Széchenyi István Egyetem NYOMATÉKÁTSZÁRMAZTATÓ HAJTÁSOK

Széchenyi István Egyetem

NYOMATÉKÁTSZÁRMAZTATÓ HAJTÁSOK


A tengelyek között olyan kapcsolatot létesítő egységet, amely a forgatónyomaték egyszerű átvitelén kívül azt változtatni is tudja, hajtóműnek, a hajtóműveken belül a különböző viszonylagos helyzetű tengelyek közötti kapcsolatot megvalósító, összetartozó elempárt hajtásnak nevezzük. A különböző elven működő hajtóművek és hajtások elnevezésével utalunk a bennük lejátszódó energiaátalakító folyamatban résztvevő egységek jellegére, így megkülönböztetünk: • kényszerkapcsolatú hajtást, • súrlódásos hajtást.


Kényszerhajtások • fogaskerékhajtás, • lánchajtás, • karos és bütykös mechanizmusok.

Fogaskerékhajtás • Fogaskerékhajtásnak nevezzük a tengelyekre erősített, egymással folyamatosan kapcsolódva elforduló fogaskerékpárokkal megvalósított hajtószerkezetet. • A fogaskerékhajtásokat az ún. kinematikai hajtóművekben a forgómozgás átvitelére és átalakítására, a teljesítményhajtóművekben pedig a forgatónyomaték nagyságának átalakítására használják.


Fogaskerekek A fogaskerekek olyan gépelemek, amelyek fogazatuk révén tengelyek közötti kényszerkapcsolat megvalósítására alkalmasak úgy, hogy a fordulatszámot is módosíthatják közben. A fogaskerekeket alakjuk és fogazatuk, valamint tengelyük relatív helyzete szerint csoportosíthatjuk.


Geometriai alakjuk szerint lehetnek: • hengeres, • kúpos, • globoid fogaskerekek.

henger

kúp

globoid


Fogazatuk szerint lehetnek: • • • •

egyenes, ferde, ívelt, nyíl fogazatú fogaskerekek.


A tengelyük relatív helyzete szerint • párhuzamos, • kitérő, • metsző tengelyű fogaskerékhajtások lehetnek.

párhuzamos tengelyelrendezés külső fogazattal

párhuzamos tengelyelrendezés belső fogazattal


kitérő tengelyvonalak esetén használhatunk csavarkerekeket

csigát és csigakereket

ún. hypoid kúpkerékpárt


egymást metsző tengelyvonalak esetén

egyenes-

ferde-

vagy íveltfogazatú kúpkerékpárt


A fogaskerekek geometriája Alapfogalmak és jelölések A gördülőkör értelmezése


A csúszás nélküli gördülés feltétele, hogy a gördülőkörök kerületi sebessége azonos, vagyis:

v1 = v2 r1*ω1 = r1*2*π*n1 = r2*ω2 = r2*2*π*n2 A v1 = v2 feltételből következik, hogy az áttétel

i

n1 n2

1 2

r2 r

vagyis:

a fordulatszámok, a szögsebességek és a gördülőkör- sugarak aránya.


Ha n1 a hajtóoldal fordulatszáma és i < 1 gyorsító, ha i > 1 lassító áttételről beszélünk.

A geometriai számításoknál alapadat a fogaskerekek fogszáma. Ezek hányadosa a fogszámviszony:

u

z2 , z1

ahol z2 a nagyobb, z1 pedig a kisebb kerék fogszáma


Egyenes fogazatú hengeres fogaskerék elemei és elnevezései


Fogaskerekek ábrázolása Hengeres fogaskerék jelképes ábrázolása


Kapcsolódó fogaskerékpár

Hengeres fogaskerékpár külső kapcsolódása


Kapcsolódó fogaskerékpár

Hengeres fogaskerékpár belső kapcsolódása


Az osztókör két szomszédos fog középvonala közé eső ívhosszát fogosztásnak (p) nevezzük. Egymással kapcsolódó kerekek osztásának meg kell egyeznie. A fogazat alapvető adatai a fogszám (z) és a modul. A modul az egyenes fogazat osztásának és a π-nek a hányadosa:

m

p

A modul szabványos értékű (0,05; ...0,5; 0,6; 0,8; 1;1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; ...100), mértékegysége mm, és egymással csak azonos modulú fogaskerekek kapcsolódhatnak.


