Tartalmi kivonat
Gépelemek Homlokkerék hajtómű Lapszám:1 1. A FOGASKEREKEK SZÁMÍTÁSA 1.1 Alapadatok: Az áttétel: i=4,5. A teljesítmény: P=16kW. A fordulatszám: n 1 =1500min-1. A hajtókerék fogszáma: z 1 =12. A hajtómű típusa: egyfokozatú, fekvő, balos. 1.2 A fordulatszám és nyomaték számítása: n1 1500 min 1 n 1 =1500min , i=4,5, n2 333 ,3333 min 1 . i 4 ,5 -1 1.3 M cs1 P 60 16000W 101,8591Nm , 2 n1 2 1500 min 1 M cs 2 P i 60 16000W 4 ,5 458 ,3662 Nm . 2 n1 2 1500 min 1 A modul szilárdsági méretezése: A hajtó fogaskerékhez választott anyag A70 (Fe 690-2), az edzés nélküli anyagból készült fogtő kifáradási határa ismételt hajlításnál: 0 240 meg N , a biztonsági tényező X h =3 (1,8-4,0) adatok alapján: mm 2 0 Xh 240 N mm 2 80 N a megengedett fogtő hajlító
feszültség. 3 mm 2 A fogaskerékmodul értéke a csavarónyomaték M cs1 =101,8591Nm, a fogszélességi tényező b 1 =10 (8-15), a fogszám z 1 =12, és a megengedett legnagyobb hajlítófeszültség meg 80 2004. május 1 Sovárszky Péter N alapján: mm 2 G.IIC-13 Gépelemek m3 Homlokkerék hajtómű Lapszám:2 9 M cs1 9 101,8591Nm 10 3 4 ,5707 , amit felkerekítve N b1 z1 meg 3 10 5 80 mm 2 szilárdsági megfontolások alapján m=5 értékűnek veszünk. 1.4 A fogazás megállapítása: z 1 =12z 0 =17, de z 1 +z 2 =12+54=662xz 0 =2x17=34, a számítások és a z 1 ;z 2 tengelyű kordinátarendszerben elhelyezett metszéspont alsó „B” sávban fekvő helyzete alapján a fogazás (+/-) jellegű. 1.5 A késkihúzás értéke: x1 m z0 z1 17 12 m 5 mm 1,4705 mm . z0 17 1.6 A fogaskerekek geometriai számítása: A hajtókerék osztókör-átmérője: d 01 m
z1 5 mm 12 60 mm . A hajtott kerék osztókör-átmérője: d 02 m z2 5 mm 54 270 mm . A hajtókerék fejkör-átmérője: d a1 m z1 2 2 x1 m 5 mm 12 2 2 1,4705 mm 72 ,9410 mm . A hajtott kerék fejkör-átmérője: d a 2 m z2 2 2 x1 m 5 mm 54 2 2 1,4705 mm 277 ,0590 mm . A hajtókerék fenékkör-átmérője: d f 1 m z1 2 ,4 2 x1 m 5 mm 12 2 ,4 2 1,4705 mm 50 ,9410 mm . A hajtott kerék fenékkör-átmérője: d f 2 m z 2 2 ,4 2 x1 m 5 mm 54 2 ,4 2 1,4705 mm 255 ,0590 mm . 2004. május 1 Sovárszky Péter G.IIC-13 Gépelemek Homlokkerék hajtómű 1.7 A fogméretek számítása: A fogmagasság értéke: h
2 ,2 m 2 ,2 5 mm 11mm . A hajtókerék fogfej-magassága: 5 5 m x1 m 5 mm 1,4705 mm 6 ,4705 mm . 5 5 ha1 A hajtott kerék fogfej-magassága: ha 2 5 5 m x1 m 5 mm 1,4705 mm 3 ,5295 mm . 5 5 A hajtókerék fogláb-mélysége: 6 6 m x1 m 5 mm 1,4705 mm 4 ,5295 mm . 5 5 hf 1 A hajtott kerék fogláb-mélysége: hf 2 6 6 m x1 m 5 mm 1,4705 mm 7 ,4705 mm . 5 5 A fogszélesség értéke: b b1 m 10 5 mm 50 mm . A hajtókerék fogvastagsága az osztókörön: m 5 mm 2 tg x1 m 2 tg 20 1,4705 mm 8 ,9244 mm . 2 2 s01 A hajtott kerék fogvastagsága az osztókörön: s02 Lapszám:3 m 5 mm 2 tg x 2 m 2 tg 20
