ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΕΣ ΚΟίΙΗΣ ΟΛΟΝΤΩΣΕΩΝ

Transcript

1 ΤΕΧ.ΝΟΛΟΓ ΙΚΟ ΕΚΙΙΛΙΛΚΥ ΤΙΚΟ ΙΛΡΥ.ΜΑ ΚΑΒΑ.\ΑΣ ΣΧΟΑΗ ΤΕΧ.ΝΟΑΟΠΚίίΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΟΜΕΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ - ΕΤΚΑΤΑΣΤΑΣΕίίΝ - ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΕΣ ΚΟίΙΗΣ ΟΛΟΝΤΩΣΕΩΝ Πάπαρης Αγγελος Διπλωματική Εργασία Επιβ>χπων Καθηγητής: Δρ. Ευστράτιος Ντάντης

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΒΑΣΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗ ΤΩΝ ΟΔΟΝΤΩΤΩΝ ΤΡΟΧΩΝ Ορισμός και χαρακτηριστικά των οδοντωτών τροχών Επαφή οδοντωτών τροχών Τύποι οδοντωτών τροχών Ιδιότητες αι σχέσεις που συνδέουν τους οδοντωτούς τροχούς Δυνάμεις στο ζεύγος μετωπικών οδοντωτών τροχών με ευθεία οδόντωση Υπολογισμός των κυρτότερων διαστάσεων του ζεύγους οδοντωτών τροχών Το άθροισμα των μονάδων μετατόπισης και η κατανομή τους Επιλογή ποιότητας κατεργασίας Έλεγχος της οδόντωσης σε αντοχή Υλικά κατασκευής οδοντωτών τροχών Συμπεράσματα...30 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΕΣ ΚΟΠΗΣ ΟΔΟΝΤΩΤΩΝ ΤΡΟΧΩΝ Φρεζάρισμα με διαίρεση και εργαλείο μορφής Κοπή με οδοντωτό κανόνα Κοπή με την μέθοδο Fellows Κοπή με εργαλείο τύπου Hob (κοπτικο εργαλείο μορφής ατερμονης φρέζας) Κοπή οδοντώσεων με αφαίρεση υλικου Χύτευση τροχών υπό πίεση Έλαση - Διέλαση οδοντωτών τροχών Κονεομεταλλουργία Εκβολή πλαστικού Συμπεράσματα...45 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΠΟΠΕΡΑΤΩΣΗΣ ΟΔΟΝΤΩΤΩΝ ΤΡΟΧΩΝ Λείανση Υγρή υπερλείανση Απόξεση Συμπεράσματα ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... 50

3 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι οδοντωτοί τροχοί λόγω της μοναδικής συμβολής τους στην λειτουργία τόσο τιολλών μηχανημάτων και μηχανικών βοηθημάτων έχουν λάβει ιδιαίτερη προσοχή από την τεχνική κοινότητα. Λόγω της σημαντικότητας τους, οι τρόποι κατεργασίας τους πρέτιει να είναι πολύ προσεγμένη και λεπτομερείς χωρίς ποσοστά λάθους. Υπάρχουν αρκετοί τρόποι κατεργασίας για την δημιουργία οδοντωτών τροχών άλλοι περισσότερο δαπανηροί και άλλοι λιγότερο άλλοι γρηγορότεροι και άλλοι ττιο χρονοβόροι. Οι μηχανουργικές κατεργασίες κοπής οδοντωτών τροχών χωρίζονται σε αυτές που αφορούν την κυρίως κοττή και σε αυτές που επιτυγχάνουν την αποτιεράτωση των κατεργασμένων επιφανειών. Κυρίως κοπής δηλαδή διαδικασίες όπως είναι η κοπή σε φρέζα με χρήση εργαλείου μορφής, κοπή με οδοντωτό κανόνα, κοπή με την μέθοδο Fellows, κοπή με εργαλείο τύπου Hob, κοπή οδοντώσεων με αφαίρεση υλικού, χύτευση τροχών υπό πίεση, έλαση - διέλαση οδοντωτών τροχών, κονεομεταλλουργία και εκβολή πλαστικού. Αποπεράτωσης κατεργασμένων επιφανειών δηλαδή κατεργασίες λείανσης και υγρής υπερλείανσης. Κεφάλαιο 1 ΒΑΣΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗ ΤΩΝ ΟΔΟΝΤΩΤΩΝ ΤΡΟΧΩΝ αναφέρεται στον ορισμό και στα κύρια χαρακτηριστικά των οδοντωτών τροχών. Τι συμβαίνει κατά την επαφή τους, τα είδη των οδοντωτών τροχών που υπάρχουν και πως διαχωρίζονται. Αναλύει τις σχέσεις που τους συνδέουν, τα υλικά κατασκευής τους και την αντοχή της οδόντωσης. Κεφάλαιο 2 ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΕΣ ΚΟΠΗΣ ΟΔΟΝΤΩΤΩΝ ΤΡΟΧΩΝ αναφέρεται σε κατεργασίες όπως είναι το φρεζάρισμα με διαίρεση και εργαλείο μορφής, η κοπή με οδοντωτό κανόνα, η κοπή με την μέθοδο Fellows, η κοπή με εργαλείο ατέρμονης φρέζας, η κοτιή με την μέθοδο αφαίρεσης υλικού. Καθώς και σε κατεργασίες όπως είναι η χύτευση τροχών υπό πίεση, η έλαση - διέλαση, η κονεομεταλλουργία και η εκβολή πλαστικού. Κεφάλαιο 3 ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΠΟΠΕΡΑΤΩΣΗΣ ΟΔΟΝΤΩΤΩΝ ΤΡΟΧΩΝ αναφέρεται σε μεθόδους όπως η λείανση και η υγρή υπερλείανση και απόξεσης που μειώνουν τις τριβές μεταξύ των τροχών και ενισχύουν την ταχύτητα άρα και τις στροφές των οδοντωτών τροχών.

4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΒΑΣΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗ ΤΩΝ ΟΔΟΝΤΩΤΩΝ ΤΡΟΧΩΝ 1.1 Qpiauoc και γαρακτιιριστικά των οδοντωτών τρογών Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στους οδοντωτούς τροχούς όπου είναι, στοιχεία μηχανών που μεταδίδουν τιεριστροφική κίνηση και δύναμη από τις διαδοχικές δεσμεύσεις των δοντιών της τιεριφέρειας τους. Αυτοί, αποτελούν μια οικονομική μέθοδο για τέτοιου είδους μετάδοση ιδιαίτερα αν τα ετιύιεδα ισχύος και οι ατιαιτήσεις ακρίβειας είναι υψηλές. Οι οδοντωτοί τροχοί έχουν οδοντώσεις δηλαδή δόντια τιου έχουν δημιουργηθεί με κατεργασίες στην εσωτερική ή στην εξωτερική τιεριφέρεια ενός μετάλλου και συνδυάζοντας τα με άλλες οδοντώσεις, υπάρχει η σχέση μετάδοσης ταχύτητας αφού δημιουργείται ροπή στρέψης από τον συνδυασμό τους. Οι οδοντώσεις και η χρήση των εργαλείων είναι απαραίτητη για την καθημερινή διαβίωση καθώς, μπορεί να βρεθεί σε μηχανικές συσκευές καθώς και αντικείμενα καθημερινής οικιακής χρήσης. Οι οδοντωτοί τροχοί υπάρχουν από πολύ παλιά. Η πρώτη αναφορά των οδοντωτών τροχών που ήρθε ήταν από τον Αριστοτέλη το έτος 330 π.χ., ο οποίος χρησιμοποίησε τις συσκευές για διάφορες οικοδομικές εργασίες και παρατήρησε όη η κατεύθυνση της περιστροφής αντιστρέφεται όταν ένας τροχός ταχυτήτων οδηγεί σε άλλο τροχό ταχυτήτων. Εκείνη την εποχή, τα εργαλεία χρησιμοποιήθηκαν ετήσης στη λήψη νερού ευαισθητοποίησης συσκευές και να κάνουν καταπέλτες. Σήμερα, οι οδοντωτοί τροχοί χρησιμοποιούνται σε καθημερινή βάση. Βρίσκονται σχεδόν παντού-στα ρολόγια, τα αυτοκίνητα, τα οδόμετρα, κλίμακες, συστήματα μεταφοράς, μετρητές και βίντεο, για να αναφέρουμε μόνο μερικά παραδείγματα. Οι κατασκευαστικές εταιρείες βασίζονται σε διάφορα μεγέθη των εργαλείων για την παραγωγή. Οι οδοντώσεις βρίσκονται ετήσης στις περισσότερες μηχανικές συσκευές. Παρέχουν τη μείωση ταχυτήτων στο μηχανοκίνητο εξοπλισμό. Αυτή η κίνηση είναι σημαντική, διότι όταν ένας κινητήρας περιστρέφεται γρήγορα, μπορεί να παρέχει αρκετή ενέργεια, αλλά όχι αρκετή ροττή. Με τη μείωση ταχυτήτων, ταχύτητα εξόδου μπορούν πιο εύκολα να επιβραδυνθεί ή να μειωθεί. Οι οδοντωτοί τροχοί χρησιμοποιούνται για διάφορους λόγους. Οι οδοντωτοί τροχοί, μπορούν να αυξήσουν ή να μειώσουν την ταχύτητα τιεριστροφής και μπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθεί για να αντιστρέφουν την κατεύθυνση της τιεριστροφής. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή οδοντωτών εξαρτάται από τις συνθήκες δύναμη και την υτιηρεσία, όπως φθορά, το θόρυβο κ.λπ. Τα μεταλλικά εργαλεία με τα δόντια τιερικοπή είναι εμπορικά διαθέσιμο σε χυτοσίδηρο, χάλυβα και ορείχαλκο. Ο χυτοσίδηρος χρησιμοποιείται ευρέως για την κατασκευή οδοντωτών τροχών, λόγω των καλών ιδιοτήτων φορώντας της, άριστη μηχανική επεξεργασία και την ευκολία που παράγουν πολύπλοκα σχήματα με την μέθοδο χύτευσης.

