MISKOLCI EGYETEM GÉ PÉ SZMÉ RNÖ KI KAR Sersámgépe Tasée FORGÁ CSOLÓ SZERSZÁ MGÉ PEK FOKOZATOS FŐ HAJTÓ MŰ VEI Otatá si segédlet Misolc, 00 PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com
MISKOLCI EGYETEM GÉ PÉ SZMÉ RNÖ KI KAR Sersámgépe Tasée FORGÁ CSOLÓ SZERSZÁ MGÉ PEK FOKOZATOS FŐ HAJTÓ MŰ VEI Otatá si segédlet A otatá si segédletet Dr. Tajafői Jó sef és Dr.Taá cs Erőegyetemi jegyetei alapjá ö sseá llította, serestette: Dr. Jaab Edre Misolc, 00 PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com
TARTALOMJEGYZÉ K Beveetés.... Fooatos főhajtóműve fucióválatai bloválatai).... A iematiai terveést meghatároó techológiai jellemő.... Fooatos főhajtóműve fordulatsámsorai.... A fooatos hajtóműve iematiai elemei... 9. Fogaserees hajtó mű egysége, iematiai vá lato 9.. Á lladó á ttételű és csereerees hajtó mű egysége... 0.. Toló erees hajtó mű egysége..... Tegelyapcsoló s hajtó mű egysége... 5.. Előtéttegelyes hajtó mű egysége... 6 5. Ö ssetett hajtóműve... 7 5. Sabá lyos hajtó mű ve... 7 5. Túlfedett hajtó mű ve... 5. Előtéttegelyes hajtó mű ve... 5 5. Pó lusvá ltó s motoro alalmaá sa... 6 5.5 Kö ö s fogaserees hajtó mű ve........ 7 5.6 A fogaseree fogsá má a meghatá roá sa..... 9 5.7 Fooatos főhajtó mű ve teljesítméy- és yomatévisoyai... 6. Fooatos főhajtómű terveése (Példa)... 6. A főhajtó mű sabá lyoható sá gá a meghatá roá sa... 6. A fooatsá m... 5 6. Hajtó mű egyelete... 5 6. Sereeti- és fordulatsá má brá, iematiai vá lat... 5 6.5 A fogsá mo meghatá roá sa... 7 6.6 A fordulatsá mhibá sá mítá sa... 9 6.7 A hajtó mű teljesítméy- és yomatévisoyai... 0 6.8 Tová bbi megoldá svá ltoato... 7. A ERI 50 NC estergagép főhajtóműve 7. Sereeti ialaítá s, iematiai visoyo Irodalom... 7 PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com
FORGÁ CSOLÓ SZERSZÁ MGÉ PEK FOKOZATOS FŐ HAJTÓ MŰ VEI Forgómogást létrehoó mechaius főhajtóműve iematiai elemei Beveetés A megmuá ló gépe örébe a fémforgá csoló sersá mgépe a legfotosabb gépcsoportot épei. A relatív mogá soat létrehoó elemi mogá so teljesítméyigéye agyo ülö bö ő. A legagyobb teljesítméyigéyű mogá soat forgá csoló főmogá soa evei, amelye teljesítméye legalá bb ét agysá greddel haladja meg a előtoló mogá soét. A forgá csoló főmogá st főhajtó mű ve bitosítjá, eért serepü a gépee belül iemelt. A muadarab megmuá lá si potossá ga a főhajtó mű és a főorsó műödésétől ugyacsa agymértébe függ. A orá bba site iá ró lagos fooatos főhajtó mű ve elméleti alapjait és gyaorlati alalmaá sait magas site mutatja be TAJNAFŐ I, J. és TAKÁ CS, E. a [, ] egyetemi jegyetebe. A [, ]-be leírta ma is helytá lló a és alalmaotta, eért a fooatos főhajtó mű ve iematiai visoyaia bemutatá sá ho eeet a műveet vettü alapul. Ugyaaor felhasá ltu a elismert émet serő, [6, 7, 8] ö ssefoglaló mű veit is, amelye a émet sersá mgépipar értées tapastalataibó l is táplá lota. A mechaius és eletromechaius főhajtá soá l midig forgó mogá sú hajtó mű veel dolgou. E egyrést aal magyará ható, hogy a forgó mogá so előá llítá sa villamos forgó motoroal egyserű. Tová bbá a egyees voalú mogá soho is forgó mogá sú hajtó mű veet célserű alalmai és csa a iematiai lác végére épített forgó /haladó mogá s-á talaító mechaimus (forgattyús, legőhimbá s, fogaseré - fogasléc, stb.) bitosítja a haladó mogá st. A forgó mogá sú sersá mgépe és főhajtá so jeletősége és iemelt serepe abbó l adó di, hogy csa folytoos forgó mogá soá l hasá lható i a ülöbö ő miőségű sersá mo (gyorsacél, eméyfém, erá mia, stb.) optimá lis és gadasá gos vá gó sebességei. Mechaius, sofooatú főhajtó műveél a fordulatsá m vá ltotatá sa alapvetőe mechaiai sereeteel törtéi. A sofooatú főhajtó mű veet a sá mjegyveérlésű (NC) sersá mgépeél isorítottá a orserű, fooatélüli hajtá so, eért jeletőségü csö et. Termésetese vaa tová bbra is olya területe, ahol a fooatos hajtó mű ve tová bbra is gadasá gosa, tová bbá a hagyomá yos sersá mgépe még hossú ideig solgá ljá a termelést. A orserű fooatélüli hajtá soá l is gyara talá lható is fooatsá mú hajtó mű, amelye terveéséhe a itt megismerte alapul solgá la. PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com
Fooatos főhajtóműve fucióválatai (bloválatai) A.a, b á brá a forgó főmogá sú, a. á bra a haladó főmogá sú mechaius fooatos hajtó mű ve fució ra jellemő válatoat semlélteti, amelyeet soá s blová latoa is evei. A á brá jelö lései: - főmotor á lladó, vagy fooatosa á llítható fordulatsá mú, - tegelyapcsoló, - fé, - irá yvá ltó, 5- a forgó mogá s agysá gá t beá llító fooatos vagy fooat élüli mechaius hajtó mű, esetleg á lladó á ttétel, 6- főorsó (forgó sá ), 7- forgó /egyees voalú mogá s-á talaító mechaimus (forgattyús-himbá s, fogaseré- fogasléces, orsó - aya, stb.), 8- haladó mogá sú sá. A - főmotor és a mechaius hajtó mű öött redserit á lladó á ttételű ésíjhajtá s, vagy fogaserees hajtá s található, amelyet itt em á brá oltu. A motor tegelye pá rhuamos, vagy merőleges lehet a főorsó tegelyére. 5 6 5 6 a. b.. á bra: Forgó főmogá sú, fooatos főhajtó mű ve fució vá lata A.a á bra seriti fució vá lat a egyetemes sersá mgépe főhajtá saira jellemő. A hajtá s célgépi, vagy speciá lis megmuá ló egységeél egyetle á lladó á ttételre egyserű sö di, ami lehet fogaserees (csereerees is) pl. célgépeél, vagy lapos síjas (eseteét cserélhető síjtá rcsá al) pl. célgépi fiomfúró, vagy furatö sö rű egységeél (.b á bra). E esetbe a fordulatirá y megvá ltotatá sá ra ics süség a á lladó techoló gia övetetébe. A fordulatirá y váltotatá sa süség eseté motorral, vagy reverá ló ésüléel tö rtéi. A főorsó féeéséről a motorral egybeépített erőá ró (súrló dó ) fé godosodhat, amely rugó s műödtetésű. A motor idításaor a rugó sorítá st (a féeést) eletromá ges oldja. PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com
