ABTRAKT Bakaláská ráce analyzuje lanetové evoy, výhoy a nevýhoy lanetových evo a lanetových evoovek. ouástí bakaláské ráce je také výoet a konstrukce lanetové evoovky ro zaané honoty. Klíová slova: lanetová evoovka, konstrukce lanetové evoovky ABTRACT The bachelor thesis analyses avantages an isavantages lanetary transmission an lanetary gearbox. One art of the bachelor thesis is calculation an construction lanetary gearbox for require value. Keywors: lanetary transmission, construction lanetary gearbox
Pokování, motto Dkuji svému veoucímu bakaláské ráce Ing. rantišku Volkovi Cc. za oborné veení, íjemnou soluráci, cenné ray a iomínky i vyracování této bakaláské ráce. Prohlašuji, že jsem na bakaláské ráci racoval samostatn a oužitou literaturu jsem citoval. V ía ublikace výslek, je-li to uvolnno na zákla licenní smlouvy, buu uveen jako soluautor. Ve Zlín.... Pois ilomanta
OBAH ÚVOD... 8 TEORETICKÁ ÁT... 9. ELEKTROMOTORY... 0.. Motory na stejnosmrný rou... 0... Motor s ermanentním magnetem...... ériový elektromotor...... Derivaní Elektromotor..... Motory na stíavý rou...... ynchronní motor...... Asynchronní motor..... Další ruhy motor...... Krokový motor...... Lineární elektromotor...... tíavý servomotor.... PEVOD OZUBENÝMI KOLY:..... Tyy solu-zabírajících kol..... Tvary kivek boku zub... 6.. Záklay teorie ozubení... 7.. Geometrie ímého ozubení vnjšího... 9... Záklaní rofil ozubeného a výrobního hebene...... Poezání...... Mezní oet zub...... Posunutí rofilu......5 oukolí, která mohou vzniknout.....5 Další vlastnosti ozubení.....6 Geometrie ímého ozubení vnitního... 5. PEVODOVKY... 6.. Pevoovky le roveení... 6.. Hlavní ásti evoovky (jenostuové)... 6.. Mazání a chlazení... 7.. Závay a jejich oravy... 7..5 Planetová evoovka... 8..5. Princi innosti lanetového evou... 8..5. chéma jenouchého lanetového evou... 8..5. Vlastnosti lanetových evoovek... 9..5. Nejastjší konstrukní schémata lanetových evoovek... 0..5.5 Pomínky ro srávnou funkci lanetových evoovek.... POJKY..... Hlavní ásti, rinci..... Pole rinciu a zsobu enosu toivého momentu a otáení:...... Mechanické sojky - nerozojované...... Mechanické sojky - ovláané...... Mechanické sojky - automatické/oloautomatické... 5... Další tyy sojek... 0
PRAKTICKÁ ÁT.... VOLBA POHONU PLANETOVÉ PEVODOVKY..... Volba motoru..... emenový evo...... Urení otu emen...... Návrh rmru hnací híele Híel I....... Kontrola híele... 5... Volba era na hnací híeli... 5...5 Návrh rmru hnané híele Híel II.... 6...6 Kontrola híele... 6...7 Volba er na hnané híeli... 6. VÝPOTOVÉEŠENÍ PLANETOVÉ PEVODOVKY... 8.. Volba tyu lanetové evoovky... 8.. Volba evoového omru... 9.. Výoet kroutících moment M k, M ku, M ku a M ku i... 9.. Výoet otu cykl všech ástí... 9..5 Volba materiál... 9..6 Planetová evoovka ÁT A... 50..7 Planetová evoovka ÁT B... 57..8 Planetová evoovka ÁT C... 6..9 Celková úinnost... 70..0 Výoty híelí... 7. VÝPOET POJKY... 8.. Materiál a rozmry tecích kol... 8.. Velikost ítlané síly... 8.. Ovláací ružina... 8.. Mrný tlak ve stykových lochách... 8..5 Penášený výkon... 8 ZÁVR... 85 EZNAM POUŽITÉ LITERATURY... 86 EZNAM POUŽITÝCH YMBOL A ZKRATEK... 87 EZNAM OBRÁZK... 90 EZNAM PÍLOH... 9 PÍLOHA D MODELY... 9
UTB ve Zlín, akulta technologická 8 ÚVOD Již o útlého tství m bavilo rozebírat a zase skláat rzné stroje, strojky a zaízení. Musím se však iznat, že hon asto už ak nelnily funkci, ke které byly von stvoeny. Tato záliba mi zstala i v ozjším vku a sna i íky tomu jsem zaal stuovat tení rmyslovou školu strojnickou ve Vsetín. Tato škola mi omohla lée roniknout o roblematiky tchto stroj a zaízení nejen z hleiska složení a funkce, ale hlavn jejich konstrukce. První z hlavních krk na této škole bylo nauit se orozumt a náslen i kreslit výkresy a sestavy, které jsou neílnou souástí všech výrobk a zaízení. Po zvlánutí tchto záklaních krk jsme ak ostávali zaání, ke jsme mli už sami navrhovat rzné jenouché souásti. Je zejmé, že osti asto se stávalo, že naše rvotní výtvory byly tém vžy chybné a nealy by se le zaaných kritérií vyrobit. Tyto chyby nám však znanou mrou omáhaly v alším stuiu a asem jsme již okázali ochoit možnosti rzných výrobních stroj a mohli jsme tey konstruovat reálné výrobky. Runí kreslení je ale velice nároné a tak znanou mrou nám ak ráci usnaovalo D kreslení v rogramu AutoCa a ve vyšším roníku i D moelování v rzných rogramech, nebo okonce CAD/CAM systémech. D moelování souástí m ízniv oslovilo a onutilo m si své znalosti ješt rohloubit. Rozhol jsem se tey v tomto ovtví okraovat a šel jsem stuovat na Univerzitu Tomáše Bati ve Zlín. Tay jsem nkteré své znalosti ále rohloubil a také rozšíil. A kyž ak nastal as vyracovávat bakaláskou ráci, rozhol jsem se ulat nco, co by m mohlo nky v buoucnu teba živit. A esn o tom moje téma je. Obr. Pevoovka
UTB ve Zlín, akulta technologická 9 I. TEORETICKÁ ÁT
UTB ve Zlín, akulta technologická 0. Elektromotory.. Motory na stejnosmrný rou Obr. chéma elektromotoru Výhoy: Velkou výhoou stejnosmrných motor je jenouchost a univerzálnost využití. ériové a erivaní motory mohou fungovat na stejnosmrný, ale i stíavý rou i nízkých frekvencích. Další výhoou roti motorm na stíavý je možnost osáhnout libovolných mechanicky osažitelných otáek. [] Nevýhoy: Nejvtší nevýhoou stejnosmrných motor je komutátor. Tento mechanický eína je nároný na úržbu, seízení a je místem nejvtších oruch. Jiskení na kartácích (tvoených obvykle bloky istého uhlíku) je zrojem elektromagnetického rušení. [] Použití: Proto tyto motory nacházejí ulatnní v takových strojích, jako jsou vrtaky, mixéry, ale teba i automobily a oravní zaízení s elektrickou trakcí (na. lokomotivy, trolejbusy, tramvaje i vozy metra). rozvojem levnjší a solehlivjší silnoroué elektroniky (tey zejména výkonovými tyristory a tranzistory), jsou stejnosmrné motory ostun vytlaovány motory s rotujícím magnetickým olem buzeným elektronicky. []
