Hammaspyörävälitykset - yleistä

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Hammaspyörävälitykset - yleistä"

Eero Melasniemi
7 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 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 III

2 Hammaspyörätyypit a) Suorahampainen lieriöpyöräpari b) Sisähampainen lieriöpyöräpari c) Hammastanko - hammaspyörä d) Kartiohammaspyöräpari e) Ruuvipyöräpari f) Kierukka - kierukkapyöräpari [Decker]

3 Hammasgeometria - nimityksiä [SFS3535]

4 Normaali-, otsa- ja aksiaalileikkaus alaindeksit: t = otsaleikkaustaso, n = normaalileikkaustaso [SFS3535]

5 Hammasgeometria nimityksiä [SFS3535] Jakohalkaisija d: d mn 1,5 d akseli suoraan akselille työstettävä hammastus d mn 1,5 d reikä akselille kiinnitettävä hammaspyörä

6 Hammaspyörien geometriaa Hammastus - evolventti - sykloidi Tavoitteena - vierintä [SFS3535]

7 Tochtermann/Bodenstein; Konstruktionselemente des machinenbaues Evolventin piirtäminen

8 Evolventtihammastus [Decker] on ryntökulma = 20 0, W 2 on jakohalkaisija ja b 2 on perusympyrä Ryntösuhde ilmoittaa kuinka suuren osan ryntömatkasta hammaspari ehtii kulkea keskinäisessä kosketuksessa ennen kuin edellä kulkenut hp-pari irtoaa.

kuinka suuren osan ryntömatkasta hammaspari ehtii kulkea

9 Moduuli m ja jako p [SFS3094] p z = d p/ = z/d = m Valitaan moduuli m = d/z hampaan paksuus (= lujuus) hammaspyörien koot, kun i tunnetaan. p = m, m = p/, m min = b/, m max = d/z 1min Ryntökulma = 20 0, kylkikulma = 2

10 SFS 3093 mukaan: Moduulisarjat Sarja 1 0,5 0,6 0,8 1,0 1,25 1,5 2 2, Sarja 2 0,55 0,7 0,9 1,125 1,375 1,75 2,25 2,75 3,5 4,5 5,5 7 9 DIN mukaan: Sarja 1 0,1 0,12 0,16 0,2 0,25 0,3 0,4 Sarja 2 0,11 0,14 0,18, 0,22 0,28 0,35 0,45 0,55

2,75 3,5 4,5 5,5 7 9 DIN 780-1 mukaan: Sarja 1 0,1 0,12 0,16

11 Hampaan leveys b b < 1,2 d : hampaat laakeroinnin välissä b < 0,75 d: hampaat laakeroinin ulkopuolella b max = m : kts. taulukko alla valmistusmenetelmä laakerointi valamalla - 10 jyrsimällä, höyläämällä ei vaihdekotelossa 15 jyrsimällä, höyläämällä laakeroinin ulkopuolella 15 jyrsimällä, höyläämällä hyvä laakerointi vaihdekotelossa 25 jyrsimällä, höyläämällä tarkkuuslaakerointi 30

taulukko alla valmistusmenetelmä laakerointi valamalla - 10 jyrsimällä, höyläämällä ei

12 Hampaiden minimilukumäärä Ohjearvo nopeakäyntiset vaihteet z 1min = 16 keskinopeat vaihteet z 1min = 12 hidaskäyntiset vaihteet z 1min = 10 ulkopuolinen hammaspyöräpari z 1 + z 2 24 sisäpuolinen hammaspyöräpari z 2 - z 1 10 Profiilinsiirtokertoimien summa x 1 + x 2 (0,7 1,3) Ryntösuhde > 1

ulkopuolinen hammaspyöräpari z 1 + z 2 24 sisäpuolinen hammaspyöräpari z

13 Hammastustiedot piirustuksiin (SFS 3959) Lieriöhammaspyörät Piirustuksessa (piirretään!) esitettävät mitat ja tiedot: päähalkaisija toleransseineen hampaan leveys akselireiän halkaisija toleransseineen asennuspinta hampaan kyljen pinnankarheus (+ tyvipinnan ja tyvipyöristyksen pk.) pituushelpotetut tai tynnyrimäiset hampaat erillisen kuvan avulla

akselireiän halkaisija toleransseineen asennuspinta hampaan kyljen pinnankarheus (+

