Hammaspyörät suorahampaiset lieriöpyörät

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Hammaspyörät suorahampaiset lieriöpyörät"

Amanda Sariola
5 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Hammasvaihteet hammaspyörämuodot vaihderakenteet hammastuksen geometria, evolventti hammasgeometrian laskenta hammasvoimat kestoiän laskenta komponenttistandardointi voitelu

2 Hammaspyörät suorahampaiset lieriöpyörät vinohampaiset lieriöpyörät sisähammastettu lieriöpyörä hammastanko ja lieriöpyörä ruuvipyörät vinohampaiset kartiopyörät kierukka ja kierukkapyörä

3 Lieriöhammasvaihteet hyvä hyötysuhde erinomainen luotettavuus pieni tilantarve vähäinen huollontarve soveltuu alihankinnaksi välittää sysäykset sellaisenaan ei vaimennuskykyä

4 Jalkavaihteet vaatii oman perustuksen ja tilaa toisiokytkin voi tulla suureksi ja kalliiksi perustuksen painuminen voi ylittää kytkimen liikkumavaran yleinen suurissa prosessikoneissa kiertovoitelu käynnin aikainen kunnonvalvonta P n 1 1 P n 2 2 välityssuhde i = n / n 1 2

5 Tappivaihteet ei omaa perustusta tilantarve yleensä ongelmaton ankkurointi tehtävä harkiten käytettävän akselin sovite voi olla ongelmallinen kuormittaa sijoitusakselia myös taivutuksella

6 Kierukkavaihteet yhdellä portaalla suuri välitys ei kilpailukykyinen pienillä välityssuhteilla (tasaisella kuormituksella) hyvä iskukuormitettavuus ja värähtelyn vaimennuskyky hiljainen käyntiääni käyttöaloja: sahateollisuuden kuljettimet hissit

7 Lieriöpyöräpari Käyttävä Käytettävä r 1 r 2 vierintäpiste n 1 n 2 a välityssuhde i n n r r 2 1 d d 2 1 z z 2 1

8 Evolventtihammastus Edut: akselivälin virheet eivät haittaa hammaskosketusta hyvä valmistustarkkuus työkalut yksinkertaisia vino- ja suorahampainen

9 Standardihammastus Merkinnät: hammasluku hammaskehän leveys ryntökulma jakohalkaisija jako moduuli z b = 20 d p = d /z m = d /z = p / hampaan pääkorkeus hampaan tyvikorkeus pyörän päähalk. pyörän tyvihalk. akseliväli h a = m h f = 1,25m d a = d + 2h a d f = d - 2h f a = m(z 1 + z 2 )/2

10 lieriöpyörä t d C 1 p t d a n h f h a C p n Vinohampainen Otsaleikkaus Normaalileikkaus n - n h a n h f b n p n p t

11 Ryntösuhde g p bt

12 Profiilinsiirto Terän nosto Terän lasku x = +1,0 x = +0,5 Positiivinen profiilinsiirto x = 0 x = -0,5 Negatiivinen profiilinsiirto positiivinen profiilinsiirto parantaa lujuutta tyvi vahvistuu kyljen kaarevuussäde kasvaa => pintapaine pienenee hampaan teräväksi tulo rajoittaa

13 Hammaspyörien geometria d w A C t evolventtihammas d t N wt d b O perusympyrä

14 Hampaan muodon korjaukset Viistetty hammas Tynnyrimäinen Pituushelpotus Päähelpotus Tyvihelpotus

15 Hampaiden lukumäärä ryntösuhde rajoittaa hampaiden lukumäärää tasainen käynti kun ryntösuhde 1,1 vaihteen pienen koon takia pienen pyörän hammasluku kannattaa valita pieneksi minimihammaslukujen ohjearvoja: nopeilla vaihteilla z 1min = 16 keskinopeilla vaihteilla z 1min = 12 hitailla vaihteilla z 1min = 10 ulkohammastus z 1 + z 2 = 24

16 Tyviloven muodostuminen Terä r 1 perusympyrän sisäpuolelle ulottuva kampaterä leikkaa tyviloven tyviosa heikkenee ryntösuhde pienenee z min = 14

17 Hammastuksen alustava mitoitus Jakohalkaisija hammaspyörä jyrsitään akselille d min (1,2...1,5)d aks hammaspyörä kiinnitetään akselille dmin 1, 5d reikä Hammastuksen leveys hammastus laakerien välissä b 1, 2d hammastus laakerivälin ulkopuolella b 0, 75d bmax m m moduuli = laakeroinnista ja tarkkuudesta riippuen