UTB ve Zlín, akulta technologická Reverzace chou stejnosmrného motoru: U sériových a erivaních motor nelze zmnit smr otáení ouhým eólováním naájecího natí celého motoru, rotože by ošlo k eólování statoru i rotoru a smr otáení by zstal zachován. Pro zmnu smru je teba eólovat jen stator nebo rotor. [] Elektroynamická brza: Protože stejnosmrné motory mohou fungovat i jako generátory, lze je využít jako souást elektroynamické brzy. []... Motor s ermanentním magnetem Nejjenoušší motor na stejnosmrný rou má stator tvoený ermanentním magnetem a rotující kotvu ve form elektromagnetu s vma óly. K mní smr elektrického rouu a olaritu magnetického ole rocházejícího kotvou vakrát bhem kažé otáky. Tím se zajistí stále stejný smr síly sobící na óly rotoru. V okamžiku enutí olarity uržuje bh tohoto motoru ve srávném smru setrvanost. Využívají se ones naíkla v moeláství. Jen kotva je obvykle minimáln tíólová, aby nevznikal roblém s mrtvým úhlem motoru. Výhoou motoru s ermanentním magnetem je možnost snano mnit smr otáení olaritou vstuního natí. []... ériový elektromotor Místo ermanentního magnetu se ro statory bžných vtších motor využívá elektromagnetu. Poku je vinutí statoru (buicí vinutí) sojeno s vinutím rotoru o série, mluvíme o sériovém elektromotoru. Tento ty elektromotoru má toivý moment neímo úmrný otákám. To znamená, že stojící elektromotor má obrovský toivý moment. Využívá se roto eevším u oravních stroj a v elektrické trakci jako jsou vlaky, metro a tramvaje. Ve sojení s generátorem je schoen ieáln nahrait mechanickou evoovku. []... Derivaní Elektromotor Derivaní elektromotor má elektromagnet statoru naájený araleln s motorem. Otáky tohoto motoru jsou mén závislé na zátži motoru. Navíc lze rou statoru samostatn regulovat. Proto se tento ty motoru využívá eevším u stroj, ke jsou ožaovány relativn nemnné otáky. []
UTB ve Zlín, akulta technologická.. Motory na stíavý rou... ynchronní motor Je to obrácený generátor stíavého rouu. Rotor je tvoen magnetem nebo elektromagnetem. tator, na nhož je iveen stíavý rou, vytváí ulzní nebo astji rotující magnetické ole. Rotor se snaží uržet olohu souhlasící s tímto olem. ynchronní motory mají au nevýho - je teba je roztoit na racovní otáky jiným strojem nebo omocným asynchronním rozbhovým vinutím, oku o zátží ztratí synchronizaci s rotujícím olem, skokov klesne jejich výkon a zastaví se. Proto jsou využívány jen ve seciálních íaech (na. ohon gramofonu, ky jsou nevýhoy vyváženy ožaavkem na ravielnost otáek o celoíselném násobku frekvence elektrické sít (za eoklau, že frekvence naájecí sít je skuten konstantní). Ze synchronního motoru se vyvinul krokový motor a stíavý servomotor []... Asynchronní motor Asynchronní motor má roti synchronnímu jinou konstrukci rotoru. Rotor se obvykle skláá ze say voivých tyí, usoáaných o tvaru válcové klece. Tye jsou na koncích voiv sojeny a rotor se ak nazývá kotva nakrátko. U stojícího motoru rotující magnetické ole statoru inukuje v tyích rotoru elektrické rouy, které vytváí své vlastní elektromagnetické ole. Ob magnetická ole (rotoru a statoru) ak solu navzájem reagují a vzniká tak elektromotorická síla. Otáky rotoru vrstají. Tím, jak se ibližují otáky rotoru otákám magnetického ole, klesají inukované rouy a intenzita jimi vytváeného ole, klesají tím i otáky rotoru a tím i toivý moment motoru. Poku je motor aleso minimáln zatížen, niky neosáhne otáek aných frekvencí naájecího rouu (není s ní niky synchronní - roto se nazývá asynchronní motor). [] Tento ruh motoru je v raxi nejbžnjší, využívá v mnoha oblastech rmyslu, oravy i v omácnostech. Jeho výkon se ohybuje o stovek watt až o mnoha set kilowatt. rozvojem levných a výkonných elektronických íicích systém nahrazuje ostun tento ruh motoru sériový elektromotor, užívaný zejména v ohonech urených ro elektrickou trakci (kolejová vozila a trolejbusy). Asynchronními elektromotory jsou vybaveny i moerní rychlovlaky, které jsou u nás známé o názvem Penolino. []
UTB ve Zlín, akulta technologická.. Další ruhy motor... Krokový motor Krokový motor je seciální ruh mnoha-ólového synchronního motoru. Využívá se eevším tam, ke je teba esn íit nejen otáky, ale i konkrétní olohu rotoru. Nachází ulatnní v esné mechanice, regulaní technice, robotice a oobných oborech Krokový motor je uniolární nebo biolární. [] Obr. Princi funkce krokového motoru... Lineární elektromotor Lineární elektromotor je mnoha-ólový motor, jehož stator je rozvinut o ímky. Využívá se naíkla v orav ro ohon vlak na magnetickém olštái. (Zkušební okruh rychlovlaku MAGLEV je vybuován nealeko Hamburku). V oslení ob se lineární motor hojn využívá i ro rozhouávání zvon. Na lineárním rinciu také racují seciální elektrické stroje urené ro emnu elektrické energie na mechanickou energii ve form zvuku, oznaované jakožto rerouktor. [] Obr. Princi funkce lineárního elektromotoru... tíavý servomotor tíavé servomotory jsou bez-kartáové synchronní motory s ermanentními magnety na rotoru a tífázovým vinutím ve statoru. Otimalizovaná konstrukce motoru s oužitím nových magnetických materiál ovoluje až 5krát zvtšit momentové etížení. Tyto motory jsou roto vhoné ro ynamicky nároné úlohy s nízkou sotebou jako rovoz silniních elektromobil. Dolnním vhonou lanetovou evoovkou je možno otimalizovat otebný moment k otákám ohonu. []
UTB ve Zlín, akulta technologická. Pevo ozubenými koly: Ozubený evo enáší toivý moment z jené híele (hnací) na ruhou híel (hnanou) a to bez skluzu a i stálém evoovém omru. Používá se eevším ro evoy s malou osovou vzáleností. [] Tyto evoy se vyznaují velkou úinností, solehlivostí, velkou životností a jenouchou obsluhou. Dv solu-zabírající kola se tvoí soukolí. Menší ozubené kolo se nazývá astorek a vtší ozubené kolo se nazývá kolo. [].. Tyy solu-zabírajících kol Obr. 5elní soukolí s vnjším ozubením Obr. 7elní soukolí se zakivenými zuby Obr. 6elní soukolí s vnitním ozubením Obr. 8 Kuželové soukolí s ímými zuby
UTB ve Zlín, akulta technologická 5 Obr. 9 Šroubové soukolí Obr. 0 Válcový šnek a globoiní šnekové kolo. Obr. Hyoiní soukolí se zakivenými zuby Obr. Hyoiní soukolí s ímými zuby Obr. Globoiní šnek a globoiní šnekové kolo Obr. Kuželové soukolí se zakivenými zuby
UTB ve Zlín, akulta technologická 6.. Tvary kivek boku zub Pole tvaru kivek tvoících rofil zubu (boní kivky) rozeznáváme více ruh ozubení. Nejastji se však oužívá rofil evolventní, cykloiní a kruhový oblouk. [] Evolventní: Nejastji oužívané ve strojírenství. Evolventa vznikne, ovaluje-li se tvoící ímka o záklaní kružnici. Kažý bo ímky oisuje evolventu. [] Cykloiní: Obr. 5 Evolventní kivka Vzniká ovalováním kružnice o ímce nebo o kružnici. Bu z vnjší strany, anebo z vnitní strany kružnice. Kažý bo tvoící kružnici oisuje cykloiu (u kola eicykloiu nebo hyocykloiu). Nevýhoou je složitý výrobní nástroj, roto se oužívá výjimen. [] Obr. 6 Oval kružnice o ímce Obr. 7 Oval kružnice o kružnici Kruhový oblouk (Wilhaber - Novikovo ozubení): Zuby tchto kol mají konvexní, nebo konkávní boky tvoené kruhovými oblouky. Výhoou tchto bok je malý stykový tlak, a roto se oužívají ro reuktory válcových stolic i malých rychlostech. Nevýhoou je ot složitý výrobní nástroj.
