Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí Katedra kostruováí strojů Fakulta strojí KKS/KVS, KOS Hlaví poho - příklady Zdeěk Hudec vere -.0 Teto projekt je spolufacová Evropským socálím fodem a státím ropočtem České republky
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí Hledáte kvaltí studum? Nabííme vám jej a Katedře kostruováí strojů je jedou e šest kateder Fakulty strojí a Západočeské uvertě v Pl a patří a fakultě k ejvětším. Fakulta strojí je moderí otevřeou vdělávací sttucí uávaou v oblast vědy a výkumu uplatňovaého v prax. dspouje moderě vybaveým laboratořem s počítačovou techkou, a které jsou apř. studetům pro studjí účely eomeeě k dspoc ové vere předích CAD (Pro/Egeer, Cata, NX ) a CAE (SC arc, Asys) systémů. Laboratoře katedry jsou ve všedí dy studetům plě k dspoc apř. pro prác a semestrálích, bakalářských č dplomových pracích, a dalších projektech v rámc uverty apod. Kvalta výuky a katedře je úce propojea s celouvertím systémem hodoceí kvalty výuky, a kterém se průběžě, ejméa po absolvováí jedotlvých semestrů, podílejí všch studet. V současé době probíhá a katedře kostruováí strojů výamá komplexí ovace výuky, v rámc které mj. vkají ové kvaltí učebí materály, které budou v adcháejících letech využíváy pro podporu výuky. Jede výsledků této sahy máte yí ve svých rukou. V rámc výuky mmo mají studet možost apojt se a katedře také do spolupráce s předím strojíreským podky v pleňském regou mmo ěj. Řada studetů rověž vyjíždí a studjí stáže a praxe do ahračí. Nabídka studa a katedře kostruováí strojů: Studjí program Zaměřeí Studjí program Zaměřeí Bakalářské studum (3roky, ttul Bc.) B30: strojí žeýrství ( aměřeý uvertě ) Stavba výrobích strojů a aříeí Dopraví a mapulačí techka B34: strojíreství (aměřeý profesě ) agsterské studum (roky, ttul Ig.) Desg průmyslové techky Dagostka a servs slčích vodel Servs dravotcké techky N30: Strojí žeýrství Stavba výrobích strojů a aříeí Dopraví a mapulačí techka Více formací aleete a webech www.kks.cu.c a www.fst.cu.c Západočeská uverta v Pl, 0 ISBN 978-80-6-039- doc. Ig. Zdeěk Hudec, CSc.
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí Předmluva Předkládaá publkace slouží jako text pro studum předmětů KVS a KOS strojí fakulty. Zaměřuje se a kostrukc hlavích pohoů obráběcích strojů s regulačím motorem a se stupňovou měou otáček. Text je čleě a tř kaptoly: Charakterstka pohou se stupňovou měou otáček vybaveého regulačím pohoem - popsuje fukčí strukturu a určuje charakterstcké parametry pohou. Kostrukce převodovky pohou - popsuje vytvářeí třístupňové a dvoustupňové převodovky Tuhost pohou uvádí působ výpočtu a opatřeí pro vyšováí tuhost pohou Výpočty součástí pohou (hřídele, ložska, převodové prvky) se provádí programem PREV.
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí OBSAH Charakterstka pohou se stupňovou měou otáček opatřeého regulačím motorem.... Fukčí struktura.... Charakterstcké parametry a vřeteu (Obr. )....3 Charakterstcké parametry motoru (Obr. 3)... 3.4 Určeí počtu stupňů převodovky (p)... 3.5 Staoveí parametrů převodovky... 5 Kostrukce převodovky pohou... 3. Třístupňová převodovka... 3.. Otáčkový dagram a kematcké schéma... 3.. Kematcké vtahy... 9..3 Staoveí fálího a vstupího převodu... 3..4 Staoveí dílčích převodů a celkového převodu. stupě... 35..5 Staoveí dílčích převodů. stupě... 38..6 Charakterstcké parametry... 4..7 Zatěžovací stavy a jedotlvých souhmotích... 43..8 Zpracováí ávrhu převodovky:... 53. Dvoustupňová převodovka... 6.. Otáčkový dagram a kematcké schéma:... 6.. Kematcké vtahy:... 66 3 Tuhost pohou... 70 3. Torí tuhost pohou a traslačí tuhost a břtu ástroje:... 70 3. Struktura torí tuhost pohou:... 74 3.3 Opatřeí pro vyšováí tuhost pohou:... 89 SEZNAY... 97 Seam tabulek... 97 Seam příkladů... 97 Seam obráků... 98 Seam použté lteratury... 99 Fremí lteratura (katalogy, www.)... 99 Publkace... 99 Přílohy... 00
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str./06 Charakterstka pohou se stupňovou měou otáček opatřeého regulačím motorem Řešeí pohoého mechamu se v současé prax redukuje a kostrukc se třem případě se dvěma stup. U meších výkoů, kde je větší regulačí rosah motoru, se provádí převodovka be stupňové měy otáček. Čtyřstupňový pohoý systém le výhodě použít poue př rekostrukcí vícestupňových mechamů.. Fukčí struktura Obr. - Blokové schéma mechamu hlavího pohou echamus slouží pro trasformac eerge a formací. Skládá se e vstupí část - (servomotor, vstupí převod ), stupňového převodu me vstupem a výstupem r. a výstupí část (převodu rs a vřeteo). Je říe v rychlostí vabě regulačí charakterstka je rodělea a pásmo r (př kostatím mometu) a r P (př kostatím výkou). Na Obr. jsou použty tyto velčy: momet motoru ω. úhlová rychlost motoru ϕ. úhlové atočeí motoru r. momet a vstupu fálího čleu mechamu ω r.. úhlová rychlost a vstupu fálího čleu mechamu s. momet a výstupí část mechamu ω s.. úhlová rychlost výstupí část mechamu. vstupí převod mechamu me motorem a fálím čleem ( vstupí převod) η účost mechamu vstupího převodu r.. převod mechamu -tého stupě me vstupím převodem a fálím převodem η r. účost mechamu -tého stupě me motorem a fálím čleem rs... fálí převod mechamu η rs.. účost fálího čleu mechamu
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str./06. Charakterstcké parametry a vřeteu (Obr. ) P.. výko L max. (omeý) kroutcí momet L.. jmeovté otáčky př omeém mometu (jsou určey hodotam P a L ) p max. otáčky př ejvyšším převodovém stup (p): a. přípustý pokles výkou me stup ( +, ) -max. hodota a,6 je určea ormou, ěkdy se požaduje překrytí tj. a <. Skutečé poklesy výkou me stup (+,) vyplývají dalších vtahů - apř. pro pokles výkou me stupěm a (Obr. ) pro regulac otáček př kostatím mometu e : P ( ) P e ω e. e ω.. ( ) Z těchto vtahů pak plye: P a e.. ( 3 ) P. Pro pokles me stup +,, pro, p-: a P e+ +.. ( 4 ) P +. T c doba běhu hlavího pohou omet Výko Obr. - Výko, momet - otáčky vřetee
