Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování. KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ převody. Přednáška 6



Podobné dokumenty
Výpočet únosnosti šnekového soukolí (Výukový text výběr z normy DIN 3996)

Dynamická pevnost a životnost Přednášky

Dynamická pevnost a životnost Přednášky

Pastorek Kolo ii? 1.0. i Výpočet bez chyb.

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE. Návrh rozměru čelních ozubených kol je proveden podle ČSN ČÁST 4 PEVNOSTNÍ VÝPOČET ČELNÍCH A OZUBENÝCH KOL.

VY_32_INOVACE_C 08 09

Šnek Kolo ii Informace o projektu?

Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování. KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ mechanismy. Přednáška 9

ŠROUBOVÉ SPOJE VÝKLAD

Šnekové soukolí nekorigované se šnekem válcovým a globoidním kolem.

Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování. KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ převody. Přednáška 7

Ing. Petra Cihlářová. Odborný garant: Doc. Ing. Miroslav Píška, CSc.

BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV AUTOMOBILNÍHO A DOPRAVNÍHO INŽENÝRSTVÍ

Je-li poměr střední Ø pružiny k Ø drátu roven 5 10% od kroutícího momentu. Šroub zvedáku je při zvedání namáhán kombinací tlak, krut, případně vzpěr

strol. s.ucasl. Joseph E. Shigley The Iowa State University of Science and Technology Richard G. Budynas Institute of Technology

Zabezpečovací pohon výrobního zařízení s planetovou převodovkou a pojistnou spojkou. Tomáš Adámek

Frézování ozubených kol

Obr.94. Tečná reakce T r musí být menší nebo rovna třecí síle F t

14.9 Čelní válcová soukolí s přímými zuby

Zabezpečovací pohon výrobního zařízení se šnekovou převodovkou a pojistnou spojkou. Pavla Hradilová

Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování. KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ strojní součásti. Přednáška 5

1 MECHANICKÉ PŘEVODY D 1. (funkce, převodový poměr, druhy, třecí, řemenové a řetězové převody, části, použití,

Pohon zařízení s planetovou převodovkou a pojistnou spojkou. Jiří Macourek

TU v Liberci Fakulta strojní Katedra vozidel a motorů Kolové dopravní a manipulační stroje I 3 Hnací hřídele. Hnací hřídele

Pastorek Kolo ii Informace o projektu?

Šroubovitá pružina válcová zkrutná z drátů a tyčí kruhového průřezu [in] 1.3 Provozní teplota T 200,0 1.4 Provozní prostředí

Dimenzování ozubených kol klasických automobilních diferenciálů

MATURITNÍ OKRUHY STAVBA A PROVOZ STROJŮ TŘÍDA: 4SB ŠKOLNÍ ROK: SPEZIALIZACE: TECHNICKÝ SOFTWARE

Rotační skořepiny, tlakové nádoby, trubky. i Výpočet bez chyb. ii Informace o o projektu?

NÁVRH ŠNEKOVÉHO PŘEVODU POHONU VÝTAHU

Funkce pružiny se posuzuje podle průběhu a velikosti její deformace v závislosti na působícím zatížení.

4. Tenkostěnné za studena tvarované prvky. Návrh na únavu OK.

Tiskové chyby vyhrazeny. Obrázky mají informativní charakter.

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Protokol měření

9. MĚŘENÍ SÍLY TENZOMETRICKÝM MŮSTKEM

Bakalářská práce. Návrh planetové redukce pro vůz Formula Student

Ozubená kola. KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ strojní součásti.

3. Mechanická převodná ústrojí

4.1 Shrnutí základních poznatků

Tvorba technické dokumentace

Zakázka: D Stavba: Sanace svahu Olešnice poškozeného přívalovými dešti v srpnu 2010 I. etapa Objekt: SO 201 Sanace svahu

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI NÁVRH A PEVNOSTNÍ VÝPOČET ČELNÍCH A KUŽELOVÝCH OZUBENÝCH KOL

OVMT Mechanické zkoušky

VY_32_INOVACE_C 08 05

Tiskové chyby vyhrazeny. Obrázky mají informativní charakter.