UTB ve Zlín, akulta technologická 7.. Záklay teorie ozubení: Obr. 8 Kružnice solu-zabírajících zub Na obrázku je vit kivky a bou vou zub, které se otýkají v bo A. Má-li hnací kolo úhlovou rychlost, ak je obvoová rychlost bou A i otáení kola kolem steu O rovna: [6] Pro ste otáení O má týž bo A íslušný ke kolu obvoovou rychlost Z oobnosti trojúhelník O N A a O N A ak vychází vztah: Definice ozubení ro stálý evoový omr zní: Dva boky zub v trvalém otyku enášejí otáivý ohyb se stálým evoovým omrem, jestliže jejich solená normála n rocházející valivým boem V lí úseku O O v oaném omru úhlových rychlostí obou kol. [6]
UTB ve Zlín, akulta technologická 8 ára zábru: Pomínce konstantního evoového omru vyhovují jenom urité ruhy kivek a. olu-zabírající rofily, které mají tvar tchto kivek, se nazývají iazené rofily. Pi otáení rofil kolem ste O a O se jenotlivé boy rofil ostun otýkají. Geometrické místo otyk obou rofil se nazývá ára zábru. [] Boní kivky: Roztíní rofil ole rbhu boních kivek je le normy. Na násleujícím obrázku jsou oužívané tvary boních kivek zub. [] A) Pímé zuby B) Šikmé zuby C) Šíové zuby Obr. 9 Boní kivky zub D) Dvojnásobn šikmé zuby E) Dvojnásobn šíové zuby ) Kruhové zuby
UTB ve Zlín, akulta technologická 9.. Geometrie ímého ozubení vnjšího Obr. 0 Geometre ímého ozubení - vnjšího Úhel zábru α - Je to úhel, který svírá tvoící ímka evolventy rocházející valivým boem C s tenou k roztené kružnici. [] Roztená kružnice Je to rmr, na nmž svírá evolventa rofilu s osou soukolí úhel α. [] Rozte z. m,, Je to vzálenost vou souseních zub na roztené kružnici mena o oblouku. [] Moul m π. π. m z Všechny rozmry ozubení jsou úmrné moulu. Je to ást rmru roztené kružnice iaající na jeen zub kola. Mouly jsou normalizovány. [] Záklaní kružnice b m Je to evoluta jenoznan urující evolventní rofil. [] π r.cosα b b
UTB ve Zlín, akulta technologická 0 Záklaní rozte e Je vzálenost vou souseních bo zub na záklaní kružnici. [] Vzálenost os a Je to vzálenost osy jenoho ozubeného kola k ose ruhého ozubeného kola. [] a + m( z + z ) Hlavová kružnice a Je to kružnice omezující vnjší obrys ozubeného kola. [] +. a h a Patní kružnice f Je to kružnice omezující vnitní obrys ozubeného kola. []. f h f Hlava zubu výška hlavy zubu h a Je to ást zubu mezi hlavovou a roztenou kružnicí. [] h a a Pata zubu výška aty zubu h f Je to ást zubu mezi roztenou a atní kružnicí. [] h f m f m( + 0,5) Výška zubu h h h a + h f a f Tlouška zubu s a šíka mezery e s + e
UTB ve Zlín, akulta technologická... Záklaní rofil ozubeného a výrobního hebene Obr. Rozmry ozubeného hebenu Ozubený emen je geometrický rofil tvoí teoretický rofil,který je stejnosmrn rozložený okolo roztené ímky. klon zubu je án úhlem rofilu. Hlavová ímka ozubeného hebene souhlasí s hlavovou ímkou teoretickou, atní ímka je osunuta o honotu c (raiální vle). Jak raiální vle vyaá si mžeme rohlenout na obrázku níže. [] Obr. Raiální vle Výška aty zubu h f je o raiální vli c vtší, než výška hlavy h a. Pechoovou kivku tvoí ást kružnice o olomru r f. [] Honoty arametr, které tvoí výškový rofil zubu, jsou tey: []
UTB ve Zlín, akulta technologická... Poezání: Má-li kolo malý oet zub, tak oezává zaoblení hlavy zubu nástroje atu zubu kola. Na obrázku níže jsou ukázány zábrové omry ozubené tye s kolem o malém otu zub. Konstrukce atní kivky se získá z relativního ohybu valivé ímky nástroje, ovalující se na valivé kružnici ozubeného kola. Poíznutí zub kola zeslabuje aty zub, což je neíznivé vzhleem k namáhání zub na ohyb. []... Mezní oet zub: Obr. Poezání zub Pi úhlu zábru α 0 se osáhne hranice neoezaného zubu i teoretickém mezním otu zub z7. Piustíme-li však neatrné oezání zubu, které není na škou, ak mže být raktický mezní oet zub z, což je vit z grafu: [] [] Obr. Urení mezního otu zub Výotem ak tyto honoty mezních zub jsou: z t sin α 5 z z t 6
UTB ve Zlín, akulta technologická... Posunutí rofilu Na obrázku je vit zábr záklaního rofilu s kolem N záklaní kolo bez osunutí. Obr. 5 Záklaní kolo bez osunutí Neostatky záklaního kola ostraujeme nebo mírníme vhonými korekcemi rofilu zub. Úelem korekcí je zlešit zábrové a evnostní omínky ozubení. Korigovaný rofil se získá zmnou úhlu zábru, výšky zubu, i osunutím záklaního rofilu, což je nejobvyklejší zsob korekce u evolventního ozubení. [] [] Roztenou ímku záklaního rofilu lze o uritou honotu osouvat. Velikost osunutí se vyjauje souinitelem x.m, ke x je jenotkové osunutí (ro moul m) a m je moul nástroje. Posunutím záklaního rofilu se mní rofil a rozmry zubu kola, ale nemní se záklaní kružnice a evolventa. [] [] Posunutí záklaního rofilu je klané (+) Tímto osunutím vznikají kola +V, ke je roztená ímka r záklaního rofilu Z osunuta o roztené kružnice r o honotu +x.m.klané osunutí rofilu Z (ezného nástroje) má tu výhou, že tlouška aty zubu kola +V je vtší než u kola N, což je velice výhoné ro zuby namáhané na ohyb. [] [] Posunutí záklaního rofilu je záorné (-) Tímto osunutím vznikají kola -V, ke je roztená ímka r záklaního rofilu Z osunuta k roztené kružnice r o honotu -x.m. Záorné osunutí rofilu Z (ezného nástroje) zuby zeslabuje a roto v tomhle ía mluvíme o korigovaném ozubení. [] [] Obr. 6 Záklaní kolo s klaným osunutím Obr. 7 Zákla. kolo se záorným osunutím
UTB ve Zlín, akulta technologická...5 oukolí, která mohou vzniknout: Zabírají-li solu velní kola, která mají stejný záklaní rofil, mohou vzniknout ole ruhu zabírajících kol rzné soukolí. [] oukolí N oukolí VN - vznikne, je-li ozubení astorku i kola bez korekce, - vznikne, má-li astorek korekci +V a kolo korekci -V oukolí V - vznikne, má-li astorek i ozubené kolo korekci +V. U kol N latí s s u / s / a s u. Proto lze otáivý ohyb zub nahrait otáivým ohybem myšlených roztených válc. Valivé kružnice v, v jsou totožné s roztenými kružnicemi r, r, které se otýkají ve valivém bo V. Vzálenost os a se tey rovná soutu olomr roztených kružnic. [] Použití soukolí VN a V: a R + + R ( D D Je-li teba zkorigovat rofil zub jenoho nebo obou kol tak, aby neošlo k oíznutí zub i výrob kol. Dále ak i osažení vtší evnosti trvanlivosti a úinnosti. A jako oslení ro osažení eesané osové vzálenosti. []..5 Další vlastnosti ozubení Boní vle v ozubení Nutná ro vytvoení souvislé vrstvy maziva, z vo neesnosti výroby, eformací a teelných ilatací jenotlivých len mechanismu. V raxi se volí emiricky. Vzniká zmenšením tloušky zubu (jenoho nebo obou) i zachování teoretické osové vzálenosti, anebo také uložením kol na osovou vzálenost a wj > a w [] V zábru ozubených kol sobí: [] - íly o toivého momentu - Píavné síly zsobené nelynulostí chou motoru (vnjší ynamické síly) - Píavné síly zsobené neesností výroby soukolí a zmnou tuhostí zubu bhem zábru (vnitní ynamické síly) íly v ozubení [] ) / Obvoová síla Raiální síla 0 Mk R. tgα 0 Axiální síla Normálová síla AX. tgβ 0 0 N cosα. cos β íly sobící na hnané kolo (akce) a hnací kolo (reakce) mají stejnou velikost, ale oaný smr. Raiální síla na kole s vnitním ozubením má smr o osy kola. Vnjší ynamické síly a vnitní ynamické síly se ve výotu zahrnují formou koeficient. []
UTB ve Zlín, akulta technologická 5..6 Geometrie ímého ozubení vnitního oukolí s vnitním zábrem se skláá z menšího ozubeného kola s vnjším ozubením (astorku) a z vtšího ozubeného kola s vnitním ozubením (kola). U ozubení s vnitním ozubením mají úhlové rychlosti stejný smysl. Zábr vyuklých zub astorku s vyutými boky zub kola je výhonjší, než je zábr zub vnjšího soukolí. [] [] Osová vzálenost a Pevoový omr i Výhoy: [] - Malý zastavný rostor - Vysoká otyková únosnost Nevýhoy: [] Obr. 8 Geometrie ímého ozubení - vnitního a r i w ω ω r w r r b b D r r w w w D z z - Obtížná výroba vnitního ozubení (obrážecím kolekem) w - Leší kluzné omry - Menší ootebení a hlunost Aby neošlo k interferenci, musí hlavová kružnice kola rocházet boem N. Výška zubu kola se roto zmenšuje o honotu k. Je-li k 0, zkrácení není nutné k. m 0,5.( a + +.sin α +...sin α ) Nebezeí interference vystuuje u soukolí s malou honotou z - z. Projeví se to tím, že kola nejou i montáži uvést o zábru a uložit na anou vzálenost. Pi axiální montáži astorku nehrozí interference i z - z 8 Pi raiální montáži astorku nehrozí interference i z - z Zábrová charakteristika soukolí s vnitním ozubením - souinitel trvání zábru evolventy.