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.3/06.3 Charakterstcké parametry motoru (Obr. 3) V katalogu výrobce motorů je staoveo [ 3], [3]: výko P jmeovté otáčky e max. otáčky regulačí rosah motoru př kostatím výkou: r p.. ( 5 ) e regulačí rosah motoru př kostatím mometu r e / m obvykle eí v katalogu uvede, le spolehlvě dosáhout r 3. Tato hodota určuje mmálí otáčky vřetee př. převodovém stup - je pro většu techologckých operací stroje postačující. Pro další výpočet počtu stupňů převodovky eí proto výamá. Nžší otáčky se dosahují pomocí vláštího posuvového mechamu tv. osy C. omet Výko Obr. 3 - Výko, momet - otáčky motoru.4 Určeí počtu stupňů převodovky (p) P η s. L ω L.... ( 6) 5 η s. η... ( 7) Kde je: η s... odhad účost. převodového stupě η.. účost áběru oubeých kol
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.4/06 ω π ( 8) L L Po dosaeí vyplývají: otáčky vřetee př omeém mometu: L P η π s.... ( 9) L Př počátečím ávrhu počtu stupňů převodovky předpokládáme: jmeovté otáčky vřetee. převodového stupě e př jmeovtých otáčkách motoru: e L...( 0) max. pokles výkou me stup: a a,6... ( ). ax. otáčky př ejvyšším stup (p) jsou pak dáy vtahem odvoeým Obr. : p r p P a p e Z tohoto vtahu vyplývá počet stupňů (p):.. ( ) p log( a) e p.....( 3) log( r a) P Toto číslo se aokrouhlí a ejblíže vyšší celé číslo p Ze vtahu ( - 0) se odvodí výra pro průměrý mestupňový pokles výkou (a) př (p) stupích: p p a.. ( 4) p e rp Př.: - Hlaví poho soustruhu - počet stupňů. Dáo: otor katalogu [ 3]: SemesPH7-4-NF-0: P 00 kw 500 m - e 4 500 m - r 3 Účost áběru jedoho páru kol η 0,98 axmálí otáčky vřetee př ejvyšším stup (p) p 400 m - Omeý momet a vřeteu L 80 knm estupňový pokles výkou a,6 Výko a vřeteu P Pm 00 kw Staovt: počet stupňů 5 Z η s. η... ( 7): p
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.5/06 η 0,9 P ηs. L Z π L... : L,3 m - Za předpokladu e L...:,3 m - Z log( e p log( r p P a) a).....: p,89 volba p 3.5 Staoveí parametrů převodovky Převod - tého stupě je dá vtahem: ω r. ωs rs.... ( 5) ω π. ( 6) Otáčky a vřeteu př ařaeí - tého stupě jsou pak dáy: s..... ( 7) Účost - tého stupě je dá vtahem: η η η r. η rs. ( 8) omet a vřeteu se ásledě staoví pomocí vtahů: ω η s ω s... ( 9) S dosaeím staoví: s Kde je: ω r. ωs rs.... ( 5) se η... ( 0) P.... ( ) ω s. e Př.: - Hlaví poho soustruhu - var. A - staoveí výstupích parametrů Dáo: otor katalogu: SemesPH7-67-: P 37 kw
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.6/06 500 m - e 6 500 m - r 4,33 Počty ubů kol převodovky 0 3 3 3 4 5 5 6 6 48 45 7 8 8 Účost áběru ubů η 0,98 Počet stupňů převodovky p Obr. 4 - Hlaví poho - var. A (řaeí spojkou) - kematcké schéma Staovt: převodový poměr v jedotlvých stupích:, maxmálí otáčky a vřeteu v jedotlvých stupích: s, s jmeovté otáčky a vřeteu v jedotlvých stupích: se, se maxmálí momet a vřeteu v jedotlvých stupích: e, e Idetfkace motoru a vřetee a kematckém schématu (v Obr. 4) Určeí vstupího ( ) a fálího ( rs ) převodu (v Obr. 4):
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí rs 8 7 str.7/06,5,8 rs Určeí převodů me vstupím a fálím převodem (v Obr. 4):. stupeň: spojka vlevo: (3) spojea s (5) tj.:. stupeň: spojka vpravo: (4) spojea s (5) tj.: 4 6. r 3 5 Převodový poměr v jedotlvých stupích: Z ( 5 ) pro, : r. 4,09 r. rs ( ) r. rs... ( 3 ) r. 8,578,096 axmálí otáčky a vřeteu v jedotlvých stupích: s Z..... ( 7 ) se staoví: pro : max. otáčky. stupě: s max. otáčky. stupě: s Jmeovté otáčky a vřeteu v jedotlvých stupích: pro e : jmeovté otáčky. stupě: e se jmeovté otáčky. stupě: 757,7 m - s 3 0 m - s 74,8 m - se
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.8/06 se e se 75,8 m - Účost převodu v jedotlvých stupích dle Obr. 4: η Z η η r. η rs. ( 8 ): η η η η η η η 0,9 η 0,96 axmálí momet a vřeteu v jedotlvých stupích: P Z.... ( ) po dosaeí ω e se staoví jmeovtý momet motoru: e 35, 5Nm Z s η... ( 0) se pak staoví max. momety. a. stupě: e η e η Výsledky jsou obraey a Obr. 5. Pokles výkou me. a. stupěm se odvodí e vtahu: P e a.. ( 3 ) P. e e 864 Nm 455,3 Nm a 0,94 Hodota a < tj. k poklesu výkou me stup edocháí - je to tv. překrytí řejmé Obr. 5.
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.9/06 omet Výko Obr. 5 - Otáčkový dagram dvoustupňová převodovka ( kematcké schéma Obr. 4 )
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.0/06 Př.: 3 - Hlaví poho soustruhu - var. B - staoveí výstupích parametrů - úprava k. schématu Dáo: otor katalogu [ 3] : SemesPH7-67-: P 37 kw 500 m - e 6 500 m - r 4,33 Počty ubů kol převodovky 0 3 3 3 4 6 5 48 36 6 45 7 8 8 Účost áběru ubů η 0,98 Počet stupňů převodovky Omeý momet a vřeteu (požadavek) L 000 Nm axmálí otáčky vřetee (požadavek) sp 4 300 m - p Obr. 6 - Hlaví poho - var. B (řaeí kol) - k. schéma Staovt: převodový poměr v jedotlvých stupích:, maxmálí otáčky a vřeteu. stupě: s
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str./06 jmeovté otáčky a vřeteu. stupě: se maxmálí momet a vřeteu. stupě: e porováí e s L a s s sp případá úprava převodů v k. schématu Idetfkace motoru a vřetee a kematckém schématu (v Obr. 6) Určeí vstupího ( ) a fálího ( rs ) převodu (v Obr. 4): rs 8 7 Určeí převodů me vstupím a fálím převodem (v Obr. 6):. stupeň: přesuvé dvojkolí vpravo (6) abírá s (5) tj.: 6 r. 5. stupeň: přesuvé dvojkolí vlevo: (4) abírá s (3) tj.: 4 r. 3,5,8 rs r. r.,65 Převodový poměr v jedotlvých stupích: ω Z r. rs.... ( 5) pro, : ω s r. rs r. rs 0,75 5,558,57 axmálí otáčky a vřeteu ve stup s: Z s..... ( 7) se staoví: pro : max. otáčky. stupě: max. otáčky. stupě: s. ( 4 ) 70 m - s s 4 36 m - sp 4 300 m -
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str./06 Z porováí max. otáček. stupě s s požadovaou hodotou sp vyplývá: s < sp Jestlže je s < p s, tj. poho edosáhe požadovaých max. otáček, pak se musí mešt původí převod. stupě ( ) a ( p ) tímto postupem: Vtah s. ( 4 ) se upraví a tvar pro požadovaé otáčky substtucí: s sp, p tj.: s.. ( 5 ) p p Z toho plye: p s... ( 6 ) s p Dosaeím a r. rs... ( 3 ) a p r. r. p p r. rs rs s s p rs... ( 7 ) Ze tohoto vtahu je řejmé, že se upravuje poue vstupí převod : p s.. ( 8 ) s p Z tohoto vtahu vyplývá ová hodota vstupího převodu a tím ové hodoty celkových převodů. a. stupě: s p s p, Př měě převodu předpokládáme poue měu počtu ubů (osová vdáleost, modul a úhel sklou oubeí jsou achováy) - pak platí: p. ( 9 ) p p p p +...( 30 ) + p p p p 0 p p
