KURZUS: Gépszerkezettan III.

MODUL: II. modul

8. lecke: A fogaskerekek szilárdsági méretezése és a fogaskerekek gyártása

| Tanulási útmutató
Tevékenység
Olvassa el a jegyzet 109-124 oldalain található tananyagot! Tanulmányozza át a segédlet 9.7. fejezetében lévő kidolgozott feladatokat, valamint oldja meg az ott lévő gyakorló feladatokat!
A tananyag tanulmányozása közben az alábbiakra figyeljen:
Jegyezze meg a fogaskerékhajtásoknál a bemenő és kimenő tengelyen ébredő csavarónyomatékok (T 1, T 2) meghatározásának módját! Tanulmányozza a 2.46. ábrát és az alapján tudja alkalmazni egyenes fogazatú hengeres kerekeknél a kerületi erőre (F), a normál fogerőre (F n) és a radiális irányú erőre (F r) vonatkozó számítási összefüggéseket! Tanulmányozza a 2.47. ábrát és az alapján tudja alkalmazni ferde fogazatú hengeres kerekeknél a homlokfogerőre (F t), a normál fogerőre (F n), a radiális irányú erőre (F r) és az axiális irányú erőre (F ax) vonatkozó számítási összefüggéseket! Többször rajzolja le szabadkézzel papírra a 2.46. és a 2.47. ábrát! Majd ellenőrizze azok helyességét! Tanulmányozza a 2.48. ábrát és az alapján jegyezze meg az ott alkalmazott jelöléseket és azok értelmezését! Sorolja fel a fogazat károsodási, tönkremeneteli formáit és jegyezze meg azok fő jellemzőit! Jegyezze meg a felületi nyomásra történő méretezés lényegét a 2.49. ábra alapján! Jegyezze meg a fogtő igénybevételre történő méretezés lényegét a 2.50. ábra alapján! 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!
Követelmények
A tananyag elsajátítása akkor tekinthető sikeresnek, ha Ön
Ki tudja számítani egyenes fogazatnál a bemenő és kimenő tengelyen ébredő csavarónyomatékot (T 1, T 2) és ezek után meg tudja határozni a kerületi erőt (F), a normál fogerőt (F n) és a radiális irányú erőt (F r). Az átvitt nyomaték meghatározása után ki tudja számítani ferde fogazatú fogaskeréknél a homlokfogerőt (F t), a radiális irányú erőt (F r), az axiális irányú erőt (F ax) és a normál fogerőt (F n). Géprajzilag helyesen, szabadkézzel le tudja rajzolni a 2.46. és a 2.47. ábrát. Ábra alapján azonosítani tudja a kúpfogaskerekre ható erőket. Listából ki tudja választani a fogazat károsodási, tönkremeneteli formáit, ill. az azokat jellemző állításokat. Felsorolás alapján el tudja dönteni, hogy a felületi nyomást figyelembe vevő méretezési eljárására vonatkozó állítások igazak vagy hamisak. Felsorolás alapján el tudja dönteni, hogy a fogtő igénybevételt figyelembe vevő méretezési eljárására vonatkozó állítások igazak vagy hamisak. 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. Listából ki tudja választani az összefoglalóban felsorolt helyes méretezési összefüggéseket.
A tananyag összefoglalása, további információk a tananyaghoz
A használt számítási összefüggések
A táblázatban azon összefüggések szerepelnek, amelyeket a számítások megoldása során és a választásos feladatoknál használunk.
A csavarónyomaték a bemenő tengelyen | T 1 = P ω 1 = P 2⋅π⋅ n 1
A csavarónyomaték a kimenő tengelyen | T 2 = P ω 2 = P 2⋅π⋅ n 2
Erőhatások egyenes fogazatnál
A kerületi erő | F= T 1 r w 1 = T 2 r w 2
A radiális irányú erő |
A normálfogerő | F n = F cos⁡ α w
Erőhatások ferde fogazatú fogaskeréknél
A homlokfogerő | F t = F cos⁡ α w t
A radiális irányú erő |
Az axiális irányú erő |
A normálfogerő | F n = F 2 + F a x 2 + F r 2
Szemléltető ábrák
Ferdefogazatú fogaskerék gyártásközben (Forrás: http://dfg.hu/galeria.htm)
Fogazógép (Forrás: http://hu.wikipedia.org/wiki/Fogasker%C3%A9k)
Fogazógép (Forrás: http://hu.wikipedia.org/wiki/Fogasker%C3%A9k)
Fogazógép (Forrás: http://esztergalas_maras_fogazas.3mp.hu/)
Fogazógép (Forrás: http://esztergalas_maras_fogazas.3mp.hu/)
Fogazó szerszám (lefejtőmaró) (Forrás: http://esztergalas_maras_fogazas.3mp.hu/)

