Stavba a provoz strojů

1. Stavba a provoz strojů • Mechanické převody (ST43_002) • Převody ozubenými koly • Ing. Michal Jelínek • Strojírenství

2. převody ozubenými koly

3. Převody ozubenými koly Přenáší krouticí moment z hnacího na hnaný hřídel tvarovým způsobem. Používají se pro převody se stálým převodovým číslem a s malou osovou vzdáleností hřídelů. • VÝHODY: - vysoká účinnost, až 99 % • - velká spolehlivost • - přesné dodržení převodového čísla • - přenos vysokých výkonů při malých rozměrech • - velká životnost • - jednoduchá obsluha a údržba • NEVÝHODY: - náročná výroba i montáž • - velká citlivost na dodržení geometrie převodu • - některá soukolí vyžadují dokonalé mazání

4. Ozubená soukolí Vzhledem k podmínce odvalování mohou bok zubu tvořit pouze dvě křivky: evolventanebo cykloida Ozubená soukolí se rozdělují na dvě základní skupiny: 1) soukolí valivá 2) soukolí šroubová

5. Valivá soukolí • Při záběru kol dochází k odvalování boků dvou spoluzabírajících zubů. K teoreticky přesnému odvalování dochází pouze v tzv. valivém bodě V, jinak dochází mezi boky zubů ke skluzu. Ten je ale zanedbatelný. • Tvary zubů se řídí podle boční křivky. Ta je průsečnicí boku zubu kola s roztečným válcem nebo kuželem. Obrázek 1: Boční křivka

6. Boční křivky Podle tvaru boční křivky se ozubení dělí na kola : • a) s přímými zuby • b) se šikmými zuby • c) s dvojnásobně šikmými zuby • d) se šípovými zuby • e) s dvojnásobně šípovými zuby • f) s kruhovými zuby • Obrázek 2: Boční křivky zubů

7. Čelní soukolí s přímými zuby • Princip činnost tohoto typu soukolí lze znázornit jako odvalování dvou roztečných (valivých) válců. • Používá se k spojení rovnoběžných hřídelů. • Obrázek 3: Čelní soukolí

8. Základní profil • základní prvek evolventního ozubení • ozubený hřeben, jehož rozměry jsou normalizovány • Obrázek 4: Základní profil

9. Druhy ozubených kol • Kolo Nvznikne odvalováním roztečné přímky základního profilu po roztečné kružnici kola. Jejich používání je omezeno minimálním počtem nepodřezaných zubů, tzv. mezním počtem zubů, který je teoreticky 17. • Kolo +Vvznikne, je-li při výrobě roztečná přímka základního profilu posunuta směrem od středu kola o hodnotu +x.m. • Kolo –Vvznikne, je-li při výrobě roztečná přímka základního profilu posunuta směrem k středu kola o hodnotu -x.m. Obrázek 5: Druhy kol

10. Druhy soukolí • Kombinací kol N, +V a –V mohou vzniknout ozubená soukolí: • Soukolí N - pastorek N, kolo N • Soukolí VN - pastorek +V, kolo –V • Soukolí V - pastorek +V, kolo N nebo -V

11. Korekce ozubení • Posouváním základního profilu vznikají kola typu +V a –V, ale dají se také ovlivňovat vlastnosti ozubení. Používáme tři druhy korekcí: • Nejmenší korekce - odstraňuje pouze patní podříznutí • Nejvýhodnější korekce – kromě odstranění patního podříznutí zlepšuje tzv. záběrové podmínky ozubení (trvanlivost, hlučnost apod.) • Korekce za účelem dosažení osové vzdálenosti – použití vyplývá z názvu

12. Délka záběru Aby záběr dvou ozubených kol byl skutečně plynulý, je nutné, aby byl současně v záběru více než jeden pár zubů. To lze zjistit pomocí délky záběrové úsečky AZ. Z poměru délky záběru a rozteče pak vychází součinitel záběru ε. Jeho hodnota by neměla klesnout pod hodnotu 1,4. • Obrázek 6: Délka záběru