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.3/06 Ze staoveých počtů ubů se určí převody: p p p Z. ( 9 ).... ( 9 ), Z r. rs ( ), r. rs... ( 3 ) a substtuce : p 5,36,5 axmálí otáčky a vřeteu ve. stup jsou poté: s Z..... se staoví: pro : s Z porováí max. otáček. stupě s s sp vyplývá: s 4 34 m - sp 4 300 m - < tj. poho přesahuje požadovaé max. otáčky - této podmíce převodovka vyhovuje. Jmeovté otáčky a vřeteu v. stup: pro e : se e s p Účost převodu v jedotlvých stupích dle Obr. 6: η Z η η r. η rs. : η η η η 3 η η p s 8, m - se η 0,94 η 0,94 axmálí momet a vřeteu v. stup: P Z ω.... ( ) po dosaeí e se staoví jmeovtý momet motoru : e 35Nm Z s η... ( 0) se pak staoví max. momet. stupě: e η
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.4/06 8 Nm e L 000 Nm Z porováí vyplývá, že e > L tj. poho vyvodí požadovaý omeý momet. Pokles výkou me. a. stupěm se odvodí e vtahu: P e a P... ( 3 ) a 0,8 Hodota a < tj. k poklesu výkou me stup edocháí - je to tv. překrytí - řejmé Obr. 7. omet Výko Obr. 7 - Otáčkový dagram dvoustupňová převodovka ( kematcké schéma Obr. 6) Př.: 4- Hlaví poho s stupěm - staoveí výstupích parametrů - úprava k. schématu Dáo: otor katalogu [ 3] : SemesPH7-33: P 0 kw 000 m - e 8 000 m - r 4 p
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.5/06 Počty ubů kol převodovky 0 3 40 4 6 Účost áběru ubů η 0,98 Počet stupňů převodovky Omeý momet a vřeteu (požadavek) L 70 Nm axmálí otáčky vřetee (požadavek) sp 4 000 m - 3 Obr. 8 - Hlaví poho - jedostupňový - k. schéma Staovt: převodový poměr: maxmálí otáčky a vřeteu: s jmeovté otáčky a vřeteu: se maxmálí momet a vřeteu. stupě: e porováí e s L a s s sp případou úpravu převodů v k. schématu Idetfkace motoru a vřetee a kematckém schématu (v Obr. 6) Určeí vstupího ( ) a fálího ( rs ) převodu (v Obr. 4): 4 s 3,5
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.6/06,55 Převodový poměr v jedotlvých stupích: ω Z r. rs.... ( 5) pro : ω s s... ( 3 ),75 axmálí otáčky a vřeteu: Z s..... ( 7) staovíme: pro : Z porováí max. otáček s s s vyplývá: P s s 4 56 m - sp 4 000 m - s > sp tj. poho přesahuje požadovaé max. otáčky - této podmíce převodovka vyhovuje. Dále je uté ověřt, da poho dosahuje požadovaého omeého mometu. Jmeovté otáčky a vřeteu: pro e : se e se 40 m - Účost převodu v jedotlvých stupích dle Obr. 6: Zη η η r. η rs. ( 8: η η η 0,96 axmálí momet a vřeteu: P Z ω.... ( ) po dosaeí e se staoví jmeovtý momet motoru : e 95, 5Nm Z s η... ( 0) se pak staoví max. momet. stupě: e. ( 3 ) η e 60 Nm L 70 Nm Z porováí vyplývá, že e < L tj. poho evyvodí požadovaý omeý momet. V tomto případě se musí většt původí převod ( ) a ( p ) tímto postupem:
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.7/06 Z e η ( p ) pomocí substtucí: e L, p tj.: L p η. ( 3 ) se vytvoří výra pro. ( 33) Z těchto vtahů se pak staoví: p L e Dosaeím a s... ( 3 ) p p s a je poté: L p e,6 Př měě převodu předpokládáme poue měu počtu ubů (osová vdáleost, modul a úhel sklou oubeí jsou achováy) - poté platí: p.. ( 34) p p p p +... ( 35) + p p p p 9 p 4 Ze staoveých počtů ubů se určí převody: p p p Z. ( 9 ),63 Z r. rs ( ), r. rs... ( 3 ) a substtuce p :,96 axmálí otáčky a vřeteu: s Z..... se staoví: pro : 4 53 m - p p s 4 000 m - sp
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.8/06 Z porováí max. otáček s s s vyplývá: P s > sp tj. poho přesahuje požadovaé max. otáčky - této podmíce převodovka vyhovuje. omet Výko Obr. 9 - Otáčkový dagram jedostupňová převodovka ( kematcké schéma Obr. 8) Př.: 5 - Hlaví poho soustruhu - 3 stupě - staoveí výstupích parametrů Dáo: otor katalogu: SemesPH7-4-: P 00 kw 500 m - e 4 500 m - r 3 Počty ubů kol převodovky 36 6 p
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.9/06 3 8 4 73 40 5 6 75 7 3 8 47 9 6 0 67 8 Účost áběru ubů η 0,98 Počet stupňů převodovky 3 Obr. 0 - Hlaví poho - 3 stupě (řaeí spojkou a přesuvým kolem) - kematcké schéma Staovt: převodový poměr v jedotlvých stupích:,, 3 maxmálí otáčky a vřeteu v jedotlvých stupích: s, s, s3 jmeovté otáčky a vřeteu v jedotlvých stupích: se, se, se3 maxmálí momet a vřeteu v jedotlvých stupích: e, e, e3 Idetfkace motoru a vřetee a kematckém schématu (v Obr. 0)
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.0/06 Určeí vstupího ( ) a fálího ( rs ) převodu (v Obr. 0): rs 0 9,694 rs 6,43 Určeí převodů me vstupím a fálím převodem (v Obr. 0): 3. stupeň: spojka vlevo: (3) spojea s (5) tj.: r.3. stupeň: spojka vpravo: (4) spojea s (5), přesuvé kolo (6) vlevo: áběr (6) s kolem (5) tj.: 6 8. r 5 7 r.. stupeň: spojka vpravo: (4) spojea s (5), přesuvé kolo (6) vpravo: áběr (6) s kolem () tj.: 4 6 8. r 3 7 4,6 r. Převodový poměr v jedotlvých stupích: ω r. rs Z ωs.... pro,, 3: r. rs. ( 36) 3,83 r. rs.... ( 37 ) 3 r. 3 rs..... ( 38 ) 55,33 4,7 0,88 axmálí otáčky a vřeteu v jedotlvých stupích: s Z..... je staoveo: pro : max. otáčky. stupě: s max. otáčky. stupě: 3 9 m - s
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str./06 s max. otáčky 3. stupě: s 3 3 Jmeovté otáčky a vřeteu v jedotlvých stupích: pro e : jmeovté otáčky. stupě: e se jmeovté otáčky. stupě: e se jmeovté otáčky 3. stupě: e se 3 3 07,9 m - s 43,5 m - s 3 9,7 m - se 36 m - se3 37,8 m - Účost převodu v jedotlvých stupích dle Obr. 0: η Z η η r. η rs. : 5 η η 4 η 3 η η η se η 0,903 η 0,9 η3 0,96 axmálí momet a vřeteu v jedotlvých stupích: P Z ω.... ( ) po dosaeí e se staoví jmeovtý momet motoru: e 636, 6Nm Z s η... ( 0) se pak staoví max. momety.,. a 3.stupě: e η e η e 3 3 η3
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str./06 e e 89 380 Nm 4 490 Nm 6 650 Nm e3 Výsledky jsou obraey a Pokles výkou me. a. stupěm se odvodí e vtahu: P e a P... ( 3 ) a,4 Hodota a <, 6 tj. pokles výkou me stup vyhovuje ormě Pokles výkou me. a 3. stupěm se staoví obdobě: P e3 a 3 P 3. a 3,77 Hodota a >, 6 tj. pokles výkou me stup evyhovuje ormě.
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.3/06 omet Výko Obr. - Otáčkový dagram třístupňová převodovka (kematcké schéma Obr. 0) Kostrukce převodovky pohou. Třístupňová převodovka.. Otáčkový dagram a kematcké schéma V předchoí kaptole byly jšťováy případě upravováy parametry pohoého mechamu a ákladě daého kematckého schématu a charakterstky a vřeteu a motoru.
