KURZUS: Gépelemek

MODUL: VIII. modul: Dörzs- és végtelenített (vonóelemes) hajtások (szíjhajtás, lánchajtás). Elemeik, hajtásáttétel, méretezési eljárások, meghibásodásuk

23. lecke: Lánchajtások, láncfajták, alkalmazások. Párhuzamos tengelyű és hornyos dörzskerékhajtás kialakítása és méretezése. Fokozat nélkül állítható hajtások

| Tevékenység
Olvassa el a Gépszerkezettan III. jegyzet 164-182 oldalain (a 4. fejezet 4.1., 4.2., 4.3., 4.4., 4.5., 4.6. és 4.7. alfejezetben valamint az 5. fejezet 5.1., 5.2., 5.3., 5.4. és 5.5. alfejezetben) található tananyagát! Nézze át az alábbi, a követelmények után található összefoglalást és kidolgozott mintapéldákat! Tanulmányozza át a minimum rajzos kérdések részben található ábrákat! Tanulmányozza át a Gépszerkezettan II-III segédlet 153-155 oldalain (11. és 12. fejezetében) lévő kidolgozott feladatait, valamint oldja meg az ott lévő gyakorló feladatot!
A tananyag tanulmányozása közben az alábbiakra figyeljen:
Hasonlítsa össze a lánchajtások előnyeit és hátrányait! Tanulmányozza a 4.1. és 4.2. ábrát és az alapján ismerje fel a különböző lánctípusokat (hüvelyes-, görgős- és fogaslánc), valamint jegyezze meg azok tulajdonságait és alkalmazási területeit! Tanulmányozza a 4.3. ábrát és jegyezze meg a lánchajtás áttételének (i), a lánckerék osztószögének ( α), osztókörátmérőjének (d), lábkörátmérőjének (d f), fejkörátmérőjének (d a) számítási módját! Lánchajtásnál jegyezze meg a kerületi erő (F h), a saját tömegből adódó erő (F g) és a centrifugális erő (F c) kiszámítási módját! Ezek alapján tudja alkalmazni a lánchúzó erő (F) meghatározásának módját! A 4.5. és 4.6. ábra alapján tanulmányozza a lánchajtások elrendezéseit, majd ábra segítségével nevezze meg az egyes elrendezés fajtákat! Elemezze lánchajtásnál a poligonhatás jellemzőit! Tanulmányozza az 5.1. ábrát és az alapján jegyezze meg az ott alkalmazott jelöléseket és azok értelmezését! Tudja alkalmazni az áttétel (i) és a kerületi erő (F k) számítási módját! Párhuzamos tengelyű dörzshajtás esetén jegyezze meg a kerületi erő (F k) és az összenyomó erő (F n) közötti összefüggést abban az esetben, ha figyelembe vesszük a csúszás elleni biztonsági tényezőt (S cs) is! Hasonlítsa össze a dörzshajtások előnyeit és hátrányait! Tanulmányozza az 5.3. ábrát és annak segítségével tanulja meg a szükséges összenyomó erő (F t) és a látszólagos súrlódási tényező ( μ ′ ) meghatározásának módját trapéz alakú hornyok alkalmazása esetén! Tanulmányozza az 5.6. és 5.7. ábrát és ezek alapján jegyezze meg a vonóelemes fokozat nélküli hajtások elrendezéseit, áttételének milyenségét (kicsi, nagy, gyorsító, lassító)! Tanulja meg a témakörben használt összefüggések paramétereinek jelentését és párosítsa azok mértékegységeit is! Tanulja meg kívülről az összefoglalóban kiemelt betűvel jelölt összefüggéseket, valamint a többi képlet használatát példákon keresztül! Többször rajzolja le szabadkézzel papírra a minimum rajzos részben található ábrákat! Majd ellenőrizze azok helyességét!