1,4705 mm 6 ,7835 mm . 2 2 A fogosztás értéke az osztókörön: s01 s 02 8 ,9244 mm 6 ,7835 mm 15 ,7079 mm m 5 mm 15 ,7079 mm p 1.8 A névleges erőhatások számítása: A teljesítményből származó kerületi erő az osztókörön: Fk P 60 16000W 3395 ,3054 N . n d 01 1500 min 1 0 ,06 m 2004. május 1 Sovárszky Péter G.IIC-13 Gépelemek Homlokkerék hajtómű Lapszám:4 A tengelyek síkjával párhuzamos hajlító erő: FA Fk tg 3395 ,3054 N tg 20 1235 ,7901N . Fk 3395 ,3054 N 3613 ,2085 N . cos cos 20 A fogra ható nyomóerő: FN 1.9 A fogra ható igénybevételek ellenőrzése: A vonalnyomás értéke: pv mint pmeg 200 500 FN 3613 ,2085 N 72 ,2641 , ez kisebb, b1 m 10 5 mm mm N , így a fog mérete vonalnyomásra megfelel. mm A melegedés értéke: P
16 kW kW 0 ,5333 , ez kisebb, mint a d 01 b 6 cm 5 cm cm 2 melegedésre megadott érték 3 ,7 kW , a fog mérete melegedésre is cm 2 megfelel. A hajlítónyomaték értéke: Fk h h K egyenlet kifejtése után 2 M cs1 a2 b 2 ,2 m h egyenletet átrendezve z1 m 6 h 2 M cs1 2 ,2 m 6 z1 m 1,7 m b1 m 2 2 101,8591Nm 10 3 2 ,2 5 mm 6 12 5 mm 1,7 5 mm 10 5 mm 2 kisebb, mint a fogtő hajlítására megengedett meg 80 62 ,0318 N , ez mm 2 N , így a fog mm 2 mérete ismétlődő hajlító igénybevételre is megfelel. 2. A TENGELYEK MÉRETEZÉSE 2.1 A hajtótengelyben ébredő legnagyobb csavarónyomaték: M cs1 P k 60 16000W 1,5 152 ,7887 Nm . 2 n 2 1500 min 1 2004. május 1 Sovárszky Péter G.IIC-13 Gépelemek 2.2 Homlokkerék hajtómű
Lapszám:5 A hajtott tengelyben ébredő legnagyobb csavarónyomaték: M cs 2 P k i 60 16000W 1,5 4 ,5 687 ,5493 Nm . 2 n 2 1500 min 1 2.3 A hajtásból származó legnagyobb erőhatások: A kerületi erő értéke: Fk A tengelyeket hajlító radiális irányú erő: 2 M cs1 2 152 ,7887 Nm 5092 ,9566 N . d 01 0 ,06 m FA Fk tg 5092 ,9566 N tg 20 1853 ,6846 N . A csapágyaknál ébredő támasztóerők a szimmetrikus elrendezés miatt egyenlő nagyságúak: Ft 2.4 FA 1853 ,6846 N 926 ,8423 N . 2 2 A tengelyekre ható legnagyobb hajlítónyomaték: M h Ft l 2 Ft l 3 926 ,8423 N 0 ,1m 92 ,6842 Nm . 2.5 A hajtó tengely összetett igénybevétele: 2 M red1 M h2 M cs 1 2.6 178 ,7029 Nm . A hajtott tengely összetett igénybevétele: 2 M red 2 M h2 M cs 2 2.7 92 ,6842 Nm 2 152
,7887 Nm 2 92 ,6842 Nm 2 687 ,5493 Nm 2 693 ,7682 Nm . A tengely A 60 (Fe 590-2) anyagára jellemző megengedett legnagyobb feszültség: meg R eH n 330 N N mm 2 110 N , és adatok alapján meg 95 2 3 mm mm 2 2 2 redmeg meg 4 meg 110 2.8 2 2 N N N . 219 ,5449 4 95 2 2 mm 2 mm mm A hajtó tengely átmérője: d1 3 32 M red1 32 178 ,7029 Nm 10 3 20 ,2396 mm , d 1 =30mm redmeg 3 219 ,5449 N mm 2 tengelyátmérő alapján választható a 6306 számú mélyhornyú 2004. május 1 Sovárszky Péter G.IIC-13 Gépelemek Homlokkerék hajtómű Lapszám:6 golyóscsapágy, ahol B=19mm, D=72mm, d=d 1 =30mm, r=2mm, így a tengelyen r max =1mm, h min =3mm, C 0 =14600N, C=22000N, f max =10000min -1 . 2.9 A hajtott tengely átmérője: 32 M red 2 32 693 ,7682 Nm 10 3 31,8100 mm , d