A. á bra a haladó főmogá sú mechaius hajtó mű ve blová latá t semlélteti. Ha a alterá ló mogá st olya 7 ö irá yvá ltó sereet hoa létre-, mit amilyee a ülöbö ő forgattyús mechaimuso-, a irá yvá ltó sereet elmarad. A haladó főmogá s létrehoá sá ba a jövőbe sá mítai lehet a forgó servomotoros és a lieá ris motoros hajtá so megjeleésére. 5 7 8. á bra: Haladó főmogá sú fooatos hajtó mű fució vá lata A iematiai terveést meghatároó jellemő A forgá csoló sebesség a sersá m vagy a muadarab d á tmérőjéből és fordulatsá má bó l hatá roható meg. A forgá csoló sebességet és a fordulatsá mot egyserű e v és betű jelö li: dπ v (m/perc), ö sö rülésél 000 dπ v (m/sec). () 000 60 A behelyettesítés mértéegységei: d (mm), (f/perc). A megmuá lá st célserű e a sersá mra jellemő gadasá gos forgá csoló sebességgel végi, amelyél a megmuá lá si és sersá m öltsége a legisebbe. A gadasá gos forgá csoló sebesség értéét a sersá mgépe alalmaott sersá m és a muadarab ayagmiősége, alaja és mérete, a megmuá lá s fajtá ja és módja, a ívát felületmiőség hatá roa meg elsődlegese. Ee megfelelőe a főhajtó mű veél több forgá csoló sebesség beá llítá sa, vagy folyamatos váltotatá sa süséges egy v mi -v max forgá csoló sebesség tartomá yba, amelye sélessége egyetemes sersá mgépeél a sooldalú megmuá lá si feladato miatt agyobb, célgépeél, sű ített redeltetésű gépeél isebb. A megmuá ladó, vagy a sersá m á tmérőet a d mi -d max itervallummal jelö ljü i. A ét tartomá y felvétele utá meghatá roható a süséges fordulatsá mo legisebb ( mi ) és legagyobb ( mi ) értéei abbó l a feltételből, hogy: PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com
a legagyobb sersá m, vagy muadarab á tmérő is bitosítai ell a v mi, legisebb forgá csoló sebességet (agyolá sho) és, hogy a legisebb sersá m, vagy muadarab á tmérő is bitosítai ell a v max, legagyobb forgá csoló sebességet (simítá sho): 000 v mi mi, d π max 000 v max max. () d π mi A fordulatsá mo legagyobb és legisebb értéeie háyadosa a fordulatsá m vagy teljes sabá lyoható sá g (S), amely a sebesség sabá lyoható sá g (S v ) és a á tmérősabá lyoható sá g (S d ) sorataét is sá mítható : v d S vs d. () v d max max max S mi mi mi A forgá csoló sebessége és a á tmérő miimá lis és maximá lis értéei terveési alapparamétere. Termésetese egy sersá mgépe aá r érus értée is elérhető, példaét említhetőa erestestergá lá s, vagy a maximá lisá l agyobb sebessége is ialaulhata agyobb á tmérőél, vagy pl. be em terveett, magasabb gadasá gos forgá csoló sebességű sersá moá l. A sabá lyoható sá g ige eltérő lehet még aoos géptípusoá l is. Egyetemes sersá mgépeél soá sos értéei 80 50 ö ö tt talá lható. A legisebb és legagyobb fordulatsá mo öötti tartomá yba a fordulato fooatosa vagy fooat élül á llítható be. A főhajtá sá l alalmaott asiro motoro miatt elősö r a mechaius fooatos és mechaius fooatélüli főhajtó mű ve terjedte el. A villamos motoro fooatélüli fordulatsá m vá ltotatá sá a ülöbö ő megoldá sai veette el a fooatélüli eletromechaius főhajtó mű ve és villamos főhajtá so sélesö rű alalmaá sá ho. Fooatos főhajtóműve fordulatsámsorai Geometriai sorét ialaított fordulatsá msoro A mechaius fooatos főhajtó mű ve fordulatsá msorait geometriai sorét épei. Ee előye a, hogy a egymá s melletti fordulatsá mo sá aléos fordulatsá m esésée mértée á lladó, amelyet a behajtó fordulatsá m vá ltoá sa sem módosít. Célserű sége techoló giailag idoolt és aal függ ö sse, hogy ülö bö ősersá moá l a sersá m élé csa egy meghatá roott, a tová bbiaba v -vel jelö lt, gadasá gos vágósebességtől való v sá aléos sebességcsö eést egede meg. A v függetle attó l milye á tmérő, milye sersá mmal, milye forgá csoló sebességgel dolgou. A fooatos főhajtó mű ve fordulatsá m sorait PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com
úgy tervei meg, hogy ugyaao á tmérőél ét egymá s melletti fordulatá l a x magasabb fordulatró l a x- alacsoyabb fordulatra apcsolva a v sá aléos sebesség csö eés á lljo elő és fordítva. E egybe at is jeleti, hogy a forgá csoló sebesség a v magasabb értéről a v alacsoyabb, de még megegedett értére váltoi. A fooatos fordulatsá msor,,,... á lladó értéű tagjai geometriai sort alota. A egyes fordulatsá moat a alá bbi mó do épeü:, ϕ, mi ϕ ϕ,... ϕ max. () A () egyeletebe a geometriai sor soró téyeőjét, a ϕ-t fooati téyeőe evei, a fordulatfooato sá ma. A a legisebb a a legagyobb fordulatsá m. A új jelö léseel a sabá lyoható sá g ifejehetőa fooatsá mmal és a fooati téyeővel: S max ϕ. (5) mi ϕ lgs Á talaítá ssal apju, hogy: ϕ S, +. (6) lgϕ v x ϕ x... ϕ á ll. á lladó v max v á ll. v d.π. 000 c.d... v v mi x á lladó v d.π. x 000 c x.d d (mm). á bra: A v-d diagram A fooatsá m meghatá roott sabá lyoható sá gá l a ϕ fooati téyeőértéétől függ. A leírtaat a v-d diagram (. á bra) semlélteti. Mivel egy beá llított x fordulatsá m á lladó, a megmuá lt á tmérő csö eésével (példá ul hossestergá lá sá l újabb és újabb fogá svételeel) a forgá csolá si sebesség is csö e. Elérve a megegedett v alsó hatá rértéet v sá aléos sebesség- PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com 5
csö eés á ll elő. Eor a fordulatsá mot eggyel magasabb fooatra, x ϕ -re apcsolva ismét a v gadasá gos forgá csoló sebességgel dolgou. Lá tható, hogy isebb á tmérő felé haladva a fordulatsá m fooatos övelésével a gadasá gos vá gó sebesség adott hatá ro belül tartható. A sá aléos sebességcsö eés: v v xϕ x v(%) 00% 00% ( )00%, illetve (7) v ϕ ϕ x 00 ϕ. (8) 00 v Még semléletesebb a logaritmius v-d diagram (. á bra), amelyet sersá mgépee hasá la a beá llítadó fordulatsá m gyors meghatá roá sra. A á bra a gépee gyara a ó ramutató já rá sá val egyeőirá yba 5 -al elforgatott helyetű. A á brá a x helyébe a tová bbiaba hasá lt jel erült, ami a fooatos hajtó mű fooatsá má ra utal. Megjegyeü, hogy más sersá mayag eseté a v-d diagramba más és más a v és a értée, de. és. á brá lá tható fű résdiagram jelleg vá ltoatla. v lgv lgv max ϕ - lgs... lgs v lgv lgϕ lgv lgv mi lgvlgd+lgc... lgvlgd+lgc lgd mi lgs d lgd max lgd. á bra: Logaritmius v-d diagram A ϕ fooati téyeőet és a sabvá yos fordulatsá moat a Reard sor alapjá hatá rotá meg és sabvá yosítottá (MSZ 5, vagy DIN 80 és DIN ). A Reard soro decimá l geometriai soro is egybe, mivel a 0 ülö bö őhatvá yait PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com 6