14 Lieriöhammaspyörän piirustus

15 Vinohampainen lieriöpyörä

16 Vinohampainen pyöräpari

17 Profiilinsiirto

18 Positiivinen Negatiivinen Ryntökulma vierintäpinnalla Akseliväli, toisaalta a w = a d + (x 1 +x 2 )m n a d = m t (z 1 + z 2 )/2, m t = m n /cos, = vinouskulma 1) Nollapyöräpari => x 1 = x 2 = 0 2) V-nolla-pyöräpari => x 1 + x 2 = 0 3) V-plus-pyöräpari => x 1 + x 2 > 0 4) V-miinus-pyöräpari => x 1 + x 2 < 0

vinouskulma 1) Nollapyöräpari => x 1 = x 2 = 0 2) V-nolla-pyöräpari => x 1 +

19 Hammastustiedot piirustuksiin (SFS 3959) Lieriöhammaspyörät Taulukossa annettavat tiedot (esimerkki) Hammastustiedot Normaalimoduuli m n 5 Hammasluku z 101 Perusprofiili SFS Vinouskulma 15 0 Kätisyys oikea Jakohalkaisija d 522,81 Profiilinsiirtokerroin x +0,4 Hampaan paksuus: -0,12 193,68-0,50 / 13 Hammasvälimitta/mittahammasluku W/k Tarkkuusluokka ja toleranssiasema 8 FL SFS 3995 Akseliväli a w ,045 Vastapyörän hammasluku z 25 Vastapyörän piirustuksen numero 12345

522,81 Profiilinsiirtokerroin x +0,4 Hampaan paksuus: -0,12 193,68-0,50 / 13 Hammasvälimitta/mittahammasluku W/k

20 SUORAHAMPAINEN LIERIÖPYÖRÄPARI ( =0, Ryntökulma on tavallisesti 20 0 ) ULKOHAMMASTUS SISÄHAMMASTUS jakohalkaisija d = m z d = m z perushalkaisija d b = d cos d b = d cos jako p = m p = m hampaan korkeus h = 2,25 m - h a h = 2,25 m - h a pääkorkeus h a = m (1 + x) - h a h a = m (1 - x) - h a tyvikorkeus h f = m(1,25 x) h f = m(1,25 + x) päähalkaisija d a = d + 2h a d a = d - 2h a tyvihalkaisija d f = d - 2h f d f = d + 2h f pääkorkeuden lyhennys h a = m((z 1 + z 2 )/2 + x 1 + x 2 )-a w Jos h a < 0, niin h a = 0 h a =a w - m((z 1 - z 2 )/2 + x 2 - x 1 ) Jos h a < 0, niin h a = 0 perusakseliväli a = m(z 1 + z 2 )/2 a = m(z 2 - z 1 )/2 akseliväli a w = a cos / cos w a w = a cos / cos w ryntökulma vierintäpinnalla cos w = a cos / a w inv w = inv + 2(x 1 + x 2 )tan /(z 1 + z 2 ) cos w = a cos / a w inv w = inv + 2(x 2 - x 1 )tan /(z 1 - z 2 )

tyvihalkaisija d f = d - 2h f d f = d + 2h f pääkorkeuden lyhennys h a = m((z 1 + z 2 )/2 + x 1 + x 2 )-a w Jos h a < 0, niin h a = 0 h a =a w - m((z 1 - z 2 )/2 + x 2 - x 1 ) Jos h a < 0, niin h a =

