FOGASKERÉKHAJTÁSOK II. (Vázlat)

Átírás

1 FOGASKERÉKHAJTÁSOK II. (Vázlat) Kúpkerék hajtások 1

2 Kúpkerék hajtás Egymást metsző tengelyek között a hajtás átvihető kúpfogaskerék párral A kúp-fogaskerekek osztókúpjukon csúszás nélkül gördülnek le egymáson, áttételük szintén kifejezhető fogszám viszonyukkal, illetve a és osztókúp félszögek szinuszainak arányával: z i z 1 2 sin 1 sin 2 A tengelyek által bezárt szög: = Amennyiben a tengelyek merőlegesek egymásra, =90, tg 1 =1/i, tg 2 =i. Fogaskerékhajtások a = 0 és = 90 kúpfogaskerekek 2

3 Hipoid fogaskerékpárok Nagy terhelésű, kitérő tengelyű fogaskerék párok. Hasonlítanak a kúpkerékpárokhoz, de tengelyeik kitérők. A kiskereket mind a két oldalon megcsapágyazhatják. A hipoid fogazatú hajtás kis kereke nagyobb és merevebb, mint az azonos méretű kúpkerékpáré, nagyobb a kapcsolószám, egyenletesebb a forgásátvitel, csendesebb a hajtás. A hipoid kerekek rendszerint ívelt fogazattal készülnek, a fog közepére lokalizált hordképpel. A fogaskerekek nem csak a fog magassága, hanem a foghossz mentén is csúsznak, ami növeli a súrlódási veszteséget, a hajtás hőmérsékletét, és a berágódási veszélyt. A berágódás megakadályozása különleges adalékokkal (EP) ellátott hajtómű olajokat használnak (Hipoid olajok). Csigahajtás a 0 és = 90 csigahajtás 3

4 Csigahajtások A csigahajtópárok kitérő tengelyű fogaskerékhajtások. A csigakerék és a csiga tengelye rendszerint egymásra merőleges síkban helyezkedik el. Leggyakoribb a hengeres csiga (egyszeresen burkolt csigahajtópár) ritkább a globoid csiga (kétszeresen burkolt csiga-hajtópár). Hengeres csigahajtások 4

5 Hengeres csigahajtópár jellemzői CSIGA: alapprofilszög: o =20 o csiga fogszám (menet bekezdések száma): z 1, modul: m, átmérő hányados: q, = d 1 /m a csiga közép átmérője: d m1 =qm, fejkör átmérőj: d a1 =d m1 +2m, lábkör átmérője: d f1 =d m1-2,5m, osztása p x =mπ, menetemelkedése p z =z 1 p x, csavarparaméter: p=p z /2π a menetemelkedés szöge: m =arctg (p z /d m1 π)= arctg (z 1 /q). CSIGAKERÉK: fogszám: z 2, a csigakerék osztókör átmérője: d 2 =z 2 m, fejkör átmérője: d a1 =d 2 +2m, lábkör átmérője: d f1 =d 2-2,5m, átétel: i=z 2 /z 1 =d 2 /2p tengelytávolsága: a=(dm 1 +d 2 )/2 + xm. Hengeres csigahajtások A csigahajtópár érintkezési felületén nagy relatív csúszás alakul ki, nagy a súrlódási veszteség (kicsi a hatásfok) és a kopás, különösen nagy áttétel (kis menetemelkedés) esetén. A csigahajtópár hatásfoka, ha a csiga hajt: ha a csigakerék hajt: tg( m ) tg( ) ahol a fogsúrlódás látszólagos félkúpszöge: n a kapcsolószög a normál metszetben. Önzáró a csigahajtás, ha m. m tg m tg( ) m arctg cos n 5

6 Hengeres csigahajtások A csigahajtópár teherbírását a felszíni teherbírás, a fogtő szilárdság, a kopás, a melegedés, vagy a csiga lehajlás korlátozza A csigakerekeket rendszerint bronzból, a csigákat pedig edzett acélból készítik, és meneteit köszörülik. Kisebb követelmények esetén a csigakerekeket öntöttvasból, alumíniumbronzból, poliamidból stb. gyártják. A nagy csúszás és súrlódási veszteség miatt gondoskodni kell a csigahajtások hatékony kenéséről, esetleg hűtésérő is. A kenésre nagy viszkozitású, súrlódás- és kopáscsökkentő adalékkal ellátott kenőolajokat használnak. A kisebb csigahajtóművek merülő olajozással, a nagyobbak szivattyús olajozással készülnek. Az alsócsigás hajtóművek kenése kedvezőbb, mint afelső vagy oldalsó csigás hajtásoké. Bolygóművek A bolygómű teljesítmény megosztással működő, nagy teljesítmény sűrűségű fogaskerék hajtómű. Nagy sebességű bolygómű akár 140 MW teljesítmény átvitelére is alkalmas, hatásfokuk elérheti a 99,2%-ot. A bolygómű két szabadságfokú működésre is képes: teljesítményösszegzésre és elágaztatásra egyaránt alkalmas (összegzőmű, differenciálmű). Váltómű is készülhet belőlük. Elemeik: a- napkerék, b-bolygókerék, c-kar, d-gyűrűkerék, e- ház). Rendszerint az egyszerű bolygómű hatásfoka kedvezőbb, mint a fogaskerék áthajtóműveké. Megfelelő szerkezeti kialakítással igen nagy áttételű bolygómű is készíthető. 6