4 =40mm d4 3 redmeg 3 219 ,5449 N mm 2 tengelyátmérő alapján választható a 6308 számú mélyhornyú golyóscsapágy, ahol B=23mm, D=90mm, d=d 1 =40mm, r=2,5mm, így a tengelyen r max =1,5mm, h min =3,5mm, C 0 =22000N, C=32000N, f max =8000min-1. 3. A TENGELYDEFORMÁCIÓK 3.1 A hajtó tengely elcsavarodása: I p1 d14 30 4 mm 4 79521,5640 mm 4 . 32 32 I p2 d 24 40 4 mm 4 251327 ,4123 mm 4 . 32 32 19 B mm M cs1 l1 152 ,7887 Nm 10 3 100 mm 2 2 2 ,4751 10 3 rad . 1 N mm I p1 G 79521,5640 mm 4 8 ,5 10 4 2 mm 19 B M cs1 l 2 152 ,7887 Nm 10 3 100 mm mm 2 2 6 ,4726 10 4 rad . 2 N mm I p2 G 251327 ,4123 mm 4 8 ,5 10 4 2 mm ö 1 2 2 ,4751 10 3 2004. május 1 rad rad rad 6 ,4726
10 4 3 ,1223 10 3 mm mm mm Sovárszky Péter G.IIC-13 Gépelemek Homlokkerék hajtómű ö 3 ,1223 10 3 Lapszám:7 rad 180 0 ,1788 , amely kisebb, mint a megengedett mm 0,25, így elcsavarodásra a tengely megfelelő. 3.2 A hajtott tengely elcsavarodása: I p3 d 34 50 4 mm 4 613592 ,3152 mm 4 . 32 32 I p4 d 44 40 4 mm 4 251327 ,4123 mm 4 . 32 32 B 23 M cs 2 l 3 687 ,5493 Nm 10 3 100 mm mm 2 2 1,1666 10 3 rad . 3 N mm I p3 G 613592 ,3152 mm 4 8 ,5 10 4 2 mm B 23 M cs 2 l 2 687 ,5493 Nm 10 3 100 mm mm 2 2 3 ,5885 10 3 rad . 4 N mm I p4 G 251327 ,4123 mm 4 8 ,5 10 4 2 mm ö 3 4 1,1666 10 3 ö 3 ,5885 10 3 rad rad rad 3 ,5885
10 3 4 ,7551 10 3 mm mm mm rad 180 0 ,2724 , amely elcsavarodás csak a mm dinamikus terhelésimpulzusnál számítva nagyobb, mint a megengedett 0,25, így elcsavarodásra a tengely megfelelő. 3.3 A hajtó tengely behajlása: I d 24 40 4 mm 4 125663 ,7061mm 4 64 64 F l l f A 2 3 48 I E 3 2004. május 1 1853 ,6846 N 100 mm 100 mm 1,1435 10 2 mm N 4 5 48 125663 ,7061mm 2 ,15 10 mm 2 3 Sovárszky Péter G.IIC-13 Gépelemek Homlokkerék hajtómű Lapszám:8 f 1,1435 10 2 mm 5 ,7175 10 5 mm ez kisebb, mint a megengedett. l 200 mm f meg l 2 l 3 100 mm 100 mm 6 ,6666 10 2 mm , így a tengely behajlásra is 3000 3000 megfelel. 3.4 A hajtott tengely behajlása: I d 34 50 4 mm 4 306796 ,1576 mm 4 64 64 F l l f A 2 3 48 I E 3 1853 ,6846 N
100 mm 100 mm 4 ,6837 10 3 mm N 4 5 48 306796 ,1576 mm 2 ,15 10 mm 2 3 f 4 ,6837 10 3 mm 2 ,3418 10 5 mm ez kisebb, mint a megengedett. l 200 mm f meg l 2 l 3 100 mm 100 mm 6 ,6666 10 2 mm , így a tengely behajlásra is 3000 3000 megfelel. 3.5 A hajtó tengely szögelfordulása: tg meg =0,001(max.) B D FA l 2 16 I E B 1,7152 10 4 1853 ,6846 N 200 2 mm 2 16 125663 ,7061mm 4 2 ,15 10 5 N mm 2 1,7152 10 4 rad , mm rad 180 0 ,0098 , tg B =0,0001tg meg =0,001,tehát a mm hajtótengely szögelfordulásra is megfelel. 3.6 A hajtott tengely szögelfordulása: tg meg =0,001(max.) 2004. május 1 Sovárszky Péter G.IIC-13 Gépelemek Homlokkerék hajtómű B D FA l 2 16 I E B 7 ,0256 10 5 Lapszám:9 1853 ,6846 N 200 2 mm 2 16 306796