UTB ve Zlín, akulta technologická 6. Pevoovky Pevoovka je technické zaízení, které mní rotaní na rotaní ohyb s obecn (ne nutn) jinou úhlovou rychlostí a toivým momentem. [].. Pevoovky le roveení: ímými, šikmými nebo šíovými zuby Rovnobžné vstuní a výstuní híele kuželovým soukolím - rznobžné vstuní a výstuní híele e šnekovým evoem - kolmé vstuní a výstuní híele.. Hlavní ásti evoovky (jenostuové) Hnací a hnaná ást: Ozubený evo: kí: Ložiska: Tsnní: ojovací rvky: Obvykle se jená a hnací a hnanou híel. kláá se ze vou ozubených kol, které solu zabírají. Menší ozubené kolo se nazývá astorek, vtší ozubené kolo se nazývá kolo. [] Obvykle je složena ze vou ástí (vana a víko). Tyto v ásti bývají k sob vtšinou išroubovány a mezi sebou mají tsnní. kí evoovky je svaenec, olitek oía jejich kombinace. kín jsou osazeny otvorem ro vyouštní oleje, mením výšky oleje, telotními ily a ke snanjší maniulaci šrouby s oky. [] Vtšinou se ro kažou híel oužívají v ložiska. Provozní kaaliny v evoové skíni (nejastji olej) je oteba uržovat jen uvnit evoové skín tak, aby nemohlo ojít k jejich úniku. Na híelích se oužívají híelové tsnící kroužky, na zbytku evoové skín se oužívají tvarované tsnní z materiál oolných roti sobení oleje a tela. [] Pro enos toivého momentu z hnací ásti na ozubené kolo, nebo z ozubeného kola na hnací ást je roveen omocí sojovacích rvk, jako jsou era, kolíky, rážkování, rozrné kroužky, anebo se naíkla oužívá nalisování. [] Pro enos axiálních sil se oužívá íný kolík, orné kroužky, híelové matice, šroubové soje, anebo nalisování. []
UTB ve Zlín, akulta technologická 7.. Mazání a chlazení Zsoby mazání Plastickým mazivem: Rozstikovací mazání: Obhové mazání: Zásaa z raxe: Chlazení Nebo se také íká tukem. Pole trojírenské íruky se ooruuje jenom o rychlosti v m. s. Ze zkušenosti (vývojem lastických maziv) se oužívá naíkla u frézovacích hlav o rychlosti v 0m. s. [] Rotací ozubených kol v oleji ochází k rozstiku oleje ve skíni, který se tak ostává o všech otebných ástí evoovky. Brození v oleji však nesmí být íliš velké kvli rstu takzvaného ztrátového výkonu i velkých obvoových rychlostech. Je to nejastjší zsob mazání o rychlosti v 0m. s. [] Olej se vhání eralem o trysek a ále se vstikuje o zábru. Poté se ve soní ásti ováí zt (es filtr) o nárže. Tento zsob se oužívá ro velmi vysoké obvoové rychlosti. [] Pi vyšších obvoových rychlostech se oužívají oleje s nízkou viskozitou (nižší ztráty). [] Chlazením se likviuje telo, které vzniká i rovozu evoovky a to zvlášt ztrátami v ložiscích a v ozubení. Úinnost elních evo je 98%. U rozstikovacího mazání se jenotlivé ásti chlaí olejem, který je rozstikován broním kol. Poku je už obhového mazání obvo na erání oleje vybaven chlanikou, oužívá se tento olej zárove jako chlazení... Závay a jejich oravy: Ulomení zubu: Je to neoravitelná závaa. [] Tvoení tzv. etting: Ootebení bok otrem: Zaené ásti: Jiné závay: Jená se o výskyt malých orušení zubu. Dá se ostranit ebroušením kola, ale jenom oku hloubka oruchy není vtší jak 0, mm. [] [] Obroušení zubu v sleku chou. Dá se ostranit ebroušením kola, ale jenom oku hloubka oruchy není vtší jak 0, mm. [] [] Pi vysokých zatížení a velkých rychlostech u mkkých (netvrzených) soukolí mže ojít k jejich zaení. Dále ak mže být zsobené naíkla neostateným mazáním nebo chlazením. [] [] Další závaa mže být naíkla orušení kola v míst rážky ro ero. [] []
UTB ve Zlín, akulta technologická 8..5 Planetová evoovka Obr. 9 mysly otáení na lanetové evoovce..5. Princi innosti lanetového evou Planetová evoovka je tvoena centrálním kolem, satelity, unášeem satelit a korunovým kolem. Centrální kolo, korunové kolo a unáše satelit mají solenou osu. atelity jsou uloženy na unášei a jsou v zábru v centrálním i korunovém kole. ojením více lanetových evo ostaneme vícestuovou lanetovou evoovku. [] [] []..5. chéma jenouchého lanetového evou: Obr. 0 chéma lanetové evoovky ) Centrální kolo (vnjší ozubeni) ) Korunové kolo (vnitní ozubeni) U) Unáše ) atelit Unáše se otáí kolem centrální osy a slouží eevším jako voící len satelitu. Poet e a ramen unášee souhlasí s otem satelit. Poet satelit se volí 6 (nejastji ). []
UTB ve Zlín, akulta technologická 9..5. Vlastnosti lanetových evoovek Výhoy: Oroti klasickým evoovkám má aleko menší rozmry. Díky využití zub s vnitním ozubením má aleko menší zastavný rostor. Díky kolm ve stálém zábru je také aleko lehí azení. Má také vtší životnost než kola v klasické evoovce. [] Nevýhoy: Díky vnitnímu ozubení, které je složitjší na výrobu, a také íky tomu, že je oteba narostá esnost je výroba této evoovky ražší oroti klasickým evoovkám. Výoet této evoovky je také složitjší než u klasických evoovek. [] Princi innosti: Všechna kola jsou ve stálém zábru a stále se otáí, ímž es satelity enáší kroutící moment z centrálního kola na kolo korunové nebo naoak (ole toho, na které kolo kroutící moment vstuuje a z kterého jej oebíráme). Rychlostní stun se aí zabrzním nebo obrzním nkteré ásti evoovky. K brzní jenotlivých ástí se oužívají eevším lamelové sojky. [] [] Pevo o omala: Poku kroutící moment iváíme na centrální kolo, bue korunové kolo zabrzno. Poté se buou satelity ovalovat o vnitním ozubení stojícího korunového kola a kroutící moment mžeme oebírat z unášee satelit. [] Pímý zábr: Pro ímý zábr musí být všechna kola sojena. Poté se satelity nebuou ovalovat a fungují ouze jako jakési sojky mezi centrálním a korunovým kolem. [] Ztný cho: Poku je kroutící moment iván na centrální kolo, musíme ro získání ztného chou zabrzit unáše satelit. atelity mní smysl otáení a korunové kolo se otáí oan než kolo centrální. []