Způsoby napájení trakční sítě

Hnací jednotka s převodovkou s kuželovými koly a pojistnou spojkou. Petr Metela

Návrh pohonu zařízení přes šnekovou převodovku a pojistnou spojku. Vojtěch TÁBORSKÝ

Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování. KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ mechanismy. Přednáška 8

Strana: 1/7 Nahrazuje: MK 008 ze dne Vypracoval: p.hoffmann Vydání: 2 Výtisk č. 1 Schválil dne: Klípa F.

Tiskové chyby vyhrazeny. Obrázky mají informativní charakter.

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

SPOJE. Slouží ke spojení částí nosných systémů (rámy) i pohybujících se komponent (členy mechanismů).

Mechanika hornin. Přednáška 2. Technické vlastnosti hornin a laboratorní zkoušky

Strana: 1/7 Nahrazuje: FK 008 ze dne Vypracoval: Jiří Hoffmann Vydání: 5 Schválil dne: František Klípa

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy

KATALOG NÁSTROJŮ PRO OBRÁBĚNÍ

POHYBOVÉ KLUZNÉ ŠROUBY trapézové, pilové, ACME

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Převody a mechanizmy. Ing. Magdalena Svobodová Číslo: VY_32_INOVACE_ Anotace:

Konstrukce TZB Upevňovací systémy Uložení potrubí Spojovací materiál

ZÁVĚSNÁ VÁZACÍ OCELOVÁ LANA. Ocelová vázací lana jsou vhodná pro vázání těžších břemen zaobleného tvaru.

HALFEN STYKOVACÍ VÝZTUŽ HBT HBT 06 BETON. Typově zkoušeno podle DIN :

Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka 2. kolokvium Josefa Božka, Praha

VÝROBA OZUBENÍ KUŽELOVÉHO SOUKOLÍ

PŘEVODY S OZUBENÝMI KOLY

ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ seminář Degradace nízkolegovaných ocelí v. abrazivním a korozivním prostředí

Ozubené tyče / Ozubená kola / Kuželová soukolí

Příloha č. 1. Pevnostní výpočty

Obr. 1 Stavební hřebík. Hřebíky se zarážejí do dřeva ručně nebo přenosnými pneumatickými hřebíkovačkami.

Výrobky válcované za tepla z jemnozrnných svařitelných konstrukčních ocelí termomechanicky válcované. Technické dodací podmínky

šířka ozubení b [mm] A - G H - L M R S - Z Typ levého ložiska

CVIČENÍ č. 3 STATIKA TEKUTIN

Technická dokumentace

Materiály charakteristiky potř ebné pro navrhování

Průvodní zpráva ke statickému výpočtu

SŠPU Opava. PROGRAM č. 5 ULOŽENÍ HŘÍDELE PŘEVODOVKY

Pastorek Kolo ii Informace o projektu? i Výpočet bez chyb.

Vysokovýkonné válečkové řetězy IWIS

ELEKTRICKÉ SVĚTLO 1 Řešené příklady

4 Spojovací a kloubové hřídele

Únosnosti stanovené níže jsou uvedeny na samostatné stránce pro každý profil.

STATICKÝ VÝPOČET: PŘESTUPNÍ UZEL HULVÁKY 1.ETAPA: obj. SO 01 Sociální zařízení MHD obj. SO 02 Veřejné WC

10 Navrhování na účinky požáru

Jednotný programový dokument pro cíl 3 regionu (NUTS2) hl. m. Praha (JPD3)

Zvýšení spolehlivosti závěsného oka servomotoru poklopových vrat plavební komory

Úloha 6 - Návrh stropu obytné budovy

BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ

6. Měření veličin v mechanice tuhých a poddajných látek

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ PÁSOVÝ DOPRAVNÍK FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV AUTOMOBILNÍHO A DOPRAVNÍHO INŽENÝRSTVÍ

D 2 KONSTUKCE PÍSTU HLAVNÍ ROZMĚRY PÍSTŮ

NÁVRH ČELNÍHO SOUKOLÍ SE ŠIKMÝMI ZUBY VŠB TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA FAKULTA STROJNÍ, KATEDRA ČÁSTÍ A MECHANISMŮ STROJŮ. Vysokoškolská příručka

Hliníkové konstrukce požární návrh

Podřezání zubů a korekce ozubení

Geodetické polohové a výškové vytyčovací práce

+ ω y = 0 pohybová rovnice tlumených kmitů. r dr dt. B m. k m. Tlumené kmity

Technologie výroby ozubení II.