| Ellenőrző kérdések
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 az első három tizedesjegyig írja be! (Egész szám esetén és a szám végén nem kell a nullákat kiírni!)
1. Határozza meg egymással kapcsolódó egyenes fogazatú fogaskerekek esetén a bemenő és kimenő tengelyen ébredő csavarónyomatékot (T 1, T 2), a kerületi erőt (F), a radiális irányú erőt (F r) és a normál fogerőt (F n), ha P= 22 kW, n 1= 725 1/perc, u= 2, r w1= 60 mm, α w =23° . T 1= Nm T 2= Nm F = N F r = N F n = N
2. Egy ferde fogazással készülő fogaskerékhajtóműnél: P= 11 kW, n 1= 960 1/perc, r w1= 70 mm, β=23° , α w t =25° . Határozza meg a bemenő tengelyen ébredő csavarónyomatékot (T 1), a kerületi erőt (F), a radiális irányú erőt (F r), az axiális irányú erőt (F ax) és a normál fogerőt (F n)! T 1= Nm F = N F r = N F ax = N F n = N
3. Az alábbi ábra alapján azonosítsa a kúpkerékhajtás erő vektorábrájának számmal jelölt elnevezéseit! Írja be a megfelelő számot a mezőkbe! Kerületi erő: Normálfogerő: Axiális irányú erő:
4. Jelölje meg a fogazat károsodási, tönkremeneteli formáit!
| Fogtörés.
| Fogirányhiba.
| Berágódás.
| Foghézag.
| Hőkezelési repedések.
5. Az alábbi állítások közül döntse el, hogy melyik igaz, melyik hamis!
A felületi nyomásra történő méretezés során a minimális modul értékére kapunk számítási összefüggést. |
A felületi nyomásra történő méretezés során a minimális tengelytáv értékére kapunk számítási összefüggést. |
A felületi nyomásra történő méretezés a Hertz elméleten alapszik. |
A felületi nyomásra történő méretezés során a b fogszélességet nem kell figyelembe venni. |
6. Az alábbi állítások közül döntse el, hogy melyik igaz, melyik hamis!
A fogtő igénybevételre történő méretezés során a minimális tengelytáv értékére kapunk számítási összefüggést. |
A normálfogerő merőleges komponensei ( F n ' é s F n '' ) a fogtőben nyomó ( σ n y ) , hajlító ( σ h ) és nyíró (τ) igénybevételt okoznak. |
A fogtő igénybevételének legkedvezőtlenebb esete, amikor a normálfogerő ( F n ) támadáspontja a fog fejélén van. |
7. Rendezze sorba a fogaskerekek gyártásánál alkalmazott forgácsolási eljárás főbb lépéseit!
1. 2. 3. 4. |  |
8. Jelölje meg a hengeres fogaskerekek gyártásakor alkalmazott profilozó eljárásokat!
| Maag-rendszerű, fésűskés-szerszámú gyalulás.
| Fogprofil kialakítás tárcsamaróval.
| Fogprofil kialakítás ujjmaróval.
| Fellows-rendszerű, metszőkerekes vésés.
9/a. Milyen fogaskerék gyártási eljárás látható az alábbi ábrán? Jelölje meg a helyes választ!
| Profilozó
| Maag-rendszerű, fésűskés-szerszámú lefejtő gyalulás
| Pfauter-rendszerű, csigamarós lefejtő marás
| Fellows-rendszerű, metszőkerekes lefejtő vésés
9/b. Milyen fogaskerék gyártási eljárás látható az alábbi ábrán? Jelölje meg a helyes választ!
| Profilozó
| Maag-rendszerű, fésűskés-szerszámú lefejtő gyalulás
| Pfauter-rendszerű, csigamarós lefejtő marás
| Fellows-rendszerű, metszőkerekes lefejtő vésés
9/c. Milyen fogaskerék gyártási eljárás látható az alábbi ábrán? Jelölje meg a helyes választ!
| Profilozó
| Maag-rendszerű, fésűskés-szerszámú lefejtő gyalulás
| Pfauter-rendszerű, csigamarós lefejtő marás
| Fellows-rendszerű, metszőkerekes lefejtő vésés
10/a. Milyen fogaskerék finommegmunkálási eljárás látható az alábbi ábrán? Jelölje meg a helyes választ!
| Profilozó fogköszörülés
| Maag-féle kéttárcsás fogköszörülés
| Niles-féle egytárcsás fogköszörülés
10/b. Milyen fogaskerék finommegmunkálási eljárás látható az alábbi ábrán? Jelölje meg a helyes választ!
| Profilozó fogköszörülés
| Maag-féle kéttárcsás fogköszörülés
| Niles-féle egytárcsás fogköszörülés
10/c. Milyen fogaskerék finommegmunkálási eljárás látható az alábbi ábrán? Jelölje meg a helyes választ!
| Profilozó fogköszörülés
| Maag-féle kéttárcsás fogköszörülés
| Niles-féle egytárcsás fogköszörülés
11. 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.
12. Válassza ki a radiális irányú erő helyes számítási összefüggését egyenes fogazatok között fellépő erőhatások esetén!
| F r =F⋅t g β
| F r =F⋅cos⁡ α w
| F r = F cos⁡ α w
| F r =F⋅t g α w
| F r = F t g α w