Széchenyi István Egyetem NYOMATÉKÁTSZÁRMAZTATÓ HAJTÁSOK

Átírás

1 NYOMATÉKÁTSZÁRMAZTATÓ HAJTÁSOK

2 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.

3 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.

4 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.

5 Geometriai alakjuk szerint lehetnek: hengeres, kúpos, globoid fogaskerekek. henger kúp globoid

6 Fogazatuk szerint lehetnek: egyenes, ferde, ívelt, nyíl fogazatú fogaskerekek.

7 A tengelyük relatív helyzete szerint párhuzamos, kitérő, metsző tengelyű fogaskerékhajtások lehetnek. párhuzamos tengelyelrendezés külső fogazattal párhuzamos tengelyelrendezés belső fogazattal

8 kitérő tengelyvonalak esetén használhatunk csavarkerekeket csigát és csigakereket ún. hypoid kúpkerékpárt

9 egymást metsző tengelyvonalak esetén egyenes- ferde- vagy íveltfogazatú kúpkerékpárt

10 A fogaskerekek geometriája Alapfogalmak és jelölések A gördülőkör értelmezése

11 A csúszás nélküli gördülés feltétele, hogy a gördülőkörök kerületi sebessége azonos, vagyis: v 1 = v 2 r 1 *ω 1 = r 1 *2*π*n 1 = r 2 *ω 2 = r 2 *2*π*n 2 A v 1 = v 2 feltételből következik, hogy az áttétel i n n r r 2 vagyis: a fordulatszámok, a szögsebességek és a gördülőkör- sugarak aránya.

12 Ha n 1 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 z z 2 1, ahol z 2 a nagyobb, z 1 pedig a kisebb kerék fogszáma

13 Egyenes fogazatú hengeres fogaskerék elemei és elnevezései Széchenyi

14 Fogaskerekek ábrázolása Hengeres fogaskerék jelképes ábrázolása

15 Kapcsolódó fogaskerékpár Hengeres fogaskerékpár külső kapcsolódása

16 Kapcsolódó fogaskerékpár Hengeres fogaskerékpár belső kapcsolódása

17 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 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. p

18 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

19 Az elemi fogazású fogaskerék ábrázolásához szükséges adatok jelölése, elnevezései és összefüggései: Fejmagasság: Lábhézag: Lábmagasság: Fogmagasság: Osztókörátmérő: Fejkörátmérő: Lábkörátmérő: h a = m c = 0,25 * m h f = 1,25 * m h = 2,25 * m d = m * z d a = d + 2 * m d f = d - 2,5 * m Foghézag: j = p / 20

20 A két fogaskerék tengelytávolsága elemi fogazat esetén - mivel az osztókörök érintik egymást - két osztókör sugár összege: a = r 1 + r 2 behelyettesítve: m* z2 m* z2 z1 z2 a m* Fontos alapösszefüggés még a két osztókör sugár viszonya: r r 1 2 m* z m* z 2 1 z z 2 1 u

21 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 (r b ): r b = r * cos α

22

23 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.

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

25 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.

26 A kúpfogaskerék fogazatának jellemző méretei Széchenyi

27 Fogaskerekek ábrázolása Kúpfogaskerék jelképes ábrázolása

28 A kúpfogaskerék alkatrészrajzán szükséges méretek 1. fejkörátmérő 2. fogszélesség 3. fogcsúcs lekerekítése 4. fogfelület érdessége 5. hátkúpszög vagy váltószöge 6. fejkúpszög 7. fejéltávolság 8. fejkúpcsúcs távolsága

29 Kúpfogaskerék alkatrészrajza Széchenyi

30 Kúpkerékpár Széchenyi

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

32 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

33 Csigakerék és csiga jelképes ábrázolása Csigakerék Csiga

34 Csiga és csigakerék kapcsolódása Széchenyi

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

36 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.

37 Az előbbi jelölésekkel: v1 v2 D 1 * n1 D2* * * n 2 n n 1 2 D D 2 1 i Állandó áttételű, kúpkerekes dörzshajtás Változtatható áttételű, síktárcsás dörzshajtás

38 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.

39 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

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

41 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.

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

43 Az ékszíjak szerkezete W az ékszíjszelvény felső oldalának névleges szélessége Wp az ékszíjszelvény jellemző szélessége T az ékszíjszelvény névleges magassága a 0 az ékszíjszelvény hajlásszöge

44 Az ékszíjhajtás jellemző méretei Nagyobb teljesítmények átvitelére kisebb helyigényű keskeny ékszíjakat használunk. Üzemük max. 40 m/s szíjsebességig biztonságos.

45 Keskeny ékszíjak és ékszíjtárcsák jellemző méreteinek jelölése Széchenyi