ΟΔΟΝΤΩΣΕΙΣ. Κιβώτιο ταχυτήτων

Transcript

1 Οδοντωσεις

2 ΟΔΟΝΤΩΣΕΙΣ Κιβώτιο ταχυτήτων

3 ΟΔΟΝΤΩΣΕΙΣ Μειωτήρας στροφών με ελικοειδείς οδοντωτούς τροχούς

4 ΟΔΟΝΤΩΣΕΙΣ: Κωνικοί οδοντοτροχοί

5 ΟΔΟΝΤΩΣΕΙΣ : Κορώνα - Ατέρμονας κοχλίας

6 ΟΔΟΝΤΩΣΕΙΣ Ανταλλακτικοί τροχοί τόρνου

7 ΟΔΟΝΤΩΣΕΙΣ Τρόποι μετάδοσης της κίνησης: α) Οδοντωτοί τροχοί β) Οδοντωτοί κανόνες γ) Ατέρμονες κοχλίες

8

9

10 ΟΔΟΝΤΩΣΕΙΣ-Κοπή δοντιών α,β) Κοπή με εργαλεία μορφής γ) Σύστημα κοπής Fellows δ) Σύστημα κοπής Sunderland ε, στ) Σύστημα κοπής με εργαλείο Hob

11 ΟΔΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ α) Παράλληλοι με εξωτερική οδόντωση β) Παράλληλοι με εσωτερική οδόντωση γ) Ελικοειδείς δ) Γωνιώδεις ε) Οδοντοτροχός- οδοντωτός κανόνας στ,ζ,η) Κωνικοί

12

13 ΟΔΟΝΤΩΣΕΙΣ Μετάδοση κίνησης: α) Άξονες παράλληλοι (τροχοί με ευθύγραμμα ή ελικοειδή δόντια) β) Άξονες τεμνόμενοι ( κωνικοί τροχοί) γ) Άξονες ασύμβατοι (ελικοειδείς τροχοί ή ζεύγος κορώναατέρμονας κοχλίας)

14 ΟΔΟΝΤΩΣΕΙΣ: Αντιστροφή κίνησης

15

16

17 Πλεονεκτήματα Μετάδοση Χωρίς ολίσθηση Αντοχή Διάρκεια ζωής Απόδοση Όγκος λειτουργίας Συντήρηση Θερμοκρασίες Μειονεκτήματα Κόστος Θόρυβος λειτουργίας Απόσβεση κρουστικών φορτίων

18

19

20

21

22

23

24

25

26 Εξειλιγμένη καμπύλη

27

28 Βασικά Γεωμετρικά Μεγέθη p: βήμα

29 ΟΔΟΝΤΩΣΕΙΣ: Τιμές του μοντούλ

30 + h a = m - h f = 1, 17 m

31 Δυνάμεις Fr F Ft N N

32 N N

33

34

35 W t = T r = N v

36 Κάμψη οδόντα Εξίσωση Lewis όπου και p d = N (αριθμος οδόντων) d = N m N = 1 m

37

38

39 Κο Συντελεστής Υπερφόρτισης

40 Ks Συντελεστής Μεγέθους

41 Κm Συντελεστής Κατανομής Φορτίου

42 Cpf Cpf Dp: Διάμετρος Pignion

43 Cma Common gears Commercial gears Precision gears High precision gears

44 KB ht tb mb= tb ht mb= tb ht

45 Kv

46 Αντοχή σε κάμψη Τάση κάμψης <= Επιτρεπόμενη Τάση σε κάμψη S t <=S at Sat S F =συντελεστής ασφαλείας Υ θ (ή K T )=1 για θ<=120 ο C Υ θ (ή K T )= 240+θ 320 για θ>120ο C

47

48

49 * *Το συναντούμε και ως K L

50 * *Το συναντούμε και ως Υ Ζ

51 Παράδειγμα 1. Στο πλαίσιο της μετάδοσης Ισχύος 2 hp από ένα ηλεκτροκινητήρα σε ένα αναβατόριο (μηχάνημα με μέτρια κρουστικά φορτία), εντάσσεται μια βαθμίδα μείωσης με οδοντωτούς τροχούς, από 600 RPM στις 200 RPM. Οι είναι τροχοί συμπαγείς (χωρίς στεφάνη), με γωνία εξειλιγμένης 20 ο, modul 2mm.

