TECHNOLOGIE DOKONČOVÁNÍ OZUBENÝCH KOL ŠEVINGOVÁNÍM

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV STROJÍRENSKÉ TECHNOLOGIE FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF MANUFACTURING TECHNOLOGY TECHNOLOGIE DOKONČOVÁNÍ OZUBENÝCH KOL ŠEVINGOVÁNÍM TECHNOLOGY OF FINISHING GEARING BY SHAVING BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR TOMÁŠ KRATOCHVIL Ig. OSKAR ZEMČÍK, CSc. BRNO 2011

Vysoké učeí techické v Brě, Fakulta strojího ižeýrství Ústav strojíreské techologie Akademický rok: 2011/2012 ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE studet(ka): Tomáš Kratochvil který/která studuje v bakalářském studijím programu obor: Strojíreská techologie (2303R002) Ředitel ústavu Vám v souladu se zákoem č.111/1998 o vysokých školách a se Studijím a zkušebím řádem VUT v Brě určuje ásledující téma bakalářské práce: v aglickém jazyce: Techologie dokočováí ozubeých kol ševigováím Techology of fiishig gearig by shavig Stručá charakteristika problematiky úkolu: 1. Rešerše literatury k daému tématu. 2. Používaá zařízeí a ástroje. 3. Řezé podmíky, řezé kapaliy. 4. Dosahovaé výsledky, porováí s ostatími metodami dokočováí ozubeí. 5. Závěr. Cíle bakalářské práce: Popis metody ševigováí ozubeí s uvedeím podmíek, řezých kapali a dosahovaými výsledky. Porováí s ostatími metodami dokočováí ozubeí.

Sezam odboré literatury: 1. ZEMČÍK,O. Techologická příprava výroby. 1. vyd. Bro:Akademické akladatelství CERM,2002.158 s. ISBN 80-214-2219-X. 2. ZEMČÍK,O. Nástroje a přípravky pro obráběí. 1.vyd. Bro: Akademické akladatelství CERM,2003.193 s. ISBN 80-214-2336-6 3. KÖNIG,W. Fertigugsverfahre bad 1,2,3,4,5,6. 4.Aufl. Düsseldorf: VDI-Verlag GmbH,1999. 416 s. ISBN 3-18-401054-6 4. Firemí podklady dle dalšího zpřesěí a určeí (Sadvik Coromat, Gührig, Fette, Pramet, Mitsubishi, Iscar, Seco, apod. 5. REICHARD,A. Fertigugstechik 1,2. 10.Aufl. Hamburg: Hadwerk ud techik,1993.420 s. ISBN 3-582-02311-7 6. LICHTENAUER,G. Hurth Zahradschabe. 1.Aufl. Müche 1994. 581 s. Vedoucí bakalářské práce: Ig. Oskar Zemčík, CSc. Termí odevzdáí bakalářské práce je staove časovým pláem akademického roku 2011/2012. V Brě, de 4.11.2010 L.S. prof. Ig. Miroslav Píška, CSc. Ředitel ústavu prof. RNDr. Miroslav Doupovec, CSc. Děka fakulty

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 6 ABSTRAKT Tato bakalářská práce se zabývá techologií dokočováí ozubeých kol ševigováím. Práce zahruje popis metody, základího výpočet, stroje, a také stručý popis dalších dokočovacích metod. V závěru práce je uvedeo celkové zhodoceí. Klíčová slova Dokočovací operace, ševigováí, výpočet, ozubeé kolo, hoováí, broušeí, stroj. ABSTRACT This bachelor s thesis deals with techology of fiishig gearig by shavig. This thesis icludes descriptio of method, basic calculatios ad machies as well as a brief descriptio of other fiishig gearig techologies. Geeral evaluatio is metioed i resume. Key words Fiishig techology, shavig, calculatio, gearwheel, hoig, gridig, machie. BIBLIOGRAFICKÁ CITACE KRATOCHVIL, Tomáš. Název: Techologie dokočováí ozubeých kol ševigováím. Bro: Vysoké učeí techické v Brě, Fakulta strojího ižeýrství, 2011. s., příloh. Ig. Oskar Zemčík, Csc.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 7 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci a téma Techologie dokočováí ozubeých kol ševigováím vypracoval samostatě s použitím odboré literatury a prameů, uvedeých a sezamu, který tvoří přílohu této práce. Datum. Jméo příjmeí bakaláře

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 8 PODĚKOVÁNÍ Děkuji tímto Ig. Oskaru Zemčíkovi, CSc. za ceé připomíky a rady při vypracováí bakalářské práce.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 9 OBSAH Abstrakt... 6 Prohlášeí... 7 Poděkováí... 8 1 ÚVOD... 10 2 PŘEVODY... 11 2.1 Nepřesý (třecí) převod:... 11 2.1.1 Převody plochými řemey a pásy... 11 2.1.2 Převody klíovými řemey... 11 2.1.3 Převod třecími koly... 12 2.2 Přesý (vázaý) převod:... 12 2.2.1 Převody řetězy... 12 2.2.2 Převody ozubeými koly... 12 3 ŠEVINGOVÁNÍ... 16 3.1 Popis metody... 16 3.2 Nástroj... 17 3.3 Způsoby ševigováí... 17 3.4 Materiál ševigovacího kola... 21 4 ZÁKLADY VÝPOČTU A KONSTRUKCE ŠEVINGOVACÍCH KOL... 21 4.1 Výpočet ševigovacích kol pro vější ozubeí... 21 4.2 Určeí kostrukčích rozměrů ástroje [1]... 23 4.3 Ševigovací stroje... 27 4.4 Hoováí... 30 5 BROUŠENÍ... 33 5.1 Broušeí dělícím způsobem tvarovými kotouči... 33 5.2 Broušeí dělícím způsobem s odvalem boku zubu... 35 5.2.1 Systém Maag... 35 5.2.2 Systém Niles... 36 5.2.3 Systém Reishauer... 37 5.2.4 Brusé materiály... 38 5.3 Dosahovaé přesosti... 38 6 ZÁVĚR... 39 7 POUŽITÉ SYMBOLY... 40 8 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY... 42

