KURZUS: Gépelemek

MODUL: VII. modul: A belső fogazat alapfogalmai. Ferde- és kúpfogazat valamint a csigahajtás alapfogalmai

21. lecke: Fogaskerekek gyártásának főbb lépései. Fogaskerék szerkezetek, hajtóművek. Egyfokozatú és kétfokozatú hajtóművek áttételeinek, fordulatszámainak és nyomatékainak meghatározása példákon keresztül

| Tevékenység
Olvassa el a Gépszerkezettan III. jegyzet 117-124 oldalain (a 2. fejezet 2.10. alfejezetben) valamint a 138-146 oldalain található tananyagát! Nézze át az alábbi, a követelmények után található összefoglalást és kidolgozott mintapéldákat! Tanulmányozza át a minimum rajzos kérdések részben található ábrákat!
A tananyag tanulmányozása közben az alábbiakra figyeljen:
Sorolja fel a forgácsolás főbb lépéseit! Hasonlítsa össze a fogaskerekek gyártásánál alkalmazott profilozó és lefejtő eljárások típusait és azok tulajdonságait! Tanulmányozza a 2.51., 2.52., 2.53., és 2.54. ábrát és az alapján jegyezze meg a profilozó, a Maag-rendszerű, a Pfauter-rendszerű és a Fellows-rendszerű gyártási eljárások fő lépéseit és tulajdonságait! Tanulmányozza a 2.55., 2.56., 2.57., és 2.58. ábrát és az alapján jegyezze meg a hengeres fogaskerekek finommegmunkálásának fajtáit! Tanulmányozza a 2.59. és 2.60. ábrát és jegyezze meg a kúpkerekek gyártására alkalmas eljárásokat! Tanulmányozza a 2.79., a 2.80., a 2.81., a 2.82. és a 2.83. ábrát és az alapján tudja azonosítani a hajtóművek alkatrészeit és azok funkcióját! Jegyezze meg egyfokozatú és kétfokozatú fogaskerék hajtóműveknél az áttétel számításának (i) módját valamint a bemenő és kimenő tengelyen ébredő fordulatszámok (n 1, n2) és csavarónyomatékok (T 1, T 2) meghatározásának módját! 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
Sorrendbe tudja állítani a forgácsolás főbb lépéseit. Listából ki tudja választani a hengeres fogaskerekek gyártására vonatkozó profilozó és lefejtő eljárásokat. Ábra alapján azonosítani tudja a hengeres fogaskerekek gyártásánál használt profilozó és lefejtő eljárásokat. Ábra alapján azonosítani tudja a hengeres fogaskerekek finommegmunkálási eljárásait. Listából ki tudja választani a kúpkerekek gyártására alkalmas eljárásokat. Ábra alapján meg tudja nevezni a hajtóművek alkatrészeit. Ki tudja számítani egyfokozatú és kétfokozatú fogaskerék hajtóműveknél az áttételt (i) valamint a bemenő és kimenő tengelyen ébredő fordulatszámokat (n 1, n2) és csavarónyomatékokat (T 1, T 2). 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
Az áttételre, fordulatszámokra és nyomatékokra ismerjük a következő összefüggést: i= n 1 n 2 = T 2 T 1 . Egyes index-el a bemenő, kettes index-el a kimenő tengelyen lévő fordulatszám és nyomaték értékeket jelöljük. Lassító áttétel esetén ez megegyezik a fogszámviszonnyal i= n 1 n 2 = T 2 T 1 =u= z 2 z 1 (gyorsító áttételnél i= 1 u ). Mi a következőkben lassító áttétel esetén vizsgáljuk a hajtóműveket. Az összefüggésekből láthatjuk, hogy a fordulatszámok és a nyomatékok fordítottan arányosak egymással. Ez lassító áttételnél azt jelenti, hogy a bemenő fordulatszám i-szer nagyobb, mint a kimenő fordulatszám és a nyomatékoknál pedig a kimenő nyomaték lesz i-szer nagyobb, mint a bemenő nyomaték. Kétfokozatú hajtóműnél (ahol két fogaskerékpár, vagy egy fogaskerékpár és egy csigahajtás), ha az első áttétel i 1 = n 1 n 2 , a második i 2 = n 2 n 3 , akkor a kimenő fordulatszámra a következőt kapjuk: n k i = n 3 = n 1 i 1 ⋅ i 2 , tehát az összes áttételt összeszorzással számítjuk: i ö s s z = i 1 ⋅ i 2 . A kimenő nyomatékot pedig T k i = T 3 = T 1 ⋅ i 1 ⋅ i 2 összefüggésből számíthatjuk ki.