is tartalmaá és amelye sorá sá val a Reard sor tetsőlegese bővíthető. A soro épésée alapja a, hogy a és 0 öötti sá moat 0 vagy attó l evesebb (0, 5,,...) tagú geometriai sorra botju. A 0 tagú sor fooati téyeője és a sá aléos fordulatsá mesés: R 0 /, ϕ 0 0,, v 0%. A sabvá yos fordulatsá mo ereített értée:...00,, 5, 0, 60, 80, 00,, 55, 80, 5, 55, 00, 50, 500, 560, 60, 70, 800, 900, (000),... Hasoló éppe á llítható előa agyobb fooati téyeőjű, ritá bb soro: R 0 /, 0 ϕ 0,6,, v 0%...., 0, 80,, 80, 55, 50, 560, 70, 900, (0)..., 0 R 0 /, ϕ 0,,, v 0%...,, 6,,,,5, 5, 6, 90, (5)..., 0 R 0 /, ϕ 0,58,, v 0%,..., 80,80, 50,70, (000)..., 0 6 6 R 0 / 6, ϕ 0, v 50%...,,,, 5, (90)... Lá tható, hogy a fooati téyeő a ϕ, hatvá yai, a alacsoyabb tagsá mú, ritá bb soro tagjai a 0 tagú sorbó l ivá lastható, vagy épehető. A ϕ fooati téyeőet a sabvá y ereítve hasá lja (ϕ sabv,;,5;,;,6; ) és a sabvá yos, évleges fordulatsá moat is e alapjá adja meg. Eért a fordulatsá msoro a geometriai sorho épes émi eltéréssel redelee. A évleges értéetől való eltérést végül a téyleges fogsá m visoyo és motorfordulatsá m adja. A motor fordulatsá ma terheléstől függőe váltoi. Terveési paraméterét a motor évleges yomatéá t és ahho tartoó évleges fordulatsá mot teiti. A. tá blá atba a fordulatsá msoro úgy vá lastéolta, hogy a motoro évleges fordulatsá mai is bee legyee a motor b. 6 %-os slipjéél. E lehet pl. a 70 és a 55 f/perc. A téyleges fordulato a magyar gyaorlat serit ± %-al térhete el a táblá atba megadott évleges értéetől. Miél fiomabb felbotá sú fordulatsá msort válastu, aá l iá bb bitosítható a optimá lis vágósebesség. Sélső esetbe a fordulatsá mo fooat élül PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com 7
vá ltotatható, ami a CNC sersá mgépere jellemő. Eor a optimá lis, gadasá gos vágósebesség folyamatosa bitosítható és a sersá m élettartam jól tervehetőés övethető. A feti fooati téyeőel épett paramétersoroat a mű sai élet má s területei is alalmaá. Sabvá yos fordulatsá mo Névleges fordulatsá mo (f/perc) Alapsor R0 R0/...70 R0/...70 R0/ 70 (55) R0/6 70 φ, φ,5 φ, φ,6 φ 00 000,, 5 5 0 0 00 0 60 6 80 80 80 80 80 00 000,, 50 50 80 80 800 80 5,5 55 55 55 55 55 00 000 50 50 5 50 5 500 500 560 560 5600 560 60 6 70 70 70 70 70 800 8000 900 900 90 900 90 000 000. tá blá at 00 800 5600 A hajtó mű ve fordulatsá msorai többségébe simmetriusa, ihagyá s élülie. Asimmetrius fordulatsá msorral ialaított hajtó mű veet aor építee, ha a megmuá lá s gyaorisá ga a fordulatsá m tartomá y valamely résé redserese agyobb, mit ao ívül. Eor a is fooati téyeőjű sorbó l, a ritá bba hasá latos fordulatsá m tartomá yba, egyes tagoat (példá ul mide má sodiat) elhagya és ostrució sa sem való sítaa meg. Példa a revolverestergá ö réből hoható. Sá mtai sorét ialaított fordulatsá msoro A somsédos fordulatsá mo ülö bsége, a d á lladó, amelye meghatá roá sa: PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com 8
, + d, + d d, + ( ) d, aa +. d A sá mtai sor serit ialaított fordulatsá msor hátrá ya, hogy a egyi fooatró l a má sira á tapcsolva a sá aléos fordulatsá mesés mértée vá ltoó, eért hajtó művebe em alalmaá i i 00 % á lladó. i Tová bbi há trá y hogy vá ltoó behajtó fordulatsá má l a fordulatsá m ü lö bség is vá ltoi. A fetieből adó dó a a optimá lis vágósebességtől való eltérés agy á tmérőél túl agy, is á tmérőél pedig süségteleül icsi. PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com 9
A fooatos hajtóműve iematiai elemei A öveteőbe a fooatos főhajtó mű ve megismeréséhe csa a miimá lisa süséges ismeretayagot teitjü á t. Sá mos résletet és tová bbi megoldá soat a hivatoott irodalma tartalmaa.. Fogaserees hajtóműegysége, iematiai válato, fordulatsámábrá A fogaserees elemi hajtó műve, a hajtó műegysége a fooatos és fooatélüli sersá mgép főhajtó mű ve építő moduljai, amelyeet ö sseapcsolva ö ssetett hajtó mű vehe jutu. A elemi hajtó mű ve ét tegelyét, a behajtó és egy ihajtó tegelyt midig egy pá r fogaseré (vagy síjhajtá s) apcsolja ö sse. A visgá lato sorá a hajtó mű vere jellemőö veteőá brá at hasá lju. A iematiai vá lat egyserű sített, síba terített voalas vá lat, amellyel emcsa a elemi hajtó mű ve, haem a egés hajtó mű, vagy aá r a egés sersá mgép iematiá ja-, em léptéhelyese-, semléltethető. A alalmaott simbó lumo sabvá yosa (MSZ 0). A fordulatsá má bra a hajtó mű iematiai eleméséhe süséges. Ao a egyes fogaserépá ro hajtó visoyai, a egyes tegelye absolút fordulatsá mai, a sabá lyoható sá go egyserű e á tteithető, elemehető és süség eseté mó dosítható. A há ló ati á bra simmetrius, amelyél a bemeő fordulat a legisebb és a legagyobb imeőfordulat ö ött helyeedi el. Alajá bó l megá llapítható, hogy milye jellegű a hajtó mű (ö yű, gyorsfordulatú vagy ehé, lassú fordulatú, stb.). Nem ad iformá ció t a téyleges fordulatsá moró l és hajtó visoyoró l. Egy há ló ati á brá ho több fordulatsá m á bra seresthető, de ee alapjá épített hajtó mű ve ialaítá sa alapvetőe em ülöbö i. A hálóati á brá léyegébe simmetrius fordulatsá má brá, amelye balra tolá sá val épehető a ülöbö ő fordulatsá má brá illetve hajtó mű ve... Á lladó áttételű és csereerees hajtóműegysége A 5.a,b,c á bra a legegyserű bb á lladó á ttételű és tegelytá volsá gú, fogaserees, alaá ró hajtá sapcsolat iematiai vá latá t, fordulatsá m á brá já t és irá yítá stechiai jelö lését mutatja. Más megoldá sba a á lladó á ttétel, vagy cserélhetőá ttétel megvaló sítható ala- vagy erőá ró síjhajtá ssal is. A megoldá s alalmaható : PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com 0
csereerees hajtá sét, ha a gépe beá llított fordulatsá m hossabb ideig süséges (célgépe, automatá, fogaó gépe, stb.), fix á ttételét a főhajtó mű sereeti ialaítá s javítá sa, a főorsó ra törtéő ferdefogaatú fogaseré á thajtá s (a főorsó ra csa egy fogaseré ül fel), végfooati lassítá s vagy a motor utá i lassítá s céljá bó l, amelye egybe a fordulatsá m tartomá y ijelö lését, valamit a motor megfelelőelhelyeését is céloá. I. I. i ω ω II. II. ω ω i a., b., c., 5. á bra: Á lladó á ttételű hajtó mű egység A fogsá mú fogaseré hajtja a fogsá mú fogasereet. A apcsoló dá sra jellemő i módosítá s, illetve hajtó visoy ö ssefüggéseet a 5. á bra mellett adtu meg. A motor és/vagy hajtó mű utá ige gyara ésíj, Poly-V síj, fogaott síj, vagy lapos síj hajtá s talá lható a motor edveőelhelyeése céljá bó l is, ami á lladó á ttételű hajtá s. Eor a mó dosítá s illetve a hajtó visoy mértée a á tmérő há yadosá bó l sá mítható, ahol a D a hajtó, D a hajtott tá rcsa á tmérője: D D i, D D. Tová bbi visgá latoba a hajtó visoyt hasá lju, mivel a hajtó és a hajtott fogaseree fogsá maia ará yaival a imeő fordulato övetleül ifejehető. Főhajtó mű vebe a egy fogaserépá rra megegedett legisebb és legagyobb hajtó visoyt célserű orlá toi, mivel agyobb lassítá so edveőtle sereeti méretehe, agyobb gyorsítá so egyeetle hajtá sho veete: mi, max. (9) PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com