5 Οι οδοντωτοί τροχοί ατιό χάλυβα συνήθως δέχονται θερμική επεξεργασία, προκειμένου να συνδυάσει σωστά η ανθεκτικότητα και η σκληρότητα των δοντιών. Σχ.1.1 Κύρια χαρακτηριστικά οδοντωτού τροχού Την περιφέρεια που ^ ρνά από τις κορυφές των δοντιών την λέμε, περιφέρεια κορυφών. Την περιφέρεια που περνά από την μέση των δοντιών την λέμε αρχική περιφέρεια. Την διάμετρο dk του τροχού, η οποία αντιστοιχεί στην περιφέρεια κορυφών, την λέμε διάμετρο κορυφών. Την διάμετρο d της αρχικής περιφέρειας την λέμε αρχική διάμετρο. Την διάμετρο df του τροχού, η οποία αντιστοιχεί στην βάση των δοντιών, την λέμε διάμετρο ποδιών. Το τμήμα κ του ύψους του δοντιού που είναι έξω από την αρχική περιφέρεια, το λέμε κεφαλή δοντιού ή ύψος κεφαλής. Το υπόλοιπο τμήμα που απομένει είναι το f, που το λέμε πόδι του δοντιού. Την απόσταση t ανάμεσα σε δύο δόντια την οποία όταν την μετράμε επάνω στην αρχική περιφέρεια την ονομάζουμε βήμα του δοντιού. Το τμήμα s το λέμε πάχος του δοντιού και το μετράμε πάνω στην αρχική περιφέρεια. Την διάφορα w μεταξύ του βήματος και του πάχους του δοντιού το λέμε διάκενο του δοντιού.

6 1.2 Επαφή οδοντωτών τρογών Η συνεχής μετάδοση της κίνησης ως μέσο της σύζευξης των οδόντων ατιαιτεί της εξής προϋπόθεση : Πριν ακόμη ένα ζεύγος οδόντων βγει από την σύζευξη, το επόμενο ζεύγος πρέπει να μπει σε σύζευξη. Την εκπλήρωση αυτού του κανόνα της συνεχούς σύζευξης ελέγχουμε με τον όρο: Βαθμό ετηκάλυψης-, με τον οποίο εκφράζεται η διάρκεια σύζευξης των κατανομών. Επαφή οδοντωτών τροχών Από το σχήμα φαίνεται ότι η ζεύξη συντελείται σε ευθεία η μεταξύ σημείων A και D στα οποία οι κύκλοι κεφαλής τέμνουν την ευθεία σύζευξης η (κοινή εφαπτομένη των βασικών κύκλων). Τα σημεία σύζευξης δύο διαδοχικών ζευγών κατανομών προσχωρούν το ένα πίσω από το άλλο με ενδιάμεση σταθερή απόσταση ig Την αρχή της σύζευξης στο σημείο A ακολουθεί η σύζευξη στο σημείο Β, ενώ τέλος στης σύζευξης στο σημείο D ακολουθεί η σύζευξη στο σημείο C, και συγχρόνως ισχύει: ΑΒ = CD = tg7im cos oc (σελ. 19 ορισμός του ππι) Η συνέχιση της σύζευξης απαιτεί το: u>tg δηλ. > 1 Ο βαθμός επικάλυψης- Β^,με τον οποίο εξακριβώνεται το μέγεθος με το οποίο καλύπτονται οι εξελιγμένες των κατανομών, εκφράζεται με το λόγο του χρόνου σύζευξης κατά μήκος της τροχιάς σύζευξης AD = u και του χρόνου σύζευξης κα μήκος του βασικού βήματος tg. Για ομοιόμορφη κίνηση, αντικαθιστούμε τον χρόνο με την τροχιά.

7 Τότε ισχύει = Κατά το σχήμα 1.2.1,ισχύει: Μ= ED + AF + EF ED = -r^b2 = rb2tg<^2 AF = λ! γ^κ\ -r^b\ = rg^tgφ\ EF = asin ^,= rg^tg oc^ +r^2ig «= (r,, + r 2)j/c Αντικαθιστώντας, έχουμε: Μ ν^^αγί - r ^ B \ + ^ r^ K 2 -r^ B 2 - a s i n B p tg Tcm cos oc Χρησιμοποιώντας την σχέση : 2 χ ί«έχουμε: Be = 2π -ί^ εν)+ζ2^<<>2 όπου : ''κι ^Κ2 ~ ακτίνες κύκλων κεφαλής rg^,tg2 = ακτίνες βασικών κύκλων φ^,φ2= γωνία πίεσης a = αξονική απόσταση oc= γωνία επαφής του ΕΚ( «= 20 ) cos oc^= γωνία κύλισης σε λειτουργία a Για τους τροχούς με κανονική οδόντωση και τους τροχούς με απλή μετατότηση (χ, =χ,χ2 = -χ)το oc^=oc. Σε τροχό με εσωτερική και θετικά μετατοπισμένη οδόντωση (δηλαδή μετατόπιση του ΟΚ από τον αρχικό κύκλο) το πάχος του οδόντα $2,μετρημένο στο τόξο του αρχικού Απόλυτα αναλογικά, όπως στην εξωτερική οδόντωση, δύναται να υπολογιστεί και η διάρκεια σύζευξης της εσωτερικής οδόντωσης. Κι εδώ ο αριθμητής είναι το μήκος του ευθύγραμμου τμήματος σύζευξης μεταξύ των κύκλων κεφαλής-κ και ο παρανομαστής είναι και πάλι το βασικό τμήμα tg = 7m cos a. Προκύπτει η σχέση : β _ u _ Qsin PC', +^Jr^κ\ -r^ai -^ τ ^ κ 2 -r^ B 2 ^ tg 7m cos oc Για λόγους συντομίας ο βαθμός ετηκάλυψης υπολογίζεται από τον λόγο:

8 1.3 Τύποι οδοντωτών τρογών Για να έχουμε κίνηση, χρειάζεται να έχουμε δύο οδοντωτούς τροχούς άρα και δύο άξονες όπου μεταβιβάζεται η κίνηση από τον έναν στον άλλον. Πρέπει να υπάρχει εμπλοκή μεταξύ τους. Σύμφωνα με την θέση που έχουν μεταξύ τους οι άξονες τους διακρίνουμε σε τρεις περιπτώσεις : Πρώτη περίπτωση, όπου οι άτρακτοι είναι παράλληλες μεταξύ τους και διακρίνονται σε τρείς κατηγορίες, αυτοί που έχουν ίσια δόντια(ευθύγραμμη οδόντωση), αυτοί που έχουν ελικοειδή δόντια(κεκλιμένη οδόντωση) και αυτοί που έχουν διπλοελ.ικοειδή δόντια. Οι τροχοί που χρησιμοποιούνται στην τιερίπτωση αυτοί είναι παρά/^.ηλοι οδοντωτοί τροχοί. Γρανάζια με ίσια δόντια όπως σχήμα 1.3.1, είναι ο πιο κοινός τύπος οδοντωτών τροχών, έχουν ίσια δόντια και είναι τοποθετημένα σε παράλληλους άξονες. Πολλά γρανάζια με ίσια δόντια χρησιμοποιούνται για να δημιουργήσουν μεγάλες μειώσεις στην ταχύτητα. Τα πλεονεκτήματα τους είναι, η απλότητα στο σχεδιασμό τους, η οικονομία κατασκευής τους και συντήρησης και η απουσία της ώθησης στο τέλος. Επιβάλουν μόνο ακτινικά φορτία στα έδρανα. Συνήθως χρησιμοποιούνται σε χαμηλές ταχύτητες λόγω θορύβου. Σχ Οδοντωτοί τροχοί με ίσια δόντια Γρανάζια με ελικοειδή δόντια όπως σχήμα 1.3.2, όταν συμμετέχουν δύο δόντια σε ελικοειδή σύστημα μετάδοσης, η επαφή ξεκινάει στην μια άκρη δοντιού και εξαπλώνεται σταδιακά με την περιστροφή, μέχρι τα δύο γρανάζια βρεθούν σε πλήρη εμπλοκή. Αυτή η σταδιακή εμπλοκή κάνει τα ελικοειδή γρανάζια να λειτουργούν πιο ομαλά και χωρίς θόρυβο σε σχέση με τα ίσια γρανάζια. Ενδιαφέρον είναι πως αν οι γωνίες των δονηών των ελικοειδών γραναζιών είναι σωστές τότε μπορούν να τοποθετηθούν σε γωνίες περιστροφής κατά 90 μοίρες. Κάποια από τα υλικά από τα οποία μπορούν να κατασκευαστούν είναι ο ανοξείδωτος χάλυβας, ο σίδηρος, ο ορείχαλκος και το πλαστικό. Στην πραγματικότητα υπάρχουν πολλοί παράγοντες που συμβάλουν στην επιλογή του σωστού υλικού. Για την διαδικασία κατασκευής τους χρησιμοποιούνται η σφυρηλάτηση, η χύτευση και στην συνέχεια κοπή με εργαλείου μορφής hob.