18 Vinohampaisen lieriöpyöräparin laskenta - moduuli m n, ryntökulma n, vinouskulma, hammasluku z, profiilinsiirtokerroin x Nimi Otsamoduuli Otsaryntökulma Kaava m m n t cos t tan arctan n cos Otsajako pt mt Otsaperusjako p p cos Jakohalkaisija d m z bt t t t Perushalkaisija d dcos Hampaan pääkorkeus h m ( 1 x) h Pääkorkeuden lyhennys b a n a t h m z 1 z a n 2 x x aw 2cos 1 2 Jos h a 0, käytetään h a = 0

19 Tyvikorkeus h m (, 125 x) Päähalkaisija d d 2 h Tyvihalkaisija d d 2 h Perusakseliväli Akseliväli f a f n a m z z a t( 1 2) 2 cos aw a t cos Ryntökulma cos coswt a t vierintäpinnalla a, invwt inv w Evolventtifunktio inv tan Ryntösuhde 1 d2 1 d2 1 d2 2 d p 2 2 Peittosuhde b tan pt Kokonais-ryntösuhde bt f wt 2 a b a b2 t ( x x )tan z z a w sin wt n

20 Vierintähalkaisija a w i a d w w1 d d 1 ( d 2 w1 d w2 w2 dw2 idw1 w1 1 d ( d ) w w1 idw a w i 1 ) 2 (1 i) d w1 a w Evolventtifunktio inv tan d w2

21 Hammasvoimat F n F N F r F t F a b F n Kehävoima F t Mv1 Mv2 P P r r dn d n Säteisvoima F F tan F tan / cos Aksiaalivoima F r t t t n a F tan t

22 Hampaan jännitykset Taivutusjännitys Pintapaine F N F N F H

23 Laskenta tyvilujuuden mukaan tyvijännitys FP Fα Fβ v A F0 F K K K K missä 1 1 t β ε Sa Fa n t F0 2, d T F Y Y Y Y bm F sallittu tyvijännitys x RrelT δrelt Fmin NT ST Flim FP Y Y Y S Y Y

25 Laskenta pintapaineen mukaan Hertzin pintapaine H missä H0 H0 H K E A K sallittu Hertzin paine HP Hlim S Hmin ε N v β K L Hβ Ft d b 1 v K Hα u 1 u R Yksittäisryntöpisteen tarkistus, jos z v1 = z 1 /cos 3 < 20 ja < 2 w x HP

28 Tehonsiirtokyky pintapaineen mukaan (kw) P HP 9 u 2 ( LvRXNW Hlim) 52,4 10 n1d 1 b u 1 2 ( S ) K K K H E ε β Hmin v Hβ 2 Hα K A P P käytettävän koneen teho (kw) u hammaslukusuhde (z 2 /z 1 ) n 1 pienen pyörän pyörimisnopeus (r/min) m n normaalimoduuli (mm) d 1 jakohalkaisija (mm) b hammaspyörän leveys (mm) L voitelukerroin (-) v nopeuskerroin (-) R pinnankarheuskerroin (-) X koon vaikutuskerroin (-) N kestoikäkerroin (-) W muokkauslujittumiskerroin (-) Hlim vierintäväsymislujuus (N/mm2) H kyljen muotokerroin (-) 2 E joustokerroin ( N/mm ) ryntösuhdekerroin (-) vinouskulmakerroin (-) S H varmuusluku (-) K v dynaaminen kerroin (-) K H kosketusleveyskerroin (-) K H kuormituksen jakautumiskerroin (-) K A käyttökerroin (-)

29 Tehonsiirtokyky tyvilujuuden mukaan (kw) P FP 9 2 FlimYSTYNTYRrelTYXYδrelT 52,410 bn1m n z1 S ( Y Y )( Y Y )cos K K K Fmin Fa Sa ε β v Fβ Fα K A P b hammaspyörän leveys (mm) n 1 pienen pyörän pyörimisnopeus (r/min) m n normaalimoduuli (mm) d 1 jakohalkaisija (mm) z 1 pienen pyörän hammasluku (-) Flim hampaan tyven väsymislujuus (N/mm 2 ) Y ST jännityksen korjauskerroin (-) Y NT kestoikäkerroin (-) Y RrelT suhteellinen pinnankarheuskerroin (-) Y X koon vaikutuskerroin (-) Y relt suhteellinen loviherkkyysluku (-) S F varmuusluku (-) Y Fa hampaan muotokerroin (-) Y Sa jännityksen korjauskerroin (-) Y ryntösuhdekerroin (-) Y vinouskulmakerroin (-) K v dynaaminen kerroin (-) K F kosketusleveyskerroin (-) K F kuormituksen jakautumiskerroin (-) K A käyttökerroin (-)

30 Dynaaminen kerroin K v suora- ja vinohampainen, kun 1 K v K K A 1 F t z1v u K2 / b u 2 1 Hammastus Suora Vino K 1 Tarkkuusluokka (SFS 3995) K Kaikki tarkkuusluokat ,0193 0,0087 vinohampainen, kun < 1 K K K K v vα β vβ vα K v suorahampaiselle K v vinohampaiselle (ylläolevasta kaavasta saatu arvo)