A lassítá so serepe a főhajtó mű be iemeledi, mivel a yomatéo ö velése leggadasá gosabba ma is fogaseréhajtá ssal bitosítható. A imeőii. tegely fordulatsá ma: K. (0) A 5.b á bra a fordulatsá m vá ltoá sá t mutatja. A 5.c á bra serit a fogaserépá r irá yítá stechiai sempotbó l olya ará yos tag, amelye á lladó sult á llapotbeli á tviteli (erősítési) téyeője K, és megegyei a hajtó visoyal. Et a godolatot alalmau a hajtó mű egységeél és a ö ssetett hajtó mű veél is, amior a ülö bö ő fordulatsá moa ülöbö ő fogaseré apcsolato, mogá s- apcsolato (á tviteli, vagy erősítési téyeő) felele meg á lladó sult á llapotba. Eor a á tviteli téyeő oslopmá trixsal adható meg []. Két csereerépá rral (6.a,b,c á bra) agyobb eredőhajtó visoy való sítható meg. Alalmaá sa csa is teljesítméyű és yomatéú főhajtó mű vebe, leggyarabba melléhajtó mű vebe talá lható. A imeő II. tegely fordulatsá ma: be be be bek. () be I. bei. be II. II. a., b., c., 6. á bra: Két csereerépá rral épített hajtó mű PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com
.. Tolóerees hajtóműegysége A fooatos elemi hajtó mű ve, ritá bba fooatúa. A égyfooatú elemi hajtó mű toló erees megoldá sba + építésű, alalmaá sá ra is fooatsá mú hajtó mű vebe (pl. gyalugépe, fúrógépe), olyor a hoá apcsoló dó elemi hajtó mű vel ö ö s erees megoldá sba erül sor. Sersá mgép hajtó mű vebe legiá bb a toló erees megoldá so terjedte el, amelye axiá lis irá yú fogaseré mogatá ssal hoható üres, vagy a ívát apcsolá si helyetbe. A elemi hajtó mű egysége redserit serelt toló tö mbö s ivitelű e. A toló erees megoldá s előyei: jó hatá sfo, csa a yomatéö lésbe réstvevőfogaserépá ro apcsoló da, a toló tö mb mid a hajtó, mid a hajtott tegelye elhelyehető, is fordulatsá moá l agy yomatéo vihető á t, a is sereeti méretű hajtó mű terveése sempotjá bó l edveő. Hátrá yét említhetőa, hogy a apcsolá s csa a hajtó mű yugalmi á llapotá ba végehető, ami a melléidőet öveli. A apcsolá si idő csö etésére alaulta i a fordulatsá m elővá lastó s megoldá so, amelyeél a előre beá llított fordulatsá mo sorba, automatiusa, vá ltható, pl. hidrauliusa. lg be be be I. be II. lg lg lgϕ lgs a., b., c., d., 7. á bra: Kétfooatú hajtó mű egység A 7.a,b,c,d és a 8.a,b,c,d á brá a ét- és háromfooatú hajtó mű egysége iematiai vá latá t, egy lehetséges fordulatsá má brá já t, há ló ati á brá já t, valamit irá yítá stechiai jelö lését semlélteti. A egyees fogaatú fogaseree fució -ö ssevoá ssal megoldjá a fogaserees apcsolatot és tegelyapcsoló ét is solgá la. Egyserű, üembitos, jó hatá sfoú, agy teljesítméy á tvitelére alalmas sereete. A á tapcsolá sho a tegely-agy ötés siló reteses, bordá s, vagy polygo, a foga oldalt legö mbö lyítette. A á tapcsolá s törtéhet éel, vagy automatiusa PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com
hidraulius hegerrel, ami a orserű CNC sersá mgépél is alalmaott megoldá s. A á tapcsolá s sorá midig csa egy fogaserépá r apcsoló dhat. A hajtó mű egysége belül a fogaseree m modulja és fogsá mö ssege ( + + 5 + 6 ) aoos, ebből adó dó a a tegelytá volsá g á lladó. A egymá ssal apcsoló dó fogaserépá ro a -, -, 5-6. 5 lg be be be I. be 6 II. lg lg lgϕ lg lgs a., b., c., d., A fordulatsá má brá serestése: 8. á bra: Há romfooatú hajtó mű egység A hajtó mű tegelyeie megfelelősá mú vísites, párhuamos egyeest húu aoos tá volsá gora. A fordulatsá ma megfelelőe függőleges, párhuamos egyeeseet húu a elsőés utolsó tegely ö ö tt, lgϕ tá volsá gora. A há ló jobb felsőmetséspotjá t a be bemeőfordulat sá má ra jelö ljü i, amely a ulla fordulattó l lg be tá volsá gra va. A hajtó és hajtott tegelypá roat a fogaseré á ttételee megfelelő, a hajtó visoyora jellemőegyeeseel ötjü ö sse. Lassítá sor a hajtott tegely fordulatsá ma a behajtó fordulatsá m potjá ho épest balra, gyorsítá sor jobbra, /-él pedig függőleges egyeesre esi. Megjegyeü, hogy egyetemes sersá mgépeél ameyibe mó d va rá a jó hatá sfoú / hajtó visoyt illetve lassítá soat alalmaá. Kö vetetetése: A imeőtegely fordulatsá mai egymá stó l lgϕ távolsá gra helyeede el a geometriai sor ö vetetébe. PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com
A fordulatsá mo lg lg tá volsá gra vaa a ulla fordulattó l. A sélső, - fordulatsá mértée öötti távolsá g a sabá lyoható sá g logaritmusa: lgslg -lg. Későbbiebe a lg i oordiá tá at má r em tütetjü fel. A hálóati á brá at a 7.c és 8.c á brá o rajoltu fel. A elemi hajtó mű ve mogá sapcsolatá t leíró függvéye: be be,.. Tegelyapcsolós hajtóműegysége be. () A étfooatú elemi hajtó mű veet tegelyapcsoló s megoldá sba a 9.a,b á brá semlélteti. Hasoló a alaítható i a háromfooatú elemi hajtó mű ve tegelyapcsoló s váltoatai. A és fogaseree a II. tegelye sabado foroghata. Attó l függőe, hogy a T. tegelyapcsoló a vagy a fogasereet apcsolja a II. tegelyhe, ét ülö bö őimeőfordulatsá mot apu. be I. be I. T. T. T. II. II. a., b., A tegelyapcsoló lehet: 9. á bra: Kétfooatú tegelyapcsoló s hajtó mű egysége alaá ró, ö rmö s (9.a), vagy erőá ró, sú rló dó lemees, eletromá geses, hidraulius műö dtetéssel (9.b). A alaá ró örmö s apcsoló csa á lló (esetleg alacsoy fordulatú) tegelyeél apcsolható, példá elsősorba a agyobb teljesítméyű főhajtó mű veél talá lható. Súrló dó lemees, erőá ró tegelyapcsoló előye, hogy a forgá s ö bei automatius fordulatsá mvá ltá s végehető, a apcsolá si idő rövide. E PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com 5
megoldá so hátrá ya a á lladó fogaseré apcsolat, mide fogaserépá rho egy tegelyapcsoló süséges, agy a súrló dá si vesteség és opá s, eletromá geses t.-á l a járuléos hőtermelés. A hajtó mű sereeti méretei a toló erees megoldá sho épest őe, elsősorba axiá lis irá yba, a hajtó mű drá gá bb. A tegelyapcsoló at a magasabb fordulatú (isebb yomatéú) tegelye helyei el, sereetépítési oobó l erülhete á t a hajtott tegelyre. A súrló dó lemees tegelyapcsoló felhasá lható féeésre is iematiai rö vidá r létrehoá sá val... Előtéttegelyes hajtóműegysége Feladatu a agy lassítá so megegedett hatá ro belüli megostá sa, agy sabá lyoható sá g megvaló sítá sa. be T. II. ( be ) II. be I. E E E II. a., b., c., 0. á bra: Egyserű előtét egység iematiai vá lata és fordulatsá má brá ja be I. 6 II. 56 5 6 ( be ) II. T. E E 5 56 a., b.,. á bra: Kettős előtét egység iematiai vá lata és fordulatsá má brá ja PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com 6