9 Σημαντικές παράμετροι που πρέπει να δοθούν για την διαδικασία επιλογής των ελικοειδών οδοντωτών τροχών είναι: Ο αριθμός των δονηών, το πρόσωπο ή το πλάτος του δοντιού, η διάμετρο βήματος, η εξωτερική διάμετρος, η κατεύθυνση οδοντωτών τροχών, η γωνία πίεσης, το υλικό κατασκευής, η τοποθέτηση μεθόδων,hub. Εφαρμογή βρίσκουν σε πολλούς κλάδους οι οποίοι περιλαμβάνουν: Χαλυβουργία, εξορυκτική βιομηχανία, μηχανήματα συσκευασίας, βιομηχανία ελαστικών, κλωστοϋφαντουργία, εξειδικευμένα μηχανήματα, μεταφορείς, αντλίες και εξοπλισμού άντλησης, ιατρική βιομηχανία, μεταφορείς χειρισμού υλικών, μίκτες και αναδευτήρες. Τέλος δίνεται μεγάλη σημασία στην ακριβή λίπανση και την ψύξη των ελικοειδών οδοντωτών τροχών λόγω το ότι χρησιμεύουν για τον έλεγχο ταχύτητας των φυγοκεντρικών συμπιεστών και στροβίλων. Σχ Οδοντωτοί τροχοί με ελικοειδή δόντια Γρανάζια με διπλοελικοειδή δόντια σχ.1.3.3,πρόκειται στην ουσία για δύο δίπλαδίπλα ελικοειδή γρανάζια.δεδομένου ότι οι γωνίες των δοντιών των διπλοελικοειδή είναι αντίστροφες, αυτό οδηγεί σε αντιστάθμιση των ωθήσεων που παράγονται από την αριστερή η την δεξιά πλευρά του. Οι δύο σειρές των δοντιών είναι διαχωρισμένες στην μέση για μια σωστή ευθυγράμμιση. Τα δόντια αντικατοπτρίζονται και μοιάζουν σαν ένα βέλος (Υ).Ένας τέλειος διπλοελικοειδής οδοντωτός τροχός είναι αυλακωτός στην μέση του αριστερού και του δεξιού του μέρους και σχηματίζει γωνία των 30 μοιρών. Λόγω της υψηλής σχεδίασης τους τα γρανάζια αυτά χρησιμοποιούνται για την μετάδοση μεγάλης ισχύς. Για την κατασκευή διπλοελικοειδών γραναζιών χρησιμοποιούνται υλικά μέταλλα και αμέταλλα. Μέταλλα όπως είναι ο ορείχαλκος, το αλουμίνιο, ο μπρούτζος, ο χυτοσίδηρος, ποικιλίες χάλυβα, όπως άνθρακα και ανοξείδωτος χάλυβας. Αμέταλλα όταν κατασκευάζονται από πλαστικό που περιέχει τα υλικά νάιλον, ακετάλη και πολυανθρακικό. Διπλοελικοειδή γρανάζια που είναι κατασκευασμένα από σύνθεση μετάλλου και πλαστικού συνδυάζουν τις καλύτερες ιδιότητες και των δύο. Για την κατασκευή αυτών η παραγωγική διαδικασία είναι αρκετά δύσκολή και δαπανηρή. Δεν μπορούν να κατασκευαστούν χρησιμοποιώντας διαδικασίες όπως κοπή με εργαλείου μορφής hob η με την μέθοδο fellows, αυτό λόγω της αλλαγής κατεύθυνσης που συμβαίνει στα διπλοελικοειδή γρανάζια. Δύο διαδικασίες που μπορούν να κατασκευαστούν είναι, η μηχανική κατεργασία των αντίθετων γωνιών ελίκων στο ίδιο δοκίμιο και η κατεργασία του κάθε έλικα ξεχωριστά και στην συνέχεια η συναρμολόγηση τους.

10 Εφαρμογή βρίσκουν σε αντλίες (γραναζωτές αντλίες). Χαρακτηριστικά που τα κάνουν ευάλωτα είναι: Η βελτιωμένη ικανότητα μεταφοράς φορτίου Μεγαλύτερη δύναμη Φηαγμένο κυρίως με ανθεκτικό χυτοσίδηρο για αντοχή στην φθορά Ομαλή ροή η οποία εξασφαλίζεται από μια σταδιακή και σταθερή δέσμευση τι δοντιών Ελάχιστες υδραυλικές διαταραχές Δυνατότητα άντλησης λόγω μεγάλης ταχύτητα Σχ Οδοντωτοί τροχοί με διπλοελικοειδή δόντια Δεύτερη περίπτωση είναι αυτή οπού οι άξονες των δύο ατράκτων τέμνονται σε ένα σημείο, πράγμα που σημαίνει ότι βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο, στην περίπτωση αυτή για να μεταδοθεί η περιστροφή από την μία άτρακτο στην άλλη θα πρέπει οι τροχοί να είναι κωνικοί. Τα γρανάζια αυτά είναι χρήσιμα όταν η κατεύθυνση τιεριστροφής ενός άξονα πρέπει να αλλάξει. Συνήθως τοποθετούνται σε άξονες που είναι 90 μοίρες χώρια, aixa μπορεί να σχεδιαστούν και να λειτουργούν και σε άλλες οπτικές γωνίες. Τα δόντια των κωνικών διαχωρίζονται σε αυτούς με ίσια δόντια και σε αυτούς με ελικοειδή δόντια. Οι κωνικοί οδοντωτοί τροχοί με ίσια δόντια σχ είναι όπως οι μετωτηκοί με ίσια δόντια δηλαδή όταν ένα δόντι δραστηριοποιείται έχει συνέτιειες στο αντίστοιχο δόντι απευθείας. Στους κωνικούς οδοντωτούς τροχούς με ελικοειδή δόντια η επαφή ξεκινά από το ένα άκρο του οδοντωτού τροχού και εξαπλώνεται σταδιακά σε ολόκληρο το δόντι σχ Σχ Κωνικοί τροχοί με ίσια δόντια Σχ Κωνικοί τροχοί με ελικοειδή δόντια

11 Οι κωνικοί οδοντωτοί τροχοί είναι συνήθως κατασκευασμένοι από μέταλλο ή από πλαστικό. Από μέταλλο χρησιμοποιούνται υλικά όπως είναι ο ορείχαλκος, το αλουμίνιο, ο μπρούτζος, ο χυτοσίδηρος και ο χάλυβας. Σε πλαστικά όπου περιλαμβάνουν υλικά όπως πολυκαρβονικά, νάιλον,και ακετάλη. Πλεονεκτήματα των κωνικών οδοντωτών τροχών είναι, η καλή απόδοση κάτω από υψηλές ταχύτητες και φορτία και ότι είναι ευέλικτα. Μειονεκτήματα είναι, η περίπλοκη μορφή τους όπου είναι ένας τιεριορισηκός παράγοντας για την ακρίβεια καθώς και όη σε μερικά δεν υπάρχει ο προβλεπόμενος χώρος μόχλευσης έτσι δημιουργείται το φορτίο προβόλου κάτι το οποίο προκαλεί προβλήματα όπως είναι η εκτροτιή αξόνων και επιτάχυνση στην φθορά αφού υπάρχει κακή επαφή μεταξύ των δοντιών. Βρίσκουν εφαρμογή σε διάφορους κλάδους όπως εκτυπωτικά μηχανήματα, σταθμούς ηλεκτρικής ενέργειας, πύργους ψύξης και στην χαλυβουργεία. Ένα παράδειγμα εφαρμογής τους είναι αυτό που χρησιμοποιείται στο τρυπάνι χειρός. Τρίτη περίπτωση είναι εκείνη όπου οι δύο άτρακτοι διαστρώνονται στο χώρο, χωρίς να τέμνονται. Στην περίπτωση αυτή για να μεταδοθεί η κίνηση από την μια άτρακτο στην άλλη πρέπει να χρησιμοποιηθούν, οδοντωτοί τροχοί με ελικοειδή δό\τια. οδοντωτοί τροχοί με υποείδη δόντια ή σύστημα οδοντωτού τροχού και ατέρμονος κοχλία. Η περιστροφική κίνηση μπορεί να μεταφερθεί ανάμεσα σε δύο άξονες σε ορθές γωνίες μεταξύ τους. ΥΠΟΕΙΔΗ ΔΟΝΤΙΑ Σχ Οδοντωτοί τροχοί με ελικοειδή δόντια

12 1.4 I5i0TTiTCc Kui σγέσεκ: που συνδέουν τους οδοντωτούς τοογούς Παρά>>.ηλοι οδοντωτοί τροχοί Όταν οι παράλληλοι οδοντωτοί τροχοί (σχ ) είναι σε κανονική εμπλοκή και εργάζονται, οι αρχικές τους περιφέρειες εφάπτονται μεταξύ τους και με την κίνηση τους είναι σαν να γίνεται κύλιση της μιας περιφέρειας πάνω στην άλλη. Η αρχική περιφέρεια του ενός με διάμετρο βρίσκεται έτσι συνεχώς σε επαφή με την αρχική τιεριφέρεια του άλλου με διάμετρο d j. Αυτό σημαίνει πως και οι δύο τροχοί έχουν την ίδια περιφερειακή ταχύτητα στο σημείο επαφής. Με βάση την παραπάνω παρατήρηση ας δούμε μερικές ιδιότητες των οδοντωτών τροχών αξιοπρόσεκτες, που θα μας βοηθήσουν κατά την χρησιμοποίηση τους. Παράλληλοι οδοντωτοί τροχοί σε κανονική εμπλοκή Γνωρίζουμε από την μηχανική ότι σε ένα δίσκο, που έχει διάμετρο d και γυρίζει με η στροφές σε κάθε πρώτο λεπτό, η περιφερειακή ταχύτητα κάθε σημείου της περιφέρειας δίνεται από τον τύπο: w = - ^ (m/sec) 60 Αν τώρα πολλαπλασιάσουμε και τα δύο μέλη της σχέσεως πρώτα με το 60 και μετά διαιρέσουμε με το π (=3,14) θα προκόψει η σχέση d -χ. η =. η Εάν λοιπόν οι δύο οδοντωτοί τροχοί με αρχικές διαμέτρους d^ και dj και στροφές η, και κνά λεπτό, βρίσκονται σε εμπλοκή, τότε επειδή θα έχουν την ίδια περιφερειακή ταχύτητα Ω - - J 60χμ. 60χ«, θα ισχύει η σχέση : α, χ η, = και χ «2 = αρα π π d,x n,= d ^xrij ή d j d2 = Π21 δηλαδή οι στροφές δύο οδοντωτών τροχών, που βρίσκονται σε εμπλοκή, είναι αντιστρόφως ανάλογες προς τις αρχικές διαμέτρους. Γενικά, όταν δύο οδοντωτοί τροχοί είναι σε εμπλοκή, αυτός που έχει την μεγαλύτερη διάμετρο έχει τις λιγότερες στροφές και αυτός που έχει την μικρότερη διάμετρο έχει τις περισσότερες στροφές.