,1576 mm 4 2 ,15 10 5 N mm 2 7 ,0256 10 5 rad , mm rad 180 0 ,0040 , tg B =0,00006tg meg =0,001,tehát a mm hajtótengely szögelfordulásra is megfelel. 3.7 A hajtó tengely kritikus fordulatszáma: k ü =1,3 üzemi tényező, mert mindkét oldalon csapágyazott a tengely. n krit 300 1 f k 300 1,3 2 1,1435 10 mm 3647 ,0903 min 1 a tengely behajlásától függő kritikus fordulatszáma. 3.8 A hajtott tengely kritikus fordulatszáma: k ü =1,3 üzemi tényező, mert mindkét oldalon csapágyazott a tengely. n krit 300 1 f k 300 1,3 5 2 ,3418 10 mm 80591,5866 min 1 a tengely behajlásától függő kritikus fordulatszáma. 4. A CSAPÁGYAK KIVÁLASZTÁSA: 4.1 A hajtó és hajtott tengely csapágyai az egyenlő nagyságú radiális terhelés miatt együtt méretezhető. 4.2 A teljesítményből származó névleges csavarónyomaték: M cs1 4.3 P 2
n 16000W 60 101,8591Nm . 2 1500 min 1 A legkisebb kerületi erő az osztókörön: Fk 2 M cs1 2 101,8591Nm 10 3 3395 ,3033 N . d 01 60 mm 2004. május 1 Sovárszky Péter G.IIC-13 Gépelemek 4.4 Homlokkerék hajtómű Lapszám:10 Egy csapágyra jutó radiális terhelés: Fr FA Fk tg 3395 ,3033 N tg 20 617 ,8946 N , mert a csapágy 2 2 2 elrendezés szimmetrikus és axiális irányú terhelés nincs, F a =0. 4.5 Az egyenértékű terhelés számítása: Fe fü f k 1,5 1,2 V X Fr Y Fa 1 1 617 ,8946 N 0 0 N 1112 ,2102 N , ft 1 ahol az üzemi tényező f ü =1,5 a váltakozó terhelés miatt, f k =1,2 a fogaskerekek osztás és profilhibákból eredő pontatlansági tényező, f t =1, mert a hőmérséklet nem éri el a 100C-t, forgástényező V=1, mert a belső gyűrű forog, radiális tényező X=1,
axiális tényező Y=0, és F a =0. 4.6 Az élettartam tényező számítása golyóscsapágyakra: f1 3 4.7 60 n LH 3 60 1500 min 1 20000 h 12 ,1644 . 10 6 10 6 Az egy csapágyra jutó legnagyobb radiális terhelés: C Fe f1 1112 ,2102 N 12 ,1644 13529 ,3697 N , amely érték kisebb, mint a d 1 =30mm-es tengelyhez választott 6306 számú, és a d 4 =40mm-es tengelyhez választott 6308 számú egyik oldalán zárt, mélyhornyú golyóscsapágyra megengedett határterhelés, tehát a tengely méretezésekor kiválasztott típusú csapágyak megfelelőek. 5. RETESZEK MÉRETEZÉSE 5.1 Hajtó tengely és fogaskerék között: d t =40mm tengelyhez ajánlott retesz:12x8, b=12mm és h=8mm, t 1 =5,0mm adatok alapján az A70 anyagú retesz hossza: 2 M cs1 l d1 ( h t1 ) pmeg 2004. május 1 2 152 ,7887 10 3 Nmm 21,2206 mm , tehát már egy N 40 mm ( 8 5 )mm 120 mm 2 Sovárszky Péter
G.IIC-13 Gépelemek Homlokkerék hajtómű Lapszám:11 l=25mm-es retesz is alkalmas a nyomaték átvitelére. 5.2 Hajtott tengely és fogaskerék között: d 4 =50mm tengelyhez ajánlott retesz:16x10, b=16mm és h=10mm, t 1 =6,0mm adatok alapján az A70 anyagú retesz hossza: 2 M cs 2 l d 4 ( h t1 ) pmeg 2 687 ,5493 10 3 Nmm 50 mm (10 6 )mm 120 N mm 2 57 ,2957 mm tehát ha a hajtott fogaskerék szélessége legalább 60mm legyen, vagy ha ettől kisebb, akkor 2db retesz használata szükséges, gyártás és kifáradási szempontok alapján előnyösebb 1db 60mm-es retesz használata. 2004. május 1 Sovárszky Péter G.IIC-13 Gépelemek Homlokkerék hajtómű Lapszám:12 MŰSZAKI LEÍRÁS 1. A HAJTÓMŰ RENDELTETÉSE: A fogaskerekes hajtómű alkalmas ipari, vagy mezőgazdasági gépek teljesítményének átvitelére, i=4.5 lassító áttétellel, ahol a hajtott tengely fordulatszáma n2 n1 1500 min 1