UTB ve Zlín, akulta technologická 0..5. Nejastjší konstrukní schémata lanetových evoovek i U + z z i η ~ U U. ψ z i U a) K-U b) z. z i U + z. z i η. ~ ψ U U i U z i U z. z z. z η U + i U. ~ ψ z c) ) K-K e) i 5 z + z z. z z. z 5 U- i U z z z η U (0,7 0,9)
UTB ve Zlín, akulta technologická ložené evoy g) i i i U U. U η η η U U. U Honoty i v závorce jsou vhoné ro silové evoy. Honoty mimo závorku jsou vhoné ro kinematické evoy. Kola se lají se zuby ímými i šikmými a jejich íselné oznaení je ouze oaové. [6] Ty K U Vyznauje se tím, že na jené z vnjších híelí (hnací, nebo hnané) je uložen unáše. Druhá híel nese korunové kolo. Tyto evoy s vyveením ohybem unášee jsou nejastjší. Používají se jak jenouché, tak i vojité satelity. [6] a) a b) Jsou vhoné jako silové evoy. Mají vysokou mechanickou úinnost bez ohleu na to, jsou-li oužity jako reuktory (kyž je hnací kolo ), nebo jsou oužity jako multilikátory (kyž je hnací unáše). [6] c) a ) Mohou realizovat vysoké evoové omry. Hnacím lenem je unáše. Protože jejich úinnost s rostoucím evoovým omrem klesá, ulatují se vtšinou jenom jako omry kinematické (nesilové). Z tchto vou se ává enost evou s vnitním ozubením c), který má vtší únosnost i úinnost. [6] Ty K K Vyznauje se tím, že ob vnjší híele jsou osazeny korunovými koly. Unáše slouží ouze jako oora satelit a neúastní se enosu toivého momentu. Tímto evoem lze uskutenit velké evoové omry s nižší úinností. [6] Ty U Jená se o evo s vyveeným ohybem satelitu. Na hnací híeli je uložen unáše. ojení mezi híelí hnanou a satelitem se realizuje íavným mechanismem W. Naíkla viz. obrázek je to híel se vma klouby v homo-kinematickém usoáání. Tmito evoy lze osáhnout omrn velkých evoových omr i obré úinnosti. Závaou jsou komlikace sojené s mechanismem W. [6] ložené lanetové evoy Vznikají azením jenotlivých lanetových evo za sebou. Celkový evoový omr je án souinem jenotlivých ílích lanetových evo. Úinnost je ána také souinem jenotlivých úinností. [6]
UTB ve Zlín, akulta technologická..5.5 Pomínky ro srávnou funkci lanetových evoovek Pomínka vle mezi jenotlivými satelity [] ϑ min a arcsin s + v + min Obr. Boní vle mezi satelity Pomínka souososti vnjších híel (rovnosti osových vzáleností) [] r + r r r Obr. Obrázek souososti vnjších híel r m.z.cos β m.( z + z.cos β ) m.( z +.cos β z ) Pomínka smontovatelnosti [] Pro jenouché satelity ro i < 0 g z + q z ro i > 0 g z q z Pro vojité satelity ro i < 0 ro i > 0 g g z. z + z. z q. T z. z z. z q. T q) Poet satelit g) Musí být celé (libovolné) íslo T) Nejvtší solený litel otu zub satelitu z s a z s
UTB ve Zlín, akulta technologická. POJKY.. Hlavní ásti, rinci trojní ásti (orgány), jejichž funkcí je umožnit enos toivého momentu a ohybu mezi vma blízkými otonými ástmi technického zaízení (systému). Tato funkce je asto kombinována s alšími funkcemi (které ak obvykle bývají hlavními). [] ojka se skláá z: Hnací ást Hnanou ást ojovací ást sojení s hnací ástí technického zaízení sojení s hnanou ástí technického zaízení sojení mezi hnací a hnanou ástí sojky Další funkce: Omezují enášený toivý moment Tlumí torzní kmity Umožuje vyrobení rozmrného ílu tím, že se rozlí Umožuje montáž a emontáž tím, že je zaízení rozleno na jenotlivé ásti Eliminuje zmny olohy sojovaných ástí Vlivem geometrických neesností Poajnos Teelnou roztažností at. ojky se ro svoji obrou tyizovatelnost vtšinou navrhují, vyrábjí a oávají jako komonenty. To latí ro všechny tyy mechanických, ale i nemechanických sojek, jako jsou naíkla elektromagneticky, hyraulicky, nebo neumaticky ovláané sojky. Do znané míry to latí i ro sojky hyraulické, elektrické a magnetické, které se však oužívají jen ve seciálních íaech. [] Informace ro oužití hroman vyrábných sojek je nutné vyhleat v katalogu výrobce, í. ve seciální oborné literatue. Píkla toho, jak jsou sojky hroman vyrábné je u osobních automobil, ke o jenoho, oía více ty automobilu o jenoho výrobce se montují stejné tyy evoovek. [] Poku je sojka symetrická (rozmrov, hmotnostn, ale zejména funkn), je rozlišení hnací a hnané ásti stanoveno ouze zvolenou orientací v technickém zaízení. U ay ruh "nesymetrických" sojek je však srávná orientace hnací a hnané ásti sojky (vi hnací a hnané ásti technického zaízení) nutnou omínkou jejich srávné funkce. []
UTB ve Zlín, akulta technologická Pole os otáení: [] Totožné Mírn rznobžné Mírn mimobžné.. Pole rinciu a zsobu enosu toivého momentu a otáení:... Mechanické sojky - nerozojované Nerozojované znamená, že za rovozu jsou trvale sojené. Nemají žáné bezenostní rvky, které by zabránili etížení. Mezi tyto sojky atí: [] Pevné (neružné) trubková korýtková, írubová, kotouová, s elním ozubením Vyrovnávací (neružné) trubkové, kolíkové ozubcové, s kížovým kotouem, s klouby, zubové Pevné (ružné)... Mechanické sojky - ovláané kotouové s integrovanými ružnými tlesy. vloženými ružnými tlesy, obruové a talíové, s kovovými ružinami, membránové) Mžou být ovláány mechanicky, hyraulicky, neumaticky a elektromagneticky. [] Prakticky ve všech ovláacích mechanismech ochází vlivem tení a vlí ke ztrátám sil (í. moment) a ohyb (nkterá ešení mohou být i samosvorná). [] Ovláací zaízení je roto nutné eliv navrhnout a zkontrolovat s cílem úinn a solehliv zajistit otebné výslené ("koncové") esuvné/ítlané síly a ohyby. [] Konstrukce sojek s vnjším zrojem ovláací síly je nezávislá na ruhu ovláací energie, nebo na sojku je vžy ivána již energie mechanická. [] Mechanické ovláané sojky jsou roto ále rozlišovány i aném racovním rinciu ole ruhu energie iváné na sojku, nikoli ole ruhu energie oužité ro ovláání. [] Výsuvné zubové Je to sojka na rinciu solu-zabírajícího esuvného ozubení na rotilehlých elních (meziruhových) lochách. Tyické roveení je mechanicky ovláané elní zubové sojky a elektromagneticky ovláané elní zubové sojky. [] Výsuvné tecí ojky na rinciu itlaovaných a olehovaných tecích loch. Jsou to naíkla mechanicky ovláané kotouové tecí sojky elní, nebo kuželové. Dále ak to jsou mechanicky, i elektricky ovláané lamelové tecí sojky. []