13 Μπορούμε ετήσης να αποδείξουμε και άλλη σχέση, αν ζ,, Zj είναι οι αριθμοί των δοντιών και των δύο τροχών και / το βήμα τους, τότε το βήμα κάθε περιφέρειας των τροχών θα ισούται με : π χ if, = / χ ζ, π-χ-ά^ =txz2 Αν διαιρέσουμε κατά μέλη τις δύο ισότητες, θα έχουμε Δηλαδή οι στροφές των οδοντωτών τροχών είναι αντιστρόφως ανάλογες με τον αριθμό των δοντιών τους. Γενικά, ο οδοντωτός τροχός που έχει τα περισσότερα δόντια κάνει και λιγότερες στροφές. Εάν οι αρχικές περιφέρειες τροχών είναι d^ και d^ τότε όπως παρατηρούμε και από το σχήμα 1.ι, η απόσταση των αξόνων e δίνεται από την σχέση : d^+d^ 2 Ισχύει ό τι: Ένας οποιοσδήποτε παράλληλος οδοντωτός τροχός που έχει βήμα t και αριθμό δοντιών ζ, μπορεί να συνδεθεί με οποιοδήποτε άλλο τιαράλληλο οδοντωτό τροχό που έχει αυτό το βήμα t. Κωνικοί οδοντωτοί τροχοί Όταν οι άξονες των οδοντωτών τροχών τέμνονται, τότε για την μετάδοση της κινήσεως από ένα άξονα στον άλλο χρησιμοποιούμε τους κωνικούς οδοντωτούς τροχούς με ίσια δόντια. Στους τροχούς αυτούς οι βασικοί δίσκοι A και Β, επάνω στους οποίους υπάρχουν τα δόντια, είναι κόλουροι κώνοι, που έχουν ίσες γενέτειρες και κοινή κορυφή την s (σχ ). Όπως είπαμε στους τροχούς αυτούς οι άξονες μπορεί έχουν οποιαδήποτε γωνία μεταξύ τους, συνηθίζεται όμως κατά κανόνα η γωνία αυτή να είναι 90,με τους κωνικούς οδοντωτούς τροχούς όμως συμβαίνει κάτι, που πρέτιει να το προσέξουμε πολύ. Είδαμε προηγουμένως όμως ότι σε ένα παράλληλο οδοντωτό τροχό μπορεί να εφαρμοστεί ένας άλλος παράλληλος οδοντωτός τροχός, αρκεί να έχει το ίδιο βήμα ί.παραδείγματος χάριν, ένας οδοντωτός τροχός με 18 δόντια μπορεί να ταιριάξει με ένα άλλο που έχει 36 δόντια και το ίδιο βήμα. Στους κωνικούς όμως οδοντωτούς τροχούς δεν μπορεί να γίνει αυτό. Σε κάθε όμως κωνικό τροχό με ορισμένα δόντια ταιριάζει ένας και μοναδικός κωνικός τροχός, οι δύο μαζί αποτελούν ζευγάρι αχώριστο. Σχ Κωνικοί οδοντωτοί τροχοί με ίσια δόντια

14 Τώρα γιατί γίνεται αυτό μπορούμε να το κατανοήσουμε από το σχήμα Στο τροχό A με κάθετη διάταξη αξόνων, μόνο ο τροχός Β ταιριάζει. Μεγαλύτερος τροχός δεν μπορεί να ταιριάξει, διότι οι δύο κορυφές των κάτνων στους οποίους ανήκουν, δεν συμπίπτουν (σχ (β)).Στους κωνικούς τροχούς ισχύουν οι ίδιες σχέσεις με τους παράλληλους οδοντωτούς τροχούς. Ελικοειδής οδοντωτοί τροχοί και ατέρμων κοχλίας. Όταν οι άξονες των οδοντωτών τροχών διασταυρώνονται στο χώρο χωρίς να τέμνονται, τότε για να μεταδοθεί η κίνηση από τον ένα στον άλλο, χρησιμοποιούνται είτε ελικοειδής οδοντωτοί τροχοί (σχ ) είτε οδοντωτός τροχός και ατέρμων κοχλίας (σχ ). Σχ Ελικοειδή οδοντωτοί τροχοί Λέγονται οι τροχοί αυτοί ελικοειδής, γιατί τα δόντια τους έχουν την μορφή τμήματος έλικας. Στο σύστημα οδοντωτού τροχού και ατέρμονος κοχλία τα δόντια του οδοντωτού τροχού έχουν την μορφή σπειρώματος περικοχλίου. Επίσης στο σύστημα οδοντωτού τροχού και ατέρμονος κοχλία συνήθως η διασταύρωση των δύο αξόνων είναι κάθετη. Ένα σπουδαίο προτέρημα που έχει το σύστημα οδοντωτού τροχού και ατέρμονος κοχλία είναι ότι, με αυτό κατορθώνουμε και ελαττώνουμε πάρα πολύ τις στροφές του οδοντωτού τροχού και έτσι επιτυγχάνουμε μεγάλη σχέση μεταδόσεως, ενώ αυτό δεν μπορούμε να το πετύχουμε με τους ελικοειδής οδοντωτούς τροχούς. Σχ Ατέρμονα κοχλία

15 1.5 Auvaueic στο Zeiivoc υπ ωπικών οδοντωτών τοογών υε ευθεία οδόντωση Οι δυνάμεις στους οδόντες μιας εξωτερικής οδόντωσης σε μια τυχαία φάση της σύζευξης προκύτττουν από το σχήμα Το σημείο σύζευξης A βρίσκεται σε απόσταση e από το σημείο κύλισης C. Η κάθετη δύναμη Ν μεταξύ των οδόντων ακολουθείται από δύναμη τριβής Τ = f y-n, έτσι που η τελική επίδραση του οδόντα του κινητήριου τροχού με στον οδόντα του κινούμενου τροχού είναι η δύναμη S με κλίση από την Ν με μια γωνία τριβής φ = arcgf,{ f =ύψος οδόντα). Η απόσταση του σημείου A από τα ίχνη της καθέτου Ε και F είναι: ΕΑ = Γβ, Xtg oc^ -e AF = Γβ2 Οι βραχίονες pi και ρ2 της συνισταμένης S είναι; ρ, =Γβ, ο,θ3φ-εα5\ηφ Ρ2 =Γβ2 cos Φ- AF 5\ΐίφ Από την σχέση της ροπής στρέψεως του κινητήριου και κινούμενου τροχού Μ Μ S = - = - κι από την ομοιότητα ορθογώνιων τριγώνων 0]GK και Ο2ΗΚ, Ρι Ρι προκύτττουν οι σχέσεις:. Ρ\ Ρι Ρι OjK ^ ^ ^ " Ο,Κ Ο 2Κ ρ, Ο,Κ και τότε: = Μ, = ^Μ, ^ = Μ, Ρι Ο,Κ rg2 οοβφ - (Tgjig +e) rg, οο5φ - {rg,tg «, -e) Δυνάμεις εξωτερικής οδόντωσης Επομένως, ο λόγος των ροπών M2 και Μι δίδεται αττευθείας από την αναλογία των ευθύγραμμων τμημάτων στα οποία το σημείο Κ διαιρεί την διάκεντρο Ο1Ο2.Η

16 ετήδραση της δύναμης S στον κινούμενο τροχό είναι η μετατοτασμένη δύναμη S στο κέντρο του τροχού Ο2 και η ροπή M2. Η μετατοτησμένη δύναμη S αναπτύσσει στα έδρανα την ίδια δύναμη αλλά αντίθετη κατεύθυνση. Για μια τυχαία θέση της συνισταμενης S, η τιμή της είναι: Λ/, Μ, A cos(^-(/-b,ig -e)sm<t> Όταν το σημείο A βρίσκεται μεταξύ του σημείου C και F, το φ και το e θα έχουν αρνητικό πρόσημο (στην γραφική παράσταση η γωνία φ θα μεταφερθεί στην άλλη πλευρά). Αξιοσημείωτο είναι ότι για e=0 η εξίσωση δίνει τέτοιο αποτέλεσμα που δείχνει ότι η κίνηση γίνεται χωρίς τριβές. Κατά τον υπολογισμό της φόρτισης των εδράνων, η αλλαγή του μεγέθους της συνισταμένης S, λόγω τριβών, δύναται να αγνοηθεί και τότε η γωνία φ=0. Ανεξάρτητα από την απόσταση e, ισχύει μόνιμα η σχέση: 2Μ. z,mcosoc^ Για το ζεύγος Κ και ΜΚ η γωνία oc^=oc. Μετά, για την κάθετη δύναμη Ν ισχύει γενικά: Ν=Κοο5φ=8 Για τον υπολογισμό των εδράνων η κάθετη δύναμη Ν αναλύεται σε δύο συνιστώσες (σχ ) Δυνάμεις που ενεργούν στο ζεύγος μετωπικών οδοντωτών τροχών με ευθύγραμμη οδόντωση Ρ = NCOS ct Λ = A sin α