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 10 1 ÚVOD V každodeím životě se setkáváme s růzými druhy převodů, aiž si to mohdy uvědomujeme. Výjimečé postaveí, téměř ve všech odvětvích průmyslu, si vybudovaly převody ozubeými koly. Jsou součástí převodovek dopravích prostředků, ručích ástrojů, ale také hraček, které dělají radost ašim dětem. Dle způsobu použití převodu, je uté zvolit vhodý druh dokočovací metody ozubeí. U ozubeých kol je ejvětší důraz klade a geometrickou přesost obrobeých ploch, kde se sažíme co ejvíce přiblížit k ideálímu tvaru profilu. V eposledí řadě je klade důraz a plyulý chod převodu.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 11 2 PŘEVODY Převody jsou strojí zařízeí, která ejčastěji přeáší otáčivý pohyb ebo jiý pohyb z hřídele a esouosé hřídele. Převody ejčastěji rozdělujeme ásledově: Mechaické Hydraulické Peumatické Elektrické Jelikož se většiou jedá o složitá zařízeí, ozačujeme tyto převody často jako mechaismy. Dodes jsou u strojů ejčastěji používaé převody mechaické (apř. rotačí s plochým řemeem, řetězy, ozubeými koly; přímočaré šroubem, klika s ojicí). Převod se skládá z alespoň ze dvou kol (hací kolo, haé kolo), která jsou bud v přímém záběru (ozubeá kola, třecí kola) ebo jsou spojea laem, řemeem apod. 1.1 Nepřesý (třecí) převod: Otáčky hacího hřídele mírě kolísají (prokluz třecího kola apod.) 1.1.1 Převody plochými řemey a pásy Vhodý pro zařízeí kde eí klade důraz a přesost převodu Umožňuje pružé zachyceí a tlumeí rázů Spodí část řemee je apíáa (amáháa) více ež horí část Obvodová rychlost hací i haé řemeice je stejá Materiál řemeů (apř. pryž, umělé hmoty atd.) 1.1.2 Převody klíovými řemey Rozdělujeme dva typy: o Otevřeý řeme může běžet v obou směrech, jelikož je momet přeáše boky řemee => meší apíací síla o S apíací kladkou kladka apíá řeme z vitří stray ochablé části. Přeos jedím ebo více řemey Řemey je uto chráit před působeím vody, maziva atd.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 12 Materiál řemeů (apř. kordová tkaia uložeá v ěkolika vrstvách ad sebou) 1.1.3 Převod třecími koly Vhodé pro meší výkoy a malé vzdáleosti os hřídelů Materiál kotoučů (malé obvodové síly - apř. šedá litia, broz; větší obvodové síly obložeí věce kola korkem, pryží) 1.2 Přesý (vázaý) převod: Stálý převodový poměr (apř. řetězový převod, převod ozubeými koly). Neměý počet otáček hacího hřídele. 1.2.1 Převody řetězy Rozděleí řetězů: o Člákové vhodé pro použití v hrubém provozu i za vysokých teplot, apř. u zdvihadel; ormalizovaé velikosti čláku řetězu o Kloubové rozděleí podle počtu řad (jedořadé, dvouřadé, třířadé, čtyřřadé), vější a vitří čláek jsou spojey čepem; o Speciálí Ewartovy pro růzé dopravíky a dopraví zařízeí; materiál (temperovaá litia) Převod je přeý a tichý, do jisté míry i pružý Při opotřebeí čláku se měí délka řetězu (zvětšuje se rozteč řetězu) 1.2.2 Převody ozubeými koly Jedoduchý převod - skládá se z dvojice ozubeých kol (malé kolo pastorek, velké kolo), která se při vzájemém záběru azýváme jedoduché soukolí Složeý převod - skládá se z ěkolika dvojic ozubeých kol, tyto při vzájemém záběru azýváme složeé soukolí

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 13 Rozděleí dle vzájemé polohy hřídelí: 1. Rovoběžé osy: Čelí soukolí s vějším ozubeím[10] Čelí soukolí s vitřím ozubeím[10] 2. Růzoběžé osy: Kuželová soukolí s vějším ozubeím[10] 3. Mimoběžé osy: Šroubové soukolí s vějším ozubeím [10]

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 14 Šekové soukolí s vějším ozubeím [10] Hypoidí soukolí s vějším ozubeím [10] Podle tvaru zubů rozdělujeme kola: Čelí kola přímé zuby šikmé zuby šípovité zuby zakřiveé zub Kuželová kola přímé zuby šikmé zuby šípovité zuby zakřiveé zub

