ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Ι

ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Ι. ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΚΙΒΩΤΙΑ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ - ΟΔΟΝΤΟΚΙΝΗΣΗ ΓΚΛΩΤΣΟΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ dimglo@teiath.gr Εργαστήριο Επεξεργασίας Ιατρικού Σήματος και Εικόνας (ΕΙΣΕ) Τμήμα Βιοϊατρικής Τεχνολογίας Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Αθήνας Απρίλιος 08

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Εισαγωγή. Οδοντοκίνηση. Υπολογισμός παραμέτρων οδοντοκίνησης. Ασκήσεις

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Εισαγωγή. Οδοντοκίνηση. Υπολογισμός παραμέτρων οδοντοκίνησης. Ασκήσεις

Οδοντωτοί τροχοί -Στις εργαλειομηχανές παρουσιάζεται πολύ συχνά η ανάγκη να μεταδοθεί η κίνηση από μία άτρακτο σε μία άλλη. Όταν οι γεωμετρικοί άξονες των ατράκτων δεν συμπίπτουν, τότε η μετάδοση της κίνησης μπορεί να γίνει με τους λεγόμενους οδοντωτούς τροχούς -Η μετάδοση κίνησης γίνεται με τα επονομαζόμενα κιβώτια ταχυτήτων που αποτελούνται από ηλεκτροκινητήρες, περιστρεφόμενες ατράκτους, οδοντωτούς τροχούς, ιμάντες, τροχαλίες και άλλα στοιχεία που μεταδίδουν την κίνηση από την μία άτρακτο στην άλλη. Εκπαιδευτικές προβολές: https://www.youtube.com/watch?v=h9_klasimy8 https://www.youtube.com/watch?v=zaue9sv0ogs https://www.youtube.com/watch?v=wcu9w9xnwti

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Εισαγωγή. Οδοντοκίνηση. Υπολογισμός παραμέτρων οδοντοκίνησης. Ασκήσεις 5

Οδοντωτοί τροχοί -Οι οδοντωτοί τροχοί είναι δίσκοι που η περιφέρειά τους είναι διαμορφωμένη με εσοχές και εξοχές με κατάλληλη μορφή ώστε να σχηματίζουν δόντια με ορισμένη κατανομή -Τα δόντια του ενός τροχού εισάγονται στα διάκενα των δοντιών του άλλου -Με κατάλληλη επιλογή του αριθμού των δοντιών των τροχών (λόγος μετάδοσης) μπορούμε να προσδιορίσουμε τον επιθυμητό αριθμό στροφών 6

Οδοντωτοί τροχοί Με τους οδοντωτούς τροχούς μπορούμε: α/ να μεταφέρουμε περιστροφικές κινήσεις β/ να μεταβάλλουμε τις στροφές γ/ να μεταβάλλουμε τη φορά περιστροφής δ/ να μεταβάλλουμε τις ροπές στρέψεις Πλεονεκτήματα: -μετάδοση κίνησης στην κινούμενη άτρακτο με μικρότερη ή μεγαλύτερη ταχύτητα ανάλογα με τον αριθμό δοντιών -σταθερή σχέση μετάδοσης λόγω της εμπλοκής των δοντιών -μεγάλη διάρκεια ζωής -περιορισμένες ανάγκες συντήρησης -καλός βαθμός απόδοσης -μεταφορά μεγάλων ισχύων (έως και 7 000 PS για τους παράλληλους) Μειονεκτήματα: -θορυβώδης λειτουργία -υψηλό κόστος κατασκευής -μετάδοση κίνησης με μη ελαστικό τρόπο (δεν αντέχουν κρουστικά φορτία, τα οποία και προβάλλονται στις ατράκτους) -περιορισμένη απόσταση ατράκτων 7

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Εισαγωγή. Οδοντοκίνηση. Υπολογισμός παραμέτρων οδοντοκίνησης. Ασκήσεις 8

Περιφερειακή και περιστροφική ταχύτητα Κατά την εμπλοκή οι αρχικές περιφέρειες των δοντιών εφάπτονται στο σημείο E. Και οι δύο τροχοί στο σημείο αυτό έχουν την ίδια περιφερειακή ταχύτητα η οποία υπολογίζεται ως εξής: do m u 00060 s u do 00060 m s u u όπου d o και d o είναι οι αρχικές διάμετροι του τροχού και αντίστοιχα σε mm, και και είναι οι περιστροφικές ταχύτητες σε rpm 9