52 Ο αριθμός οδόντων του μικρού τροοχού N1=40. Πλάτος οδόντων F=22 mm. Οι οδοντωτοί τροχοί είναι μαζικής παραγωγής (κοινοί) με ποιότητα κατασκευής Q=7. Το υλικό κατασκευής είναι χάλυβας ποιότητας 1 (ΗΒ=300) για το pignon και χάλυβας ποιότητας 2 (HB=300) για το συνεργαζόμενο τροχό.

53 Οι υπολογισμοί θα πρέπει να είναι αξιόπιστοι για τουλάχιστο ώρες λειτουργίας έτσι ώστε να αναμένεται βλάβη με πιθανότητα μικρότερη του 0,001. H θερμοκρασία θα διατηρείται σε επίπεδα κάτω των 100 ο C. Να γίνει έλεγχος, με τη μέθοδο AGMA, αν το ζεύγος οδοντωντών τροχών αντέχει στις συνθήκες αυτές με συντελεστή ασφαλείας για κάμψη S F =1,5.

54

55 Αριθμός οδόντων μικρού τροχού (pignon) N 1 =40, Επειδή μοντούλ m=2 mm η αρχική διάμετρος του pignon είναι d 1 =N 1 m=40x2=80mm

56 Η σχέση μετάδοσης είναι i=600/200=3 Άρα αριθμός οδόντων συνεργαζόμενου τροχού N 2 =i N 1 =3x40=120 η αρχική διάμετρος του συνεργαζόμενου τροχού είναι d 2 =N 2 m=120x2=240 mm

57

58 Wt

59 Καμπτική Τάση s t s t W t FmJ

60 Wt=596.8 Nt F=22mm, m=2mm

61 j 2 =0,465 j 1 =0,425 Γεωμετρικός Συντελεστής J

62 Wt=596.8 Nt F=22mm, m=2mm J1=0,425, J2=0,465

63 Συντελεστής Υπερφόρτισης Κο Το αναβατόριο είναι ένα μηχάνημα που χαρακτηρίζεται από ελαφρά κρουστικά φορτία.

64 Wt=596.8 Nt F=22mm, m=2mm J1=0,425, J2=0,465 Κο=1,25

65 K v =1,24 Δυναμικός Συντελεστής Κv (ή και Cf)

66 Wt=596.8 Nt F=22mm, m=2mm J1=0,425, J2=0,465 Κο=1,25, Kv=1,24,

67 Συντελεστής Μεγέθους Κs

68 Wt=596.8 Nt F=22mm, m=2mm J1=0,425, J2=0,465 Κο=1,25, Kv=1,24, Ks=1,

69 Συντελεστής Κατανομής Φορτίου Κm Km=1+Cpf+Cma=1+0,26+0,2=1.28 0,26 0,02 F/Dp=22/80=0,25

70 Wt=596.8 Nt F=22mm, m=2mm J1=0,425, J2=0,465 Κο=1,25, Kv=1,24, Ks=1, Km=1,28 K B =1 (Τροχοί χωρίς στεφάνη)

71 Wt=596.8 Nt F=22mm, m=2mm J1=0,425, J2=0,465 Κο=1,25, Kv=1,24, Ks=1, Km=1,28 K B =1 (Τροχοί χωρίς στεφάνη) Για το pignon 1 1 =

72 Wt=596.8 Nt F=22mm, m=2mm J1=0,425, J2=0,465 Κο=1,25, Kv=1,24, Ks=1, Km=1,28 K B =1 (Τροχοί χωρίς στεφάνη) Για το συνεργαζόμενο τροχό 2 2 =

73

74 Επιτρεπόμενη τάση σε κάμψη Sat (Mpa) Sat 1 =360 MPa Sat 2 =200 MPa

75 Sat1=360 Mpa, Sat2=200 Mpa -

76 *Το συναντούμε και ως K L * Αριθμός κύκλων = ώρες x 60 λεπτά/ώρα x 600 RPM =3,6x10 8 K L =0,85

77 Sat1=360 Mpa, Sat2=200 Mpa K L =0,85, K T =1 (για θερμοκρασίες κάτω των 100 ο C ) K R =1,25

78 Sat1=360 Mpa, Sat2=200 Mpa K L =0,85, K T =1 (για θερμοκρασίες κάτω των 100 ο C ) K R =1,25, S F =1,5 Για το pignon 1 1 = 360 0, 85 1, 5 1 1, 25 = 163 MPa

79 Sat1=360 Mpa, Sat2=200 Mpa K L =0,85, K T =1 (για θερμοκρασίες κάτω των 100 ο C ) K R =1,25, S F =1,5 Για το συνεργαζόμενο τροχό 2 2 = 200 0, 85 1, 5 1 1, 25 = 90 MPa