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 15 Rozděleí dle profilu boku zubů: Evolvetí evolveta vziká odvalováím přímky po základí kružici, ozubeí je poměrě sado vyrobitelé, jedá se o ejpoužívaější profil Cykloidí cykloida vziká odvalováím valivé kružice po statické základí kružici, výroba ozubeí je obtížá Žebrové Hypoidí Kruhový oblouk Rozděleí dle úhlu záběru 15 20 - ejrozšířeější 30 - pro evolvetí drážkováí Požadavky a ozubeé převody Rovoměrý přeos otáček a plyulý chod Miimalizace ztrát Vysoká životost Záběr bez prokluzu zubů Nízká hlučost K docíleí výše uvedeých požadavků je uté při výrobě ozubeých kol zařadit dokočovací operace pro zlepšeí jakosti povrchu zubu tak, aby se tvar zubu co ejvíce přiblížil ideálímu profilu.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 16 3 ŠEVINGOVÁNÍ 1.3 Popis metody Ševigováí je dokočovací operace používaá v sériové a hromadé výrobě u měkkého evolvetího ozubeí, tj. ekaleých ozubeých kol ebo cemetovaých ozubeých kol před kaleím. Používá se poté, co byly zuby kola obrobey obražeím, protahováím ebo vyfrézováy odvalovací frézou. Metoda ševigováí spočívá v odebíráí velmi jemých třísek materiálu z pracoví častí povrchu zubu a tím se docílí vysoké kvality ozubeých kol. Výhody Obr. 2.1.1 Ševigovací ástroje [6] Zlepšeí kvality povrchu zubu Elimiuje se problém kocetrace zatížeí a koci zubu Efektiví sížeí hlučosti ozubeých kol s úpravami v profilu zubu. Zvýšeá bezpečost a životost. Zvýšeí dovoleého zatížeí

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 17 1.4 Nástroj Nástroj má tvar bud ozubeého kola ebo hřebee. Častěji používá ševigováí pomoci ozubeého kola a to z ásledujících důvodů: Levější a jedodušší výroba kola Lepší odvod třísky Ševigováí vějších i vitřích ozubeí Ševigovací kolo je korigovaé s přímými ebo šikmými zuby. Má a bocích drážky pro odvod třísek a vytvářeí řezých hra. Nástroj a obrobek tvoří záběr dvou šikmozubých kol s mimoběžými osami a jsou ve vzájemém styku bez vůle. Obvodová rychlost se pohybuje v rozmezí 60 m/mi 140 m/mi. Samoté odebíráí třísek je prováděo ostrými břity a povrchu ástroje. Hloubka drážek je závislá a modulu a pohybuje se mezi 0,6 mm 1 mm, šířka 0,25 mm. Rozděleí ševigovacích kol: Nástroje pro vější ozubeí Nástroje pro vitří ozubeí Nástroje hyperboloidí Nástroje speciálí 1.5 Způsoby ševigováí Příčé Diagoálí Zapichovací Podélé Diagoálě příčé Tageciálí

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 18 Příčé Ozubeé kolo, které má být ševigováo kmitá ve směru své osy, zatímco je v záběru s ástrojem. S každým kmitem je odebráa malá tříska. Pro ševigováí ačisto je vhodé připočítat jede zdvih a modul avíc, avšak toto eí vhodé pro vější okraje kola. [6] Nástroj Kolo a začátku zdvihu Kolo a koci zdvihu Bod kotaktu a začátku a koci ševigováí Diagoálí Ševigovací kolo kmitá šikmo směrem k jeho vlastí ose. Nástroj i obrobek zůstávají stále v záběru. Diagoálí úhel může být dosaže akláěím obrobku ebo iterpolací dvou os stroje. Obecě může být velikost diagoálího úhlu mezi 0 a 40, ale z důvodů opotřebeí by eměl být větší ež 25 [6] Nástroj Kolo a začátku zdvihu Kolo a koci zdvihu Bod kotaktu a koci ševigováí Bod kotaktu a začátku ševigováí

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 19 Zapichovací Při tomto ševigováí se epohybuje stůl. Místo toho koá radiálí pohyb obrobek proti ástroji. Nástroj musí být širší ež obrobek. Teto způsob je zvláště vhodý pro ševigováí vějšího okraje kol. [6] Kolo a začátku a a koci zdvihu Nástroj Bod kotaktu a začátku a a koci ševigováí Podélé Je podobé diagoálímu ševigováí, ale měí se diagoálí úhel a 90. Obrobek kmitá kolmo ke své vlastí ose. Nástroj musí být širší ež obrobek. Musí být umístěy ve šroubovici. Všechy korekce musí být provedey a ástroji, jelikož je eí možé provádět prostředictvím axiálího posuvu ástroje. [6] Kolo a koci zdvihu Nástroj Bod kotaktu a koci ševigováí Kolo a začátku zdvihu Bod kotaktu a začátku ševigováí

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 20 Diagoálě příčé Jedá se o diagoálí ševigováí za astaveí velkého úhlu posuvového pohybu ( 40 < δ < 90 ). Tato metoda je vhodá pro ševigováí kol se šikmými zuby. [6] Kolo a koci zdvihu Nástroj Kolo a začátku zdvihu Bod kotaktu a koci ševigováí Bod kotaktu a začátku ševigováí Tageciálí Hodota astaveí úhlu posuvového pohybu se astavuje v rozmezí 40 < δ < 90. Ševigovací kolo musí být širší ež obrobek a jeho vroubkováí musí být umístěo a šroubovici, aby bylo dosažeo relativího posuvu boku zubu. [6] Kolo a koci zdvihu Bod kotaktu a koci ševigováí Nástroj Bod kotaktu a začátku ševigováí Kolo a začátku zdvihu