A modul a fogaskerekek legjellemzőbb adata, mert a fogaskerék valamennyi méretét a modullal fejezzük ki. Az osztókör kerülete K = d * π, de kifejezhető a fogszám és az osztás által is K = z * p.

Ebből:

d

z*

p

,

vagyis

d

z *m


Az elemi fogazású fogaskerék ábrázolásához szükséges adatok jelölése, elnevezései és összefüggései: Fejmagasság:

ha = m

Lábhézag:

c = 0,25 * m

Lábmagasság:

hf = 1,25 * m

Fogmagasság:

h = 2,25 * m

Osztókörátmérő:

d=m*z

Fejkörátmérő:

da = d + 2 * m

Lábkörátmérő:

df = d - 2,5 * m

Foghézag:

j = p / 20


A két fogaskerék tengelytávolsága elemi fogazat esetén - mivel az osztókörök érintik egymást - két osztókör sugár összege: a = r 1 + r2

behelyettesítve:

m * z2 m * z2 z1 z 2 m* 2 2 2 Fontos alapösszefüggés még a két osztókör sugár viszonya: a

r1 r2

m * z2 m * z1

z2 z1

u


Az elemi fogazás mellett a szerszámállítás függvényében beszélhetünk még kompenzált és általános fogazatról.

Fogaskerék kapcsolatnál a két fog a kapcsolóvonal mentén érintkezik egymással. Az α-val jelölt kapcsolószög értéke általában 20°-os és mivel OC = r (az osztókör sugara), így ON, azaz az alapkör sugara (rb): rb = r * cos α



A kapcsolódás feltételei és jellemzői Ahhoz, hogy a fogaskerékpár kapcsolódjon és a fogfelületek legördülése fogról fogra egyenletesen jöjjön létre, a következő feltételeket kell kielégíteni: • a hajtás valamennyi kapcsolódó kerekének az osztása egyenlő legyen, és a fogak középvonalra szimmetrikusak legyenek (átfordíthatóság); • az egyik kerék fogai ne ékelődjenek a másik kerék fogárkaiba; • a hajtás fogai ne okozzanak interferenciát. A korszerű hajtásoknál az is fontos, hogy a hajtókerék szögsebességének állandósága esetén a hajtott kerék szögsebessége is állandó legyen.


A kúpkerékhajtás alkalmazása, geometriája Kúpkerékhajtást közös síkban fekvő, egymásra merőleges tengelyek közötti nyomatékátvitelre alkalmazunk.


A kúpfogaskerék jellemző felületeinek elnevezéseit és méreteit, valamint azok összefüggéseit szemlélteti az alábbi ábra. Látható, hogy az osztókörátmérő és fogmagasság értéke a hengeres fogaskeréknél tanultak szerint számítható ki, azonban a fogmagasságot az osztókúp alkotójára merőleges alkotójú, ún. hátkúpon (kiegészítő kúpon) értelmezzük.


A kúpfogaskerék fogazatának jellemző méretei


Fogaskerekek ábrázolása Kúpfogaskerék jelképes ábrázolása


A kúpfogaskerék alkatrészrajzán szükséges méretek 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

fejkörátmérő fogszélesség fogcsúcs lekerekítése fogfelület érdessége hátkúpszög vagy váltószöge fejkúpszög fejéltávolság fejkúpcsúcs távolsága


Kúpfogaskerék alkatrészrajza


Kúpkerékpár


A csigahajtás alkalmazása, geometriája A csigahajtást nagy áttételek megvalósítására használjuk. A hajtás tengelyei kitérőek. A gyakorlatban a legelterjedtebb a hengeres csigahajtó-pár.