17 Από την ροπή στρέψης στον οδοντωτό τροχό Ms η περιφερειακή δύναμη Ρ στον αρχικό κύκλο δίνεται από την σχέση d και η ακηνική R = Ptg OC Όταν σε μια κοινή άτρακτο εδράζονται δύο οδοντωτοί τροχοί που συζεύγονται με τους αντίστοιχους τροχούς σε άλλη άτρακτο, οι κατευθύνσεις των δυνάμεων στο σχήμα όπου: Ρΐ2 - είναι η περιφερειακή δύναμη του κινητήριου τροχού (πινιόν 1) που ενεργεί στον κινούμενο τροχό 2. Η δύναμη Ρΐ2 δημιουργεί την αντίδραση Ρ21 ίση αλλά αντίθετης κατευθύνσεως. Ri2 - είναι η ακτινική δύναμη του κινητήριου τροχού (τανιόν 1) που ενεργεί στον κινούμενο τροχό 2. Η δύναμη Rn δημιουργεί την αντίδραση R21 ίση αλλά αντίθετης κατευθύνσεως. Οι κατευθύνσεις δυνάμεων που ενεργούν στα ζεύγη οδοντωτών τροχών καθορίζονται κατά τον ακόλουθο τρόπο: Ο κινητήριος τροχός 1 τιεριστρέφεται π.χ. προς τα δεξιά. Ο κινούμενος τροχός 2 αντιστέκεται στην κίνηση με την δύναμη Ρ21, με κατεύθυνση αντίθετη προς την φορά περιστροφής του τροχού 1. Η αντίδραση της είναι η -Ρΐ2=Ρ2ΐ που περιστρέφει τον τροχό 2. Οι κατευθύνσεις των ακτινικών δυνάμεων R προκύπτουν από την ανάλυση των περιφερειακών δυνάμεων Ρ και των κάθετων δυνάμεων Ν (όλες οι ακτινικές δυνάμεις τείνουν προς το κέντρο των τροχών). Στην επόμενη άτρακτο ΙΙ,ο τροχός 3 παίρνει την θέση του κινητήριου τροχού κι ο καθορισμός των κατευθύνσεων των δυνάμεων γίνεται με τον ίδιο τρόπο, όπως παραπάνω. Σχ Οι κατευθύνσεις των δυνάμεων δύο οδοντωτών τροχών π ) εδράζονται σε κοινή άτρακτο

18 1.6 Υπολογισιχός των κυριότερων διαστάσεων του CεύΎoυc οδοντωτών τρογών Ο υπολογισμός της οδόντωσης στους οδοντωτούς τροχούς γίνεται κυρίως σε δύο φάσεις: Στην πρώτη φάση προσδιορίζονται κατά προσέγγιση οι κύριες διαστάσεις των οδοντωτών τροχών. Στην δεύτερη φάση γίνεται ο έλεγχος της καταλληλότητας των διαστάσεων που ετπλέχθηκαν. Εκλογή σγέση αετάδοσηα Για να αποφευχθεί μεγάλη φθορά των οδόντων του πινιόν ( με μεγαλύτερο αριθμό στροφών) σε σχέση με τους οδόντες του συνεργαζόμενου τροχού, θα πρέπει η σχέση μετάδοσης μιας βαθμίδας να μην υπερβαίνει την μέγιστη τιμή = (ΐ είναι ο λόγος της γωνιακής ταχύτητας του πινιόν ωι προς την γωνιακή ταχύτητα του τροχού ω2 i = = σχήμα Κινητήριος δακτύλιος 2.Κινούμενος δακτύλιος Τις μεγάλες σχέσεις μετάδοσης τις κατανέμουμε σε δύο ή σε τρείς βαθμίδες π.χ. για < 45 σε δύο ή για Ξ σε τρεις βαθμίδες.

19 Η ετπλογή της σχέσης μετάδοσης στις ενδιάμεσες βαθμίδες δύναται να γίνει με την Κατανομή μεγάλων σχέσεων μετάδοσης Θα πρέτιει να καταβληθεί προσπάθεια, ώστε οι σχέσεις μετάδοσης των ενδιάμεσων βαθμίδων να μην είναι ακέραιοι αριθμοί, για να επιτευχθεί φθορά όλων των οδόντων. BaoiK0c διαστάσεις Για τον καθορισμό των κυριότερων διαστάσεων στους μετωπικούς οδοντωτούς τροχούς γίνεται πρώτα η προετπλογή των κύριων μεγεθών(όπως : η αρχική διάμετρος, ο αριθμός οδόντων,το μέτρο της οδόντωσης, το τιλάτος,κλπ.). Διακρίνονται σε τρεις περιτιτώσεις: 1) Η διάμετρος της ατράκτου του πινιόν είναι προκαθορισμένη Για συνηθισμένη έδραση με φυτευτή σφήνα στην άτρακτο (σχ ),η διάμετρος της τιλήμνης του τηνιόν : D» 1,8ίίο. Τότε η αρχική διάμετρος του πινιόν di είναι: d,= D + 2{\,2m) ~ Ι,διίο + 2,5τη d, αντικαθιστώντας το μέτρο της οδόντωσης m =,έχουμε:

20 Στους τροχούς με αρχική διάμετρο < \,%d^ + 2,5m κατά κανόνα κατασκευάζονται ολόσωμα με την άτρακτο. Σχ Ολόσωμο τηνιόν με την άτρακτο Τότε η αρχική διάμετρος του ολόσωμου πινιόν αρκεί να γίνει. ( 1.2) όπου : d^ - Διάμετρος ατράκτου στην οποία εδράζεται το τηνιόν ί/, - Αρχική διάμετρος πινιόν ζ, - Αριθμός οδόντων του πινιόν. Για κανονική οδόντωση με γωνία επαφής a = 20 επιλέγεται: ζ,» οδόντες, για περιφερειακή ταχύτητα (στον αρχικό κύκλο) ν > 5 7 / Ζ,»18 22 οδόντες, για περιφερειακή ταχύτητα ν ξ τπ/ί ζ,» οδόντες, για περιφερειακή ταχύτητα ν < 1 m/j,,, Για τον πρόχειρό υπολογισμό της περιφερειακής ταχύτητας ν =,η αρχική 60 διάμετρος για σφηνωμένο τροχό στην άτρακτο δύναται να ληφθεί d^ = 2d^ και για ολόσωμο πινιόν d, = \,25df^. Η επιλογή του αριθμού οδόντων ζ,, πρέπει να γίνεται με τέτοιο τρόπο, ώστε ο αντίστοιχος συνεργαζόμενος τροχός με Zj οδόντες να είναι ακέραιος αριθμός και συγχρόνως να πληροί την απαιτούμενη σχέση μετάδοσης. Εάν η σχέση μετάδοσης δεν είναι ακέραιος αριθμός, τότε θα καταβληθεί προσπάθεια, ώστε οι αριθμοί Ζ[ και ζ^να είναι πρώτοι μεταξύ τους. Μ αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται ομοιόμορφη φθορά των οδόντων (π.χ. για ζ, = 20 - ζυγός και i = 3,15, το ζ^ = ιζ, = 3,15 χ 20 = 63 - μονός).

21 Ka6ooiau6c του αέτρου m To μέτρο της οδόντωσης, εκτός από τον καταρκτικό \)πολογνσμό σε αντοχή κατά Bach και την ατιευθείας ετηλογής του,το μέτρο m υπολογίζεται από την d, σχέση : m =. Πολλές φορές για λόγους διαίρεσης του κύκλου δίνεται το βήμα t = πχπί κι από εδώ,m =. Το μέτρο που βγήκε από υπολογισμούς θα π στρογγυλευτεί στο αμέσως μεγαλύτερο τυποποιημένο μέτρο κατά DIN 780. Ka0optgu6c του πλάτους των οδόντων Το πλάτος της οδόντωσης στεφάνης γίνεται να εκλεγεί ως εξής : Απ την σχέση μεταξύ πλάτους - αρχικής διαμέτρου : b^ τηνιόν και» 0,9ί7, ή «δ, - (5 -i-l0)mm για τον τροχό, εξαρτάται από την σχέση μετάδοσης / = > 1, από την ποιότητα της οδόντωσης, από την διάταξη των αξόνων και στον αριθμό οδόντων, δίνεται από το διάγραμμα στο σχήμα 1.6.5, όπου οι καμπύλες του διαγράμματος σημαίνουν: καμπύλη α: Τροχοί κιβωτίου με μικρό αριθμό στροφών,οδόντωση κι έδραση μέσης ποιότητας,μονόπλευρη έδραση του τηνιόν (πρόβολος), καμπύλη b: Τροχοί ταχυτήτων, συνηθισμένη ποιότητα της οδόντωσης (του εμπορίου). καμπύλη c: Τροχοί μεγάλων ταχυτήτων, υψηλή ακρίβεια της οδόντωσης και της έδρασης των ατράκτων. καμττύλη d: Τροχοί πολύ μεγάλων ταχυτήτων και μεγάλη διάρκεια ζωής. Μεγάλη ακρίβεια στην οδόντωση και στην έδραση ατράκτων. Διάγραμμα συντελεστή πάχους - σχέση μετάδοσης

22 Απ την «τχέση πλάτους - μέτρο: ί), =ψ ><τη η οτωία είναι συνάρτηση της ποιότητας κατεργασίας της οδόντωσης στον τρόπο έδρασης των ατράκτων κ.λπ. = 8-^10...για ακατέργαστη χυτή οδόντωση = για κατεργασμένη οδόντωση και κανονική έδραση ατράκτων (σε δύο έδρανα ή πρόβολος). = για λειασμένη οδόντωση με τιαράλληλη έδραση των ατράκτων. < για μεγαλύτερη ποιότητα κατεργασίας και για σταθερή έδραση ακριβείας των ατράκτων. Το πλάτος του συνεργαζόμενου είναι λίγο μικρότερο του πινιόν για την αντιμετώπιση πιθανών σφαλμάτων συναρμολόγησης. Συνήθως λαμβάνεται b2 =b^~ (5 + 10)[/nm] 2) Η διάμετρος της ατράκτου του πινιόν και η αξονική απόσταση δεν είναι προκαθορισμένα Αρχικά υπολογίζεται η αρχική διάμετρος του πινιόν με βάση την εισαγόμενη ροπή στρέψης ή της ισχύος κι ενός ατιλοποιημένου τύπου της πιέσεως κατά Hertz, ^ ( Μ χ ρ ) χ ( 1 ^ ^ β i(af.xp)xq- + l)r. η] (1.3) ' V Ψ,χ / " ρ ψ Mj, : Εισαγόμενη ροπή στρέψης στο πινιόν [Nm] Ν, : Μεταφερόμενη ισχύς από το πινιόν [kw] m : Αριθμός στροφών του ;ηνιόν[1/ιηΐη] i : Σχέση μετάδοσης = ' Συντελεστής πλάτους οδόντωσης ρ. Αντοχή κατανομής [NW ].Για ρ = Ρο και ρ = ρ καθορίζεται από τον πίνακα Σε περίπτωση που η σχέση μετάδοσης είναι προς το είναι προς το γρήγορο τότε(ί<1) τότε το πινιόν δεν είναι κινητήριο για τον τροχό αλλά ο τροχός είναι κινητήριος για το πινιόν και τότε αντιστρέφονται οι όροι: το πινιόν έχει Zj κι ο τροχός ζ, αριθμό οδόντων. Η διάμετρος της ατράκτου δίνεται από τον τύπο: (1.4) οπού : Μ 5 : Ροπή στρέψης στην άτρακτο [Nm] Ν : Μεταφερόμενη ισχύς από την άτρακτο [1/ min] η : Στροφές της ατράκτου [1/min] C,, Cj : Σταθερές που εξαρτώνται από την ετητρεπόμενη τάση σε διάτμηση (στρεπτική τάση) και λαμβάνεται μικρή, δεδομένου ότι η τάση κάμψης είναι