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 21 1.6 Materiál ševigovacího kola Třída C Cr Mo W V Co M Si M2 0,95 4,2 5,0 6,0 2,0 - - - M35 0,94 4,1 5,0 6,0 2,0 5,0 - - M42 1,10 3,8 9,5 1,5 1,2 8,0 - - Tab. 1.6.1 Materiály ševigovacího kola [6] 4 ZÁKLADY VÝPOČTU A KONSTRUKCE ŠEVINGOVACÍCH KOL [1] Dle ÚN 22 2560, 61 vyrábíme ševigovací kola pouze pro úhel α=20 se skloy šroubovice β =10, 5 a 0, které můžeme třídit ásledově: Nástroje pro vější ozubei (ormálí, zúžeé, modifikovaé) Nástroje pro vitří ozubeí Nástroje hyperboloidu Nástroje speciálí l 1,2 = r 2 h1 r 2 01 r r1 cos β 01 α 2 2 si č1 rh 2 r02 rr 2 si č 2 ± ( ξ1 + ξ 2 + cos β 02 α + siα ) m tgα tgα č1,2 = cos β r 1,2 1.7 Výpočet ševigovacích kol pro vější ozubeí [1] Čelí modul: m č = m cos β r1 Průměr roztečé kružice: Kola d r1 = mč z1 d Pastorku r 2 = mč z2

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 22 Vzdáleost os převodu: A 1,2 d r 1 + d = r 2 Pro korigovaá kola 2 A 1,2v d = v1 + d 2 v2 Kde d v1,2 jsou průměry valících kružic. Průměr hlavové kružice: h h = m = výška hlavy zubu Kola d h1 = d r1 + 2hh Pastorku d h2 = d r 2 + 2hh Průměr patí kružice: h p = (1,2 až 1,3) m = výška paty zubu d p1 = d r1 2hh Kola d p2 = d r2 2hh Pastorku Úhel sklou zubů kola a základím válci: si β01 = si β r 1 cosα Úhel základího profilu v čelí roviě kola: tgα tgα č = cosβ r1 Průměr základí kružice: d d Kola 01 = r 1 cosαč Pastorku d02 = d r 2 cosαč

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 23 Délka záběru spoluzabírajících kol v čelí roviě: l 2 2 2 2 1,2č = rh 1 r01 + rh 2 r02 A1,2 siα č U korigovaých kol dosadíme za úhel α č úhel záběru α čv cosα čv Voleé hodoty: ( d = r1 + d r 2 ) cosαč 2 A 1,2v Obrobek β Obrobek β Čelí kola s přímými zuby 8 až 12 Čelí kola s šikmými zuby 10 až 15 z 1 <20 velká šířka ozubeí Čelí kola s přímými zuby 10 až 15 Pastorek s velkým úhlem 5 až 10 z 1 >20 sklou zubu Čelí kola s šikmými zuby malá šířka ozubeí 8 až 12 Vitří ozubeí 4 až 8 Úhel sklou zubu ástroje a roztečém válci: β = β s β r1 β s - úhel zkřížeí os Úhel zkřížeí os zvolíme podle tab. Platí poučka: Při velkých úhlech β s (ad 15 ) je sazší a rychlejší úběr třísky, avšak vedeí je horší, při meších uhlech (pod 7 ) jsou podmíky práce opačé 1.8 Určeí kostrukčích rozměrů ástroje [1] Úhel sklou zubů a základím válci, čelí modul ástroje: si β o = si β r1 cosα m č m cos β = bývá m č m č při β β r z d max 3mr 2 =, 2 d max ejvětší průměr ástroje se zřetelem a stroj. Zjištěá hodota z se síží a ejbližší prvočíslo ebo a hodotu edělitelou ai etvořící

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 24 ásobek s počtem zubů obrobku (pro elimiaci chyb ástroje). Překotrolujeme výrobí možosti( dělící kotouče, vačky) Průměr roztečé kružice: d r = z m č Úhel základího profilu v čelí roviě: tgα č tgα = cos β Průměr základí kružice: d = o d r cosα č Výška paty zubu ového ástroje (předběžě): h = m 1,166 + ξ ) p ξ b ( b součiitel korekce přeostřeí Průměr patí kružice: d = d r 2h p Kotrola zvoleé korekce x b pro zaručeí podmíky d p do x o do d p = Vyjde-li hodota záporá, je podmíka splěa a veličiy h p, 2 d p jsou koečé. Nevyjde-li podmíka, je uto změit velikost ξ b Výška hlavy zubu ového ástroje: h ξ b ξo = h m 1,10 + ξ + ξ ) ( b o součiitel posuutí pro ostří součiitel posuutí pro zaručeí evolvetího profilu

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 25 Průměr hlavové kružice ového ástroje: d = d + 2h h r h Miimálí průměr hlavové kružice (po přeostřeí): d = d 2m ( ξ + ξ ) h h b b Úhel záběru a hlavové kružici v čelí roviě: cos α hčč d = d o h Tloušťka zubu a hlavové kružici ového ástroje v čelí roviě: S hčč = r h π ( + 2evα z č 2evα hčč 4 ( ξ + b + ξo) tgα ) z Miimálí hodota S hčč = 1,8 až 2 mm se zřetelem a hloubku řezých drážek Rozteč zubu a patí kružici: t p d = π z p Úhel záběru a patě zubu: cosα pčč z cosα = 2h p z m č č Tloušťka zubu a patí kružici ového ástroje v čelí roviě: S pčč = r p π ( + 2evα z č 2evα pčč 4 ( ξ + b + ξo ) tgα ) z Šířka zubí mezery a patí kružici před broušeím: S pm = t p ( S pčč + 2 Sbr ) 1, 3mm