7 Bolygóművek Kétlépcsős mini bolygómű, villamos motorral Nehéz jármű kereket hajtó bolygómű hidromotorral Bolygóművek 2 MW teljesítményű szélerőművek tengerbe telepítve. Bolygóműves hajtóművekkel felszerelve. 7

8 Bolygóművek Bolygóműves gyorsító hajtómű Lapát állítás bolygóművel Gondola forgató bolygómű Bolygóművek Nagyteljesítményű jármű bolygóműves automata sebességváltója. 8

9 Ciklohajtómű Ciklohajtómű elemeinek kapcsolódása Két bolygókerék egymás mögött Lorenz Braren létrehozta a CYCLO Getriebebau céget a hajtómű gyártására. Szabadalmát megvette SUMITOMO japán cég 1935-ben ben a SUMITOMO megvette a CYCLO Getriebebau céget. Ciklohajtóművek A ciklohajtómű nagy áttételű bolygómű, nyújtott ciklois fogazatú bolygókerekekkel, csapágyazott csapos gyűrűkerékkel. Kicsi a fogsúrlódás. A különleges fogalak és a nagy kapcsolószám miatt a ciklohajtómű teherbírása igen nagy, teljesítmény sűrűsége valamennyi hajtás közül a legnagyobb. A gördülő súrlódás miatt a ciklohajtómű előfeszíthető, gyakorlatilag játékmentes a hajtás. Pozicionálási pontossága 2-3 szögperc. Nagypontosságú robotok és szerszámgépek hajtása. Igen nagy teherbírás, nagyon megbízható hajtás, statikusan akár ötszörösen is túlterhelhető. 9

10 Teijin Seiki ciklohajtómű TEIJIN SEIKI ciklohajtómű nyújtott ciklois fogazatú bolygókerekei Teijin Seiki ciklohajtómű Gyártás 1986 óta Japánban. TEIJIN SEIKI ciklohajtómű Behajtás az bolygóművön keresztül, kihajtás a karon át. Nagy merevség. Pontosság < 1 Nagy teherbírás (statikusan 5-szörösen túlterhelhető) Áttétel =

11 Ciklohajtómű Ipari robot Mélynyomó nyomdagép Fonógép Hullámhajtómű Egymásba helyezett, kis kerület különbséggel rendelkező kerekek között, az egyik rugalmas alakváltozásával, alakkal záró kapcsolat (pl. fogazott hullámhajtóművek), vagy erővel záró kapcsolat (dörzs hullámhajtóművek) hozható létre. Az elemek egymáson legördülésük közben, fordulatonként, kerületük különbségének megfelelő szöggel fordulnak el egymáshoz képest. Ezt az elvet C. W. Musser ben szabadalmaztatta az USA-ban, és az általa tervezett hullámhajtóműveket a repülőgép iparban, valamint az űrkutatásban kezdték alkalmazni. A hullámhajtómű három fő eleme: a rugalmas kerék, a merev kerék, és a generátor. 11

12 Hullámhajtóművek Hullámhajtóművek Nagy áttételű, nagy teherbírású fogaskerék hajtómű. A belső fogazású merev gyűrűkerékhez a generátor nyomja hozzá a vékony rugalmas kereket. A generátor forgásával együtt forog a deformációs hullám, miközben a rugalmas kerék egy generátor körülfordulás hatására a merev gyűrűkerékhez képest a fogszám különbségnek megfelelő mértékben elfordul. A fogszámkülönbség rendszerint 2. A nagy áttétel és a kis alakváltozás érdekében nagy a fogszám, kicsi a modul. A hajtóművek áttétele , a kettős hullámkerékű hajtóműé t is lehet. 12

13 Hullámhajtóművek A hullámhajtóműben egyidejűleg a fogak %-a is kapcsolatban lehet. Nagy teherbírás, fogtörés gyakorlatilag nem fordul elő. A golyós bütykös generátorral készült hullámhajtóműben a fogaskerekek fogai előfeszíthetők, a hullámhajtómű játékmentessé tehető. A sok kapcsolódó fog miatt a fogazat osztás hibája a mozgás átvitel pontosságát alig befolyásolja, ezért az előfeszített hullámhajtómű kimenő tengelyének beállítási pontossága elérheti a 30 szögmásodpercet. A hullámhajtóműveket gyakran használják nagy áttételű és pontos mozgást megvalósító hajtásokra (robotok, szerszámgépek, műszerek, parabolaantennák), valamint olyan szerkezetekben, ahol kis helyen nagy terhelést kell átvinni (közvetlen kerékhajtások, pl. Holdjárók, Mars jármű stb. Hullámhajtóművek Repülőgép szárny lapátok állítása hullámhajtással 13

14 Hullámhajtóművek Robot karok, megfogók mozgatása hullámhajtóművekkel. 14