23 άγνωστη.για διάφορα υλικά οι τιμές των συντελεστών C,,Cj δίνονται στο ττίνακα [λ^/ mm^\ Γία S07,Sl42 και χάλυβες παρόμοιας gvtorii; Για St50,St60 και χά^.υβες παρόμοιος cvtoctc Για χάλυβες μεγαλύτερης αντοχής Πίνακας Τιμές συντελεστών Ci,Cz Τα υπόλοιπα στοιχεία είναι ο αριθμός οδόντων του ττινιόν, το μέτρο και το πλάτος της οδόντωσης υπολογίζονται έτσι όπως στην πρώτη περύιτωση, χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις (1.1) και (1.2) 3) Δίνεται η αξονική απόσταση Ανάλογα με την κατασκευή π.χ. σε μειωτήρες με σταθερές αξονικές αποστάσεις ή σε μηχανές ακριβείας, υπολογίζεται αρχικώς η αρχική διάμετρος του πινιόν: όπου : ^1 α : Η δοσμένη αξονική απόσταση [mm] ί : Σχέση μετάδοσης ζεύγους Τα υπόλοιπα στοιχεία της οδόντωσης υπολογίζονται με τον ίδιο τρόπο,όπως στην πρώτη περίπτωση. Εάν το μέτρο που προέκυψε δεν ταυτίζεται με κάποιο από τα τυποποιημένα μέτρα κατά DEsI 780, τότε επιλέγεται το αμέσως μικρότερο και με θετική μετατόπιση επιτυγχάνεται η δεδομένη αξονική απόσταση.

24 1.7 To άθροισαα των αονάδων υετατόπισης και n κατανοαή τους Όταν για λόγους κατασκευής απαιτείται μία σταθερή αξονική απόσταση,είναι ατιαραίτητη η μετατότηση της οδόντωσης και στους δύο τροχούς. Το άθροισμα τι μονάδων μετατόπισης υπολογίζεται από την σχέση : ξ ι+ ξ ι= ΓΤ----- Η εξ cc^ -ε ξ o c j tg Xg zffisinocp Για ειδικές απαιτήσεις, όπως π.χ. για την αύξηση της ικανότητας φόρτισης (μεγαλύτερο πλάτος στους πόδες των οδόντων) η μεγαλύτερη διάρκεια σύζευξης (βαθμό ετηκάλυψης), δύναται να επιτευχθεί και πάλι μέσω μετατόπισης, εξυπηρετεί το διάγραμμα στο σχ.1.7.1( κατά DIN 3992). Γ Γ Γ - Μιγιβηι ιιο<ατΐ τα cm 1. Htyierof ΙπκαΙιινης 60 βο Ι Σχήμα Εκλογή αθροίσματος μονάδων μετατόπισης Στην κατανομή των μονάδων μετατόπισης πρέπει να γίνει προσπάθεια για τη εξίσωση του πάχους στους πόδες των οδόντων (εξίσωση της ικανότητας φόρτισης) στους δύο συνεργαζόμενους τροχούς, ενώ συγχρόνως να αποφευχθεί η δημιουργία υποκοπών στους πόδες και ακμών στις κεφαλές των οδόντων. Η κατανομή του αθροίσματος + #2 μπορεί να γίνει σύμφωνα με το διάγραμμα στο σχ.1.7.1(κατά DIN 3992). Για την μετάδοση της κίνησης σε αργό (ΐ>1) ισχύουν οι γραμμές σύζευξης A (πλήρες) και κατά την μετάδοση της κίνησης σε γρήγορο (ΐ<1) ισχύουν οι γραμμές Γ(διακεκομμένες)

25 Παράδειγμα : Δίνονται τα στοιχεία, ζ, = 24, = 108 και το ^, + ^2 = +5 (οδόντωση με μεγαλύτερη ικανότητα φόρτισης κατά το σχήμα 1.7.1). Να καθοριστούν οι τιμές των μονάδων μετατότησης και ξ ^. Λύση : η σχέση μετάδοσης του ζεύγους είναι: 24 Ο μέσος όρος του αθροίσματος ζ, + Zj είναι: ^ _ ζ,+ζ2 _ Θ8 ^ " 2 2 " και ο μέσος όρος του αθροίσματος είναι: ε αργό Α Σχήμα Κατανομή αθροίσματος μονάδων μετατότησης Στο σχ φαίνεται η κάθετη ευθεία από το σημείο στον οριζόντιο άξονα ζ = ζ =66 και η οριζόντια ευθεία από το σημείο στον κατακόρυφο άξονα ξ = ξ^ = +0,25.Στο σημείο τομής αυτών των ευθειών φαίνεται η αντίστοιχη γειτονική ευθεία σύζευξης Αχ.Στις κάθετες που αντιστοιχούν στο ζ, = 24 και ζ-2 =108 και στα ύψη που καθορίζει η Αχ φαίνονται οι αντίστοιχες οριζόντιες, οι οποίες στον κατακόρυφο άξονα καθορίζουν τις αντίστοιχες τιμές : ί, =+0,36 και ^2 =+0,14.

26 1.8 Επιλογή ποιότητας KaTEPYaoiac Για τον καθορισμό των ανοχών,δηλαδή των ανεκτών λαθών της οδόντωσης (π.χ., λάθη στο βήμα,στη μορφή της κατανομής του οδόντα,λάθη στην υτιεραστική καμτπ3λη στους πόδες των οδόντων, κ.λπ.), οι κατά DIN 3961 προβλεπόμενες ποιότητες είναι 12(σχ ). Σχήμα Ποιότητες κατεργασίας Η επιλογή της ποιότητας γίνεται βάση των λειτουργικών αναγκών στους διάφορους τομείς χρήσης και κυρίως με βάση το μέγεθος της περιφερειακής ταχύτητας του τροχού. Οι πολύ καλές ποιότητες εττεξεργασίας της οδόντωσης, περίπου από 1 -ι- 3 χρησιμοποιούνται για την κατασκευή εξειδικευμένων οδοντώσεων. Οι υπόλοιπες χρησιμοποιούνται για ζεύγη οδοντωτών τροχών στους διάφορους τύπους μειωτήρων.

27 1.9 Έ λ εγχο ς οόόντω ση; σε αντογή Υπολογισμός κατά Bach Ο υτιολογισμός της οδόντωσης με την μέθοδο Bach ανήκει στις πιο παλιές μεθόδους υττολογισμού.ο οδόντας υπολογίζεται σε κάμψη ως πακτωμένος πρόβολος φορτισμένος στο άκρο της κεφαλής του οδόντα (Σχ ) με την περιφερειακή στατική δύναμη Ρ. Σχήμα Πακτωμένος πρόβολος φορτισμένος στο άκρο της κεφαλής του οδόντα Από τον κινητήρα εισάγεται στο πινιόν η ροπή στρέψης : Λ/., = n(l/min) Για την μετατροπή του σε μονάδες του διεθνούς συστήματος (ISO) λαμβάνεται: \Ιφ = 9,80665Α \kw = l,36ps Τότε για να βγει η μονάδα της ροπής σε Nm και η ισχύς σε kw, θα πρέπει η σταθερά να διαιρεθεί με το 100(για να μετατραπούν τα cm σε m πολλαπλασιάζεται με το 1,36 (για να μετατραπούν τα kw σε ίππους) και με το 9,81 (για να μετατραπούν τα kp σε Ν). Δηλαδή : Μ,, =71620χ χ1,36χ9, Μ Si [Nm όπου : Λ/j, - ροπή στρέψης του κινητήρα [Nm] Ν - ισχύς του κινητήρα (kw) η - στροφές κινητήρα [1/min]

28 Η ροττή στρέψης εισάγεται στο τπνιόν αρχικής διαμέτρου τροχό με την περιφερειακή του δύναμη. _ 2Μ^ = 2r, που ενεργεί στον όπου ; P^ - περιφερειακή δύναμη στο τπνιόν [Ν] d^ - αρχική διάμετρος του τηνιόν[ιηπι] Q - συντελεστής λειτουργίας που εκφράζει τις διάφορες ακραίες συνθήκες εκκίνησης και λειτουργίας του μηχανήματος. Καθορίζεται από το διάγραμμα Richter - Ohlendorf στο σχήμα 1.9.2