Követelmények
A tananyag elsajátítása akkor tekinthető sikeresnek, ha Ön
Listából ki tudja választani a lánchajtások előnyeit és hátrányait. Ábra alapján meg tudja nevezni a különböző lánctípusokat (hüvelyes-, görgős- és fogaslánc). A különböző lánctípusokra (hüvelyes-, görgős- és fogaslánc) vonatkozó állítások közül el tudja dönteni, hogy melyik igaz, melyik hamis. Ki tudja számítani a lánchajtás áttételét (i), a lánckerék osztószögét ( α), osztókörátmérőjét (d), lábkörátmérőjét (d f), fejkörátmérőjét (d a). Meg tudja határozni kerületi erőt (F h), a saját tömegből adódó erőt (F g) és a centrifugális erőt (F c), majd ezután ki tudja számítani a lánchúzó erőt (F). Ábra alapján azonosítani tudja a lánchajtások elrendezéseit. A poligonhatásra vonatkozó állítások közül el tudja dönteni, hogy melyik igaz, melyik hamis. Ábra alapján azonosítani tudja a párhuzamos tengelyű dörzshajtások elnevezéseit, jelöléseit. Dörzshajtásoknál meg tudja határozni az áttételt (i), vagy a dörzskerék átmérőket (d1, d2), valamint a kerületi erőt (F k) és a szükséges összenyomó erőt (F n) a csúszás elleni biztonsági tényező (S cs) figyelembevételével. Listából ki tudja választani a dörzshajtások előnyeit és hátrányait. Ki tudja számítani a látszólagos súrlódási tényező ( μ ′ ) és szükséges összenyomó erő (F t) nagyságát trapéz alakú hornyok alkalmazása esetén. Ábra alapján azonosítani tudja a vonóelemes fokozatnélküli hajtások elrendezéseinél az áttétel milyenségét (kicsi, nagy, gyorsító, lassító). A témakörben használt összefüggések paramétereinek jelentését ismeri, és mértékegységeit is párosítani tudja. Listából ki tudja választani az összefoglalóban felsorolt helyes számítási összefüggéseket. Önállóan le tudja rajzolni a minimum rajzos részben található ábrákat.
A tananyag összefoglalása, további információk a tananyaghoz
A lánc- és dörzshajtás alapfogalmait (tulajdonságai, jellemző geometriai méretek, alkalmazási példák, beépítések) tárgyaljuk ebben a leckében. Megismerkedünk a lánc- és dörzshajtásra vonatkozó alapvető geometriai összefüggések példákban történő alkalmazásával is.
A használt számítási összefüggések
A táblázatban azon összefüggések szerepelnek, amelyeket a számítások megoldása során használunk. A kiemelt betűkkel írt megnevezések az úgynevezett minimum képletek, amit fejből tudniuk kell! A nem kiemelt összefüggéseket képletjegyzék formájában a vizsgán felhasználhatják. A választásos feladatokban a helyes a minimum képleteket (a kiemelt összefüggések) kell megjelölni a megadott lehetőségek közül.
Lánchajtás
A lánhajtás áttétele | i= n 1 n 2 = z 2 z 1 = d 2 d 1
A lánckerék osztószöge | α= 180 0 z
A lánckerék osztókörátmérője | d= p sin⁡α = p sin⁡( 180 0 z )
A lánckerék lábkörátmérője | d f =d− d 1 '
A lánckerék fejkörátmérője | d a =d⋅cos⁡α+0,8⋅ d 1 '
A kerületi erő | F k = 2⋅T d = P d⋅π⋅n
A saját tömegből adódó erő | F g = q⋅ a 2 8⋅f
A centrifugális erő | F c = q⋅ v 1 2 g
A lánchúzó erő | F= F h + F g + F c
Dörzshajtás
A dörzshajtás áttétele | i= r 2 r 1 = d 2 d 1 = ω 1 ω 2 = n 1 n 2
A kerületi erő | F k = P d⋅π⋅n = 2⋅T d = T r
A szükséges összenyomó erő | F n = S c s ⋅ F k μ
A látszólagos súrlódási tényező | μ , = μ sin⁡γ
A szükséges összenyomó erő trapéz alakú hornyok esetén | F t = F k μ , = F k μ sin⁡γ
Kiegészítés és kidolgozott mintapéldák a 23. lecke tananyagához
1. Lánchajtás geometriai méreteinek a meghatározása
Előzetes számítások alapján egy 16A típusú görgős láncot választottunk ki a hajtásunk megvalósításához. A lánc osztása p= 25,4 mm, görgőátmérője d 1 ' = 15,88 mm. A lánckerekek fogszámai z 1= 27, z 2= 57. Határozza meg a lánchajtás áttételét (i), a kiskerék és nagykerék osztószögét ( α 1 , α 2 ), osztókörátmérőit (d 1, d 2), lábkörátmérőit (d f1, d f2), fejkörátmérőit (d a1, d a2)!