A egyserű és ettős előtét egysége iematiai vá latai (0.a és.a á brá ) jó l lá tható, hogy a étfooatú és háromfooatú elemi hajtó mű vet helyettesíti. A egyserű és ettős előtét hajtó mű egysége imeőfordulatsá mait a 0.b és.b á brá mutatjá. A fordulatsá má bra lehetséges másfajta á brá olá sá t a 0.c á bra semlélteti. A imeőtegely fordulatsá mai egyserű és ettős előtétél a () egyeletehe hasoló a írható fö l. 5 Ö ssetett hajtóműve 5. Sabályos hajtóműve A hagyomá yos sersá mgépe főhajtó mű vei sofooatúa. A ö ssetett hajtó mű veet a ét tegelyes elemi hajtó mű ve sorba apcsolá sá val apju, amelye törvéyserű ségeit Tajafői, J. mutatta i []. Sabá lyos ö ssetett hajtó mű vet, aa ihagyá s élüli geometriai fordulatsá msort apu, ha a sorba apcsolt elemi hajtó mű veél feá ll, hogy: a egymá s utá öveteő réshajtó műve fooati téyeője aoos a előő réshajtó mű fooati téyeőjée ayiadi hatvá yá val, ameyi aa tagsá ma. E tová bbá at is jeleti, hogy egy réshajtó műfooati téyeője aoos a legisebb fooati téyeőjűhajtó műegység fooati téyeőjée-, ami egybe a teljes fordulatsá msor fooati téyeője is-, ayiadi hatvá yá val, ameyi a előő hajtó műegysége tagsá maia sorata. A. á brá há rom hajtó mű egységet (A, I, II) sorba apcsolu ö sse.... x A x... y I y x... II s xy s. á bra: Hajtó mű egysége sorba apcsolá sa A egyes egysége tagsá ma (fooatsá ma) redre x, y, s és a úgyeveett redű ségei, x, xy. A sabá lyos hajtó mű egyeletébe a egyes soró téyeő: PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com 7
A x -alapsor, I y x -első soró sor, II s xy -má sodi soró sor, ahol lábidexbe a tagsá mo, felsőidexbe a redű sége serepele. A alapsor iemelt, mivel redű sége. A eredméysor lábidexe mutatja, hogy a eredő E xys fordulatsá msor tagsá ma a egyes hajtó mű ve tagsá maia sorata. A felső idex serit a eredméysor redű sége, aa a fordulatsá msor ihagyá s élüli, ϕ soró téyeőjű geometriai sor. A leírt törvéyserű ségeet a () hajtó mű egyelet foglalja ö sse: A I II E. () x x y xy s xys A fooati téyeőre feá ll, hogy: ϕ A ϕ ϕ - a alapsor fooati téyeője (itt a elsőhajtó mű egység), ϕ I ϕ x - a elsősoró sor fooati téyeője (má sodi hajtó mű egység), ϕ II ϕ y I ϕ xy - a másodi soró sor fooati téyeője (harmadi hajtó mű egység). Hajtó művá ltoato Aoos eredméysor többféle geometriai sor sorá sá val is előá llítható. A vá ltoatoat a tagsá m és redű ség váltoatobó l épeü permutá ció sá mítá ssal: a tagsá mvá ltoato sá ma: p!/q!, a redű ségvá ltoato sá ma: p!, a ö sses vá ltoat sá ma: (p!) /q!. A sorba apcsolt hajtó mű egysége sá ma p, a aoos tagsá mú hajtó mű egysége sá ma q. A fooatsá mú hajtó mű fordulatsá mait -vel jelö ljü. A leírta bemutatá sá ra és megértésére a xx fooatú, sabá lyos hajtó mű vet vessü alapul, ahol p!!6 és q!!. A lehetséges három (p!/q!6/) tagsá mvá ltoat:. A,. 6 I II E A,. 6 I II E A. () 6 I II E A tagsá mvá ltoato midegyiéhe hat (p!!6) redűségvá ltoat tartoi, így a ö sses vá ltoat sá ma: 8. Visgá lju meg a xx tagsá mvá ltoatho tartoó redű ségvá ltoatoat (5), amihe hasoló a írható fel a tová bbi tagsá mvá ltoato és ao redű ségvá ltoatai is....... A,.. 6 I II E 6 II I E 6 A II E A,.5. I,.6. I, 6 II A E A I E I A E II, (5) II. PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com 8
A.. vá ltoat iematiai vá latá t a. á bra mutatja, amelye megrajoltu a I. tegely ésíjhajtá sá t is. 5 be 7 9 I. 6 II. III. M 8 0 IV.. á bra: fooatú hajtó mű iematiai vá lata mh m mh m be be A I II 6 5 6 7 lgs II lgs I lgs A lgs a., b., c.,. á bra: fooatú hajtó mű há ló ati- és fordulatsá má brá i 9 PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com
A.. váltoat há ló ati és ét ülöbö őfordulatsá m á brá já t a.a,b,c á brá semlélteti. A.a há ló ati á bra jellege ö yű és gyorsjá ratú hajtó mű re utal. A.. váltoat há ló ati és egy fordulatsá m á brá ja a 5.a,b á brá o látható. A 5.a hálóati á bra jellege ehé, lassújá ratú hajtó mű re utal. A motor utá elhelyeedőelsőréshajtó mű séles terpestése utal a fellépőagy yomatéora. A.b fordulatsá má brá a. á bra seriti fogaseré apcsoló dá soa megfelelő - - 6 hajtó visoyoat saggatott voallal jelö ltü. A hajtó - visoyo a és a.b á brá jelö lései alapjá a fogsá moal ifejeve redre: 5 7 9,,,, 5, 6, 7. 6 8 0 A tegelypá ro öötti hajtó visoy értée a hajtó mű egyelet tagsá ma és redű ségei alapjá hatá roható meg. A.. váltoatá l a A réshajtó mű egységbe három fordulatsá m apcsolható. A egymá s melletti magasabb és alacsoyabb fordulato háyadosa ϕ ϕ, ami a.b á brá ba a lgϕ távolsá gba mutatoi meg. A / á ttétel, vagy lassítá s eseté a egyes hajtó visoyo: A I,,. 0 ϕϕ ϕ ϕ ϕ ϕ hajtó mű egységbe ét fordulatsá m apcsolható, amelye lgϕ.lgϕ tá volsá gra helyeede el, a II 6 hajtó mű egységbe ugyacsa ét fordulatsá m apcsolható, amelye tá volsá ga lgϕ 6 6.lgϕ (.b á bra). A egyes hajtó visoyo:, 5,, 0 6 6 7, 0 ϕ ϕ ϕ ϕ A hajtó mű fordulatsá mai a behajtó fordulatsá m és a hajtó visoyo sorataival:, be 6, stb. be 6 A.b á brá bejelö ltü a egyes réshajtó mű ve és a ö ssetett hajtó mű sabá lyoható sá gá t, amelye ö ö tti ö ssefüggése: lg S + lgs A + lgs I lgs II, aa S S AS IS II S be A, be 5 S I, 7 S II. 6, ahol A réshajtó mű ve sabá lyoható sá gá t a hajtó visoyo legagyobb és legisebb értéeie háyadosa adja. A.b,c fordulatsá má brá elejére a motor és a hajtó mű ö ö tti á lladó á ttételt is megrajoltu, amelye hajtó visoya: mh. PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com 0