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.
A csavarónyomaték a bemenő tengelyen (egyfokozatú hajtóműnél) | T 1 = P ω 1 = P 2⋅π⋅ n 1
A csavarónyomaték a kimenő tengelyen (egyfokozatú hajtóműnél) | T 2 = P ω 2 = P 2⋅π⋅ n 2
Az áttétel összefüggései
Az áttétel és fogszámviszony egyfokozatú hajtóműnél | i= n 1 n 2 = T 2 T 1 =u= z 2 z 1 ( i= d 2 d 1 osztókör átmérőkkel)
Az összes áttétel kétfokozatú hajtóműnél | i ö s s z = i 1 ⋅ i 2
Az összes áttétel kétfokozatú (lassító) hajtóműnél | i ö s s z = u 1 ⋅ u 2
A kimenő tengely fordulatszáma és nyomatéka
Kétfokozatú (lassító) hajtómű kimenő fordulatszáma | n k i = n 3 = n 1 i 1 ⋅ i 2 = n 1 u 1 ⋅ u 2
Kétfokozatú (lassító) hajtómű kimenő nyomatéka | T k i = T 3 = T 1 ⋅ i 1 ⋅ i 2 = T 1 ⋅ u 1 ⋅ u 2
Kiegészítés és kidolgozott mintapéldák a 21. lecke tananyagához
1. Kétfokozatú hajtómű kimenő fordulatszámának és nyomatékának számítása
A lenti ábrán látható kétfokozatú fogaskerék hajtómű bemenő tengelyét egy P= 7,5 kW teljesítményű és n m= 960 1/perc fordulatszámú elektromotorral hajtjuk meg. A ferde fogazatú fogaskerékpárok fogszámviszonyai u 1= 2 és u2=2,5. Határozzuk meg a kimenő tengely fordulatszámát és nyomatékát!
Az előzőek alapján a motor nyomatéka:
T m = T 1 = P 2⋅π⋅ n 1 = P 2⋅π⋅ n m = 7500⋅60 2⋅π⋅960 =74,603 N m
A kimenő fordulatszám:
n k i = n m u 1 ⋅ u 2 = 960 2⋅2,5 =192 1 p e r c =3,2 1 s
A kimenő nyomaték:
T k i = T m ⋅ u 1 ⋅ u 2 =74,603⋅2⋅2,5=373,019 N m
Minimum rajzos kérdések
Egytárcsás és kéttárcsás hegesztett fogaskerék kialakítások
Tárcsás fogaskerék és bordákkal merevített fogaskerekek
Tömbfogaskerék
Keréktest koszorúval (zsugorkötéssel szerelt)
Öntött kúpkerék és kúpkerék csavarozott koszorúval
Csigakerék zsugorkötéssel szerelt koszorúval és öntött csigakerék
Szemléltető ábrák
Ferdefogazatú fogaskerék gyártásközben
Fogazógép (ferde fogazat készítése csigamaróval)
Fogazógép 2
Kúpkerék fogazása
Fogazógép 3
Fogazó szerszám (lefejtőmaró)
Sebességváltó különböző fogaskerekekkel (távolabbi felvétel)
Sebességváltó különböző fogaskerekekkel (közeli felvétel)
Egyfokozatú hengereskerekű hajtómű modellje lemezből készült házzal
Egyfokozatú hengereskerekű hajtómű modellje lemezből készült házzal, vizsgáló nyílással
Egyfokozatú hengereskerekű hajtómű modellje öntött házzal
Egyfokozatú hengereskerekű hajtómű modellje öntött házzal, fedél nélkül
Egyfokozatú hengereskerekű hajtómű modellje öntött házzal, álló elrendezésben
Egyfokozatú hengereskerekű hajtómű modellje öntött házzal, álló elrendezésben metszéssel
Kétfokozatú hajtómű ferdefogazatú fogaskerekekkel
Csigahajtómű metszve

| 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 három tizedesjegy pontossággal írja be! (Egész szám és tizedes esetén sem kell kiírni a szám végén található nullákat!)