UTB ve Zlín, akulta technologická 5... Mechanické sojky - automatické/oloautomatické Volnobžné Axiálního tyu Raiálního tyu Jsou to sojky na rinciu tecích rvk umožující enos toivého momentu a otáek ouze i jenom smyslu relativních otáek sojovaných ástí. Jená se o relativn málo oužívané sojky vyrábn a oávané evážn jako komonenty. [] ojky na rinciu ohonu hnací ásti sojky rostenictvím šroubu axiáln itlaujícího nebo oalujícího tuto ást o boní tecí lochy na hnané ásti sojky. [] ojky na rinciu tlísek (obvykle válek, nebo kuliek) mezi vnitní válcovou lochou (na hnací/hnané vnjší ásti sojky) a vhon šikmými obvoovými loškami (na hnané/hnací vnitní ásti sojky), ímž vznikají omínky ro samosvorné zaklínní tlísek i jenom smyslu relativních otáek a jejich uvolnní i oaném smyslu. [] Rozbhové Práškové egmentové ojky na rinciu rvk, umožujících rozbh hnací ásti i nesenuté sojce a lynulé osažení sojení až o uritých otáek (ležité ro rozbhy velkých hmot). Taktéž se jená o málo oužívané tyy sojek, které se vyrábí a oávají evážn jako komonenty. [] ojky na rinciu ocelové rachové náln v uzavené, rotan symetrické komoe, v níž je umístno loatkové kolo. Pi malých otákách hnací ásti se loatky se ocelovém rachu rotáejí, se zvyšujícími se otákami roste vlivem víení a osteivých sil ocelovým rachem enášený moment, až se i lných otákách obásti sojky ostun evn sojí. [] ojky na rinciu válcového bubnu, v nmž jsou umístny ružinami svírané "osteivé" segmenty. Pi malých otákách hnací ásti se segmenty v bubnu voln otáejí, se zvyšujícími se otákami se vlivem osteivých sil ekonává síla ružin a segmenty zaínají (ímo nebo neímo) tením enášet moment na buben až se i lných otákách obásti sojky ostun evn sojí. []
UTB ve Zlín, akulta technologická 6 Pojistné sojky ojky na rinciu rvk, které eruší enos toivého momentu i osažení jeho stanovené velikosti. Nkteré tyy ojistných sojek se o oklesu toivého momentu na ovolenou honotu ot automaticky senou. [] rozrušitelnými rvky ojky na rinciu stižných kolík, které se i ekroení stanoveného toivého momentu estihnou. ojky tuíž již nemohou o oklesu toivého momentu znovu senout. Kolíky se asto vyrábjí z ocele na ružiny, tím se zabrauje náhray kvalitnjšími materiály. Tvar stižných kolík je válcový a má stižnou rážku v olovin élky a je uložen v kaleném ouze. Pestižené kolíky je teba vymnit, tím nám vznikají ztrátové asy a je oteba mít zásobu náhraních kolík. Je také nebezeí toho, že se oškoí uložení kolíku, zaklíní se, nebo oje k vyanutí estiženého kolíku o ásti stroje. Pi normálním rovozu má vlastnosti jako neružná sojka, ale ro jejich nevýhoy v raxi se využívají síše sojky viz. obrázek. [] Obr. Pojistná kolíková sojka ) Hnaná ást ) e enášející M k ) Hnací ást ojistná ) Pojistný kolík 5) Hnací ást
UTB ve Zlín, akulta technologická 7 Vysmekávací ojky na rinciu kluzných nebo valivých obvoových rvk zatlaovaných eejatou ružinou o vhon vytvarovaných vybrání, z nichž jsou i osažení stanoveného toivého momentu vytlaeny (vysmeknuty). Vzájemným ootáením ("rotoením") obou ástí sojky se rvky ostun osouvají k alším vybráním na obvou, takže sojka mže o oklesu toivého momentu znovu senout (u nkterých ty sojek nutné za kliu). [] Zubové ojistné Ozubcová ) Hnací ást ) Hnaná ást Obr. Ozubcová sojka ) Pružina ) Orná ást elní zubová ) Hnací ást ) Hnaná ást Obr. 5 elní zubová sojka ) Drážkovaný híel ) Pružina
UTB ve Zlín, akulta technologická 8 Kulikové ojistné Raiální usoáání Penos toivého momentu a ohybu mezi vma otonými ástmi až o stanovené velikosti momentu, ky oje k erušení enosu otáení a oklesu enášeného momentu. Tento moment je nastaven omocí ružin. Pi oklesu toivého momentu se ot rozojené ásti automaticky sojí, nky je však oteba toivý moment úln zastavit. ojka je i "roskakování" velmi hluná. olehlivost jištného toivého momentu je ovlivnna roztylem asivních oor sobících i vysmekávání sojky a nastavením etí ružin. Poku lze mnit etí ružin, lze ovlivovat velikost jištného toivého momentu. Pi normálním rovozu není zaruen esný enos ohybu. Tyto evoovky jsou znan složité a velice náklané. Kuliky se vyrábí tvrzené a broušené oceli o 5 56 HRC. [] Axiální usoáání Obr. 6 Kuliková ojistná sojka - raiální ) Hnaná ást ) Hnací kulika ) Pítlaná kulika Obr. 7 Kuliková ojistná sojka - axiální ) Pružina 5) Hnací ást
UTB ve Zlín, akulta technologická 9 Tecí rokluzovací Lamelové tecí ojistné sojky: Dva oužívané tyy Jsou to sojky na rinciu ružinou eejatých tecích sojek, které i osažení stanoveného toivého momentu roklouznou. ojka tuíž ot o oklesu toivého momentu (nejlée z kliu) ot seíná sojované ásti. Penos toivého momentu a ohybu mezi vma otonými ástmi až o stanovené velikosti momentu, i níž oje k erušení enosu otáení a oklesu enášeného toivého momentu. ojky i rokluzování vyvíjí znané telo, oku neoje k vynutí hnacího momentu, je obvykle nebezeí oškození sojky. olehlivost jištného toivého momentu je ovlivnna velkým roztylem velikosti souinitele tení ve stykových lochách, možností sleení lamel a nastavením etí ružin. Poku lze mnit etí ružin, lze ovlivovat velikost jištného toivého momentu. Pi normálním rovozu má vlastnosti jako výsuvné tecí sojky. Výrobn sten složitý a náklaný ruh ojistné sojky. [] Obr. 8 Lamelová tecí ojistná sojka ty ) Hnací híel ) Hnací ást ) kí ) Hnaná ást 5) Hnaný híel (rážkovaný) 6) Vnjší lamely 7) Vnitní lamely 8) Pružina