Ozubené tyèe, ozubená kola a kuželová soukolí

R-05 MOST V UL. PRVOMÁJOVÁ PŘEPOČET ZATÍŽITELNOSTI MOSTU PO OPRAVĚ

Vodící tyče a kuličková pouzdra

Části a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1

Transkript:

Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ převody Přednáška 6

Pevnostní výpočet čelních ozubených kol Don t force it! Use a bigger hammer. ANONYM

Kontrolní výpočet na únavu v ohybu Při výpočtu únosnosti zubů na ohyb je kritériem namáhání místní ohybové (výpočtové) napětí v nebezpečném průřezu paty zubu F, ze kterého nejčasněji vychází lom zubu. Nebezpečný průřez paty zubu je určen body dotyku přechodových křivek zubu a jejich tečen, svírajících s osou zubu úhel 30. Kontrolní výpočet se provádí pro obě spoluzabírající ozubená kola. Únosnost v ohybu se prokazuje porovnáním Nebezpečný průřez paty zubu výpočtové S F a nejmenší S Fmin hodnoty součinitele bezpečnosti S F S Fmin výpočtového F a přípustného FP napětí v ohybu F FP ČSN 01 4686

Místní ohybové napětí F Výpočet místního ohybového napětí v nebezpečném průřezu paty zubu F vychází z představy ohybového namáhání pevně vetknutého nosníku osamělou silou. Rovnice je však dodatečně upravena řadou empiricky stanovených součinitelů, které zahrnují vlivy výroby, montáže, geometrie, zatížení a materiálu. F F0 F0 Ft b m K K A K n Fv K Fα Fv FS K 1,2 β Fβ K ε Fα F0 ohybové napětí při ideálním zatížení zubů K A součinitel vnějších dynamických sil K Fv součinitel vnitřních dynamických sil K Fβ součinitel nerovnoměrnosti zatížení zubů po šířce K Fα součinitel podílu zatížení jednotlivých zubů F t b m n obvodová síla pracovní šířka ozubení normálný modul Y FS součinitel tvaru zubu a koncentrace napětí Y β Y ε součinitel sklonu zubu součinitel vlivu záběru profilu

Součinitel vnějších dynamických sil K A Součinitel vnějších dynamických sil K A vyjadřuje vliv sil, které vznikají mimo převod ozubenými koly. Jejich příčinou jsou nejčastěji náhlé změny kroutícího momentu ze strany hnacího nebo hnaného stroje. Velikost těchto sil závisí na rychlosti změny kroutícího momentu, na hmotnosti a momentech setrvačnosti ozubených kol, apod.

Součinitel nerovnoměrnosti zatížení zubů po šířce K Fβ Součinitel nerovnoměrnosti zatížení zubů po šířce K Fβ K Hβ vyjadřuje skutečnost, že měrné zatížení není po celé aktivní ploše zubů rozloženo rovnoměrně. To je způsobeno především průhybem hřídelů, deformací kol, ložisek a skříně, nepřesností výroby, apod. ČSN 01 4686 tvrdost boků zubů 350 HV tvrdost boků zubů > 350 HV

Součinitel nerovnoměrnosti zatížení zubů po šířce K Fβ K ( K ) f β w p + 1 Fβ DIN 3990 1 f w t Ft b K A w t liniové zatížení zubů f w součinitel liniového zatížení f p součinitel matriálu kol šířka ozubení mm stupeň přesnosti Materiál ozubených kol ocel tvárná litina šedá litina

Součinitel tvaru zubu a koncentrace napětí Y FS Součinitel tvaru zubu a koncentrace napětí Y FS vyjadřuje zvýšení místního ohybového napětí v patě zubu vlivem tvaru zubu a tvaru jeho patního přechodu. V literatuře se často definuje jako součin součinitele tvaru zubu Y Fa a součinitele koncentrace napětí při záběru špičkou zubu Y Sa. Y FS závisí na náhradním počtu zubů z v a na velikosti jednotkového posunutí základního profilu x. 13,17 x Y 3,467 + 27,91 + 0,0916x FS z z v v ISO 6336 2 ČSN 01 4686