A hengeres csiga és a csigakerék alkatrészrajzán szükséges méretek

a)

b)

A hengeres csiga és a csigakerék alkatrészrajzán szükséges méretek a) 1 fejkörátmérő; 2 fogazott (menetes) hossz; 3 éltompítás vagy lekerekítés; 4 fogfelület érdessége; b) 1 fejkörátmérő; 2 fogszélesség; 3 szimmetriasík távolsága; 4 burkolóhenger átmérője; 5 fogtetőív sugara; 6 lekerekítési sugár; 7 fogfelület érdessége


Csigakerék és csiga jelképes ábrázolása Csigakerék

Csiga


Csiga és csigakerék kapcsolódása


Fogaskerék hajtóművek

A hajtóművek általában a fordulatszám és a forgatónyomaték átalakítására, valamint a forgásirány megváltoztatására szolgálnak. Kapcsolható, tolófogaskerekes hajtómű (egy esztergagép mellékhajtóműve)


Súrlódásos hajtások Hengeres dörzskerékhajtás Viszonylag kis tengelytáv esetén. Működése során feltételezzük, hogy a palástján érintkező és kellőképpen összeszorított hengerek kerületi sebessége egyenlő, tehát a nyomatékátvitel csúszásmentes.


Az előbbi jelölésekkel:

v1 v2 D1 * * n1 D2 * * n2

n1 n2

Állandó áttételű, kúpkerekes dörzshajtás

D2 D1

i

Változtatható áttételű, síktárcsás dörzshajtás


Laposszíj-hajtás Általában nagyobb tengelytávolságok esetében alkalmazott hajtási forma. A villamos erőátvitel előretörésével manapság csak viszonylag kis teljesítmények átvitelére alkalmazzák. A hajtás áttételének megfelelő átmérőjű két tárcsára, a szükséges hosszúságban végtelenített - általában bőrből készült - szíjat helyeznek, amely a kívánt mértékű előfeszítés következtében a tárcsákra feszül és így nyomaték átvitelére alkalmas hajtás jön létre.


Általában a nyitott elrendezésű szíjhajtást alkalmazzák, amikor terheletlen állapotban a szíjágak a két tárcsa külső érintőjeként helyezkednek el. Ilyenkor a két tárcsa forgásértelme megegyezik.

Nyitott szíjhajtás


Amennyiben a szíjágak a szíjtárcsák belső érintői, akkor a tárcsák forgásértelme ellentétes. Ezt kereszthajtásnak nevezzük.


Ékszíjhajtás Az ékszíjhajtást csak nyitott kivitelben, viszonylag kis tengelytávolság esetében, nagyobb áttételek megvalósítására alkalmazzák. Z egyenlőszárú trapéz keresztmetszetű ékszíj a - befogadására alkalmas kialakítású horonnyal rendelkező - szíjtárcsákra feszülve, az oldallapjain ébredő súrlódóerő közvetítésével származtatja át a kerületi erőt a hajtótengelyről a hajtott tengelyre.


Az ékhatás előnyeinek kihasználása érdekében az ékszíj csak az oldallapjain fekszik fel a szabvány által előírt kialakítású horonyban.


Az ékszíjak szerkezete • W az ékszíjszelvény felső oldalának névleges szélessége • Wp az ékszíjszelvény jellemző szélessége • T az ékszíjszelvény névleges magassága • a0 az ékszíjszelvény hajlásszöge


Az ékszíjhajtás jellemző méretei

Nagyobb teljesítmények átvitelére kisebb helyigényű keskeny ékszíjakat használunk. Üzemük max. 40 m/s szíjsebességig biztonságos.


Keskeny ékszíjak és ékszíjtárcsák jellemző méreteinek jelölése

Széchenyi István Egyetem NYOMATÉKÁTSZÁRMAZTATÓ HAJTÁSOK

Recommend Documents