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 26 Se zřetelem a ástroj pro obrážeí drážek; S br = přídavek a broušeí a bok zubu Kotrola délky ševigovaého profilu: Musí být l 1, l1,2 l 2 Nezáme-li protikolo (ebo při řešeí uiverzálího ástroje), určíme délku záběru pro převod kolo ozubeý hřebe Délka záběru ového ástroje s ševigovaým kolem: l 1 = m r 2 h1 r 2 11 r r1 siα cos β01 ( ± ξ1 ± ξ ) siα č1 ( + r 2 h r 2 0 r r cos β siα ) cos β o č 01 Kde ξ je součiitel korekce ástroje. Stejá rovice platí pro pastorek hodoty kola (1) dosadíme hodoty pastorku (2). l 2, ; za ξ 1,ξ součiitelé korekce kola a ástroje. Zaméko plus platí pro posuutí od středu, mius ke středu. Nevyjde-li erovost, vziká ebezpečí iterferece spoluzabírajících kol. Pak je uto změit korekci ξ b či zvětšit počet zubů z a průměr d h Hloubka řezých drážek: h = 0,25 + ( ξ + ξ ) siα řd m b b Průměr odlehčovacích otvorů: d = S + (2až2,5) h op pm řd Pro zaručeí pevosti zubu je uto dodržet Roztečá kružice otvorů: d op d < op tgβ d r d op = d p d 2 op cos β ) ( S pm 2

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 27 Díry se vrtají pod úhlem asi o 1 meším ež sklo β : tgβ op d = op tgβ d r Šířka věce Normalizovaé rozměry viz Norma ÚN 22 2508, 60, 61 S F = 20 až 25 mm, u diagoálího ševigováí musí být širší ež ševigovaé kolo 1.9 Ševigovací stroje Stroj Raso 200 Raso 200 je stroj firmy SICMAT, která má dlouholeté zkušeosti a trhu ševigovacích a hoovacích strojů. Teto stroj je hojě používaý v automobilovém průmyslu díky své výkoosti a tuhosti srovatelé s většími stroji, avšak při výrazě meších rozměrech. Raso 200, umožňuje ševigováí ozubeých kol s průměry (6 200) mm a moduly (0,8 5) mm. Jedá se tedy o zařízeí zejméa pro automatické převodovky, ozubeých kol pro motocykly a čerpadla. [8] Obr. 3.3.1 Ševigovací stroj Raso 200 [8]

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 28 TECHNICKÉ PARAMETRY 200/3 200/5 (7) Mi./Max modul [mm] 0,8 3,5 0,8 3,5 Mi./Max. vzdáleost mezi ástrojem a obrobkem [mm] 110 202 110 202 Mi./Max. průměr ástroje. [mm] 178 245 178 245 Průměr otvoru pro hřídel [mm] 63,5 (100) 63,5 (100) Mi./Max. šířka ástroje [mm] 19 50,8 19 50,8 Max. ševigovací dráha 42 100 Oscilace stolu ± 1,7 ± 1,7 Istalovaý výko [KVA]. 23 23 Silové obvody [V] 400 400 (Stadardí provedeí)hz 50 50 Pomocé obvody [V] 24 D.C. 24 D.C. Tab. 3.3.1 Ševigovací stroj Raso 200 [8] PŘÍSLUŠENSTVÍ RASO 200 CNN [8] Následující vybaveí může být dodáo společě se strojem: - Zkoseí / odjehlováí lieárím ástrojem (SICMAT patet) - Odstřeďovcí jedotka pro ševigováí obrobků - Lisovací jedotka pro ševigováí obrobků - Ševigovací frézy - Upíací přípravky - Příslušeství pro upíáí obrobku - Idetifikace obrobku / měřících staic (pre / post proces) - Oddělovač třísky Stroj Raso 600 Hlaví předostí stroje Raso 600, jsou široký rozsah obráběých průměrů, vysoká odolost proti vibracím, rychlost pracovího cyklu spojeá s velikostí

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 29 opracovávaého ozubeého kola. V praxi teto stroj dispouje vyztužeou deskou a rámem pro sížeí vibrací, koíky pro růzé velikosti obráběých částí a ové přímé pohoy kiematiky U-osy, což vede ke zrychleí ve fázi polohováí. [8] TECHNICKÉ PARAMETRY 600/5 (7) Mi./Max modul [mm] 1 10 Mi./Max. vzdáleost mezi ástrojem a obrobkem [mm] 230 440 Mi./Max. průměr ástroje. [mm] 178 254 Průměr otvoru pro hřídel [mm] 63,5 (100) Mi./Max. šířka ástroje [mm] 19 50,8 Max. ševigovací dráha 160 Oscilace stolu ± 1,7 Istalovaý výko [KVA]. 26 Silové obvody [V] 400 (Stadardí provedeí)hz 50 Pomocé obvody [V] Tab. 3.3.2 Ševigovací stroj Raso 600 [8] 24 D.C. Obr. 3.3.2 Ševigovací stroj Raso 600 [8]

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 30 Stroj Hurth ZS 350 Rok výroby 1981 Techické parametry Max. průměr kola 350 mm Šířka kola 100 mm Max. modul 1 Mi. modul 8 Hmotost stroje cca. 6.5 t Rozměry stroje cca. 5 x 3 x 2.5 m Obr. 3.3.3 Ševigovací stroj Hurth ZS 350 [9] Obr. 3.3.4 Ševigovací stroj Hurth ZS 350 [9] 1.10 Hoováí Popis metody Hoováí je dokočovací operace používaá v sériové výrobě kaleých ozubeých kol, jak s vitřím, tak s vějším ozubeím. Hoováí se vzhledem ke své techické i ekoomické výhodosti stalo edílou součástí výroby vysokorychlostích