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.4/06 omet Výko Obr. - Otáčkový dagram třístupňová převodovka soustruhu (Obr. 3 Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh - varata A) Př tvorbě pohou se vycháí těchto údajů: určeí počtu stupňů převodovky a ákladě daých velč P, L, p, a (v předchoí kaptola - Př.: - Hlaví poho soustruhu - počet stupňů) staoveí charakterstky otáček, kroutcího mometu a výkou, otáčkového dagramu a kematckého schématu V Obr. je ávslost výkou a mometu doplěá o maxmálí otáčky vřetee př jedotlvých stupích. Tyto otáčky se staoví takto: 3 p.. ( 39 ) 3. ( 40) r a p
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.5/06.( 4 ) r a p Z tohoto grafu se přeesou vyačeé otáčky vřetee do otáčkového dagramu (Obr. - souhmotí SHs). Současě se ače tvořt kematcké schéma. V současé době se u ově kostruovaých převodovek požaduje maxmálí počet stupňů p 3 (vyplývá to e p log( a) e p vtahu log( rp a)..... a příslušých parametrů) uvádíme proto poue vorové varaty kematckých schémat pro p 3 a Obr. 3, Obr. 5, Obr. 7. Obr. 3 Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh - varata A
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.6/06 omet Výko Obr. 4 Otáčkový dagram třístupňová převodovka soustruhu)
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.7/06 Obr. 5 Kematcké schéma pohou 3 stupě - soustruh - varata B Kostrukce dle Obr. 3, Obr. 5 se vyačují spojkou pro řaeí 3. stupě,. a. stupeň je řae přesuvým dvojkolím (Obr. 3) ebo kolem (Obr. 5), u řešeí dle Obr. 7 se všechy stupě řadí spojkam. Pro výběr optmálího schématu slouží Tab.. Tab. - Hodoceí varat kematckého schématu třístupňové převodovky Krterum /varata Obr. 3 Obr. 5 Obr. 7 Hodoceí krtéra Pro soustruhy Počet kol ( be vstupího 7 6 6 epodstaté, u a fálího převodu) horotek výamější Počet hřídelí ( be vstupího a fálího převodu) Průhyb hřídele přesuvého kola Velkost převodu jedoho páru kol předloh pro. stupeň Počet áběrů kol př 3. stup be vstupího a fálího převodu 3 meší větší - 3,7 3,7 0 3 Pro soustruhy epodstaté, u horotek výamější Podstaté u větších mometů Podstaté u větších mometů vede k velkým roměrům kol Podstaté př vysokých obvodových rychlostech Počet přesouvadel Většou epodstaté
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.8/06 Obr. 6 - Otáčkový dagram třístupňová převodovka vyvrtávacího stroje
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.9/06 Obr. 7 - Kematcké schéma pohou 3 stupě vyvrtávací stroj [ 4].. Kematcké vtahy Všechy varaty převodovek obsahují: fálí převod, který přeáší výko převodovky a vřeteo. Fálí převod je obvykle tvoře jedím párem oubeých kol (apř. u soustruhů), u ěkterých strojů (apř. u vyvrtávaček a fréek) se používá vložeé kolo toto je určeo prostorem ve vřeteíku daého stroje. U meších fréovacích strojů se používá oubeý řeme. Fálí převod je urče vtahem: ω ω r r rs s s 0 9... ( 4 ) vstupí převod, který přeáší výko motoru a převodovku. Je obvykle tvoře čelím koly ebo oubeým řemeem, ěkdy se ahrauje pevou spojkou. Toto kostrukčí uspořádáí pak umožňuje jedoduché posuutí pásma otáček a vřeteu měou vstupího převodu saší umístěí motoru v daém prostoru. Převod a uvedeých schématech je urče vtahem: ω ω 3.. ( 43 ) Celkové převody jedotlvých stupňů hřídele a hřídel s jsou dáy vtahy: celkový převod 3. stupě (ejrychlejší) : e 3.. ( 44 ) 3 e3 0 3 r..3 rs...... ( 45 ) 9
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.30/06 Kde r.3, převod me vstupím a fálím převodem, který je de urče přesuvou ubovou spojkou. Další převodové stupě se realují předloham tj. souhmotím SHq (všecha schémata) a SHp (poue Obr. 3), které je pro přeos vysokého výkou a mometu řejmě ejvhodější. celkový převod. stupě: e...( 46 ) e r. rs..... ( 47 ) dílčí převod: pro schémata Obr. 3, Obr. 5, dagramy Obr., Obr. 4: r. q. qr... ( 48 ) 6 q.... ( 49 ) 5 8 qr...( 50 ) 7 pro schéma Obr. 7, dagram Obr. 6: ( 5 ) r. q qr. 4 q.. ( 5 ) 3 5 qr.... ( 53 ) 6 celkový převod. stupě: e... ( 54 ) e r. rs..... ( 55) dílčí převod: pro schémata Obr. 3, Obr. 5, dagramy Obr., Obr. 4: r. q. qr.... ( 56 ) pro schéma Obr. 3, dagram Obr. : q. p pq..... ( 57 ) 4 p.. ( 58 ) 3 6 pq.....( 59 )
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.3/06 pro schéma Obr. 5, dagram Obr. 4: 4 q... ( 60 ) 3 pro schéma Obr. 7, dagram Obr. 6:..... ( 6 ) r. q qr. 4 q.... ( 6) 3 4 qr.... ( 63 ) 3..3 Staoveí fálího a vstupího převodu Fálí převod je urče prostorem v oblast uložeí vřetee stroje. Z Obr. 8 - Skříň vřeteíku soustruhu fálí převod vyplývá průměr věce fálího převodu. Př.: 6 - Staoveí fálího a vstupího převodu Dáo: Rotečý průměr věce fálího převodu D 0,39 m Omeý momet a vřeteu L 40 knm ax. otáčky a vřeteu p 400 m - Poměr šířky oubeí k modulu b ψ 5 m Dovoleé amáháí ubu v ohybu c 65 Pa Po.: Hodota c je vtažea k materálům používaým v převodovkách (40, 640 cemetovaé, kaleé případě pro věec 54 šlechtěý, povrchově kaleý). Hodota slouží poue pro počátečí ávrh, koečé roměry budou kotrolováy programem PREV. otor Semes PH7-4-PF [ 3] : Výko motoru (je dosaže motory - v k. schéma) P 00 kw ax. otáčky 4 500 m - Jmeovté otáčky e 500 m - Obr. - Otáčkový dagram třístupňová převodovka soustruhu (Obr. 3 Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh - varata A) Obr. 3 Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh - varata A Obr. 8 - Skříň vřeteíku soustruhu fálí převod Staovt: fálí převod a vstupí převod: rs, celkový převod a max. a jmeovté otáčky 3. stupě a vřeteu: 3, 3, e3 odul fálího převodu se staoví e vtahů: F c b t....( 64 ) t π m.( 65 )
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.3/06 D F.. ( 66 ) b ψ. ( 67) m Kde je: F..obvodová síla a věc t roteč m..modul.momet D..rotečý průměr věce b..šířka oubeí Výsledkem je výra: m..( 68) c ψ π D odul m 9.0 se staoví tohoto vtahu pro: L D D 0 volba úhlu sklou ubu β 9.0 : D staoveí počtu ubů věce e vtahu: cos β 0 9.0 0... ( 69 ) m9.0 m 9.0 8 mm β 5 0 67 volba počtu ubů pastorku fálího převodu - obvykle 9 5 : 9 6 9.0 ωr r 0 rs Ze vtahu ( ω s s 9 fálí převod:... ( 4 ) se staoví rs 6,43
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.33/06 a 9.0 Obr. 8 - Skříň vřeteíku soustruhu fálí převod [ 4] 9 + 0 cos β teoretcká osová vdáleost: 9.0 m 9.0... ( 70 ) a9.0 799,33 mm a.. : osová vdáleost (souhmotí r, s) w r s vstupí převod : e staoveí hodoty ( 3 ) pomocí vtahu: ( 3 3 e3.. ( 44 ) dosaeím ( rs ) e vtahu ( ω ω r r rs s s... ( 4 ) a do 0 9 r.3 a w r. s. 80 mm 3,5
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.34/06 ( 0 3 r..3 rs...... ( 45 ) se staoví 9 teoretcký převod 3 : rs,75 volba počtu ubů pastorku vstupího převodu - volí se větší ež 5 Z prostorových důvodů se volí větší počet 36 Ze vtahu ω ω.... ( 7 ) se pak staoví počet ubů kola: ω Skutečý vstupí převod je pak dá dosaeím do vtahu ω.... ( 7 ): 63,75 maxmálí momet 0.7 a kole (Obr. 3) se staoví e vtahů: P 0.7 ω e...... ( 7 ) ω π.....( 73 ) e e modul m. se staoví tímto postupem: 0.7 636Nm Do výrau m dosadí vtahy: c ψ π D..( 68) se m m 0.7 D D m. ψ 0 Výsledě ískáme: m. 3 0.7 c ψ π.. ( 74 ) m.,5 mm Zvětšeo kostrukčích důvodů (průměr hřídele) m. 4 mm volba úhlu sklou ubu β 9.0 : S ohledem a hluk př vysokých vstupích otáčkách β. 5 teoretcká osová vdáleost:
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.35/06 a. + cos β. m.... ( ) skutečá osová vdáleost (souhmotí, ) a : w.. celkový převod 3. stupě dle vtahu...... ( 45 ): 3 r..3 e max. otáčky vřetee př 3. stup dle 3 3 e3.. ( 44 ): jmeovté otáčky vřetee př 3. stup rs 0 9 a. aw.. 8,47 mm 3,4..4 Staoveí dílčích převodů a celkového převodu. stupě Př.: 7 - Staoveí převodů. stupě 0 mm 3 400,3 m - e3 33,4 m - Dáo: Vstupí převod,75 Fálí převod rs 6, 43 ax. otáčky vřetee př 3. stup p 3 400,3 m - Účost převodu. stupě odhad η s. 0,9 Účost áběru oub. Kol η 0,98 Omeý momet a vřeteu L 40 knm x motor Semes PH7-4-PF: Výko motoru P 00 kw ax. otáčky 4 500 m - Jmeovté otáčky e 500 m - Regulačí rosah př kostatím výkou motoru r P 3 Obr. - Otáčkový dagram třístupňová převodovka soustruhu (Obr. 3 Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh - varata A) Obr. 3 Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh - varata A Obr. 8 - Skříň vřeteíku soustruhu fálí převod Staovt: dílčí převody : qr, q. celkový převod. stupě, max. a jmeovté otáčky a vřeteu:,, e