29 Η δύναμη τοτιοθετείται στην κεφαλή του οδόντα και θεωρείται ότι ενεργεί ομοιόμορφα σ όλο το πλάτος b του οδόντα στον βραχίονα A= 2/η από το πέλμα του. Τότε στον τιακτωμένο οδόντα η δύναμη Ρ^= Ρ δημιουργεί τη ροπή κάμψης Μ ^: =PxA = / x2m = 2/>x^ = if o ^ x a και: Ρ ^ - ^ b l ^ cbi cby-nm εισάγοντας την σταθερά = -^ = ( ) δύναται να υπολογιστεί το μέτρο (m ). Ρ = εχ.ψηι^7ΐηι^ηι = J ^ Ξ 0,565 / \7Β:ψ \cy/ Εάν δίνεται η εισαγόμενη στο πινιόν ροπή στρέψης Λ/j = Ε χ r και το 1 r = m z,τότε: 2 m = = 0,883 ΟΟΟ - \αι//πζ \εψ ζ Η τιμή c = ^^εξαρτάται από το υλικό των τροχών και για ένα πρόχειρο υπολογισμό οι τιμές δίνονται παρακάτω: Για Χάλυβες... c» {βο 3 %θ)ΐψ!cm^ Χυτοσίδηρος... c» AQkp / cm' Μπρούντζος...c «SOkpIcm^ Πλαστικά... c «(15 ^20)^/cm ^ O υπολογισμός τον οδοντωτών τροχών κατά Bach εξυπηρετεί σαν μια προκαταβολική διερευνητική πρόταση. Δεν λαμβάνει υπόψη μια σειρά από παράγοντες που εττηρεάζουν την αντοχή των οδόντων, για αυτό και για μεγάλες ταχύτητες δεν ικανοποιεί. Η λύση είναι ανακριβής ιδιαίτερα για τους εξής λόγους : προϋποθέτει ότι τη σταθερή δύναμη Ρ την φορτίζεται μόνο ένας οδόντας...η περιφερειακή δύναμη Ρ ενεργεί στον κύκλο κεφαλής, αυτό σημαίνει ότι ο υπολογισμός γίνεται με μεγαλύτερο βραχίονα κάμψης...το πάχος του οδόντα s = ί/2 ισχύει μόνο για κανονική οδόντωση (χωρίς με μετατόπιση) για ζ = 17 και α = 20...κατά τον καθορισμό της σταθερός Ε,λαμβάνονται υπ όψιν μόνον οι στατικές συνθήκες, δε λαμβάνονται υπόψη οι πραγματικές σχέσεις σύζευξης, αλλά ούτε και η επίδραση της μορφής του οδόντα, η επιρροή της ανακρίβειας του βήματος κ.λπ.

30 1.10 Υλικά κατασκευής οδοντωτών τοογών Μια τιοικι^.ία ατιό σίδερα, μεταλλική σκόνη, μη σιδηρούχα κράματα και τα τιλαστικά είναι υλικά ττου χρησιμοποιούνται για την κατασκευή οδοντωτών τροχών αλλά κυρίως χρησιμοποιείται ο χάλυβας, λόγω της υψηλής του αντοχής και το χαμηλό του κόστος. Αλλες ειδικού σκοπού οδοντωτοί τροχοί(γρανάζια) όπως αυτοί που χρησιμοποιούνται στον εξοπλισμό των χημικών ή μεταποίησης τροφίμων, είναι κατασκευασμένα ατιό ανοξείδωτο χάλυβα η κράματα νικελίου, λόγω της αντοχής τους στην διάβρωση και επειδή πρέπει να ικανοποιούν τα υγειονομικά πρότυπα. Οι οδοντωτοί τροχοί που προορίζονται για λειτουργία σε υψηλές θερμοκρασίες είναι κατασκευασμέιόΐ από χάλυβα ή από αυξημένης θερμοκρασίας κράματα. Οι περισσότεροι οδοντωτοί τροχοί είναι κατασκευασμένοι από άνθρακα και χαμηλής περιεκτικότητας χάλυβα. Σε γενικές γραμμές ο χάλυβας που επιλέγεται πρέπει να πληροί δύο βασικές απαιτήσεις. Η μία αφορά την κατασκευή και την επεξεργασία και η άλλη τιου αφορά την ικανότητα να λειτουργεί κάτω από ορισμένες συνθήκες. Κατασκευή και εττεξεργασία όπου περιλαμβάνουν την κατεργασία, την ικα\ ότητα να σφυρηλατηθούν και την ικανότητα να υποστούν θερμική επεξεργασία. Ικανότητα του να λειτουργεί κάτω από ορισμένες συνθήκες, να καλύπτει όλες την μηχανικές του ιδιότητες, συμπερλαμβανομένων αντοχή σε κόπωση. Ανάλογα με τις λειτουργικές ανάγκες και απαιτήσεις κι ύστερα από τον υπολογισμό των βασικών διαστάσεων δύναται να επιλεγεί το υλικό των οδοντωτών τροχών από τον τήνακα Το υλικό αυτό μπορεί μετέπειτα να αλλάξει, εφόσον αυτό απαιτηθεί από τον έλεγχο αντοχής. Χρήση (Μορφή ισχύς και μικρής αρ. στροφών,κ,χ. ανυψωηκά μηχανήματα (μηχανές διακοπτό- «ΛικΧαισοργΙας) ajifloaia ισχύς και μεσαίος αριθμός στροφών κ.χ. μεταφορικά μέσα, μικρές ερχαλειομηχανές ^ΜΟάλη ισχύς και μεγάλος αρ. στροφών,χ.χ. γενικά για κινήσεις μηχανών απαιτήσεις π.χ. αυτοκίνητα, αεροτιλάνα, τιλοία (μεταφορικά μέσα) GG,St42,St50 πλαστικό GG.St50,St60,GS πλαστικό St60,St70 βελτιωμένοι χάλυβες St60,Sl70 -Σκληρομένοι και βελτιωμένοι χάλυβες -Βεληωμένοι χάλυβες Υλικό Σ 2ϊ*5 GG-15,00-20 κλαοτικό 00-20,00-25, ,05-45 κλαστικό GG-30...GG-40 GGG GS Βελτιωμένοι χάλυβες(επίσωτρα) GS-60 -Βελτιωμένοι χάλυβες -Χάλυβες ενανθράκωσης Υποδείξεις επιλογής υλικού για ευθεία και κεκλιμένη οδόντωση Οι μικροί τροχοί (τιινιόν) συνήθως κατασκευάζονται από χάλυβα. Οι μεγαλύτεροι τροχοί, ανάλογα με τις απαιτήσεις γίνονται από χυτοσίδηρο (GG), χυτοχάλυβα (GS) ή από χάλυβα (St). Για εξοικονόμηση δαπανηρού χάλυβα υψηλής ποιότητας και με δυνατότητα θερμικής επεξεργασίας (π.χ. βαφή) της οδόντωσης, η στεφάνη των μεγάλων οδοντωτών τροχών κατασκευάζεται από διαφορετικό υλικό ποιότητας (στεφάνη επίστεψης). Το υλικό του ττινιόν,λόγω περισσοτέρων στροφών και μεγάλων τριβών, πρέπει να είναι τηο σκληρό από το υλικό του τροχού.

31 Στοιχεία αντοχής για Μετωιηκούς nn Κωνιιοϊύς οδοντωτούς τροχούς Θερμικά εηεξεργασμένος θερμικά σιεξεργασμένος Εκίφονειακά σκληρυμένος Σκληρυμένος σε ατμόσφαιρα 15 CrNi 6 lecrnis 17 CrNiMo 6 Πίνακας Στοιχεία αντοχής υλικών για μετωτακούς και κωνικούς οδοντωτούς τροχούς

32 1.11 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Υπάρχουν αρκετά είδη οδοντωτών τροχών αλλά οι δυιλοελικοειδής και οι κωνικοί είναι αυτοί που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε περισσότερες εφαρμογές. Αυτό λόγω της μικρής απόστασης βήματος του δοντιού όπου τους κάνει ευάλωτους σε μεγάλες ταχύτητες και λόγω της κατασκευής τους που τους δίνει το προτέρημα μεγαλύτερης διάρκειας ζωής άρα και περισσότερης αξιοποίησης από εμάς. Ετήσης, κατά την επαφή των οδοντωτών τροχών ο βαθμός ετηκάλυψης δηλαδή το πόσο αλληλοσυμπληρώνει η προηγούμενη οδόντωση την επόμενη είναι πολύ σημαντικός για μια τέλεια σχέση μετάδοσης. Ο κάθε οδοντωτός τροχός πρέτιει να έχει τις κατάλληλες διαστάσεις (κατάλληλο μέτρο, πλάτος, αξονική απόσταση) για να υπάρχει μετάδοση κίνησης και η αντοχή του να είναι κατάλληλη για να αντέξει στις μεγάλες ταχύτητες. Για αυτό το υλικό του κινητήριου τροχού πρέπει να είναι ποιό σκληρό από αυτό του κινούμενου.

33 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΕΣ ΚΟΠΗΣ ΟΔΟΝΤΩΤΩΝ ΤΡΟΧΩΝ 2.1 Φρεζάρισαα αε διαίρεση και εργαλείο uopoiic Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στο φρεζάρισμα, μια διαδικασία κοττής οδοντώσεων με την χρήση κοτιτικού της δισκοειδής μορφής(σχ.2.1.1)ή της μορφής κονδυλίου(σχ.2.1.2). Καθώς τιεριστρέφεται το κοτιτικό, κόβει υλικό από την τιεριφέρεια του κυλίνδρου, αφού ένα διάκενο κοπεί ο τροχός ^ριστρέφεται στην κατάλληλη θέση για να κοτιεί το επόμενο. Αυτό επαναλαμβάνεται μέχρι να κοπούν όλα τα διάκενα του τροχού. Ο τρόπος αυτός εφαρμόζεται με επιτυχία στις εργαλειομηχανές πολλαπλής χρήσης για εκχόνδρυσμα των διακένων των οδόντων στις μετωπικές και κωνικές οδοντώσεις. Η φρέζα μορφής χρησιμοποιείται στις οριζόντιες φρεζομηχανές (σχ.2.1.3) ή στα φρεζοδράπανα. Το φρεζάρισμα γίνεται με την μέθοδο της διαδοχικής διαίρεσης στον απλό διαιρέτη - άμεση διαίρεση, ή στον διαφορικό διαιρέτη - έμμεση διαίρεση(σχ.2.1.4). Δισκοειδής φρέζα μορφής Σχ Φρεζάρισμα της οδόντωσης με κοπτικό εργαλείο κονδύλι μορφής

34 Σχ Φρεζάρισμα της οδόντωσης με την βοήθεια του διαιρέτη Σχ Κατεργασία της οδόντωσης του οδοντωτού κανόνα Ετιειδή στους τροχούς με ίδιο μέτρο και διαφορετικό αριθμό οδόντων η κατανομή του διάκενου των οδόντων διαφέρει, τότε θα πρέπει για κάθε μέτρο και αριθμό οδόντων να υπήρχε και ένα κοπτικό εργαλείο. Αυτό όμως είναι δαπανηρό και αντιοικονομικό και γι αυτό τον λόγο, πρακτικά, για κάθε μέτρο, τα εργαλεία κοπής περιορίζονται σε ομάδες 8 έως 6 εργαλείων, ανάλογα με την απαιτούμενη ακρίβεια. Σημαντικό γεγονός είναι όπ η μέθοδος της διαίρεσης δεν επιτρέπει να παράγονται οδοντωτοί τροχοί με υποκοπές στους πόδες των οδόντων.