UTB ve Zlín, akulta technologická 0 Obr. 9 Lamelová tecí ojistná sojka ty ) Hnací ást ) kí ) Orná ást ) Hnaná ást 5) Vnjší lamela 6) Vnitní lamela 7) Pružina 8) Pouzro ružiny... Další tyy sojek Hyraulické sojky Magnetické sojky Je to kaalinová sojka využívající k enosu kroutícího momentu kaalinu. ojka se skláá ze vstuní ásti což je eralo a z výstuní ásti, což je turbína. Na obou ástech jsou raiáln umístny loatky. eralo je roztáeno motorem, ímž se rozohybuje olej uvnit sojky, který se omocí loatek a osteivou silou ostává o steu sojky k jejímu okraji, ke sobí na loatky turbíny, kterou tím roztáí. [] Používají se vtšinou elektromagnetické. Kroutící moment je enášen z hnacího na hnaný híel omocí elektromagnetického ole. Výhoou tchto evoovek je i bezkontaktní enos kroutícího momentu. Tato sojka neokáže enést veliké kroutící momenty. Pi vyšších kroutících momentech funguje jako ojistná sojka [] Elektrické sojky Asynchronní vírovou kotvou klecovou kotvou ynchronní reluktanní kotvou buzenou kotvou
UTB ve Zlín, akulta technologická II. PRAKTICKÁ ÁT
UTB ve Zlín, akulta technologická. VOLBA POHONU PLANETOVÉ PEVODOVKY.. Volba motoru Pehle zaaných veliin ro výoet Pevoový omr i 80 Výkon P 5 kw Otáky n 50 min - Trvanlivost ložisek L 0h 50 000 hoin Výoet otáek na vstuu o lanetové evoovky n vstu i. n n vstu 80.50 000 min Pro výkon 5kW volím vojólový asynchronní motor s kotvou nakrátko LA9 06 s tmito honotami: Jmenovitý výkon P J 6,5 kw kutené otáky n M 900 min - Úinnost M 85,0 PKUT P J η. M P KUT 6500.85 555W P KUT > P - motor vyhovuje Pro bžn oužívané vojólové asynchronní motory jsou jmenovité otáky 000 min -, ožaované otáky 000min - získáme užitím emenového evou... emenový evo Pevoový omr i n n M i i 0, 75 vstu 900 000 Ty emene Pro ožaovaný výkon volím le N 0 emen tyu Z Výoet rmru hnací emenice D 60. v 60.0.0 D, 7mm π. n π.900 M Volím nejbližší vyšší normalizovaný roztený rmr D 0mm
UTB ve Zlín, akulta technologická Výoet rmru hnací emenice i. 0,75.0 0, 5mm D Výoet ebžné osové vzálenosti A D + + 9,5 0 0,5 A + + 9,5 60mm Výoet élky emene L β D β 0 0,5 arccos arccos 8 5,5. A.60 L β π. A.sin + ( D + ) + ( D ). A ( 0 0,5 ) π L.60.sin 8 5,5 + ( 0 + 0,5 ) + 699, mm.60 Dle N volím élku emenu L P 70 mm Peoet osové vzálenosti a: W + D 0 + 0,5 π. W π. 79, 5mm D 0 0,5 y y 70, 56 ( L W ) + ( L W ) a skut 0,5. 8 y ( 70 79,5) + ( 70 79,5) 8 70,56 6, mm a skut 0,5. Pi nanutí emene i montáži se osová vzálenost zvýší cca o 0,% a a skut.( + 0,%) a 6,.,00 6, 86mm Peotená osová vzálenost je tey a 6,86 mm
UTB ve Zlín, akulta technologická... Urení otu emen Pro emeny Z, rmru malé emenice 0,5 mm, otáky emenice n 000min - a i0,75 je výkon enositelný jením emenem le N P r 5,0 kw Pro úhel oásání malé emenice 66 o D, élky emene L P 70 mm a 0, 5 A je ouinitel úhlu oásání C 0,97 ouinitel rovozního zatížení C, ouinitel élky emene C 0,8 z P KUT z, 86 P. c. c r. c 555., 500.0,97.0,8 Volím tey oet emen z... Návrh rmru hnací híele Híel I. M PKUT 60.555 M K 59, 898,N. mm n 900 K 59, M K τ DK > min W,τ K M K 0 Dk min M K 898, min, 7mm 0,τ Dk 0,.0 Z vou zeslabení híele rážkou ro ero je oteba híeli zvtšit rmr aleso o honotu výšky era. V tomto ía se jená o honotu t,9 mm min + t,7 +,9 7, 7mm Dle normy ro motory siemens volím normalizovaný rmr 9j6 Dle N 0 56 k ro rmr 9mm je t,5; t,5; b 6 ; h 6
UTB ve Zlín, akulta technologická 5... Kontrola híele J π..9 J π 79,mm M. D k 898, 9 τ τ.,5mpa - vyhovuje J 79,... Volba era na hnací híeli Pro materiál era 600 jsou ovolené natí ve stihu τ D 80 MPa a ovolený tlak ro kontrolu na otlaení Dov 6MPa tih: τ. M 898, K 95, 6N 9 τ D > τ D 95,6, 95mm τ D 80,95 l + b l + 6 9, 99mm b 6 Otlaení: > o Dov Dov 95,6 0, mm Dov 6 0, l + b l + 6, 68mm t,5 0, l + b l + 6 8, 6mm t,5 Nejvyšší honota je 8,6 ro volbu era musíme zohlenit ráv tuto honotu Dle N 0 56 volím ero 6e7x6-0 N 0 56
UTB ve Zlín, akulta technologická 6 Výoet výkonu na výstuu z emenového evou: P KUT P KUT η. P W KUT 555.0,950 550 P...5 Návrh rmru hnané híele Híel II. M PKUT 60.550 M K 59, 57N. mm n 000 K 59, M K τ DK > min W,τ K M K 0 Dk min M K 57 min, 78mm 0,τ Dk 0,.0 Z vou zeslabení híele rážkou ro ero je oteba híeli zvtšit rmr aleso o honotu výšky era t,9 mm a také je nutno zvtšit rmr kvli zaané únosnosti ložisek. Jen nutné oužít vtší ložiska a tím áem i zvtšit rmr híele min + t +,78 +,9 + 9, 68mm Dle normy N 0 990 volím normalizovaný rmr 0mm Dle N 0 56 k ro rmr 0mm je t,5; t,5; b 6; h 6...6 Kontrola híele J π..0 J π 5707,96mm M. D k 57 0 τ τ. 7,98MPa - vyhovuje J 5707,96...7 Volba er na hnané híeli Pro materiál era 600 jsou ovolené natí ve stihu τ D 80 MPa a ovolený tlak ro kontrolu na otlaení Dov 6MPa tih: τ. M 57 K 5, 7N 0 τ D > τ D 5,7 5, 67mm τ D 80
UTB ve Zlín, akulta technologická 7 5,67 l + b l + 6 8, 6mm b 6 Otlaení: > o Dov Dov 5,7 9, 9mm Dov 6 9,9 l + b l + 6, 69mm t,5 9,9 l + b l + 6, 96mm t,5 Nejvyšší honota je,96 ro volbu era musíme zohlenit ráv tuto honotu Dle N 0 56 volím ero 6e7x6-6 a ero 6e7x6-5 Výoet ložiska r R 60000. P. π. n D + D K r 60000.550. π.000 0,5 + 5,8 88 tanovení ynamického ekvivalentu zatížení ro axiální kulikové ložisko je P X. + Y. P R.5,8 + 0.0 5, 8N r a tanovení záklaní ynamické únosnosti 6 CR 0 L0 h. P L 0h.60. n > CR PR. 6 R 60. n 0 Pro kuliková ložiska (s boovým stykem je ) L.60. n 50000.60.000 C R 5,8. 75, 5N 6 0 0 0h vstu CR PR. 6 Z hleiska vou-oorového ržení híele volím x ložisko 605 N 0 60, které má ynamickou únosnost 5600 N a vyhovuje tey.