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.36/06 do Ze vtahů L P η π s.... ( 9), L p e L... a a p e rp.. staovíme průměrý mestupňový pokles výkou: a,7 Ze vtahu 3. ( 40) se r a p staoví max. otáčky. stupě: 3,8 m - e Ze vtahu e...( 46 ) se staoví: 39,5 Ze vtahu r. rs..... ( 47 ) se staoví: r. 3,5 Nejprve se určuje převod - s cílem dosáhout co ejvyšší hodoty převodu, který je q. r urče maxmálím průměrem D 8 (v Obr. 8 - Skříň vřeteíku soustruhu fálí převod): ωr r 0 momet působící a kolo 8 se staoví dosaeím vtahurs ω s s 9... ( 4 ) 8.7 ωr η L ωs... ( 75 ): 8.7 40 Nm Z Obr. 8 - Skříň vřeteíku soustruhu fálí převod se určí průměr kola: D 8 390 mm p modul m 7.8 se staoví výrau m c ψ π D..( 68) pro: m m 7.8 8.7 D D 8 ψ 0 volba úhlu sklou ubu β 9.0 : staoveí počtu ubů kola e vtahu: D8 cos β 7.8 8 m 7.8 β 7.8 m 7.8 8 mm 5, pravé stoupáí
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.37/06 a volba počtu ubů pastorku 7 > 0: 8 staoveí převodu pomocí vtahu: qr 7...( 50 ): 7.8 7 + 8 cos β teoretcká osová vdáleost se staoví e vtahu: 7.8 m 7.8 ( 76) 8 47 7 3 qr,04 a 7.8 89,877 mm volba osové vdáleost a wq. : r a wq.r 95 mm Dále se staoví převod q. pomocí vtahu r. q. qr... ( 48 ): q.,7 maxmálí momet 6.5 působící a kolo 6 se staoví dosaeím výsledé hodoty q.r do vtahu D 6.5 ω q η 8. 7 ωr... ( 77 ): a 56 a w. q. r a 56 5 staoveí maxmálího průměru kola D 6 pomocí vtahů: volba β 6. 0 (přesuvé kolo) + 6 m 5.6 6 q.... ( 49 ) 5 6 6 m5.6.... ( 78 ) Z těchto vtahů pak plye: D 6 q. a56......( 79 ) + q. 6.5 0 Nm modul m 5.6 se staoví výrau m c ψ π D..( 68) pro: m m 5.6 6.5 D D 6 ψ 0 c 65 Pa D 6 367 mm
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.38/06 m 5. 6 6 mm počet ubů kola ( 6 ) e vtahu D6 6 m5. 6.... ( 78 ): D6 6 m5.6 6 6 6 počet ubů kola ( 5 ) e vtahu q. 5... ( 49 ) a ásledé staoveí převodu q. : 5 36 q.,7 teoretcká osová vdáleost: 5 + 6 a5.6 m5.6 a 5.6 94 mm a 5.6 < a wq.r a wq.r 95 mm celkový převod. stupě dle vtahu r. rs..... ( 47 ): 39,559 e max. otáčky vřetee př. stup dle e...( 46 ) 3,8 m - jmeovté otáčky vřetee př. stup e 37,9 m - pokles výkou me stup 3 a dle vtahu. ( 4 ) pro :..5 Staoveí dílčích převodů. stupě Př.: 8 - Staoveí převodů. stupě a P +. P +. e+ a 3,7 a 3 < a a,6 Dáo: Vstupí převod,75 Fálí převod rs 6, 43 Převod předlohy společý pro.. Stupeň qr,04 ax. otáčky vřetee př. stup 3,8 m - Průměrý mestupňový pokles výkou: a,7 Účost áběru oub. Kol η 0,98 ax. momet a kole 6 od kola 6. 6.5 0 Nm Počet ubů kola 6 6 6 otor Semes PH7-4-PF:
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.39/06 ax. otáčky 4 500 m - Jmeovté otáčky e 500 m - Regulačí rosah př kostatím výkou motoru r P 3 Obr. - Otáčkový dagram třístupňová převodovka soustruhu (Obr. 3 Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh - varata A) Obr. 3 Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh - varata A Staovt: dílčí převody : pq, p. celkový převod. stupě, max. a jmeovté otáčky a vřeteu:,, e Ze vtahu.( 4 ) se r a staoví max. otáčky. stupě: Ze vtahu se staoví: Ze vtahu p 3,4 m - e... ( 54 ) e 39,0 m - r. rs..... ( 55). a r. q. qr.... ( 56 ) se staoví převod: Teto převod je dá vtahem: q. p pq q. 6,05..... ( 57 ) 6 Převod pq.....( 59 ) bude urče volbou ( 6 je dá): 5 pq,48 Převod p se pak staoví e vtahu q. p pq..... ( 57 ) p,44 4 Dále se postupuje dle vtahu p 3.. ( 58 ), volí se počet ubů pastorku 3, staoví se počet ubů 4 a určí skutečý převod p : 3 8 4 69 p,46 maxmálí momet 4.3 působící a kolo 4 se staoví dosaeím výsledé hodoty p.q do vtahu 4.3 ω p η 6. 5 ωq...( 80 ):
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.40/06 Do výrau m dosadí vtahy: c ψ π D 4.3 4570 Nm..( 68) se m m 34 4.3 D D m ψ 0 Výsledkem je: 4 34 4 m 3.4 3 4.3 c ψ π 4.( 8 ) a. p m3.4 4 mm volba úhlu sklou ubu β 3.4 : S ohledem a hluk př vysokých vstupích otáčkách β 3.4 5 teoretcká osová vdáleost: 3 + 4 cos β 3.4 m 3.4.. ( 8 ) skutečá osová vdáleost (souhmotí, p) a w. p. : celkový převod. stupě dle vtahu r. rs..... ( 55) e max. otáčky vřetee př. stup pomocí e... ( 54 ) jmeovté otáčky vřetee př. stup pokles výkou me stup a dle vtahu. ( 4 ) pro : a P +. P +. e+ a. p 4,055 mm a w. p. 6 mm 40,376 3, m - e 0,7 m - a,8 a < a a,6 Tab. Oubeá kola specfkace k Obr. 3 Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh - varata A Kolo Počet ubů odul Úhel sklou Smysl sklou Teoretcká osová vdál. Osová vdál.
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.4/06 mm mm mm 36 levý 4 5 63 pravý 8,469 0 3 8 levý 4 5 4 69 pravý 4,055 6 5 36-6 0 6 6-94 95 7 3 levý 8 5 8 47 pravý 89,877 95 9 6 levý 8 5 0 67 pravý 799,33 80 5-6 0 6 6-6 6 3 levý 4 5 3 36 5 6..6 Charakterstcké parametry Př.: 9 - Základí parametry převodovky Dáo: x motor Semes PH7-4-PF: Výko (celkový) P 00 kw ax. otáčky 4 500 m - Jmeovté otáčky e 500 m - Regulačí rosah př kostatím výkou motoru r P 3 ax. požadovaé otáčky vřetee př 3. stup p 400 m - Účost áběru oub. kol η 0,98 Omeý momet a vřeteu L 40 knm Obr. 3 Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh - varata A Tab. Oubeá kola specfkace k Obr. 3 Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh - varata A Staovt: výsledé hodoty převodů a účostí:,, 3, η, η, η 3 max. a jmeovté otáčky vřetee př jedotlvých stupích pokles výkou me stup jmeovté momety př jedotlvých stupích Hodoty převodů a účostí vtahy se odvodí přímo e schémat Obr. - Otáčkový dagram třístupňová převodovka soustruhu (Obr. 3 Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh - varata A): převodový poměr a účost. stupě: 4 6 8 0 5 η η 3 7 9 40,37 η 0,9
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.4/06 4 η η 3 η η převodový poměr a účost. stupě: 6 8 0 5 7 9 převodový poměr a účost 3. stupě: 0 9 39,55 η 0,9,4 3 η 0,96 ax. a jmeovté otáčky vřetee pro: převodový poměr. stupě: e Ze vtahu... ( 54 ) e 3, m - e 0,7 m - Otáčky vřetee př omeém mometu: P η L π L L 0,8 m - převodový poměr. stupě e Ze vtahu...( 46 ) e 3,8 m - e 37,9 m - převodový poměr 3. stupě: e Ze vtahu 3.. ( 44 ): 3 e3 3 400,3 m - e3 33,4 m - Odchylka max. otáček: 3 p 3 00 p Pokles výkou me stup: me. a. stupěm e a me. a 3. stupěm Přípustá odchylka ± % 3 0,07% Přípustá hodota,6 3 a,8
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.43/06 a 3 e3 Přípustá hodota,6 a3,7 Jmeovté momety a vřeteu: celkový jmeovtý momet motorů se staoví e vtahu ω P ( 83 ) ec e jmeovtý momet. stupě: e ec η jmeovtý momet. stupě: e ec η jmeovtý momet 3. stupě: e 3 ec 3 η3 Vyhovuje - jmeovtý momet je větší ež omeý momet L 40 knm..7 Zatěžovací stavy a jedotlvých souhmotích ec 73 Nm e 6,6 knm e 46,46 knm e3 3,74 knm Obr. 9 - Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh varata A/pokračováí
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.44/06 Z původího kematckého schématu se vytvoří schéma Obr. 9 doplěím o tyto údaje: rošířeí počtu souhmotí oačeí dalších převodových prvků mehřídelových spojek, každé souhmotí bude mít ejméě převodové prvky (hací haý) oačeí smyslu hacího mometu a otáček (mají shodý smysl s hacím mometem) ve vtahu k voleému řeému pohybu tj. (-) v levotočvé soustavě souřadc, ve které je řeše program PREV: pro soustružeí: tv. ormálí smysl soustružeí pro fréováí: pravá fréa Tab. 3 Zatěžovací stavy výstupí hřídel (vřeteo) přřaeí velč Převodový stupeň Zatěžovací stav Hací momet 0.9 Haý momet 8.6 Otáčky souhmotí 8 Doba běhu T 8.. - L L - L T 8.. L - L L T 8... - e e - e T 8.3. e - e e T 8.4 3. 3. - e3 e3 - e3 T 8.5 3. e3 - e3 e3 T 8.6 T 8c hod 6 T Zatěžovací stavy.,., 3. tj. doby běhu T 8., T 8.3, T 8. 5 přísluší k tv. ormálímu soustružeí případě k fréováí pravou fréou: jejch podíl k celkové době běhu T 8c T c je: T 8. + T 8.3 T8 c + T 8.5 0,8..( 84 ) podíl doby běhu jedotlvých stupňů: T T : T T : T : T 0,3 : 0,4 : 0,3...( 85) 8. : 8.3 8.5 8. 8.4 8. 6 celková doba běhu: 6 T T...... ( 86 ) 8c 8. Z těchto vtahů vyplývají jedotlvé doby běhu T 8 pro.6. Dále se staoví: max. otáčky souhmotí.....( 87 ) v 8ax 3 max. obvodová rychlost kol 9 a O: π m 0 9.0 8ax 9.0..... ( 88) cos β9.0 8.