Součinitel sklonu zubu Y β Součinitel sklonu zubu Y β vyjadřuje rozdíl v namáhání paty zubu mezi reálným soukolím se šikmými zuby a náhradním soukolím s virtuálním počtem přímých zubů, pro které se provádí výpočet. Y β závisí na úhlu sklonu zubu β a na součiniteli záběru kroku ε β. Jeho hodnota se pohybuje v rozmezí 0,75 až 1. Y β ε 1 β β 120 o Je-li β > 30 dosazuje se β 30. Je-li ε β > 1 dosazuje se ε β 1. ČSN 01 4686

Součinitel vlivu záběru profilu Y ε Pomocí součinitele vlivu záběru profilu Y ε se přepočítává působiště normálové síly z bodů na hlavě zubů do vnějšího bodu osamělého záběru virtuálního soukolí. Y ε závisí na součiniteli záběru profilu ε α, popř. na základním úhlu sklonu zubu β b. Y 0,2 + ε 1 Y ε ε α 0,8 ε α ČSN 01 4686 pro ε α <1 pro ε α >1 Y ε DIN 3990, ISO 6336 0,75 ε 2 0,25 + cos βb α sin β b sin β cosα n

Přípustné napětí v ohybu FP,součinitel bezpečnosti S F Přípustné napětí v ohybu v nebezpečném průřezu patního přechodu zubu FP vychází z Wöhlerovy křivky referenčního vzorku ozubeného kola, která určuje základní mez únavy. V případě, kdy referenční vzorky mají jiné vlastnosti, než soukolí, které navrhujeme, je tato mez korigována součiniteli Y. Součinitel bezpečnosti S F je definován jako podíl korigovaného mezního napětí v ohybu ku místnímu ohybovému napětí v nebezpečném průřezu paty zubu. S FP F Y FE FE NT NT S R Fmin F R R X δ 1 X X δ δ FE Y NT Y R Y X Y δ mez únavy zubů v ohybu referenčního kola součinitel životnosti součinitel drsnosti v oblasti patního přechodu zubu součinitel velikosti součinitel vrubové citlivosti S Fmin nejmenší hodnota součinitele bezpečnosti S Fmin 1,4 1,7 (pravděpodobnosti poškození 50%) S Fmin 1,2 1,4 (pravděpodobnost poškození 1%)

Mez únavy zubů v ohybu referenčního kola FE

Součinitel životnosti Y NT DIN 3990, ISO 6336 1. konstrukční oceli normalizačně žíhané nebo tepelně nezpracované 2. šedé litiny 3. tvárné litiny 4. uhlíkové oceli zušlechtěné, tvářené nebo lité 5. slitinové oceli tvářené nebo lité 6. povrchově kalené oceli 7. slitinové oceli cementované 8. oceli pro zušlechtění nitridované 9. nitridační oceli nitridované

Kontrolní výpočet na únavu v dotyku Při výpočtu únosnosti zubů na dotyk je kritériem namáhání napětí v dotyku (Hertzův tlak) ve valivém bodě H. První příznaky únavového poškození na bocích zubů se totiž objevují v oblasti roztečných kružnic, odkud se šíří především do patní části zubů. Kontrolní výpočet se provádí pro obě spoluzabírající ozubená kola. Únosnost v dotyku se prokazuje porovnáním Dotyk boků zubů výpočtové S H a nejmenší S Hmin hodnoty součinitele bezpečnosti S H S Hmin výpočtového H a přípustného HP napětí v dotyku H HP