80 Εξίσωση Buckingham Πίεση Επιφάνειας

81 Αντοχή σε πίεση επιφάνειας Πίεση Επιφάνειας<= Επιτρεπόμενη Πίεση Επιφάνειας Sac

82 Cp

83

84

85 Αντοχή σε πίεση επιφάνειας Πίεση Επιφάνειας<= Επιτρεπόμενη Πίεση Επιφάνειας S Η =συντελεστής ασφαλείας Υ θ (ή K T )=1 για θ<=250 ο C

86

87 * *Το συναντούμε και ως Ζ W

88

89

90 Παράδειγμα 2. Για το ζεύγος των οδοντωτών τροχών του παραδείγματος 1, να γίνει έλεγχος, με τη μέθοδο AGMA, αν το ζεύγος οδοντωντών τροχών αντέχει στις συνθήκες, που περιγράφονται στο παράδειγμα 1, με συντελεστή ασφαλείας για πίεση επιφάνειας S Η =1,2.

91 Πίεση Επιφάνειας s C s C W t Fd 1 I

92 Wt=596.8 Nt F=22mm, d1=80 mm Κο=1,25, Kv=1,24, Ks=1, Km=1,28

93 Cp

94 Wt=596.8 Nt F=22mm, d1=80 mm Κο=1,25, Kv=1,24, Ks=1, Km=1,28 Cp=191

95 Γεωμετρικός Συντελεστής Ι =0,135 i=3

96 Wt=596.8 Nt F=22mm, d1=80 mm Κο=1,25, Kv=1,24, Ks=1, Km=1,28 Cp=191, I=0,135 = = , 25 1, , 28 = 426 MPa , 135

97 Επιτρεπόμενη Πίεση Επιφάνειας s C.επ K T =1 (για θερμοκρασίες κάτω των 100 ο C ) K R =1,25, S Η =1,2

98 Sac 1 =970 MPa Sac 2 =890 MPa

99 Επιτρεπόμενη Πίεση Επιφάνειας s C.επ Sac1=970 MPa, Sac2=890 Mpa, K T =1 (για θερμοκρασίες κάτω των 100 ο C ) K R =1,25, S Η =1,2

100 Z N =0,8 Αριθμός κύκλων = ώρες x 60 λεπτά/ώρα x 600 RPM =3,6x10 8

101 Επιτρεπόμενη Πίεση Επιφάνειας s C.επ Sac1=970 MPa, Sac2=890 Mpa, Z N =0,8 K T =1 (για θερμοκρασίες κάτω των 100 ο C ) K R =1,25, S Η =1,2

102 * *Το συναντούμε και ως Ζ W

103 Επιτρεπόμενη Πίεση Επιφάνειας s C.επ Sac1=970 MPa, Sac2=890 Mpa, Z N =0,8, C H =1 K T =1 (για θερμοκρασίες κάτω των 100 ο C ) K R =1,25, S Η =1,2 Για το pignon 1 1 = 970 0,8 1 1,2 1 1,25 = 517 MPa

104 Επιτρεπόμενη Πίεση Επιφάνειας s C.επ Sac1=970 MPa, Sac2=890 Mpa, Z N =0,8, C H =1 K T =1 (για θερμοκρασίες κάτω των 100 ο C ) K R =1,25, S Η =1,2 Για το συνεργαζόμενο 2 2 = 890 0,8 1 1,2 1 1,25 = 474 MPa

105

106 ΟΔΟΝΤΩΣΕΙΣ: Κωνικοί οδοντοτροχοί Γωνίες λειτουργίας των αξόνων

107 ΟΔΟΝΤΩΣΕΙΣ 1. Ατέρμονας κοχλίας 2. Κορώνα Γεωμετρικά στοιχεία ατέρμονα κοχλία

108 ΟΔΟΝΤΩΣΕΙΣ

109 ΟΔΟΝΤΩΣΕΙΣ 1. Παράλληλοι οδοντωτοί τροχοί 2. Ελικοειδείς οδοντωτοί τροχοί

110 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΟΔΟΝΤΩΣΕΩΝ Βήμα t = m*π Αρχική διάμετρος d = z*m Διάμετρος κεφαλής dk = m*(z+2) Διάμετρος ποδιού df = m*(z-2,34) Ύψος κεφαλής hk = m Ύψος δοντιού hf = 1,17m Πάχος δοντιού s = 0,5t Μήκος δοντιού b = (6-16)m