31 Kertoimet K H ja K F (F t K A K v K H )/b 100 N/mm < 100 N/mm Tarkkuusluokka Suora hammastus, K H 1,0 1,0 1,1 1,2 1/ 2 1,2 pintakarkaistu K F 1,0 1,0 1,1 1,2 1/Y 1,2 Vinohammastus, K H 1,0 1,1 1,2 1,4 /cos 2 b 1,4 pintakarkaistu K F 1,0 1,1 1,2 1,4 /cos 2 b 1,4 Suora hammastus, K H 1,0 1,0 1,0 1,1 1,2 1/ 2 1,2 ei pintakarkaistu K F 1,0 1,0 1,0 1,1 1,2 1/Y 1,2 Vinohammastus, K H 1,0 1,0 1,1 1,2 1,4 /cos 2 b 1,4 ei pintakarkaistu K F 1,0 1,0 1,1 1,2 1,4 /cos 2 b 1,4 pintakarkaistu/karkaisematon => käytetään keskiarvoa eri tarkkuusluokka => käytetään huonomman antamaa kerrointa

32 Kosketusleveyskerroin K H Tarkkuusluokka ISO 6: KHβ 1,150 0,18( b/ d1) 0, b Kylkimuotokerroin H 2cos b cos wt H 2 cos sin t wt b vinouskulma perusympyrällä t ryntökulma otsaleikkauksessa wt ryntökulma vierintäpinnalla Joustokerroin E 1 E E1 E2 2 2 E kimmokerroin Poissonin luku

33 Ryntösuhdekerroin suorahampaiset pyörät ε 4 3 vinohampaiset pyörät ε ε kun 1 kun 1 Vinouskulmakerroin β cos

34 Voideltu hammaskosketus

35 Voitelukalvon paksuuden kertoimet viskositeetin vaikutus: voiteluainekerroin L kehänopeuden vaikutus: nopeuskerroin v pinnankarheuden vaikutus: pinnankarheuskerroin R jyrsityt tai höylätyt pyörät L v R 0,85 läpätyt, hiotut ja kaavitut pyörät, kun R a100 > 0,8 m L v R 0,90 hiotut ja kaavitut pyörät, kun R a100 < 0,8 m L R v a100 R 1,00 R a1 Ra a w R a1 ja R a2 pyörän 1 ja 2 hampaan kyljen pinnankarheus

36 Kestoikäkerroin N N 1,6 1,5 1,4 1,3 3 1,2 4 1,1 1, N L N n L L 60nL pyörimisnopeus kestoikä h r/min 1. Rakenne- tai nuorrutusteräs, GJS, pintakarkaistu teräs (jonkin verran kuoppautumista sallitaan 2. Rakenne- tai nuorrutusteräs, GJS, pintakarkaistu teräs 3. Nuorrutus- tai typetysteräs, kaasutypetetty, harmaarauta 4. Nuorrutusteräs, kylpytypetetty (lyhytaikainen)

37 Vaihdesarjan rakenneratkaisut 2, 3, 4, 5 porrasluvut T tappivaihde K vaihteessa kartioporras V pystyakselinen C sarjatunnus

38 Komponenttistandardointi

39 Vaihteen koon valinta Vaihteen nimellisteho P N1 P 1 P2 k k on käyttökerroin käyttömoottori ja työkone käyttöaika (h/d) käynnistysten lukumäärä P 2 työkoneen tarvitsema teho v vaihteen hyötysuhde v P n 1 1 P n 2 2 välityssuhde i = n / n 1 2 Hyötysuhde v 1-portainen 0,985 2-portainen 0,97 3-portainen 0,955 4-portainen 0,94

40 Hammasvaihteiden voitelu 1. Kylpyvoitelu hammaspyörät syvällä öljyssä (öljypinta laakerien korkeudelle) pienillä kehänopeuksilla (< 4 m/s) 2. Roiskevoitelu kehänopeus < 14 m/s oikea öljymäärä tärkeää: pieni öljymäärä puutteellinen voitelu, liian suuri öljymäärä haitallinen lämpeneminen roiskuva öljy voitelee myös laakerit 3. Kiertovoitelu suurilla kehänopeuksilla painevoiteluyksikkö: pumppu moottoreineen, suodatin, öljyn jäähdytin, lämmitin (tarvittaessa) Klüber

Samankaltaiset tiedostot

Hammaspyörävälitykset - yleistä

Hammaspyörävälitykset - yleistä [Decker] P 1 = M 1 1 M 1 = P 1 / 1 = M 2 / i = i I = 1 / 2 = n 1 / n 2 = z 2 / z 1 = = hyötysuhde missä 1 = käyttävä 2 = käytetty v = r, = 2 n n 6 = n 1 / i I x i II x i