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.45/06 Př.: 0 - Staoveí atěžovacích stavů pro souhmotí SH8 Dáo: Omeý momet a vřeteu (př. stup) L 40 knm Otáčky př omeém mometu L 0, 8 m - Jmeovtý momet a vřeteu př. Stup e 46 460 Nm Jmeovté otáčky. Stupě e 37,9 m - Jmeovtý momet a vřeteu př 3. Stup e3 3740 Nm Jmeovté otáčky 3. Stupě e3 33,4 m - ax. otáčky 3. Stupě 3 400 m - Celková doba běhu [ 5] T 8c 4 000 hod Tab. 3 Zatěžovací stavy výstupí hřídel (vřeteo) přřaeí velč Staovt: atěžovací stavy jedotlvých stupňů Vyčíslí se doby běhu jedotlvých stupňů a společě s daým hodotam se dosadí dle Tab. 3 - v Tab. 4- Zatěžovací stavy souhmotí SH8. Tab. 4- Zatěžovací stavy souhmotí SH8 Převodový stupeň Zatěžovací stav Hací momet 0.9 Haý momet 8.6 Otáčky souhmotí 8 Doba běhu T 8 Nm Nm m - hod.. -40 000 40 000 -,3 3 360. 40 000-40 000,3 840.. -46 460 46 460-37,9 4 480. 46 460-46 460 37,9 0 3. 3. -3 740 3 740-33,4 3 360 3. 3 740-3 740 33,4 840 ax. otáčky 8ax 396 Celková doba běhu T 8c Hod 4 000 ax. obvodová rychlost soukolí 9.0 v m.s - 8,7 9.0 Př.: - Staoveí atěžovacích stavů pro souhmotí SH4 Dáo: ax. otáčky 3. Stupě 3 400,3 m - Tab. 4- Zatěžovací stavy souhmotí SH8 Obr. 9 - Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh varata A/pokračováí Tab. Oubeá kola specfkace k Obr. 3 Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh - varata A Staovt: atěžovací stavy jedotlvých stupňů
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.46/06 4 Otáčky jsou dáy vtahem: 4 8 3.( 89 ) 0 9 omet a pastorku 9 od kola 0: 9 9.0 0.9 η 0 Součtelé provou jedotlvých stupňů: k 0 0 0 0 provo. stupě... ( 90 ) k 0 0 0 0 provo. stupě.. ( 9 ) k 3 0 0 0 0 provo 3. Stupě...... ( 9 ) omet a spojce 5 od spojky 3 (3. stupeň): ( ) 9.0 k 5.3 3.... ( 93 ) omet a spojce 5 od spojky 4 (. a. stupeň): ( ) ( k k ) 5.3 9.0 +... ( 94 ) Doba běhu souhmotí SH4: T 4 T 8..... ( 95 ) Tab. 5 - Zatěžovací stavy souhmotí SH4 Převodový stupeň 0 9 Zatěžovací stav Hací momet 5.4 Hací momet 5.3 Haý momet 9.0 Otáčky souhmotí 4 Doba běhu T 4 Nm Nm Nm m - hod.. 40 0-40 69,3 3 360. - 40 0 40-69,3 840.. 7 380 0-7 380 43,6 4 480. -7 380 0 7 380-43,6 0 3. 3. 0 84-84 857, 3 360 3. 0-84 84-857, 840 ax. otáčky 4 600 Celková doba běhu T 4c hod 4 000 Př.: - Staoveí atěžovacích stavů pro souhmotí SH3 Dáo: ax. otáčky. stupě 3,8 m - Tab. 5 - Zatěžovací stavy souhmotí SH4 Obr. 9 - Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh varata A/pokračováí
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.47/06 Staovt: atěžovací stavy jedotlvých stupňů Otáčky ( k k ) 3 4 +. ( 96 ) 3 0 9 omet a kole 8 od pastorku 7:.7 5. 4 8.... ( 97 ) omet a spojce 4 od spojky 5: 4.5 8. 7........ ( 98) Doba běhu: ( k k ) T3 T4 +...... ( 99 ) Tab. 6 -Zatěžovací stavy souhmotí SH3 Převodový stupeň Zatěžovací stav Hací momet 8.7 Haý momet 4.5 Otáčky souhmotí 3 Doba běhu T 3 Nm Nm m - hod.. 40-40 69,3 3 360. - 40 40-69,3 840.. 7 380-7 380 43,6 4 480. -7 380 7 380-43,6 0 3. 3. 0 0 0 0 3. 0 0 0 0 ax. otáčky 3ax 730 Celková doba běhu T 3c hod 9 800 ax. obvodová rychlost soukolí 7.8 v 7. 8 m.s - 4,6 Př.: 3 - Staoveí atěžovacích stavů pro souhmotí SH5 Dáo: ax. otáčky. Stupě 3,8 m - Tab. 6 -Zatěžovací stavy souhmotí SH3 Obr. 9 - Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh varata A/pokračováí Staovt: atěžovací stavy jedotlvých stupňů Otáčky 8 5 3.. ( 00 ) 7
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.48/06 ax. otáčky: 5ax 0 8.( 0 ) 9 7 omet a spojce od spojky : 7. 8.7.. ( 0 ) η 8 omet a pastorku 7 od kola 8: 7.8.....( 03 ) Doba běhu: T 5 T 3.... ( 04 ) Tab. 7 - Zatěžovací stavy souhmotí SH5 Převodový stupeň Zatěžovací stav Hací momet. Haý momet 7.8 Otáčky souhmotí 5 Doba běhu T 5 Nm Nm m - hod.. - 0 0-4 3 360. 0-0 4 840.. -3685 3685-498 4 480. 3685-3685 498 0 3. 3. 0 0 0 0 3. 0 0 0 0 ax. otáčky 5 500 Celková doba běhu T 3c hod 9 800 Př.: 4 - Staoveí atěžovacích stavů pro souhmotí SH6 Dáo: Tab. 7 - Zatěžovací stavy souhmotí SH5 Obr. 9 - Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh varata A/pokračováí Staovt: atěžovací stavy jedotlvých stupňů Otáčky 6 5.... ( 05 ) ax. otáčky: 5 6...( 06) omet a kole 6 od pastorku :
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.49/06 6.. k.... ( 07 ) omet a kole 6 od pastorku 5: 6.5. k.... ( 08 ) omet a spojce od spojky : ( ) +..( 09 ). 6. 6.5 Doba běhu: T 6 T 5.. ( 0 ) Tab. 8- Zatěžovací stavy souhmotí SH6 Převodový stupeň Zatěžovací stav Hací momet 6. Hací momet 6.5 Haý momet. Otáčky souhmotí 4 Doba běhu T 4 Nm Nm Nm m - hod.. - 0 0 0-4 3 360. 0 0-0 4 840.. 0-3 685 3 685-497,7 4 480. 0 3 685-3 685 497,7 0 3. 3. 0 0 0 0 0 3. 0 0 0 0 0 ax. otáčky 6 500 Celková doba běhu T 6c hod 9 800 Př.: 5 - Staoveí atěžovacích stavů pro souhmotí SH7 Dáo: ax. otáčky. Stupě 3, m - Tab. 8- Zatěžovací stavy souhmotí SH6 Obr. 9 - Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh varata A/pokračováí Staovt: atěžovací stavy jedotlvých stupňů Otáčky.... ( ) 6 7 6 k 7 ax. otáčky: 6 8 0...( ) 7 9 omet a kole 4 od pastorku 3:....( 3 ) 43 6. k 6
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.50/06 omet a pastorku od kola 6:.6 4.3... ( 4) Doba běhu: T7 T6 k... ( 5 ) Tab. 9 -Zatěžovací stavy souhmotí SH7 Převodový stupeň Zatěžovací stav Hací momet 4.3 Haý momet.6 Otáčky souhmotí 7 Doba běhu T 7 Nm Nm m - hod.. 4 570-4 570-35, 3 360. -4 570 4 570 35, 840.. 0 0 0 0. 0 0 0 0 3. 3. 0 0 0 0 3. 0 0 0 0 ax. otáčky 7 000 Celková doba běhu T 7c hod 4 00 Př.: 6 - Staoveí atěžovacích stavů pro souhmotí SH. Dáo: Tab. 9 -Zatěžovací stavy souhmotí SH7 Obr. 9 - Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh varata A/pokračováí Staovt: Otáčky atěžovací stavy jedotlvých stupňů..( 6 ) 4 6 7 6 k + 4 k3 3 5 ax. otáčky: 4... ( 7 ) omet a pastorku 3 od kola 4: 3 3.4 4.3....... ( 8 ) η 4 omet a pastorku 5 od kola 6: 5 5.6 6.5......( 9 ) η 6 omet a spojce 3 od spojky 5:
