m

2 ⋅ π ⋅ n3

1.7 Stanovení modulu čelního soukolí

1

f H := 69MPa

3

[-] koeficient pro šikmé zuby

u12 = 2.96 KH := 1.74

K H ≈ K F = K A .K Hβ

KA := 1.2 *

[-]

Součinitel přídavných napětí

K A = f B = 1.2

σ HP := 968MPa σ Hlim := 1270MPa z1 := 25 ψ m := 10 T1 := 19885N ⋅ mm

Modul vypoctený z dotykového napetí 3

mn := f H ⋅

K H ⋅ T1 2

2

ψ m ⋅ z1 ⋅ σ HP

⋅

u12 + 1 u12

mn = 1.374 ⋅ mm

KF := KH σ FP := 0.6 ⋅ σ Hlim

Modul vypoctený z ohybového napetí 3

mn := 1.8 ⋅ 4/9

K F ⋅ T1 ψ m ⋅ z1 ⋅ σ FP

mn = 1.019 ⋅ mm PŘEVODOVKA_díl13.xmcd

mn := 1.5mm

Předběžný průměr roztečné kružnice pastorku d1 := z1 ⋅ mn

d1 = 37.5 ⋅ mm

Pruměr válcového konce hřídele elektromotoru je 38mm. Proto zvětším modul na 2mm mn12 := 2mm d1 := z1 ⋅ mn12

d1 = 50 ⋅ mm

1.8 Předběžná volba společné šířky ozubení

bwF = 12 mn

bwH. := d1 ⋅ 0.6 *

bwH. = 30 ⋅ mm

bwF := mn12 ⋅ 12 *

bwF = 24 ⋅ mm Volím

bw12 := 30mm

1.9 Volba sklonu zubů β naroztečném válci čelního evolventního soukolí mn12 = 2 ⋅ mm ε β := 1 bw12 = 30 ⋅ mm

 π ⋅ mn12 ⋅ ε β   bw12   

β 12 := asin 

β 12 = 0.211 β 12 = 12.09 ⋅ deg β 12 := 12deg

Zaokrohlený sklon zubů β 12 :=

π 180

bw12 :=

⋅ 12

ε β ⋅ π ⋅ mn12

( )

sin β 12 *

β 12 = 0.209 bw12 = 30.22 ⋅ mm

1.10 Výpočet hlavních rozměrů čelního soukolí mn12 z1 + z2 a12 := ⋅ * 2 cos β 12

a12 = 101.212 ⋅ mm

mn12 d1 := ⋅z cos β 12 1*

d1 = 51.117 ⋅ mm

mn12 d2 := ⋅z cos β 12 2

d2 = 151.306 ⋅ mm

( )

( ) ( )

1.11 Volba parametrů pro šnekový převod z4 := 50 *

Pocet zubu kola

z3 := 4 *

Pocet chodu šneku

q := 10

Soucinitel prumeru šneku

5/9

PŘEVODOVKA_díl13.xmcd

1.12 Volba materiálů šnekového soukolí

Materiál šneku Materiál 12 020 Mez pevnosti v tahu

Rm3 := 495MPa

Mez kluzu v tahu

Re3 := 295MPa

Tvrdost v jádre zubu

J HV3 := 150

Tvdost na boku zubu

VHV3 := 650

Mez únavy v dotyku

σ Hlim3 := 1210MPa *

Mez únavy v ohybu

σ Flim3 := 500MPa *

Materiál šnekového kola Materiál vnitrku kola

12 020

Materiál vence kola

CuSn10Ni1P1

Mez pevnosti v tahu

Rm4 := 300MPa *

Mez kluzu v tahu

Re4 := 180MPa *

Tvrdost na boku zubu

VHV3 := 100 *

Mez únavy v dtyku

σ Hlim3 := 300MPa *

Mez únavy v ohybu

σ Flim3 := 130MPa *

Modul pružnosti v tahu

E3 := 100390MPa *

1.13 Návrh modulu šnekového soukolí soukolí 1

c := 138MPa

3

q := 12.5 * z4 = 50 σ Hlim3 := 300MPa *

3

mn34 :=

c q + z4

⋅

T3 2*

σ Hlim3

mn34 = 4.446 ⋅ mm mn34 := 4mm

Zaokrouhlený modul 1.14 Výpočet úhlu stoupání šroubovice na roztečném válci z3 = 4 q := 10 *

 z3   q

γ := asin 

6/9

γ = 23.578 ⋅ deg PŘEVODOVKA_díl13.xmcd

1.15 Výpočet hlavních rozměrů šnekového soukolí

mn34 d4 := ⋅z cos ( γ ) 4*

d4 = 218.218 ⋅ mm

mn34 d3 := ⋅z sin ( γ ) 3 *

d3 = 40 ⋅ mm

a34 :=

d3 + d4 2 *

( )

Obvodová rychlost

v 1 := π ⋅ d3 ⋅ n3 *

Kluzná rychlost

v k1 :=

Pocet zubu virtuálního kola

zv4 :=

v1 60 ⋅ cos ( γ )* z4 cos ( γ )

7/9

3

a34 = 129.109 ⋅ mm

v 1 = 0.082 ⋅ m ⋅ s

−1

v k1 = 0.001 ⋅ m ⋅ s

−1

zv4 = 64.946

PŘEVODOVKA_díl13.xmcd

1.16 Parametry elektromotoru

Zadaný typ elektromotoru:

Typ Jmenovitý výkon Provedení

DV 100 L4 Pj = 3 [kW] Přírubový

Výtah z katalogu firmy SEW-Eurodrive GmbH & Co. KG

8/9

PŘEVODOVKA_díl13.xmcd

9/9

PŘEVODOVKA_díl13.xmcd