A optimá lis hajtó mű A ét váltoat (.. és..) alapjá belá tható, hogy a ülöbö ő tagsá m és redű ség váltoato eltérő iematiai felépítésű hajtó mű veet eredméyee. Ee öül a műsai és gadasá gi övetelméyee legjobba megfelelő-, a optimá lis-, megoldá st ell ivá lastai. A optimá lis hajtó mű vet miimá lis sá mú sereeti elem, ugyaaá l a teljesítméyél a lehetőlegisebb sereeti mérete és jó hatá sfo jellemi. Eee a feltételee a a hajtó mű tes eleget, amelyél: a behajtó tegelytől sá mítva a egymá s utá öveteőhajtó mű egysége tagsá ma csö eőredű ségü ö vevő, a legmagasabb fordulatsá m mide tegelye aoos, ics gyorsítá s, a egyes tegelyee megvaló sított fordulatsá mo a alapsor fooati téyeőjével ö veti egymá st, aa ihagyá s élülie. A leírta serit a.a,b á brá a optimá lis hajtó mű re, a 5.a,b á brá pedig a evésbé megfelelőmegoldá sra jellemő. A fogaseree méreteit-, adott teljesítméyél és fogaseré ayagá l-, alapvetőe ét örülméy befolyá solja: a yomatéo és a hajtó visoyo agysá ga. A hajtó visoyo értéét elsősorba aért orlá totu mi /, max értébe a főhajtó mű veél, hogy e legyee túlotta agy fogaseré mérete. (Melléhajtó mű vebe a is teljesítméye és yomatéo miatt a hajtó visoyo értéei isebbe illetve agyobba is lehete.) be 5 6 7 a., b., 5. á bra: fooatú hajtó mű há ló ati és fordulatsá m á brá i A is terhelő yomatéo érdeébe a tegelyeet a lehető legagyobb fordulatsá mmal ell járati, amelye felső hatá rá t a fogaseré potossá gi PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com
ostá lya és élettartama alapjá megegedett legagyobb erületi sebesség hatá roa meg. A tegelye aoos, maximá lis fordulatsá ma aá ltal bitosítható, hogy mide hajtó mű egységbe va / hajtó visoyú fogaseré apcsolat és ics gyorsítá s. A főhajtó mű vebe gyara alalmaott egyetle végfooati (agy) lassítá s egyi célja éppe a, hogy a előtte lévőtegelye magas fordulatsá mmal forogjaa. A megoldá s-, amit má r só volt ró la-, a fordulatsá m tartomá y ijelö lésére alalmas, tová bbá ferde fogaatú hajtá sapcsolat megvaló sítá sá ra ad lehetőséget. A ma épített fooatos főhajtó mű veél a magas fordulatsá mo megvaló sítá sa gyara süségessé tesi a gyorsító á ttétele beépítését is. A sabá lyos hajtó művel elérhető legagyobb sabá lyoható sá g A ülöbö őhajtó mű vere a feti mi, max hatá rértée figyelembevételével a legagyobb sabá lyoható sá g meghatá roható [5.]. A hajtó mű legagyobb sabá lyoható sá gá t a utolsó hajtó mű egység rés-sabá lyoható sá ga sabja meg. Felírva pl. a há rom hajtó mű egység sorba apcsolá sá val felépített teljes hajtó mű és a utolsó hajtó mű (réshajtó mű ) egység sabá lyoható sá gá t jutu eredméyre. A S ( ) ϕ (5) és a (s ) (s ) xy(s ) s ϕii ϕ ϕ (6) S II S r egyelete logaritmusá t véve, á talaítá so utá apju, hogy a teljes sabá lyoható sá g: s s S II S. (7) ϕ A s a legmagasabb redű sor tagsá ma, a S II pedig aa sabá lyoható sá ga. Sabá lyos hajtó mű veel visoylag is sabá lyoható sá g érhetőel, ahogy et a alá bbi példa is bioyítja. A agyobb sabá lyoható sá g érdeébe utolsó hajtó mű egységét étfooatút (s) ell válastai, amit a a (7) ö ssefüggésből lá tsi. A gyorsítá s élüli és a gyorsítá sos esetbe a sabá lyoható sá go: mi, mi, max -él a S II Sr, meg, max -él a S II Sr, meg 8, S 6, illetve S 6 ϕ max, (8) S 6, illetve S max 6. ϕ A S r,meg a réshajtó mű re (itt a S II -re) megegedett legagyobb sabá lyoható sá got jeleti. Miél isebb a φ, aá l agyobb a S értée. Sélső PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com
érté (S max ) a φ-él adó di, ami már a fooatélüli hajtó mű vel ombiá lt hajtó mű esete. A leírta a.b fordulatsá má bra alapjá is belá tható. Ha gyorsítá st em egedü meg ( max :, mi /) a utolsó réshajtó mű S r,meg megegedett legagyobb sabá lyoható sá ga (lá sd a (8) ö ssefüggést). A utolsó réshajtó mű előtt lévőhajtó mű rése együttes sabá lyoható sá ga maximá lisa csa /ϕ lehet, mivel eor apu sabá lyos ihagyá s és túlfedés élüli fordulatsá msort. Hasoló godolatmeettel max / gyorsítá sá l és mi / lassítá sá l a utolsó réshajtó mű legagyobb sabá lyoható sá ga 8 (lá sd a (8) ö ssefüggést), a előtte lévőhajtó mű réseé pedig 8/ϕ. A előőeet sá mserű e is ifejeve: 6 8 6 S, S 8. ϕ ϕ ϕ ϕ 5. Túlfedett hajtóműve Túlfedett hajtó mű ve alalmaá sa a ö veteőelőyö el já r: Túlfedett hajtó mű veel ige agy sabá lyoható sá g érhetőel. A megegedettél agyobb mértéű lassítá so elerülését tesi lehetővé. Techoló giailag edveőlehet a fordulattartomá yo á tfedése. A túlfedett hajtó mű ve fordulatfooataia sá ma midig alacsoyabb, mit a sorba apcsolt hajtó mű egysége fooataia (tagsá maia) sorata. Túlfedett hajtó mű él em övetjü a sabá lyos hajtó mű ialaítá s sabá lyait és megegedjü, hogy bioyos fordulatsá mo ét ülöbö ő iematiai láco erestül is előá llítható legyee. Így a hajtó visoyo sorataiba ét vagy tö bb helye aoos érté adó di. A túlfedett hajtó mű á ltalá os egyelete: A x I II E, ahol t a túlfedése sá ma (9) x y xy t s xys t A már példaét bemutatott fooatú hajtó mű él ét fordulatsá mot ét-ét hajtó visoy sorattal előá llítva eredméyül 0 fooatú hajtó mű vet apu. A hajtó mű iematiai válata aoos a. á bra seritivel (a á brá a hajtó visoyo em léptéhelyese rajolta), eért újra em rajolju fel. A 6.a,b há ló ati és fordulatsá m á brá a leírta jó l ö vethető, a hajtó mű egyelete: A 6 I II E. A 6. á bra jelö lései: S a túlfedett hajtó mű sabá lyoható sá ga, PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com
S A a A hajtó mű egység sabá lyoható sá ga, S I a I hajtó mű egység sabá lyoható sá ga, S II a utolsó (túlfedett), II hajtó mű egység sabá lyoható sá ga, S A, I S A S I a utolsó hajtó mű egység előtti hajtó mű sabá lyoható sá ga. A túlfedett 5 és 6 fordulatsá mo ét-ét ülöbö ő hajtá si láco erestül való sítható meg. Lá tsó lag idoolatlaa tű i tö bb fogaserépá r alalmaá sa evesebb fordulatsá mho, aoba eel érhető el a fejeet elejé említett előyö. A tú lfedett hajtó művel elérhető legagyobb sabá lyoható sá g Túlfedett hajtó mű vel ige agy sabá lyoható sá g érhetőel [], amit a S r,meg egy étfooatú réshajtó mű megegedett legagyobb sabá lyoható sá gá val ifejeve: S t S A,I S II S ϕ y y I S II S ϕ r,meg. (0) lgs I lgs A m be A I II 6- lgs 0 II lgs A, I lgs a., b., 6. á bra: 0 fooatú, túlfedett hajtó mű há ló ati és fordulatsá m á brá ja A teljes sabá lyoható sá g: mi, max -él a S r, meg, S 6 t, illetve S t, max 6, () ϕ PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com