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.5/06 3.5 5..3...( 0 ) omet a kole od pastorku :. ( 3.4 + 5.6 + 3.5 )... ( ) omet a kole od pastorku :.....( ).. Doba běhu: T T 4... ( 3 ) Tab. 0 - Zatěžovací stavy souhmotí SH Převod. stupeň Zatěž. stav Hací momet. Hací momet. Haý momet 3.4 Haý momet 5.6 Haý momet 3.5 Otáčky souhm. Doba běhu T Nm Nm Nm Nm Nm m - hod.. -946-946 89 0 0-85 3 360. 946 946-89 0 0 85 840.. 09 09 0-84 0 849 4 480. - 09-09 0 84 0-849 0 3. 3. 09 09 0 0-84 0 3 360 3. - 09-09 0 0 84 0 840 ax. otáčky 600 Celková doba běhu T 7c Hod 4 000 Př.: 7 - Staoveí atěžovacích stavů pro souhmotí SH Dáo: Tab. 0 - Zatěžovací stavy souhmotí SH Obr. 9 - Kematcké schéma pohou 3 stupě soustruh varata A/pokračováí Staovt: atěžovací stavy jedotlvých stupňů Otáčky. ( 4) ax. otáčky:.... ( 5 ) omet a spojce 0 od spojky 7:
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.5/06 0.7.... ( 6 ) η omet a pastorku od kola :. 0.7... ( 7 ) Doba běhu: T T 4... ( 8 ) Tab. -Zatěžovací stavy souhmotí SH Převodový stupeň Zatěžovací stav Hací momet 0.7 Haý momet. Otáčky souhmotí Doba běhu T Nm Nm m - hod.. 55,7-55,7 50 3 360. -55,7 55,7-50 840.. -636 636-500 4 480. 636-636 500 0 3. 3. -636 636-500 3 360 3. 636-636 500 840 ax. otáčky 4 500 Celková doba běhu T c Hod 4 000 Obr. 0 Hlaví poho soustruhu 3 stupě řey A-A, B-B, C-C [ 4]
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.53/06 Obr. - Hlaví poho soustruhu 3 stupě pohled..8 Zpracováí ávrhu převodovky: Zatěžovací stavy jedotlvých souhmotí uvedeé v tabulkách, dále specfkace oubeých kol Tab., kematcké schéma Obr. 9 a áčrt skříě vřeteíku Obr. 8 umožňují pracovat áčrty jedotlvých souhmotí a ávrh převodovky (Obr. 0, Obr. ). Údaje ískaé ávrhu (roměry hřídele, ložska, spojovací prvky, me hřídelové spojky, souřadce prvků) le pak adávat do programu PREV. Z výsledkových souborů PREV se jstí: statcká a dyamcká kotrola ložsek (součtel statcké bepečost, trvalvost a potřebá dyamcká úosost vhledem k adaé době běhu, bepečost prot přeotáčkováí kotrola ložsek vhledem k tepotí stabltě - v [0] ) sklo v místech ložsek v Tab. Tab. - Přípusté hodoty sklou hřídele v ložsku [ ] Ložsko Sklo ax. atížeí rad Válečkové N.., NN, kuželíková 4 0,07 0,00 P/C < 0, Kulčková ložska: 6, 6, 63, 63, 64 6 0,7 0,005 68, 60, 60 0 0,7 0,003 dvouřadá - 4 0,070 Soudečková: jedořadá - 4 0,070 dvouřadá - 0,5 0,009
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.54/06 maxmálí apětí jsou staovea e atížeí ohybem a krutem tj. dle vtahu: σ o σ + 3τ Statcká bepečost se staoví e vtahu: Re S St,5 k σ Kde je: R e me kluu v tahu k..součtel max. atížeí dle Tab. 3 Tab. 3 Součtel maxmálího atížeí pohou Způsob obráběí k Soustružeí. hrubováí, dokočováí Soustružeí. hrubováí,5 Čelí fréováí,5 Fréováí kotoučovou féou př erovoměrém přídavku Roběh, brděí pohou k a roběhový ebo brdý momet, e jmeovtý momet Ohybové apětí je obvykle střídavé je proto vhodé provést výpočet dyamcké bepečost s využtím apř. [ 4]. deformace v oubeých převodech porovají se s hodotam v Tab. 4 Tab. 4- Dovoleé deformace v oubeých převodech [ 6] [ 4] [ 4] Čelí kola Čelí kola Kuž. kola Po.: Posuutí mm 0,04 0,00 m 0,005 m m modul Sklo rad 0,00 - - Po.: Velké hodoty deformací egatvě ovlvňují velkost přeášeého výkou. max. obvodové rychlost oubeých kol - porovají se přípustou hodotou v D 35-40 m/s používaou př kostrukc obráběcích strojů. Rychloběžé převodovky užívaé v eergetce(pohoy turb, geerátorů a kompresorů) využívají max. rychlostí 00 00 m/s. pevostí výpočty oubeých kol porovají se s hodotam v Tab. 5 Tab. 5 - Součtelé bepečost oubeého převodu Součtelé bepečost Ohyb,7 Dotyk, Dovoleá hodota Tyto údaje se pak použjí pro rekostrukc souhmotí (tj. především roměry oubeých kol a ložsek). Jedotlvá souhmotí pak tvoří celkovou sestavu (Obr. 0). a e
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.55/06 Souhmotí SH8, které je uvedeo v kematckém schématu (Obr. 9) je uložeí vřetee, a které působí kromě kroutcího mometu síly od tíhy obrobku a řeé síly. Kotroluje se proto samostatě v [0]. Obr. - Souhmotí SH [ 4] Náev příslušého souboru PREV [ 6] Náev výsledkového souboru PREV [ 6] hpsh.dhl hpsh.vys
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.56/06 Obr. 3 Souhmotí SH [ 4] Náev příslušého souboru PREV [6] Náev výsledkového souboru PREV[6] hpsh.dhl hpsh.vys
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.57/06 Obr. 4 - Souhmotí SH7 [ 4] Náev příslušého souboru PREV [6] Náev výsledkového souboru PREV [6] hpsh7.dhl hpsh7.vys
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.58/06 Obr. 5 - Souhmotí SH4 [ 4] Náev příslušého souboru PREV [6] Náev výsledkového souboru PREV [6] hpsh4.dhl hpsh4.vys
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.59/06 Obr. 6 Souhmotí SH3 [ 4] Náev příslušého souboru PREV [6] Náev výsledkového souboru PREV [6] hpsh3.dhl hpsh3.vys
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.60/06 Obr. 7 Souhmotí SH6 [ 4] Náev příslušého souboru PREV [6] Náev výsledkového souboru PREV [6] hpsh6.dhl hpsh6.vys
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.6/06 Obr. 8 Souhmotí SH5 [ 4] Náev příslušého souboru PREV [6] Náev výsledkového souboru PREV [6] hpsh5.dhl hpsh5.vys. Dvoustupňová převodovka.. Otáčkový dagram a kematcké schéma: Dvoustupňová případě jedostupňová převodovka je ejčastějším řešeím hlavího pohou vláště u obráběcích strojů meších a středích roměrů. Př tvorbě pohou se vycháí těchto údajů: určeí počtu stupňů převodovky a ákladě daých velč P, L, p, a (v Př.: - Hlaví poho soustruhu - počet stupňů) staoveí charakterstky otáček, kroutcího mometu a výkou, otáčkového dagramu a kematckého schématu V Obr. 9 je ávslost výkou a mometu doplěá o maxmálí otáčky vřetee př jedotlvých stupích. Tyto otáčky se staoví takto: p...... ( 9 )...... ( 30 ) r a p Z tohoto grafu se přeesou vyačeé otáčky vřetee do otáčkového dagramu (Obr. 30- souhmotí SHs). Současě se ače tvořt kematcké schéma. V současost se používají vorové varaty kematckých schémat pro p a Obr. 30, Obr. 3, Obr. 34.