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 31 převodů zejméa v automobilovém průmyslu. Struktura povrchu hoovaého kola, která připomíá rybí kostru, usadňuje vytvářeí filmu (teké vrstvy) maziva a tím pozitivě ovlivňuje hlučost převodovky. Často je ozačováo jako ševigovací broušeí a provádí se bud a ševigovacích strojích ebo a speciálích strojích. Výhody Velmi tichy převod Vyikající vlastosti opotřebeí Zlepšeí geometrického tvaru zubu Obr. 3.4.1 Hoovací ástroj [7] Nástroj: Nástrojem bývá ocelové kolo, které má zuby pokryté jemou vrstvou brusiva ebo kolo vyrobeé z plastu a brusiva. Kvalita povrchu po hoováí bývá často kvalitější ež po broušeí, které aopak zajišťuje přesější parametry kola jako roviost, úchylky profilu apod. Řezá rychlost se pohybuje mezi (0,5 10) m/s. Vzhledem k těmto ižším rychlostem téměř edochází k tepelému zatížeí kola. Nedochází k žádému páleí (hořeí) materiálu. Důležitou výhodou těchto ízkých řezých rychlostí je směřováí zbytkového apětí (1.000 N/mm2 až 1.600 N/mm2) v tlaku do povrchu zubu. Toto má za ásledek vyšší odolost proti opotřebeí a delší životost zařízeí.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 32 Před hoováím: Po hoováí Obr. 3.4.2 Čelí ozubeí [7] Stroj HMX-400 HMX-400 je zařízeí vhodé pro použití v sériové výrobě kol pro automobilový, motocyklový a letecký průmysl. Stroj jsou urče pro dokočováí čelích a šikmých ozubeí. 9osý stroj je říze systémem SINUMERIK 840D který se vyzačuje kompaktostí, všestraostí a efektivitou. Umožňuje kovečí dvoubokké (doubleflask)hoováí, sychroí jedo či dvoubokké hoováí. [7] Obr. 3.4.3 Hoovací stroj HMX-400 [7]

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 33 TECHNICKÉ PARAMETRY Rychlost otočé jedotky osy A1 0-112 /s Rychlost otočé jedotky osy B1 0-12 /s Přísuvu suportu (X-osa) -180/+5 mm Rychlost suportu (X-osa) 0-7500 mm/mi Přísuvu suportu (Z1-osa) -400/+100 mm Rychlost suportu (Z1-osa) 0-8000 mm/mi Přísuvu suportu (Z2-osa) -627/-87 mm Rychlost suportu (Z2-osa) 0-50 m/mi Otáčky ástroje (C1-osa) 0-1500 1/mi Otáčky obrobku (C2/C3-osy) 0-6000/9000 1/mi Max. hoovací síla (zátěž) 1000 N Tab. 3.4.1 Hoovací stroj HMX-400 [7] 5 BROUŠENÍ Jedá se o jedu z ejrozšířeějších dokočovacích operací při výrobě ozubeých kol. Tyto jsou broušea: Dělícím způsobem o Tvarovými kotouči Jede kotouč Dva kotouče o Odvalem boku zubu MAAG Niles Reishauer 5.1 Broušeí dělícím způsobem tvarovými kotouči Jede kotouč s profilem ve tvaru zubové mezery Brusý kotouč má tvar zubové mezery a brousí oba boky zubové mezery současě. Obrobek, který je uputý v dělícím zařízeí, se pootočí o jedu zubovou

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 34 rozteč jakmile je vybroušea zubová mezera. Jedá se o méě přesou metodu, jelikož je závislá a přesosti dělícího zařízeí. Další evýhodou je poměrě rychlé a erovoměré opotřebeí brusého kotouče, což je způsobeo výrobími epřesostmi při frézováí ozubeí s přídavkem a broušeí. Z kiematického hlediska odpovídá teto způsob frézováí ozubeí pomocí kotoučové frézy. Obr. 5.1 Broušeí zubů tvarovým kotoučem [3] Dva kotouče s profilem ve tvaru boku zubu V porováí s broušeím kotoučem ve tvaru zubové mezery je teto způsob přesější a výkoější. Brusé kotouče mají tvar boku zubu (jede má tvar levého boku zubu a druhý pravého) a jsou od sebe vzdáley o hodotu l. Tato je závislá a počtu zubů a modulu. Obr. 5.2 Broušeí zubů dvěma tvarovými kotouči [3]