333 ,3333 min 1 -ra 4 ,5 4 ,5 tengely nyomatéka M 2 csökken, a hajtott 60 P i 60 16000W 4 ,5 458 ,3662 Nm -re növekszik. 2 n1 2 1500 min 1 2. A HAJTÓMŰ ÖSSZESZERELÉSE: Az öntöttvasból készült hajtóműház a tengelyek síkjában osztott kivitelben készült, a két részt 8db M12-es csavarral szerelhető össze, a művelet előtt tömítő anyagot kell illeszteni a fémrészek közé. A csavarok oldása, majd a felsőrész leemelése kiemelhetjük. után a tengelyeket Összeszereléskor a a csapágyakkal csapágyak együtt felhelyezését megkönnyíthetjük a tengelyek előzetes hűtésével, mivel itt kell szorosabb illesztést biztosítani a forgó belső gyűrű miatt csapágy és tengely között, a hőkezelés nélküli csapágyszerelés maradandó elváltozást okozhat a tengelyeken és a csapágyakon is. A fészkes reteszek szerelése csak laza illesztéssel történhet, a reteszhorony
marásánál ügyelni kell arra, hogy az ujjmaró él-lekerekítése kisebb sugarú legyen, mint a reteszek ellekerekítése. Javítás, vagy alkatrészcsere után szigetelő, tömítő anyagot kell használni minden olyan helyen, ahol olajszivárgás lehetséges, ilyen lehet a filc, a nemez, vagy papírtömítés. 2004. május 1 Sovárszky Péter G.IIC-13 Gépelemek Homlokkerék hajtómű Lapszám:13 3. KARBANTARTÁS: A fogaskerekek olajban futnak, a fogak által felhordott és szétszórt olaj végzi a fogaskerekek és az egyik oldalán zárt, belső oldalán nyitott mélyhornyú golyóscsapágyak kenését, ezért fontos hogy a fogaskerekes hajtóműben mindig a nívók között legyen az olajszint. A megfelelő kenés hiánya a fogfelületek melegedését, kilágyulását, a csapágyak berágódását okozza, az egész hajtómű káros mértékben túlmelegedhet, szélsőséges esetben a tengely, vagy a ház törése is bekövetkezhet. Karbantartás során ellenőrizzük
a csavarok, alátétek, tömítések épségét is, szüntessük meg az olaj folyását, cseréljük ki a sérült alkatrészeket. A hajtóműházban lévő olajat használattól függően kb. 1000 üzemóránkét kell kicserélni Az olajcsere üzemi hőfokon könnyebben elvégezhető, mert az olaj viszkozítása ilyenkor lényegesen kisebb. A forgó alkatrészek mosását nem szabad benzinnel vagy más tűzveszélyes folyadékkal végezni, ez a művelet teljesen felesleges, mert a fémrészek az elhasznált olajjal együtt eltávolíthatóak. 4. BALESETVÉDELEM: A fogaskerekes hajtómű mindkét tengelyét a gépekhez kapcsolás után védőburkolattal kell felszerelni, mert az megvédi a dolgozót az un.: tengelybalesetektől. Rendszeresen kell a védőburkolat épségét ellenőrizni és meghibásodás, sérülés esetén azt azonnal meg kell javítani. Üzem közben tilos a védőburkolat eltávolítása. 2004. május 1 Sovárszky Péter G.IIC-13