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.6/06 omet Výko Obr. 9 - Otáčkový dagram dvoustupňová převodovka (Obr. 30 - Kematcké schéma pohou stupě řaeí spojkou)
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.63/06 Obr. 30 - Kematcké schéma pohou stupě řaeí spojkou omet Výko Obr. 3- Otáčkový dagram dvoustupňová převodovka (Obr. 3 - Kematcké schéma pohou stupě řaeí přesuvým koly)
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.64/06 Obr. 3 - Kematcké schéma pohou stupě řaeí přesuvým koly omet Výko Obr. 33 - Otáčkový dagram dvoustupňová převodovka (Obr. 34 - Kematcké schéma pohou stupě řaeí spojky a brdy plaetové skříě
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.65/06 Obr. 34 - Kematcké schéma pohou stupě řaeí spojky a brdy plaetové skříě Tab. 6 - Hodoceí varat kematckého schématu dvoustupňové převodovky Krterum /varata Obr. 30 - Kematcké schéma pohou stupě řaeí spojkou Počet kol (be vstupího a fálího převodu) Počet hřídelí (be vstupího a fálího převodu) Průhyb hřídele přesuvého kola Velkost převodu jedoho páru kol předloh pro. stupeň Počet áběrů kol př. stup be vstupího a fálího převodu Obr. 3 - Kematcké schéma pohou stupě řaeí přesuvým koly Obr. 34 - Kematcké schéma pohou stupě řaeí spojky a brdy plaetové skříě 4 4 ahruto v subdodávce Hodoceí krtéra Pro soustruhy epodstaté, u horotek výamější - prostor Pro soustruhy epodstaté, u horotek výamější - prostor - větší - Podstaté u větších mometů - 3, převod do rychla - Podstaté u větších mometů vede k velkým roměrům kol 3 Podstaté př vysokých obvodových rychlostech - hluk
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.66/06 Počet přesouvadel ahruto v Většou epodstaté subdodávce Torí tuhost a vřeteu pro srovatelé uspořádáí vysoká žší žší Podstaté pro těžké a středí soustruhy a specálí fréovací stroje, pro horotky Kostrukčí a výrobí áročost vysoká vysoká žší - vysoký podíl subdodávek.. Kematcké vtahy: Všechy varaty převodovek obsahují: fálí převod, který je urče vtahem: ωr r 0 rs... ( 4 ) ω s s 9 méě výamé Podstaté vstupí převod: ω.. ( 43 ) ω 3 Pro schéma dle Obr. 30 - Kematcké schéma pohou stupě řaeí spojkou celkový převod. stupě: e...( 46 ) e r. rs..... ( 47 ) dílčí převod: r. Převod me vstupím a fálím převodem je de urče přesuvou ubovou spojkou. celkový převod. stupě: e.. ( 3 ) e r. rs... ( 3 ) dílčí převod: r. q qr.... ( 33 ) 4 q ( 34) 3 8 qr ( 35 ) 7 Pro schéma Obr. 3 - Kematcké schéma pohou stupě řaeí přesuvým koly: celkový převod. stupě
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.67/06 e Dle vtahů...( 46 ), e r. rs..... ( 47 ) dílčí převod: 6 r.. ( 36 ) 5 celkový převod. stupě pro schéma Obr. 3 - Kematcké schéma pohou stupě řaeí přesuvým koly e Dle e.. ( 3 ), r. rs... ( 3 ) dílčí převod: 4 r... ( 37 ) 3 Z uvedeých vtahů se staoví: r. 4 5....( 38 ) r. 3 6 Dále se postupuje takto: volba r. staoveí převodu: 4 r. 3 volba pastorku 3, výpočet 4 staoveí mometu a kole 4 staoveí modulu a kole 4 dosaeím příslušých velč do vtahu 0.7 m. 3.. ( 74 ) c ψ π staoveí osové vdáleost pokud je uté prostorových důvodů sížt osovou vdáleost, pak sžuje převod r. a vlvem toho se měí převod a hodotu r. <. Př.: 8 - Staoveí převodovky hlavího pohou. Dáo: Omeý momet a vřeteu L 00 Nm ax. otáčky a vřeteu p 3 000 m - Přípustý pokles výkou me stup a,6 Účost. stupě η s. 0,9 otor Semes PH7-86-S: Výko motoru P 60 kw ax. otáčky 5 000 m - Jmeovté otáčky e 50 m -
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.68/06 Užtí pro vodorovou vyvrtávačku Staovt: počet stupňů převodovky: p varatu kematckého schématu fálí převod a vstupí převod: rs, celkový převod a max. a jmeovté otáčky 3. stupě a vřeteu: 3, 3, e3 P ηs. Otáčky příslušé k omeému mometu L jsou dáy vtahem: L π L... L 34 m - e L a a,6 p log( a) e Počet stupňů se staoví e vtahu: p log( rp a).....( 3): p Volba varaty k. schématu dle Tab. 6: Obr. 33 - Otáčkový dagram dvoustupňová převodovka (Obr. 34 - Kematcké schéma pohou stupě řaeí spojky a brdy plaetové skříě). Z tohoto schématu je řejmé: r. Převod. stupě je dá vtahem: e...( 46 ): e,667 Ze vtahu r. rs..... ( 47 )e kterého plye: rs,667 ωr r 0 Dle rs... ( 4 ) a volbou dle ω s s 9 kostrukce vřeteíku se staoví počty ubů pastorku a kola a tím velkost fálího převodu: 9 48 0 79 ax. a jmeovté otáčky. stupě jsou dle vtahu e...( 46 ): e rs,64 rs η rs 0,98 η s. 3 038 m - Vyhovuje p 3 000 m - Jmeovtý momet motoru se staoví e vtahu: e 759,5 m -
Západočeská uverta v Pl, Fakulta strojí str.69/06 P e π e e 458 Nm Jmeovtý momet a vřeteu př. převodovém stup se staoví e vtahu: ω η ω e e s. e e tj.: e e ηs. e 736 Nm Převod. stupě je dá vtahem: e.. ( 3 ) e 5,34 r. rs..... ( 47 ) a r. rs Ze vtahů... ( 3 ) staovíme požadovaý převod r. : r. 3, Pro ávrh převodovky je uto staovt její výstupí momet r e vtahu: ω η ω r r tj.: r s rs η Pro s L je pak: Volba převodovky katalogu: s s Požadavek r 369 Nm Obr. 35 - Dvoustupňová plaetová převodovka ZF - DUOPLAN K800 [ 5] r. 4 r 3 00 Nm η r. 0,9 Celkový převod a účost. stupě: Ze vtahu r. rs... ( 3 ) a obdobě: η η η r. η rs 6,58 η 0,88 e ax. a jmeovté otáčky. stupě jsou dle vtahu e.. ( 3 ): 760 m - e 90 m - Skutečý pokles výkou me stup dle e tj.: a : a P e+ +.. ( 4 ) P +.