13. Čelní soukolí se šikmými zuby Šikmé zuby ve skutečnosti tvoří části šroubovic. Používá se k spojení rovnoběžných hřídelů. Zakřivení zubů výrazně zlepšuje vlastnosti čelních kol. • Obrázek 7: Šikmé ozubení

14. Čelní soukolí se šikmými zuby VÝHODY: • plynulejší záběr • tichý chod • vyšší počet párů zubů v záběru • nižší mezní počet zubů • kola typu N mají lepší záběrové podmínky • přenos vyšších výkonů • libovolnou osovou vzdálenost lze docílit vhodným úhlem sklonu zubů NEVÝHODY: • - vznikají osové síly namáhající ložiska

15. Druhy kol a soukolí • Stejně jako u čelních soukolí s přímými zuby se používají kola typu N, +V a –V. Tato kola se kombinují do soukolí typu N a VN. Nepoužívají se soukolí typu V, protože osovou vzdálenost lze docílit vhodným úhlem sklonu zubů. • U kol s šikmými zuby nelze přímo určit mezní počet zubů. Proto se používá tzv. porovnávací kolo. Je tomyšlené čelní kolo s přímými zuby. • Obrázek 8: Porovnávací kolo

16. Kuželová soukolí Princip činnost tohoto typu soukolí lze znázornit jako odvalování dvou roztečných (valivých) kuželů. Používá se k spojení různoběžných hřídelů, nejčastěji kolmých. • Obrázek 9: Kuželové soukolí

17. Kuželová soukolí • náročná výroba i montáž • pro výrobu kuželových kol s šikmými nebo rádiusovými zuby jsou nutné speciální jednoúčelové obráběcí stroje • drahá výroba • veškeré rozměry včetně úhlů je třeba dodržovat s vysokou přesností • stejně jako u čelních soukolí s šikmými zuby je pro určení mezního počtu zubů potřeba porovnávací kolo. Obrázek 10: Kuželový pastorek

18. Šroubová soukolí Slouží k spojení mimoběžných hřídelů. Zuby šroubových kol se po sobě odvalují a zároveň smýkají. Teoreticky správné šroubové soukolí by tvořil pár rotačních hyperboloidůopatřených ozubením. Tato soukolí se téměř nepoužívají pro mimořádně náročnou a drahou výrobu a nahrazují se v praxi záběrem dvou čelních kol s šikmými zuby. • Obrázek 11: Šroubová soukolí

19. Šroubová soukolí Pro převodový poměr platí vztah: Protože za můžeme dosadit a za,platí vztah: • Převodový poměr je tak závislý nejen na poměru roztečných průměrů, ale také na sklonu zubů. Při stejném průměru kol tak nemusí být převodový poměr roven 1. Obrázek 12: Šroubová kola

20. Šneková soukolí • zvláštní případ pravoúhlého šroubového soukolí, kde počet zubů pastorku klesl na hodnotu • používají se pro přenos nižších a středních výkonů. • VÝHODY: - vysoký převodový poměr až 150 • - tichý chod • - možnost samosvornosti • NEVÝHODY: - vyšší opotřebení • - nutnost dokonalého mazání • - při nízké účinnosti se zahřívá Obrázek 13: Šnekové soukolí

21. Druhy šnekových soukolí Šneková soukolí dělí na: • Válcová (a) • Smíšená (b) • Globoidní (c) Obrázek 14: Šneková soukolí

22. Druhy šneků Šneky se dělí podle tvaru boční křivky profilu zubu v čelní rovině: • Šnek A (spirální) • Šnek N (obecný), nejpoužívanější • Šnek E (evolventní) • Obrázek 15: Šnek ZN

23. Seznam použité literatury KŘÍŽ, Rudolf a kol. Stavba a provoz strojů II: Převody.Praha: SNTL,1978.L13-C2-V-33f/25560. MRÁZ, Libor. Stavba a provoz strojů II: Pracovní sešit pro III. ročník. Interní vydání pro SPŠ ZLÍN 2008