A lánchajtás áttétele:
i= z 2 z 1 = 57 27 =2,11
A geometriai méretek meghatározásához először a kiskerék és nagykerék osztószögét számítjuk ki:
α 1 = 180 o z 1 = 180 o 27 = 6,66 O és α 2 = 180 o z 2 = 180 o 57 = 3,15 O
Az osztókörátmérők:
d 1 = p sin⁡ α 1 = p sin⁡( 180 0 z 1 ) = 25,4 sin⁡( 180 27 ) =218,79 m m
d 2 = p sin⁡ α 2 = p sin⁡( 180 0 z 2 ) = 25,4 sin⁡( 180 57 ) =461,08 m m
A lábkörátmérők:
d f 1 = d 1 − d 1 ' =218,79−15,88=202,91 m m
d f 2 = d 2 − d 1 ' =461,08−15,88=445,2 m m
A fejkörátmérők:
d a 1 = d 1 ⋅cos⁡ α 1 +0,8⋅ d 1 ' =218,79⋅cos⁡ 6,66 o +0,8⋅15,88=230,01 m m
d a 2 = d 2 ⋅cos⁡ α 2 +0,8⋅ d 1 ' =461,08⋅cos⁡ 3,15 o +0,8⋅15,88=473,08 m m
2. Dörzshajtás méretezése
Párhuzamos tengelyű dörzshajtást tervezünk, ahol a hajtott kerék átmérője 900 mm és a fordulatszáma 388 1/perc. A kerekek közötti súrlódási tényező 0,08, valamint a megcsúszás elleni biztonsági tényező 1,7. A meghajtó motor teljesítménye P= 3 kW, fordulatszáma n 1= 970 1/perc. Számítsa ki a kiskerék átmérőjét és a biztonságos működéshez szükséges összeszorító erő nagyságát! Mekkorára kell készíteni a horonyszöget ( α), ha trapéz alakú hornyokat alkalmazunk a súrlódó kerekeken és a szükséges összeszorító erő nagyságát negyedére szeretnénk csökkenteni az előző esethez képest?
Az áttétel értéke:
i= n 1 n 2 = 970 388 =2,5= d 2 d 1 ⇒ d 1 = d 2 i = 900 2,5 =360 m m
A kerületi sebesség felírható:
v= d 1 ⋅π⋅ n 1 = d 2 ⋅π⋅ n 2 =0,9⋅π⋅ 388 60 =18,284 m/s
A kerületi erő meghatározható:
F k = 2⋅P d 1 ⋅ ω 1 = P d 1 ⋅π⋅ n 1 = P v = 3000 18,284 =164,077 N
A biztonságos működéshez szükséges összeszorító erő:
F n = F k ⋅ S c s μ = 164,077⋅1,7 0,08 =3486,65 N
Ha hornyos dörzskereket alkalmazunk, akkor az összeszorító erő csökken a következőképpen:
F n , = F k ⋅ S c s μ , = F k ⋅ S c s μ sin⁡γ ⇒ F n F n , = μ , μ =4 ( F n , F n = 1 4 )
A horonyszög felére felírható összefüggés az előzőek alapján:
sin⁡γ= 1 4 =0,25⇒γ=arcsin⁡0,25= 14,4775 o ⇒
α=2⋅γ= 28,955 o a teljes horonyszög értéke.
Minimum rajzos kérdések
Lánckerék kialakítások
Párhuzamos tengelyű dörzshajtás elvi vázlata
Különböző dörzstárcsa megoldások
Áttétel és irányváltó dörzshajtások
Szemléltető ábrák
Hüvelyes lánc fényképe
Hüvelyes lánc műszaki rajza
Görgős lánc fényképe
A görgős lánc részei
Görgős lánc műszaki rajza
Fogaslánc lánkerékkel
A fogaslánc részei
Fogaslánc műszaki rajza
Lánchajtások elrendezésének különböző típusai
Többtárcsás lánchajtás
Feszítőkerekes lánchajtás
Rugós feszítőkerekes lánchajtás
Súlyos feszítőkerekes lánchajtás
Támasztókerekes lánchajtás
Optichain-CC feszítőszerkezettel felszerelt lánchajtás
Az irányváltás megvalósítása dörzshajtással
A hajtott kerék forgásiránya ellentétes az előzőhöz képest
Fokozatnélküli áttételváltásra és irányváltásra alkalmas dörzshajtás fényképe
Bosch_CVT fokozat nélkül állítható hajtás
Az áttétel=1 (Bosch_CVT)
Az áttétel=1
Gyorsító áttétel
Gyorsító áttétel
Lassító áttétel
Lassító áttétel
Bosch_CVT vonóelem
Bosch_CVT vonóelem összeszerelés előtt

| Ellenőrző kérdések
A leckék végén található feladatoknál választásos feladatoknál, párosításos feladatoknál, igaz-hamis eldöntésénél és számítási feladatoknál is csak a teljesen jó megoldást fogadjuk el! (Modulzáró feladatoknál adunk meg pontszámokat a feladatokhoz, amiből már lehet látni a feladatok erősségét! Egyedül a számítási feladatoknál használunk részpontozást!) Felhívjuk figyelmét, hogy a számítási feladatoknál a részeredményeket ne kerekítse, hanem a további számításokhoz a pontos értéket (a számológépen megjelenő összes tizedest) vegye figyelembe! Az eredményeket mindig csak két tizedesjegy pontossággal írja be! (Egész szám és tizedes esetén sem kell kiírni a szám végén található nullákat!)