Περιφερειακή και περιστροφική ταχύτητα Σχέσεις αρχικών διαμέτρων, περιστροφικών ταχυτήτων και αριθμού δοντιών: Ο λόγος των αρχικών διαμέτρων, ή των δοντιών, είναι αντιστρόφως ανάλογος του λόγου των περιστροφικών ταχυτήτων. Αυτό σημαίνει ότι σε ένα ζευγάρι, ο τροχός με την μεγαλύτερη διάμετρο και τα περισσότερα δόντια θα περιστρέφεται με τις λιγότερες στροφές σε σχέση με τον τροχό με τη μικρότερη διάμετρο και το μικρότερο αριθμό δοντιών: do m u do do u u u 00060 do 00060 s m s d o d 00060 o m s d d o o 00060 m s dom d d o o d m o 0

Σχέση μετάδοσης κινήσεως Η περιστροφική κίνηση μεταδίδεται από την κινητήρια άτρακτο (άτρακτος που ήδη κινείται-) στην κινούμενη άτρακτο (άτρακτος στην οποία θα μεταδοθεί η κίνηση-) Η αύξηση ή μείωση των στροφών προσδιορίζεται από την σχέση μεταδόσεως i: i όπου η περιστροφική ταχύτητα της κινητήριας ατράκτου, η περιστροφική ταχύτητα της κινούμενης ατράκτου

Σχέση μετάδοσης κινήσεως Η φορά περιστροφής του κινούμενου τροχού είναι αντίθετη από την φορά περιστροφής του κινητήριου τροχού Αν απαιτείται η ίδια φορά περιστροφής, μεταξύ των δύο τροχών παρεμβάλλεται ένας τρίτος, ο λεγόμενος τρελός Ο τρελός αλλάζει την φορά περιστροφής αλλά δεν επηρεάζει τη ταχύτητα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Εισαγωγή. Οδοντοκίνηση. Υπολογισμός παραμέτρων οδοντοκίνησης. Ασκήσεις

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ α -Έστω ζεύγος οδοντωτών τροχών για το οποίο δίδονται τα εξής στοιχεία: Αρχική διάμετρος τροχού... d o =80mm Αρχική διάμετρος τροχού... d o =0mm Περιστροφική ταχύτητα τροχού... =600rpm -Ζητούνται: do Περιφερειακή ταχύτητα... U=m/s Περιστροφική ταχύτητα τροχού... = rpm do

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ β Περιστροφική ταχύτητα τροχού... = rpm d d o o d 80mm 600rpm o do 0mm 00rpm Περιφερειακή ταχύτητα... U= m/s do do,80600 u,5m / s 00060 00060 do, 000 u,5m / s 00060 00060 Η διάμετρος του κινούμενου τροχού είναι φορές μεγαλύτερη από την διάμετρο του κινητήριου τροχού Η περιφερειακή ταχύτητα είναι ίδια και για τους δύο τροχούς do 5

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ -Έστω ζεύγος οδοντωτών τροχών για το οποίο δίδονται τα εξής στοιχεία: Αρχική διάμετρος τροχού... d o =0mm Αρχική διάμετρος τροχού... d o =00mm Περιστροφική ταχύτητα τροχού... =00rpm -Ζητούνται: do Περιφερειακή ταχύτητα... U=m/s Περιστροφική ταχύτητα τροχού... = rpm Άσκηση για μελέτη στο σπίτι do 6

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ α -Έστω ζεύγος οδοντωτών τροχών για το οποίο δίδονται τα εξής στοιχεία: Αριθμός δοντιών κινητηρίου τροχού =0 Αριθμός δοντιών κινούμενου τροχού =60 Αρχική διάμετρος κινητηρίου τροχού d o =50mm -Ζητούνται: do Αρχική διάμετρος κινητηρίου τροχού... d o =.mm Σχέση μεταδόσεως... i= do 7

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ β Αρχική διάμετρος κινητηρίου τροχού... d o =.mm d d o o d o d o 50mm d 60 0 o 50mm do Σχέση μεταδόσεως... i= i d d o 50mm 50mm o i 0 60 do Η διάμετρος του κινούμενου τροχού είναι τριπλάσια από τη διάμετρο του κινητηρίου τροχού Το ίδιο ισχύει για τον αριθμό των δοντιών 8