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 35 5.2 Broušeí dělícím způsobem s odvalem boku zubu 5.2.1 Systém Maag Broušeí Maag systémem je prováděo dvěma tekostěými talířovými kotouči, které jsou: a) Rovoběžé b) Vzájemě skloěé pod úhlem 2α Ad a) Brusé kotouče při tomto způsobu vytvářejí v podstatě plochy zubů hřebee, jehož úhel záběru α jehož velikost je rova 0. Valivá přímka ástroje se odvaluje po základí kružici ozubeého kola. Broušeé ozubeé kolo a brusý kotouč se dotýkají v jedom bodě, který se podvalováím přemisťuje po úsečce. Dokočeý povrch ese podélé rovoběžé stopy => malá dráha, která je potřebá pro obroušeí plochy zubu. Ad b) Brusé kotouče jsou při tomto způsobu vzájemě akloěy úhel 2α, tedy o dvojásobý úhel záběru, jehož velikost je rova bud 15 ebo 20. Mluvíme tedy o tzv. 15 a 20 způsobu. Valivá přímka ástroje se odvaluje po roztečé kružici. Pro teto způsob broušeí jsou možé dva pracoví postupy: - Broušeí hraou kotouče - Broušeé ozubeé kolo a brusý kotouč se dotýkají ve dvou bodech, které se postupě přemisťují po oblouku kotouče - Velká dráha, která je potřebá pro obroušeí plochy zubu - Při m > 9 mm brousí oba kotouče v jedé zubové mezeře - Broušeí plochou kotouče o Podélá osa brusého kotouče je mírě vychýleá vůči podélé ose ozubeého kola. o Dosahuje se vyšší jakosti povrchu o Dokočeý povrch ese podélé rovoběžé stopy o Teto způsob je produktivější ež broušeí hraou kotouče o Malá dráha, která je potřebá pro obroušeí plochy zubu.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 36 Orováváí kotoučů Kotrola polohy fukčích okrajů a jejich orováváí je prováděo automaticky. Pokud kotrolí zařízeí detekuje adměrou odchylku, pak jsou kotouče posuuty po svých osách o patřičou vzdáleost a ásledě zaujmou správou polohu. 5.2.2 Systém Niles Systém Niles spočívá v použití jedoho brusého kotouče, jehož profil je shodý s profilem zubu ozubeého hřebee. (obr). Broušeí probíhá postupě od paty zubu k hlavě zubu dělícím pohybem, který vykoává obrobek. Nástroj a obrobek se dotýkají bodově. Teto bod se během odvalováí pohybuje po úsečce => malá dráha ástroje. Nástroj koá rotačí pohyb a současě přímočarý vratý pohyb ve směru osy obrobku. Obrobek koá odvalovací pohyb, který vziká jeho pohybem kolem své osy za současého posuvu ve směru osy ástroje. U starších brusek docházelo k chybě rozměru přes zuby, která byla způsobea úbytkem kotouče mezi orováím a emožostí obtažeí zcela stejého profilu. U ových brusek byl teto problém odstraě. Řídicí systém skokově rozděluje broušeí tak, že jsou po skočeí broušeí všechy zuby broušey stejým počtem třísek. Skoková chyba mezi prvím a posledím zubem je tímto elimiováa. Orováváí brusých kotoučů Orovávací zařízeí často bývá součástí stroje. Jako orovávací zařízeí je vždy používá diamat. Orovávací soustava se skládá z 3 diamatů: - 2 x bočí diamaty Upravují profil kotouče tvořeý dvěma růzoběžkami se středovým úhlem 30 pro úhel záběru 15 40 pro úhel záběru 20 Bočí diamaty je možé astavit pomocí stavitelých závitů, což umožňuje použití pro růzé šířky kotoučů. - 1 x středový diamat Vytváří plošku a středu kotouče. Čím větší modul kola, tím je větší ploška a středu.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 37 U starších brusek bylo přestavováí pro jedotlivé úhly záběru problematické. U moderích brusek je přestaveí a kotrola polohy všech tří diamatů vzhledem k ástroji automatická. 5.2.3 Systém Reishauer Systém Reishauer spočívá v broušeí odvalovacím způsobem pomocí šekového brousícího kotouče (jedochodý ebo dvouchodý), který vytváří požadovaý profil ozubeí. Teto systém je podobý odvalovacímu frézováí, ale ástroj je zde brusý šek. Nejčastěji se teto systém používá při broušeí malých modulů. Řezý pohyb je vykoává rotací ástroje. Obrobek se během jedé otáčky ástroje pootočí o jedu zubovou rozteč. Tímto se plyule obrousí všechy zuby obrobku. Podmíkou je sychroí běh obrobku a ástroje. Rozděleí - S kleštiou Otáčky ástroje a obrobku je mechaicky spřaže. Nejčastěji používaý způsob (až v 90 % případů) Lepší roviost a evolveta vizuálě horší povrch zubu - Bez kleštiy Obrobek je volě há ástrojem Vizuálě ejlepší povrch zubu Nerovoměrý úběr materiálu (z jedé stray je větší ež z druhé) používá v kombiaci s kleštiou (hrubováí) a posledí 0,01 mm bez kleštiy => ejlepší výbrus zubu bez zhoršeí ostatích parametrů Orováváí Orovávací zařízeí je přeosé. Jedá se bud o stacioárí diamat ebo rotující diamatovou kladku. Brousící stroj koá kolmý pohyb kolmo ke kotouči

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 38 pomocí speciálí ližiy. Na této je uputo samoté orovávací zařízeí. Tímto je zajištěa sychroizace otáček s posuvem. 5.2.4 Brusé materiály Pro ástroje orovatelé sliutý korud (SG) Pro ástroje eorovatelé s povlakem z kubického itridu boru (CBN) 5.3 Dosahovaé přesosti Způsob výroby Přesost Jakost obrobeé rozměrů (IT) plochy (Ra) Sklo zubů Ševigováí 4 až 6 0,4 až 0,8 Přímé i šikmé Hoováí 5 až 6 až 0,2 Přímé i šikmé Broušeí odvalovacím kotoučem 2 až 4 0,2 až 0,8 šikmé Broušeí tvarovým kotoučem 4 až 6 0,2 až 0,8 přímé Tab. 5.1 Dosahovaé přesosti