1. Rendezze sorba a fogaskerekek gyártásánál alkalmazott forgácsolási eljárás főbb lépéseit!
1. 2. 3. 4. |  |
2. Jelölje meg a hengeres fogaskerekek gyártásakor alkalmazott profilozó eljárásokat!
| Maag-rendszerű, fésűskés-szerszámú gyalulás.
| Fogprofil kialakítás tárcsamaróval.
| Fogprofil kialakítás ujjmaróval.
| Fellows-rendszerű, metszőkerekes vésés.
3. Milyen fogaskerék gyártási eljárás látható a lenti ábrán? Jelölje meg a helyes választ!
| Profilozó.
| Maag-rendszerű, fésűskés-szerszámú lefejtő gyalulás.
| Pfauter-rendszerű, csigamarós lefejtő marás.
| Fellows-rendszerű, metszőkerekes lefejtő vésés.
4. Milyen fogaskerék gyártási eljárás látható a lenti ábrán? Jelölje meg a helyes választ!
| Profilozó.
| Maag-rendszerű, fésűskés-szerszámú lefejtő gyalulás.
| Pfauter-rendszerű, csigamarós lefejtő marás.
| Fellows-rendszerű, metszőkerekes lefejtő vésés.
5. Milyen fogaskerék gyártási eljárás látható a lenti ábrán? Jelölje meg a helyes választ!
| Profilozó.
| Maag-rendszerű, fésűskés-szerszámú lefejtő gyalulás.
| Pfauter-rendszerű, csigamarós lefejtő marás.
| Fellows-rendszerű, metszőkerekes lefejtő vésés.
6. Milyen fogaskerék finommegmunkálási eljárás látható a lenti ábrán? Jelölje meg a helyes választ!
| Profilozó fogköszörülés.
| Maag-féle kéttárcsás fogköszörülés.
| Niles-féle egytárcsás fogköszörülés.
7. Milyen fogaskerék finommegmunkálási eljárás látható a lenti ábrán? Jelölje meg a helyes választ!
| Profilozó fogköszörülés.
| Maag-féle kéttárcsás fogköszörülés.
| Niles-féle egytárcsás fogköszörülés.
8. Milyen fogaskerék finommegmunkálási eljárás látható a lenti ábrán? Jelölje meg a helyes választ!
| Profilozó fogköszörülés.
| Maag-féle kéttárcsás fogköszörülés.
| Niles-féle egytárcsás fogköszörülés.
9. Jelölje meg a kúpkerekek gyártására alkalmas eljárásokat!
| Klingenberg-Gleason rendszerű, két tárcsamaróval dolgozó lefejtő marás.
| Niles-féle egytárcsás fogköszörülés.
| Maag-rendszerű, fésűskés-szerszámú lefejtő gyalulás.
| Fogprofil kialakítás ujjmaróval.
| Heidenreich-Harbeck rendszerű, kétkéses lefejtő gyalulás.
10. A lenti ábra alapján azonosítsa a fogaskerekes hajtómű számmal jelölt elnevezéseit! Hajtóműház alsó rész: Bemenő tengely: Szellőző csavar: Rugós tömítőgyűrű:
11. Kétfokozatú fogaskerék hajtómű bemenő tengelyét egy P= 18,5 kW teljesítményű és n m= 1460 1/perc fordulatszámú elektromotorral hajtjuk meg. Az egyenes fogazatú fogaskerékpárok fogszámai sorrendben z 1= 21, z2=35 (első fokozat) és z3=23, z4=47 (második fokozat). Mekkora a bemenő tengely nyomatéka, a fogaskerékpárok fogszámviszonyai és az összes áttétel? Határozzuk meg a kimenő tengely fordulatszámát és nyomatékát! T be= Nm u 1= u 2= i össz= n ki= 1/s T ki= Nm
12. Válassza ki a kétfokozatú (lassító) hajtómű kimenő fordulatszámát meghatározó helyes számítási összefüggést!
| n k i = n 3 = n 2 i 1 ⋅ i 2 = n 2 u 1 ⋅ u 2
| n k i = n 3 = n 1 i 1 + i 2 = n 1 u 1 + u 2
| n k i = n 3 = n 1 ⋅ n 2 i 1 ⋅ i 2 = n 1 ⋅ n 2 u 1 ⋅ u 2
| n k i = n 3 = n 1 i 1 ⋅ i 2 = n 1 u 1 ⋅ u 2
| n k i = n 3 = n 1 ⋅ i 2 i 1 = n 1 ⋅ u 2 u 1