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ -Έστω ζεύγος οδοντωτών τροχών για το οποίο δίδονται τα εξής στοιχεία: Αριθμός δοντιών κινητηρίου τροχού =80 Αριθμός δοντιών κινούμενου τροχού =60 Αρχική διάμετρος κινητηρίου τροχού d o =00mm -Ζητούνται: do Αρχική διάμετρος κινητηρίου τροχού... d o =.mm Σχέση μεταδόσεως... i= Άσκηση για μελέτη στο σπίτι do 9

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 5α -Έστω ζεύγος οδοντωτών τροχών οι οποίοι εμπλέκονται α/ απευθείας και β/ με την παρεμβολή ενδιάμεσου τροχού: Δεδομένα Αριθμός δοντιών ενδιάμεσου τροχού ε = Αριθμός δοντιών τροχού = Αριθμός δοντιών τροχού =6 Περιστροφική ταχύτητα κινητήριου τροχού =60rpm -Ζητούνται: Να βρεθεί η περιστροφική ταχύτητα του κινούμενου οδοντωτού και στις δύο περιπτώσεις Επίσης, να βρεθεί η σχέση μεταδόσεως i και στις δύο περιπτώσεις 0

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 5β περιστροφική ταχύτητα του κινούμενου οδοντωτού τροχού 60rpm 6 0rpm Σχέση μεταδόσεως i 6 i 0rpm 60rpm

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 5γ Α. Ζεύγος - ε Περιστροφική ταχύτητα του τροχού ε 60rpm 80rpm Σχέση μεταδόσεως i i 80rpm 60rpm

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 5δ Β. Ζεύγος ε - Περιστροφική ταχύτητα του τροχού 80rpm 0rpm 6 Σχέση μεταδόσεως i 6 i 0rpm 80rpm Ολική σχέση μετάδοσης i= i * i i i i 0rpm 60rpm i και στις δύο περιπτώσεις ο τροχός κινείται με την ίδια ταχύτητα

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 6 -Έστω ζεύγος οδοντωτών τροχών οι οποίοι εμπλέκονται α/ απευθείας και β/ με την παρεμβολή ενδιάμεσου τροχού: Δεδομένα Αριθμός δοντιών ενδιάμεσου τροχού ε = Αριθμός δοντιών τροχού Αριθμός δοντιών τροχού =8 Περιστροφική ταχύτητα κινητήριου τροχού =60rpm -Ζητούνται: Να βρεθεί η περιστροφική ταχύτητα του κινούμενου οδοντωτού και στις δύο περιπτώσεις Επίσης, να βρεθεί η σχέση μεταδόσεως i και στις δύο περιπτώσεις Άσκηση για μελέτη στο σπίτι

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 7α -Έστω τέσσερεις οδοντωτοί τροχοί οι οποίοι εμπλέκονται απευθείας (σχήμα α) και με την παρεμβολή ατράκτου (σχήμα β): Δεδομένα =6, =, =0, =8, =600rpm -Ζητούνται: Να βρεθεί η περιστροφική ταχύτητα του τροχού και η ολική σχέση μεταδόσεως και στις δύο περιπτώσεις (α) (β) 5

6 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 7β περιστροφική ταχύτητα του οδοντωτού τροχού rpm rpm 00 8 6 600 ολική σχέση μεταδόσεως 8 6 i 600 00 rpm rpm i ΣΧΗΜΑ (α) (β) (α)

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 7γ ΣΧΗΜΑ (β) περιστροφική ταχύτητα του οδοντωτού τροχού 6 600rpm 0 8 5rpm ολική σχέση μεταδόσεως i 6 0 8,8 i 5rpm 600rpm,8 Διπλή μετάδοση (α) (β) 7

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 8 -Έστω τέσσερεις οδοντωτοί τροχοί οι οποίοι εμπλέκονται απευθείας (σχήμα α) και με την παρεμβολή ατράκτου (σχήμα β): Δεδομένα =, =, =, =, =00rpm -Ζητούνται: Να βρεθεί η περιστροφική ταχύτητα του τροχού και η ολική σχέση μεταδόσεως και στις δύο περιπτώσεις Άσκηση για μελέτη στο σπίτι (α) (β) 8

ΓΛΩΣΣΑΡΙ - ΕΠΕΞΗΓΗΣΕΙΣ Πηγή: Πηγή από την οποία ανακτήθηκαν τα δεδομένα (π.χ. εικόνες, γραφήματα, πίνακες) Εκπαιδευτική προβολή: Διαδικτυακό βίντεο που περιγράφει βασικές αρχές λειτουργίας και εφαρμογές Ασκήσεις: Άλυτες ασκήσεις για μελέτη στο σπίτι 9