mi, max -él a S r, meg 8, S 5 t, illetve S t, max 5. ϕ A leírta a 6. á bra alapjá is belá tható. Itt egy sabá lyos hajtó mű és egy túlfedett réshajtó mű egység ö sseapcsolá sá ró l va só. Ha gyorsítá st em egedü meg ( max, mi /), aor a utolsó réshajtó mű S r,meg megegedett legagyobb sabá lyoható sá ga, míg a előtte lévő hajtó mű réseé a sabá lyos hajtó mű vee megfelelőe 6/ϕ. A teljes sabá lyoható sá g: 6 6 S t. ϕ ϕ Hasoló godolatmeettel max / gyorsítá sá l és mi / lassítá sá l a utolsó réshajtó mű S r,meg megegedett legagyobb sabá lyoható sá ga 8, a előtte lévő hajtó mű réseé pedig a sabá lyos hajtó mű vee megfelelőe 6/ϕ. A teljes sabá lyoható sá g: S t 6 8 ϕ 5. ϕ 5. Előtéttegelyes hajtóműve A előtéttegelyes hajtó mű ve előyei: Nagy fordulatsá m sabá lyoható sá g. Elerülhető a megegedettél agyobb mértéű lassítá so. A sabá lyos hajtó mű végére a feladattó l függőe a 0. á bra seriti egyserű, vagy a. á bra seriti ettős előtét hajtó mű egység erül, amelye a elemi étfooatú és háromfooatú hajtó mű veet helyettesíti. A. á bra seriti hajtó mű utolsó, étfooatú egységét helyettesítsü a 0. á bra seriti egyserű előtéttel. A megoldá s iematiai vá lata és fordulatsá má brá ja a 7.a,b á brá o lá tható. A előtéttegelyes hajtó művel elérhető legagyobb sabá lyoható sá g A előtéttegelyes hajtó mű vel ugyacsa agy sabá lyoható sá g érhetőel. A 0. és a. á brá serit a előtéttegelyes hajtó mű egységbe /-/ legisebb lassító hajtó visoyo apcsolható sorba, így a S r,meg megegedett legagyobb sabá lyoható sá g: S e 6 lehet. A hajtó mű teljes sabá lyoható sá ga-, ami a sabá lyos hajtó mű vehe hasoló a sá mítható -, egyserű (s) és ettős (s) előtétél []: PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com 5
s s S S e, ϕ S 56, illetve ϕ S 6. () ϕ 5 M be 6 7 9 be 8 0 5 7 6 a., b., 7. á bra: fooatú, előtétes hajtó mű iematiai vá lata és fordulatsá má brá ja 5. Pólusváltós motoro alalmaása A ö ssetett hajtó mű ve valamely hajtó mű egysége helyettesíthetőét, ritá bba há rom fordulatú pólusvá ltó s (Dahlader) asiro motorral. Eá ltal a hajtó mű mérete, a fogaseree sá ma csö ethető. A motoro elméleti siro fordulatsá ma pl. 000/500, 500/750, 000/500/750 f/perc lehet. A helyettesíthetőség feltétele, hogy a hajtó mű egység fooati téyeője legye, mivel a motor fordulatsá mo is ϕ m fooati téyeővel öveti egymá st. Csa olya hajtó mű egységet lehet helyettesítei, ahol a alapsor fooati téyeőjét a hajtó mű egység redű ségére (r) hatvá yova -t apu: r r ϕ, vagy ϕ. Példá ul ϕ-él a redű ség, ϕ,-él a redű ség, ϕ,6 eseté a redű ség, stb. ell, hogy legye. A fooatú hajtó mű () egyeleteiből a. hajtó mű egyeletet elemeve megá llapíthatju, hogy a I. hajtó mű egységet ϕ,6 eseté helyettesítheti étfordulatú, pó lusvá ltó s asiromotor (M). PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com 6
m be m be a., b., 8. á bra: Kétfordulatú motorral ombiá lt hajtó mű há ló ati- és fordulatsá m á brá ja A hajtó mű egyelet: A helyett I, () 6 I II E 6 6 A II M A II E amelyhe tartoó há ló ati és fordulatsá m á brá at a 8.a,b á brá semlélteti. A II. hajtó mű egységet ϕ,-él helyettesítheti étfordulatú pó lusvá ltó s motor. 5.5 Köös fogaserees hajtóműve A hajtó mű sereeti méretée csö etésére alalmaá a öös fogaserees hajtá st, amelyél a ö ö s eré egyi fució já ba hajtó, má siba hajtott serepet tö lt be []. Alapvető feltétel, hogy a réshajtó mű vebe egyforma modulú fogaseree legyee. Visgá lju meg a x fooatú hajtó mű ö ö s eré élü li, egy- és ét öös erees megoldá sait, amelye iematiai válatait a 9.a,b,c á bra semlélteti. A egy öös erees megoldá sba a hajtó mű sélességi mérete egy fogaseré sélességgel, ét öös eréél ettővel csö e. Megemlítjü, hogy a öös erees hajtá sá l a megoldá svá ltoato sá ma ö vesi attó l függőe, hogy melyi ét fogasereet voju ö sse. A 9.a á bra seriti hajtó mű hajtó visoyai:,, 5, 6 7. () 8 PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com 7
7 5 7 5 5 7 8 6 8 6 8 6 a., b., c., 9. á bra: Egy- és ét ö ö s fogaserees hajtó mű ve A egyes egységee belüli fogsá m ö ssege ö veteőéppe írható fel: + +, (5) + +. (6) 5 6 7 8 Egy ö ö s erees megoldá s Ha a és a 5 ö ö s eré, aor: 5. (7) A (5) és a (6) egyelete alapjá felírható ö ssefüggés: 5 + + 6 ( + ). (8) ( + ) Egy öös eréél a másodi hajtó mű egység fogsá m ö ssegét tehá t a első hajtó mű egység felvett fogsá m ö ssege ( + + ) és a öös fogaseréel létrehoott hajtó visoyo ( és ) hatá roá meg. Két ö ö s erees megoldá s Két ö ö s eréél írható, hogy: 5, és 7. (9) A (8) egyelethe hasoló a írható a má si ö ö s erére: PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com 8
7 + + 8 ( + ). (0) ( + ) Végül a (6), (8) és (0) serit: ( + + ) +. () ( + ) A égyfooatú hajtó mű A I E egyelete, illetve a sereeti, vagy fordulatsá m á bra alapjá írható : ϕ, ϕ. () A () és () egyeleteből adó di, hogy ét öös eré alalmaá saor csa egy hajtó visoy vehető fel sabado a többi hajtó visoy a feltétele á ltal meghatá roott. Célserű pl. a terveést a legisebb fordulatsá mot meghatá roó eredőhajtó visoy felvételével idítai. 5.6 Fogaseree fogsámáa meghatároása A fogaseree fogsá má a meghatá roá sa a fordulatsá má bra alapjá végehető el. A sá mítá soho figyelembe veedősempoto: A hajtó mű egysége belüli tegelytá volsá g á lladó, a fogaseree modulja aoos. A fogsá moat orlá tou, értéü mi 6 8, max 80 00. A sabvá yos fordulatsá motó l való eltérése miimá lisa legyee. A sá mítá soat példaét a. á bra seriti fooatú hajtó mű elsőhajtó mű egységére mutatju be. A.b fordulatsá má bra serit: + +. + 5 6 A hajtó mű egység hajtó visoyai ϕ,6 fooati téyeőél: 0,6, ϕ,6,58 + 6, 0,79, ϕ,6 5 + 5 9, 5, ϕ +. 0 6 PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com 9
A,, hajtó visoyoat olya egés sá mo háyadosaét ell megadi, amelye a legisebb öös többsö rö s egés sá mú sorá sá val hatá roható meg. A fogsá moat úgy ell megvá lastai, hogy a fogsá mobó l vissasá mítható vissasá molható hajtó visoyo a lehető legisebb mértébe térjee el a elméleti hajtó visoyo értéeitől. A legisebb öös többsö rö s, a 6 étseresét véve megfelelőfogsá moho juthatu: 8L L LL 5 6 6 L L 0LL 6. A fordulatsá mhiba meghatá roá sa a., A isá mított fogsá mo alapjá elleőrihető, hogy a téyleges hajtó visoyo milye mértébe tére el a elméleti értéetől és, hogy a egyes fordulatsá moá l e milye mértéű fordulatsá m eltérést oo. A végső fordulatsá m eltérése a ö sses réshajtó mű re elvégett sá mítá so alapjá á llapítható meg! 8 0,66, ismértéű egatív irá yú a eltérés,,57 v 0,8, ismértéű egatív irá yú a eltérés, 0,5 v 5 6, aa ics eltérés, mivel v. 6 v 6 A H sá aléos fordulatsá mhiba agysá ga a eredő e elméleti és a v való sá gos fordulatsá mo ismeretébe sá mítható, egatív a eltérés, ha a való s fordulatsá m a elméletitől isebb: H e v e v 00% 00%. e e Elméleti fordulatsá moa a. táblá atba megadott sabvá yos, évleges fordulatsá mo teithető. A gyaorlat sá má ra elegedő, ha a hibasá mítá sá l eeel a értéeel sá molu. Elfogadható ha a H fordulatsá mhiba agysá ga a megegedett ± %-o belül va: H ±%. A e a elméleti és a v fordulatsá moat a motor évleges fordulatsá má a és egyes fordulatsá moat létrehoó iematiai lác elméleti és való sá gos hajtó visoyaia soratá bó l is megaphatju. (Megjegyés: a asiromotoro PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com 0