35 2.2 Κοττή αε οδοντωτό κανόνα Η διαδικασία αυτή γίνεται με ένα κοπτικό πον έχει την μορφή οδοντωτού κανόνα και τιεριέχει ίσια δόντια συνήθως 3 ή 5. Το κοταικό αυτό λειτουργεί παλινδρομικά σε κατεύθυνση παράλληλη με τον άξονα μετάδοσης όταν κόβει γρανάζια,και παράλληλα με την ελικοειδούς γωνιά κατά την κοπή ελικοειδών οδοντωτών τροχών. Εκτός από την παλινδρομική δράση του κοττηκού, υπάρχει συγχρονισμένη περιστροφή του τροχού με κάθε χτύττημα του κοπτικού, έτσι το υλικό που υπάρχει μεταξύ των δοντιών αφαιρείται και κατανομές εξελιγμένης δημιουργούνται. Η κοπή με οδοντωτό κανόνα είναι οικονομική και χρησιμοποιείται για την κοπή μεγάλων οδοντωτών τροχών. Εφαρμογές: Γρανάζια με υψηλή ακρίβεια και φινίρισμα. Διπλοελικοειδή γρανάζια Σύμπλεγμα γραναζιών Σχ Κοπή με οδοντωτό κανόνα Στάδια κοπής με οδοντωτό κανόνα

36 2.3 Κοπτί αε τιιν αέθοδο Fellows Η μέθοδος αυτή μοιάζει στην κοττή με οδοντωτό κανόνα. Η διαφορά τους είναι ότι το κοτιτικό στην μέθοδο FELLOWS έχει την μορφή οδοντωτού τροχού. Το κοτιτικό λειτουργεί τιαλινδρομικά προς τον άξονα του δοκιμίου και περιστρέφεται ταυτόχρονα όπως στο σχήμα 2.3.1, ενώ μετά από κάθε πλήρη τιεριστροφή του υτιό κοπή τροχού οι άξονες τιεριστροφής κοπτικού και δοκιμίου μετακινούνται ακτινικά αυξάνοντας έτσι το βάθος της επόμενης κοπής. Εδώ εφαρμόζεται η αρχή δύο κυλιόμενων τροχών σε σύμτιλεξη,δηλαδή η κύλιση των αρχικών κύκλων του κατεργαζόμενου τροχού και του εργαλείου κοπής μορφή μετωπικού οδοντωτού τροχού, με ευθεία ή κεκλιμένη οδόντωση τιου επιπλέον εκτελεί και κατακόρυφη παλινδρομική κίνηση. Κατά την πλάνιση της οδόντωσης ο κατεργασμένος τροχός και το εργαλείο κοπής περιστρέφονται μεταξύ τους σαν να είναι ζεύγος οδοντωτών τροχών σε λειτουργία με σχέση μετάδοσης: Ο κατεργαζόμενος τροχός τοποθετείται στην τράπεζα μηχανής και εκτελεί μόνο περιστροφική κίνηση III. Ο τροχός πλάνισης τοποθετείται στην γλεισιέρα της μηχανής που εκτελεί κατακόρυφη τιαλινδρομική κίνηση I (εργασίας - κάτω, επιστροφή εν κενώ - πάνω) και ττεριστρεφόμενη II. Εκτός από των παραπάνω κινήσεων, υπάρχουν και οι βοηθητικές κινήσεις προώθησης του εργαλείου κοπής στο απαιτούμενο βάθος κοπής του διακένου των οδόντων και ατιομάκρυνση του κατεργαζόμενου τροχού από το εργαλείο κοπής ή του εργαλείου από το κατεργαζόμενο τροχό, με σκοπό την αποφυγή της τριβής των οδόντων κατά την τιεριστροφή εν κενώ πάνω. Αυτό γίνεται με τη βοήθεια ειδικής κάμας. Η πλάνιση τελειώνει συνήθως μετά από δύο ή τρείς στροφές του κατεργαζόμενου τροχού (στην πρώτη στροφή γίνεται εκχόνδριση, ενώ στην δεύτερη λείανση των

37 Ετήσης με αυτή την μέθοδο κοττής μπορούμε να κατασκευάσουμε και εσωτερικές οδοντώσεις όπως στο σχήμα Δημιουργία εσωτερικής οδόντωσης με την μέθοδο Fellow

38 2.4 Κοττη με εργα>χίο τύπου Hob(KonTiK0 εογα/χίο αοοωτί; ατέουονηα φρέζας) Σχ Κοπή με εργαλείο τύπου Hob Η αρχή λειτουργίας της μεθόδου αυτής βασίζεται στην συνεργασία του εργαλείου κοπής μορφής ατέρμονα(σχ.2.4.2) - κοχλία με μία ή περισσότερες αρχές, με τον κατεργασμένο τροχό. Η κατανομή του ατέρμονα αντιστοιχεί Β - κατανομή του οδοντωτού κανόνα, η οποία στην οδόντωση με εξελιγμένη έχει μορφή τραπεζοειδή

39 To ύψος της κεφαλής του οδόντα συνηθίζεται να είναι ίδιο με το του ποδός. Κατά βάση με αυτόν τον τρόπο, το εργαλείο κοττής μετατοπίζεται με ταχύτητα που ισούται με την περιφερειακή ταχύτητα του αρχικού κύκλου του τιεριστρεφόμενου κατεργασμένου τροχού. Η ομοιόμορφη μετατότπση των ακμών κοττής του εργαλείου κατορθώνεται με την περιστροφή της φρέζας. Εκτός αυτού, η φρέζα εκτελεί και συνεχή ευθύγραμμη κίνηση κοπής με κατεύθυνση προς τον άξονα του κατεριγασμένου τροχού. Ο κατεργασμένος τροχός σταθεροποιείται από τον κατακόρυφο εμβολέα κι εκτελεί μόνον συνεχή περιστροφική προώθησης III. Η κυλιόμενη ατέρμονη φρέζα (bobbing) εκτελεί περιστροφική κίνηση κοπής I και συγχρόνως συνεχή ευθύγραμμη κίνηση προώθησης Π προς την κατεύθυνση του άξονα του κατεργασμένου τροχού. Ο άξονας περιστροφής της φρέζας Οο κατά την εργασία βρίσκεται σε σχέση με το μετωττικό εττίπεδο του τροχού, κεκλιμένος με μια γωνία ίση με την γωνία πρόωσης της ελικοειδούς τροχιάς στον αρχικό κύλινδρο γο. Στο σημείο επαφής του οδόντα φρέζας με τον τροχό, η εφαπτομένη της ελικοειδούς τροχιάς στο σημείο αυτό συμπίπτει με την πορεία του οδόντα στον τροχό, δηλαδή είναι παράλληλη με τον άξονα 0. Η πλευρά του οδόντα παράγεται ως περικλειόμενη καμπύλη από τις διαδοχικές θέσεις των οδόντων του εργαλείου κοπής. Αυτή η διαδικασία είναι η ττιο παραγωγική από όλες τις μεθόδους κοττής. Ωστόσο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για την παραγωγή γρανάζια και φθαρμένα γρανάζια. Δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κόψει εσωτερικά γρανάζια. Το βασικό πλεονέκτημα είναι δεν απαιτείται επανατοποθέτηση κοπτικού εργαλείο, όπως γίνεται με τον κανόνα. Επίσης, επειδή κάθε διάκενο οδόντων δημιουργείται από πολλούς οδόντες του Hob, η επίδραση τυχόν υπάρχοντας σφάλματος σε ένα οδόντα του κοπτικού επί της κατανομής των παραγόμενων οδόντων εξομαλύνεται από την διαδικασία της κοττής από τα υπόλοιπα δόντια του κοτττηρα. Η διαδικασία κοττής Hobbing αποτελεί σήμερα τον ττιο διαδεδομένο και έναν από τους ταχύτερους τρόπους οδοντωτών τροχών.

40 2.5 Κοτπί οδοντώσεων αε αωαίοεση υλικού Η κοττή οδοντώσεων με αφαίρεση υλικού ή διάνοιξη χρησιμοποιείται για κοπή εσωτερικών και εξωτερικών οδοντώσεων για την δημιουργία ίσιων ή ελικοειδή δοντιών. Η πιο συνηθισμένη κατεργασία όμως είναι, η διάνοιξη εσωτερικών οδοντώσεων. Το σχήμα μας δείχνει τα στάδια κοπής ίσιων εσωτερικών οδοντώσεων. Σχ Στάδια αφαίρεσης υλικού Σχ Διαδικασία οριζόντιας αφαίρεσης υλικού Με την διαδικασία της διάνοιξης αυξάνεται σημαντικά η παραγωγικότητα και ελαχιστοποιείται η ανάγκη για εξειδικευμένους χειριστές μηχανών. Μια από τις διαδικασίες της αφαίρεσης υλικού είναι η εσωτερική διάτρηση. Αρχικά πρέπει να ανοιχτεί μια τρύπα στο κατεργασμένο κομμάτι για να μπορεί να εισαχθεί το εργαλείο διάτρησης(σχ.2.5.3). Το εργαλείο στην συνέχεια εισέρχεται και εξέρχεται μέχρι να δημιουργηθεί, να πάρει την μορφή του εργαλείου.