21 VINOHAMPAINEN LIERIÖPYÖRÄPARI (vinouskulma 0 [8 15 o ], norm. = 20 0 )) alaindeksit: t= otsaleikkaustaso, n= normaalileikkaustaso ULKOHAMMASTUS SISÄHAMMASTUS jakohalkaisija d = m t z, m t = m n /cos d = m t z perushalkaisija d b = d cos t d b = d cos t otsajako p t = m t p t = m t otsaperusjako p bt = p t cos t p bt = p t cos t otsamoduuli m t = m n / cos m t = m n / cos otsaryntökulma t = arctan(tan n / cos ) t = arctan(tan n / cos ) hampaan korkeus h = 2,25 m n - h a h = 2,25 m n - h a hampaan pääkorkeus h a = m n (1 + x) - h a h a = m n (1 - x) - h a tyvikorkeus h f = m n (1,25 x) h f = m n (1,25 + x) päähalkaisija d a = d + 2h a d a = d - 2h a tyvihalkaisija d f = d - 2h f d f = d + 2h f pääkorkeuden lyhennys h a = m n (x 1 + x 2 + (z 1 + z 2 )/(2 cos ))-a w Jos h a < 0, niin h a = 0 h a =a w - m n (x 2 - x 1 + (z 1 - z 2 )/2cos )) Jos h a < 0, niin h a = 0 perusakseliväli a = m t (z 1 + z 2 )/2 a = m t (z 2 z 1 )/2 akseliväli a w = a cos / cos wt a w = a cos / cos wt ryntökulma vierintäpinnalla cos wt = a cos / a w inv wt= inv t + 2(x 1 + x 2 )tan n /(z 1 + z 2 ) cos wt = a cos / a w inv wt= inv t + 2(x 1 - x 2 )tan n /(z 2 - z 1 )

22 Hammasakseli

24 Toleranssiasema

25 Toleranssit

28 Kartiopyöräpari [SFS3391]

29 Kartiohammaspyörän piirustus Hammastustiedot Moduuli m 5 Hammasluku z 19 Perusprofiili SFS Jakohalkaisija d 95,00 Jakokartiokulma 27,38 0 Kartion sivun ulkopituus R e 101,345 Profiilinsiirtokerroin x +0,4 Tyvikartiokulma f 25,345 0 Hampaan paksuus: Hampaan -0,12 9,068-0,50 / 6,85 jännemitta/mittakorkeus W/k Tarkkuusluokka ja toleranssias. 8 FH SFS 3998 Akselikulma ,33 0 Vastapyörän hammasluku z 25 Vastapyörän piirustuksen nro 12345

31 Kierukka- kierukkapyöräpari Hammastustiedot Otsamoduuli m t 5 Hammasluku z 2 40 Profiilinsiirtokerroin x 2 +0,4 Kätisyys oikea Kierremuoto ZI SFS 3658 Perusprofiili SFS Tarkkuusluokka ja toleranssiasema Akseliväli a w Kierukkapyörän ja tulkkikierukan välinen akseliväli Kierukan pääluku z 1 2 Kierteen jakohalkaisija d 1 40 Kierukan piirustuksen numero ,68 - [SFS5238]

32 Kierukan kierremuodot ZA ZN ZK ZI

33 Kierukkavaihderakenteita Globoidimuotoja Pintapainejakaumat Kovera- ja suorakylkisellä kierukalla

34 Hammaspyörien lujuuslaskenta Tyvilujuuden mukaan Pintapaineen mukaan [Decker] Lieriöhammaspyörät SFS 4790 Kartiohammaspyörät SFS 5488 ISO 6236/I-III, Calculation of load capacity of spur and helical gears.

35 Lieriöpyöräparin hammasvoimat 1) Kehävoima: F t = P/v 2) Säteisvoima F r = F t x tan wt 3) Aksiaalivoima F a = F t x tan w, missä P on siirrettävä teho, v on kehänopeus rynnössä, wt on ryntökulma vierintäpinnalla, wt = arctan(tan n /cos w ), jos ei prof. siirtoa w on hammastuksen vinouskulma.

36 Suorahampaisen kartiopyöräparin hammasvoimat

37 Kierukan hammasvoimat

38 Akselivoimat ja tukireaktiot Ryntökohtiin syntyy hammasvoimat, jotka aiheuttavat akselille taivutusmomentit kahteen tasoon. Momenttien resultantit lasketaan kriittisissä kohdissa. Vinohampaiset hammaspyörät aiheuttavat myös akselin suuntaiset voimat, joista tulee ns. kippimomentit akselille.

39 Lieriöpyöräparin lujuustarakastelu SFS 4790/ es. Koneenosien suunnittelu kirjassa/

41 /Airila et al.; Koneenosien suunnittelu, s

42 /Airila et al.; Koneenosien suunnittelu, s

43 /Airila et al.; Koneenosien suunnittelu, s. 566

44 /Airila et al.; Koneenosien suunnittelu, s. 567

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