évleges fordulatsá ma ülöbö őévleges teljesítméyeél más és más érté adott siro fordulatsá mú motorá l.) E at is jeleti, hogy a hibasá mítá sho elegedő csa a egyes fordulatsá moho tartoó iematiai láco eredő e elméleti és v való s hajtó visoyaival sá moli. Eor a sabvá yos fordulatra ereítés hibá it iüsö bö ljü. A. á bra seriti példá ba: e m 6, v m v v v6,.., e m 5 7 v m v v5 b., Há romfooatú toló erees egysége fogsá maia meghatá roá sa utá elleőrii ell, hogy a toló tö mb apcsolható -e, aa a fogaseree fejö rei em ütö e-e? E a probléma is fooati téyeőél, aa is fogsá m ülö bségeél lép fel és at a említett példá á l a és hajtó visoyo és fogasereeiél ell elleőrii. Hatá resetbe: m( + ) m(6 + ) m(5 + 6 ) +, aa 5. A fogsá m ülöbség csa aor egedhető meg, ha a fejö rö et legyegítjü, má s esetbe a 5 a előirt fogsá m ülö bség. Példá ba: 6, 5 tehá t a adott fogsá moá l a fejö rö legyegítése, vagy a fogsá mo ismértéű ö velése a járható út. Ha a fogsá m ülöbség elérése agy fogsá m ö ssegehe veete, aor más fordulatsá má brá t, más tagsá m sorredet válasthatu, vagy a fooatú egységet yújtott ivitellel ésítjü, esetleg + egységre botju. A főhajtó műsereeti ialaítá sá a éhá y sempotja A / / hajtó visoy értéeet túllépi a má r leírt oo miatt em ajá latos, a értée miél iá bb öelítse -he. A ö ssetett, sotegelyes hajtó mű vet a optimá lis hajtó mű tö rvéy serit ialaítva a adó di, hogy a első réshajtó mű ve fooatsá mai a magasabba és a hajtó visoyo -he a lehető legö elebb eső értée. Követeéséppe a behajtá s oldali rés tegelyeie fordulatsá mai magasa, a forgató yomatéo (fogerő) és a fogaseree méretei, a tegelytá volsá go icsi, és miimá lis fogsá mo és modulo vá lastható. Ugyaolya terhelőyomatéá l a fogerő és a csapá gyterhelése eor visoylag agyra adó da. A is értéű hajtó visoyal (a agy fordulatsá m csö etéssel) redeleő, is fooatsá mú ( fooat) réshajtó mű e a hajtó mű végfooatá ba való elhelyeésével a végfooatba v7. PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com
lépe fel a agy yomatéo és itt adó da agyra a fogaseré mérete, ami a hajtó mű sereeti ialaítá sa sempotjá bó l edveőmegoldá s. A alá metsése elerülése végett a miimá lis fogsá m (0º-os apcsoló sö gél és evolves fogaá sá l) 7 illetve -től isebb érté lehetőleg e legye. A silá rdsá gilag süséges és elégséges mudulá l agyobb érté válastá sa öveli a fogaseré á tmérőet és a hajtó mű sereeti méreteit. A silá rdsá gilag helyese ialaított tegelye hajlító és csavaró igéybevételéből adó dó alavá ltoá saia a fogaat apcsoló dá sra és eá ltal a teherbírá sra gyaorolt hatá sá t is visgá li célserű. A tegelyre épített fogaseré furata és foglá ba ö ö tti ayagvastagsá g miimá lisa a modul háromsorosa (m), vagy aá l agyobb legye. Ha e em oldható meg, aor a fogaseré és a tegely egy ayagbó l ésül. 5.7 Fooatos főhajtóműve teljesítméy- és yomatévisoyai A egyetemes sersá mgépe forgá csolá si teljesítméyét a sá mított legagyobb forgá csoló yomaté és a u. r ritius fordulatsá m (méreteési fordulatsá m) hatá roa meg, amelyet a fordulatsá m tartomá ybó l ell ivá lastai. A méreteési r ritius fordulatsá m megvá lastá sá t a ülöféle muadarab- és sersá mayago, illetve a techoló gia befolyá solja. Belá tható, hogy a legisebb fordulatsá moat a alacsoy vágósebességű sersá mo (gyorsacél), vagy techoló giá (meetvá gá s agy á tmérő) igéyli. A maximá lis yomatéot a agyoló megmuá lá s techoló giá já a figyelembevételével hatá roá meg, amit agy forgá cserestmetset, forgá csoló erőés megmuá lá si á tmérőjelleme. A legagyobb M cmax forgá csoló yomatéot a legisebb fordulatá l is bitosítai ell. Jobb miőségű sersá moal (pl. eméyfém) törtéő agyolá sá l-, ahol magasabb a forgá csoló sebesség-, a maximá lis forgá csoló yomatéra ugyacsa süség va. A méreteés fordulatsá má t tehá t em a ritá előforduló esetre (agyolá s M cmax yomatéal a legisebb fordulato), haem a fetie figyelembevételével ell meghatá roi. A forgá csolá si teljesítméyt eért a legisebb fordulatá l magasabb r fordulatsá mmal ( r > ) hatá roá meg. A méreteés fordulatsá ma a ialault gyaorlat serit a () ö ssefüggéssel sá mítható : S, () r ahol a S a fooatos főhajtó mű sabá lyoható sá ga, amelye értéét a legagyobb és a legisebb fordulatsá mo há yadosa adja. A ritius fordulatsá m ö elítőe úgy is meghatá roható, mit a legisebb fordulatsá mtó l sá mított ( + ). fordulatsá m. PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com
Példá ul egy fooatú hajtó mű él r, aa a legisebbtől sá mított egyedi fordulattal méreteü. A ritius fordulatsá m solgá l alapul a hajtó mű silá rdsá gi méreteéséhe is. A hajtó mű imeőtegelyé, a főorsó süséges teljesítméy a () serit: P c max π M c max r M c maxωr M c max r. () 60 9,55 A süséges motorteljesítméyt a () egyelet alapjá hatá rou meg és a isá mított értéhe legö elebbi, agyobb teljesítméyű motort vá lastju: P P c max m Pcs, ηmech ahol a mechaiai hatá sfo η mech 0,75-0,8 értére vehetőfel. A fooatos hajtó mű teljesítméy- és yomaté hatá rdiagramjai a fordulatsá mo függvéyébe a 0. á brá látható. A forgá csolá sor fellépő értée ee hatá rgö rbé alatt, a mideori muapotba helyeede el. A diagram ét résre botható aserit, hogy a yomaté, vagy a teljesítméy á lladó : I. II. M c, max á lladó, P c C, r, Pc, max á lladó, M c C (hiperbola), r. M c (Nm) P c (W) P cmax P c () M cmax M c () M cmi P cmi r I. II. (mi - ) 0. á bra: A fooatos főhajtó mű teljesítméy- és yomaté hatá rdiagramjai A I. tartomá y maximá lis yomatéá ra méretei a hajtó mű vet. Megjegyeü, hogy a motor évleges teljesítméye ettől agyobb yomatéo elérését is lehetővé PDF created with FiePrit pdffactory trial versio http://www.fieprit.com