Napětí v dotyku H Výpočet napětí v dotyku (Hertzova tlaku) ve valivém bodě H vychází z Hertzovy rovnice upravené řadou empiricky stanovených součinitelů, které zahrnují vlivy výroby, montáže, geometrie, zatížení a materiálu. H H0 Z H0 H K K Z E A K Z ε v K Hα Hv K F u + 1 t d b u 1 1,2 Hβ K Hα H0 Hertzův tlak při ideálním zatížení zubů K A součinitel vnějších dynamických sil K v součinitel vnitřních dynamických sil K Hβ součinitel nerovnoměrnosti zatížení zubů po šířce K Hα součinitel podílu zatížení jednotlivých zubů Z H součinitel tvaru zubů Z E součinitel materiálů Z ε F t b d 1 u součinitel součtové délky dotyk. křivek boků zubů obvodová síla pracovní šířka ozubení průměr roztečné kružnice pastorku převodové číslo

Součinitel tvaru zubů Z H Součinitel tvaru zubů Z H vyjadřuje tvar spoluzabírajících boků zubů ve valivém bodě, což zahrnuje také vliv poloměrů křivostí a dále přepočet z obvodové síly na roztečném válci na normálnou sílu tečnou k válci základnímu. ČSN 01 4686 Z H 1 cosα t 2 cos β tg α t b tg α tg αn cos β sin sin β cosα t b n α t úhel záběru v čelním řezu α n úhel záběru v normálném řezu β úhel sklonu zubu β t základní úhel sklonu zubu β

Součinitel materiálů Z E Součinitel materiálů Z E vyjadřuje mechanické vlastnosti materiálů spoluzabírajících ozubených kol na základě modulů pružnosti E 1, E 2 a Poissonových konstant ν 1, ν 2 (index 1 označuje pastorek, index 2 spoluzabírající kolo). Z E 1 2 1 ν 1 ν 1 π + E E 1 2 2 2 pro E 1 E 2 E a ν 1 ν 2 0,3 Z E 0,175 E

Součinitel součtové délky dotykových křivek Z ε Součinitel součtové délky dotykových křivek boků zubů Z ε vyjadřuje vliv trvání záběru zubů. Jeho hodnota závisí na součiniteli záběru profilu ε α a součiniteli záběru kroku ε β. ISO 6336 4 ε ε α Z ( 1 ε ) + ε β 3 ε β α ČSN 01 4686 Je-li ε β 1 dosazuje se ε β 1. Pro přímé zuby (ε β 0) platí Z ε 4 α ε 3

Přípustné napětí v dotyku HP, součinitel bezpečnosti S H Přípustné napětí v dotyku (přípustný Hertzův tlak) ve valivém bodě HP vychází z Wöhlerovy křivky referenčního vzorku ozubeného kola, která určuje základní mez únavy. V případě, kdy referenční vzorky mají jiné vlastnosti, než soukolí, které navrhujeme, je tato mez korigována součiniteli Z. Součinitel bezpečnosti S F je definován jako podíl korigovaného mezního napětí v dotyku ku napětí v dotyku ve valivém bodě. S HP H Hlim Hlim Z Z Z NT NT Z S L Hmin Z H Z L v L 1 Z Z R R Z Z V V Hlim mez únavy zubů v dotyku referenčního kola Z NT součinitel životnosti Z L součinitel maziva Z R součinitel drsnosti boků zubů Z v součinitel obvodové rychlosti S Hmin nejmenší hodnota součinitele bezpečnosti S Hmin 1,1 1,2

Mez únavy zubů v dotyku referenčního kola Hlim

Součinitel životnosti Z NT DIN 3990, ISO 6336 1. konstrukční oceli normalizačně žíhané nebo tepelně nezpracované 2. šedé litiny 3. tvárné litiny 4. uhlíkové oceli zušlechtěné, tvářené nebo lité 5. slitinové oceli tvářené nebo lité 6. povrchově kalené oceli 7. slitinové oceli cementované 8. oceli pro zušlechtění nitridované 9. nitridační oceli nitridované

Součinitel drsnosti boků zubů Z R Součinitel drsnosti boků zubů Z R závisí na nerovnostech boků zubů a na hodnotách Hlim. Pro výšku nerovností profilu z deseti bodů Rz 3 (odpovídá střední aritmetické úchylce profilu Ra 0,8) máz R hodnotu 1. Pro broušená kola Z R 1,08 1,15, pro obrážená a ševingovaná kola Z R 0,9 0,93 a pro frézovaná kola Z R 0,8 0,9. DIN 3990