1. Jelölje meg a lánchajtás hátrányait!
| Kis előfeszítés, kis tengely- és csapágyterhelés.
| A poligonhatás miatt a hajtott tengely szögsebessége ingadozik, lengés érzékeny.
| Zajos.
| Karbantartásuk igényesebb.
| Korlátozott környezeti hőmérséklet.
2. Az ábra alapján válassza ki, hogy melyik a görgős lánchajtás! Válasz:
3. Az alábbi állítások közül döntse el, hogy melyik igaz, melyik hamis!
Fogasláncnál a lánc oldalirányú elcsúszását vezetőhevederek akadályozzák meg, amelyek egymás után a lánc két oldalán kívül, vagy a lánc közepén helyezkednek el. |
A fogasláncok, különösen kisebb sebességek esetén, teljesítmény átvitelre, a görgős lánc mellett, leginkább használt lánctípus. |
A görgős láncok belső és külső tagokból vannak összeépítve. |
Egy lánchajtás lánckerekeinek fogszámai z 1= 13, z 2= 38, osztása p= 19,05 mm, görgőátmérője d 1 ' = 12,07 mm. Határozza meg a lánchajtás áttételét (i), a kiskerék osztószögét ( α 1 ), osztókörátmérőjét (d 1), lábkörátmérőjét (d f1), fejkörátmérőjét (d a1)! i = α 1 = fok d 1= mm d f1= mm d a1= mm
5. Egy lánchajtás tervezési adatai: P= 30 kW, n= 2945 1/perc, i= 3, d 2= 360 mm, a lánc fajlagos tömege (1 m hosszra eső) q= 4 kg/m, a tengelytáv a= 1800 mm, a lánc belógása f= 14 mm, a lánc vízszintesen fut. Számítsa ki a kiskerék osztókörátmérőjét (d 1), kerületi sebességét (v 1), valamint határozza meg az átviendő nyomatékot (T), a kerületi erőt (F h), a saját tömegből adódó erőt (F g), a centrifugális erőt (F c), és a lánchúzó erőt (F)! d 1= mm v 1= m/s T= Nm F h= N F g= N F c= N F= N
6. Nevezze meg az ábrán látható lánchajtás elrendezését!
| feszítőkerekes
| optichain
| rugós feszítőkerekes
| súlyos feszítőkerekes
| támasztókerekes
| többtárcsás
7. Az alábbi állítások közül döntse el, hogy melyik igaz, melyik hamis!
A lánchajtás áttételének ingadozása a fordulatszámmal és a fogfrekvenciával, vagyis a fogszám és a fordulatszám szorzatával arányos. |
A lánchajtás közepes áttételét a fogszámok aránya adja. A tényleges áttétel e körül ingadozik, ezt poligonhatásnak nevezzük. |
Az egyenletlenség (poligonhatás) annál kisebb, minél kisebb a fogszám és minél kisebb az osztás értéke. |
8. Válassza ki az ábrán látható jelölésekhez tartozó megnevezések betűjeleit! F n: n 2:
9. Dörzshajtást tervezünk a következő jellemzőkkel: P= 22 kW, n 1= 725 1/perc, μ= 0,2, i= 3, d 2= 450 mm, S cs= 1,8. Számítsa ki a kis dörzskerék átmérőjét (d 1), az átviendő nyomatékot (T), a kerületi erőt (F k) és a szükséges összenyomó erőt (F n)! d 1= mm T= Nm F k= N F n= N
10. Jelölje meg a dörzshajtás előnyeit!
| Kis tengelytáv.
| Könnyen megvalósítható a fokozat nélküli áttétel.
| Alakzáró, csúszásmentes erőátvitel.
| Karbantartást alig igényel.
| Nagy csapágyterhelések lépnek fel.
11. Egy dörzshajtásnál a meghajtó kerék átmérője d 1= 300 mm és a súrlódási tényező μ= 0,08. A meghajtómotor adatai: P= 3 kW, n= 700 1/perc. Számítsa ki a látszólagos súrlódási tényező értékét ( μ ′ ) és szükséges összenyomó erő (F t) nagyságát γ= 20°-os (fél trapézszög!) trapéz alakú hornyok alkalmazása esetén! μ ′ = F t= N
12. Adja meg a két ábra közül annak a betűjelét, amelynek az áttétele nagyobb! Válasz:
13. Lánchajtás esetén válassza ki a lánckerék osztószögének helyes számítási összefüggését!
| α= 360 0 z
| α= 180 0 z
| α= 90 0 z
| α= z 180 o
| α= z 360 o
14. Párhuzamos tengelyű dörzshajtás esetén válassza ki a szükséges összenyomó erő helyes számítási összefüggését!
| F n = S c s ⋅ F k ⋅μ
| F n = S c s ⋅ F k μ
| F n = F k μ⋅ S c s
| F n = T r
| F n = P d⋅π⋅n