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 39 6 ZÁVĚR Tato bakalářská práce se zabývala zejméa dokočovací metodou ozubeých kol, ševigováím a současě zde byly zmíěy další druhy dokočovacích operací, jako broušeí a hoováí. Při stále vyšších požadavcích a přesosti výroby, jsou v současé době dokočovací operace edílou součástí výrobího procesu ozubeých kol. Ševigováí ozubeých kol je používaé zejméa v sériové a hromadé výrobě u ekaleých ebo cemetovaých ozubeých kol. Ševigováím se docílí zlepšeí kvality povrchu zubu, životosti a sížeí hlučosti ozubeých kol. Hlaví výhodou ševigováí je vysoká produktivita. Jako materiál ševigovacího kola se používají rychlořezé oceli (wolfram-molybdeové) s vysokou odolostí proti opotřebeí. Jako zvláští druh ševigováí, ševigovací broušeí, bývá často ozačováa dokočovací operace hoováí. Hoováí se používá v sériové výrobě kaleých ozubeých kol a to zejméa u vysokorychlostích převodů pro automobilový průmysl. Hoovaé převody jsou velice tiché, mají zlepšeý geometrický tvar zubu a vyikající vlastosti opotřebeí. Nejrozšířeější dokočovací metodou ozubeých kole je odvalovací broušeí, které se používá v hromadé a sériové výrobě. Broušeím je možé dosáhout ejvyšší přesosti ozubeého kola, což je však závislé a vhodě zvoleých pracovích podmíkách.

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 40 7 POUŽITÉ SYMBOLY m č d r1 čelí modul [mm] průměr roztečé kružice kola [mm] d r 2 průměr roztečé kružice pastorku [mm] A 1,2 vzdáleost os převodu [mm] A 1, 2v vzdáleost os převodu pro korigovaá kola [mm] d v1 d v2 d h1 d h2 h h = m d p1 d p2 průměry valivé kružice kola [mm] průměry valivé kružice pastorku [mm] průměr hlavové kružice kola [mm] průměr hlavové kružice pastorku [mm] výška hlavy zubu [mm] průměr patí kružice kola [mm] průměr patí kružice pastorku [mm] β 01 úhel sklou zubů kola a základím válci [mm] α č d 01 d 02 úhel základího profilu v čelí roviě kola [mm] průměr základí kružice kola [mm] průměr základí kružice pastorku [mm] l 1, 2č délka záběru spolu zabírajících kol v čelí roviě [mm] α čv úhel záběru [ ] β úhel sklou zubu ástroje a roztečém válci [ ] β s úhel zkřížeí os [ ] β o úhel sklou zubů a základím válci [ ] mč čelí modul ástroje [mm] d max d r ejvětší průměr ástroje se zřetelem a stroj [mm] průměr roztečé kružice [mm] α č úhel základího profilu v čelí roviě [ ] d o průměr základí kružice [mm] h p výška paty zubu ového ástroje [mm] ξ b součiitel korekce přeostřeí[-]

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 41 d průměr patí kružice [mm] h h výška hlavy zubu ového ástroje [mm] ξ b součiitel posuutí pro ostří [-] ξo součiitel posuutí pro zaručeí evolvetího profilu [-] d h d h průměr hlavové kružice ového ástroje [mm] miimálí průměr hlavové kružice (po přeostřeí) [mm] α hčč úhel záběru a hlavové kružici v čelí roviě [ ] S hčč tloušťka zubu a hlavové kružici ového ástroje v čelí roviě [mm] t p rozteč zubu a patí kružici [mm] α pčč úhel záběru a patě zubu [ ] S pčč tloušťka zubu a patí kružici ového ástroje v čelí roviě [mm] S pm šířka zubí mezery a patí kružici před broušeím [mm] S br l 1 přídavek a broušeí a bok zubu [mm] délka záběru ového ástroje s ševigovaým kolem [mm] ξ součiitel korekce ástroje [-] ξ1 součiitelé korekce kola[-] ξ součiitelé korekce ástroje [-] hřd dop hloubka řezých drážek [mm] průměr odlehčovacích otvorů [mm] d op roztečá kružice otvorů [mm] S F šířka věce [mm]

FSI VUT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE List 42 8 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY [1] SCHMID, E. a kol. Příručka řezých ástrojů. 2., dopl. vyd. Praha: SNLT, 1974. 578 s. [2] ZEMČÍK, O. Techologická příprava výroby. 1. vyd. Bro:Akademické akladatelství CERM,2002.158 s. ISBN 80-214-2219-X. [3] HALÁSEK, P a kol.: Strojíreská techologie 3. Praha: Nakladatelství techické literatury 1986 [4] HUMÁR, A. Techologie I. 1. Část [olie]. Techologie pro magisterskou formu studia. VUT v Brě, Fakulta strojího ižeýrství, 2003. Dostupé z WWW: http://drogo.fme.vutbr.cz/opory/ [5] Humár, A. Techologie I. 2. Část [olie]. Techologie pro magisterskou formu studia. VUT v Brě, Fakulta strojího ižeýrství, 2003. Dostupé z WWW: http://drogo.fme.vutbr.cz/opory/ [6] Samputesili, Výrobce ozubáreské techiky [olie]. c2006 [cit. 2011-08-20]. Dostupé z WWW: <http://www.samputesili.com/processes/shavig/13051.html> [7] Fässler, Výrobce ozubáreské techiky [olie]. c2011 [cit. 2011-08-20]. Dostupé z WWW: <http://www.faessler-ag.ch/e/process_hoig.php> [8] Sicmat, Výrobce ozubáreské techiky [olie]. c2008 [cit. 2011-08-20]. Dostupé z WWW: <http://www.sicmat.it/web/guest/products > [9] Germa-traders, Prodejí portál [olie]. c2003-2008 [cit. 2011-08-20]. Dostupé z WWW: <http://www.germaraders.com/products/metal_idustry/gear_cuttig_machies/705011-gear-shavigmachie-hurth.html> [10] Wikipedia, Otevřeá ecyklopedie [olie]. c2011 [cit. 2011-08-20]. Dostupé z WWW: <http://cs.wikipedia.org/wiki/ozube%c3%a9_kolo>