UTB ve Zlín, akulta technologická 8. VÝPOTOVÉ EŠENÍ PLANETOVÉ PEVODOVKY.. Volba tyu lanetové evoovky Volba evoovky s vhonými evoovými omry ro kinematické evoy. Vhoné evoovky jsou Ty K-U c) a ), K-K a ložené lanetové evoy (viz. str. 0-). Z oisu jenotlivých len jsem zjistil, že tyy K U c) a ) solu s tyem K-K jsou z hleiska úinnosti mén vhoné, než ložené lanetové evoy. Zkušebním výotem jsem zjistil, že je osti složité ro evoovky tyu K U c) a ) solu s tyem K-K zajistit úln esný evoový omr. Nkterá kola se musí vhon volit a zbytek se musí osti složit eoítávat a ne vžy se ovee zaaný evoový omr uskutenit. Dále jsem zjistil, že ro zaaný výkon a zvlášt ak znané vstuní otáky by mla evoovka více jak metr a l v rmru. Rozhol jsem se tey ebžn zvolit ložený lanetový evo, který je složen ze vou evoovek tyu K-U a). Pi výotu jsem ale ot narazil na roblém znaných rozmr a usouil jsem, že je taktéž nevhoný. Z tchto hleisek jsem se rozhol zvolit ložený lanetový evo, který je složený ze tí evoovek tyu K-U a) chéma Obr. 0 chéma oítané lanetové evoovky A ást A B ást B C ást C M Motor P emenový evo ojka,, Ozubená kola,, atelity,, Korunová kola,
UTB ve Zlín, akulta technologická 9.. Volba evoového omru Pevoový omr ro tento ty evou je án souinem evoových omr jenotlivých ástí. Volím evoový omr rvní ásti i U 5, evoový omr ruhé ásti i a ooítám velikost evoového omru tetí ásti U i U 80 i U i U. i U. i 80 5.. i U U i U 5. Pevoový omry jsou i U 5, i U a i U.. Výoet kroutících moment M k, M ku, M ku a M ku i P 60.550 M k 59,. M k 59,. 57N. mm n 50.80 ku k., U vstu M M i M ku 57.5 6685N. mm M M ku 57.5. 5070N. mm ku M k. i, U. i, U M M ku 57.5.. 00960N. mm ku M k. i, U. i, U. i, U.. Výoet otu cykl všech ástí N. 60. L n 9 0h vstu N 60.50000.000. 0 N. L0 h. 60 n N 60.50000.800,. 0 9 N. L0 h. 60 n N 60.50000.00 0,6. 0 9 N. L0 h. 60 n N 60.50000.50 0,5. 0 9 Díky vysokým honotám N, N a N, které jsou vtší než N 0.0 6, atí všechna ozubená kola o oblasti louhoobé únavové evnosti v ohybu...5 Volba materiál Pastorek: Materiál 050, zušlechtno na: Pt 700MPa ( ovrch kalen na 8 HRC) Kolo: Materiál 050, zušlechtno na: Pt 700MPa ( ovrch kalen na 8 HRC) Vnec: Materiál 660, zušlechtno na: Pt 60MPa ( ovrch kalen na 5 HRC)
UTB ve Zlín, akulta technologická 50..6 Planetová evoovka ÁT A Volba otu zub Volím oet zub astorku z Volím ebžný moul m Výoet otu zub korunového kola z i z z z.5 0 88 U + z z. i U z Výoet otu zub satelitu z metoou es roztené kružnice D z. m D. 66mm D z. m D 88. 6mm D D D 6 66 D 99mm D z 99 z m Oetení souinitele tvaru zubu Y Y,57 Y,. z.88 Y Y, 6 z + 0 88+ 0 Oetení souinitele koncentrace natí kα kα,6 kα, 77 k α Úinnost i η ~ U. 5 ψ z η U.0,0 0, 98 5 U i U
UTB ve Zlín, akulta technologická 5 Meze louhoobé únavové evnosti v ohybu CN 0,6. t CN 0,6.700 0MPa CN 0,6. t CN 0,6.700 0MPa CN 0,6. t CN 0,6.60 66MPa ouinitel vrubu k η k 0,85.,6, 9 β c. α k β k η k 0,85.,77, 505 β c. α k β k η k 0,85., 7 β c. α k β Dovolené namáhání v ohybu Pebžn volíme min 0, Y R 0, 9 a Y M, 0. Y. Y 0.0,9.,0 CN R M D min. k MPa D, 558 β 0.,9. Y. Y 0.0,9.,0 CN R M D min. k MPa D, 558 β 0.,505. Y. Y 66.0,9.,0 CN R M D min. k MPa D 9, 688 β 0.,7 Pomrné honoty D Y,558 5,9MPa,57 D Y,558 5,7MPa, D Y 9,688 5,9MPa,6 Z vou nejvtších omrných honot u korunového kola musíme ro výoet moulu zohlenit ráv tyto kola.
UTB ve Zlín, akulta technologická 5 Výoet moulu Pebžn volím honoty souinitele zatížení K, 5 a omrnou šíku vnce 5 ψ m m. K. M ku m, 88 D. Y. ψ. z m.,5.6685.,6 9,688.5.88 Dle normalizované ay moul volím skutený moul s ohleem na velikost ostatních ástí m Výoet záklaních rozmr soukolí Prmry roztených kružnic R z. m R. 88mm R z. m R 88. 5mm R R R 5 88 R mm Prmry hlavových kružnic. m a 88+. 96mm a R + a R +. m a +. 0mm a R. m a 5. mm Prmry atních kružnic c 0,5 f R. m. + f 88.. + 79, 5mm m c 0,5 f R. m. + f.. +, 5mm m c 0,5 f R +. m. + f 5 +.. + 60, 5mm m Rozte Šíka ozubení r π. m π., 566mm bw ψ m. m 5. 60mm
UTB ve Zlín, akulta technologická 5 Kontrola na ohyb Uesnní souinitele zatížení K ouinitel vnjších ynamických sil ro ohon elektromotorem K, 0. R.0. nvtup v π π. 88.0.000 v 8,m. s 60 60 ouinitel vnitních ynamických sil ro 8, m/s a IT 6 je K V, 5 ouinitel oílu zatížení jenotlivých zub je K α bw 60 ouinitel nerovnomrnosti zatížení ro ψ 0, 68 je K β, 5 88 K K K. K. K,0.,5..,5, 7. V Obvoová síla R α β. M ku.6685.0 t t, 66N 88.0 K Výotové nominální natí kritické natí w R krit K. t. Y,5.,66.,57, 88MPa b. m 60. K. t. Y b. m w,5.,66., 9, 58MPa 60. K. t. Y,5.,66.,6, 5MPa b. m 60. w ouinitel jakosti ovrchu Y R, ouinitel velikosti Y M. Y. Y 0.,. CN R M krit krit, MPa k β,9. Y. Y 0.,. CN R M krit krit 06, 98MPa k β,505. Y. Y 0.,. CN R M krit krit 7, 76MPa k β,7
UTB ve Zlín, akulta technologická 5 ouinitel bezenosti na ohyb, krit, 9,88 06,98 krit 5, 67 9,58 7,76 krit 8, 7,5 - vyhovuje - vyhovuje - vyhovuje Ze souinitele bezenosti na ohyb je zejmé, že kola jsou eimenzované. Tato skutenost byla zavinna zvolením vyššího moulu, než bylo nutné. Kontrola na otyk ouinitel zatížení ro namáhání na otyk ouinitel vnjších ynamických sil ro ohon elektromotorem K, 0 ouinitel vnitních ynamických sil ro 8, m/s a IT 6 je K V, 5 K H ouinitel oílu zatížení jenotlivých zub je K Hα bw 60 ouinitel nerovnomrnosti zatížení ro ψ 0, 68 je K Hβ, 0 88 K K K. K. K,0.,5..,0, 555 H. V Hα Hβ ouinitel materiálu K H Pro slitinovou ocel cementaní, kalitelnou je Z M 80 ouinitel tvaru zub R Z H Z H, 76 sin.α sin.0 W Polomry a rmry valivých kružnic Pro α 0 jsou tyto honoty α w rw rr mm rw rr 66mm rw rr 7mm w R 88mm w R mm w R 5mm
UTB ve Zlín, akulta technologická 55 Honota tlaku v ozubení H Z M. Z H. K H. t.( i + ) b.. i w w,555.,66.(5 + ) H 80.,76. 9, 67MPa 60.88.5 Poty cykl N 0 8HRC 70HB, N 0 0 HB 7. 0 7 cykl 8HRC 70HB, N 0 0 HB 7. 0 7 cykl 5HRC 5HB, N 0 0 HB 6. 0 7 cykl Mez únavy v otyku C 7. HRC + 00 C 7.5 + 00 965MPa Kritické natí v otyku ouinitel jakosti je ro IT6 Z R 6 6 ouinitel vlivu maziva je 0,6. v 0,6. 8, 0, 975 Z L ouinitel vlivu obvoové rychlosti Z v. Z. Z. Z 965..0,975. 90, MPa Hkrit R L v Hkrit 875 Bezenost v otyku H 90,875 Hkrit H, 69 H 9,67 - vyhovuje Dolující geometrické omínky Pomínka stejných osových vzáleností ( z + z ). ( z z ). cosα cosα W cosα cosα W cos 0 cos 0 + 55. 55. - vyhovuje cos 0 cos 0 ( ). ( 88 ).
UTB ve Zlín, akulta technologická 56 Pomínka smontovatelnosti ro jenouché satelity k z z + 88 k 55 - vyhovuje + a k Ke a k je oet satelit a k musí být celé íslo, aby byla omínka slnna Pomínka vle mezi satelity + v + a min ϑmin. arcsin ϑmin.arcsin 75, 0 w + w 0 60 ϑ ϑ a k min ϑ 60 80 75,0 - vyhovuje ilové omry. M.57 k t t, 7N ak. R.88 R t. tgα tg N R,7. 0 5, 85 t,7 N N 5, 6N cosα cos 0 t t, 7N R R 5, 85N N N 5, 6N R R t. t. > t t. R R.,7. t R t t 5, N R 5 R t. tgα tg N R 5,. 0 9, 5 t 5, N N 56, 86N cosα cos 0