58120817 Masinske Konstrukcije GRAFICKI RAD

SADRŽAJ TEKST ZADATKA KONCEPCIJA IDEJNOG RJEŠENJA LISTA GRANIČNIH USLOVA TABELARNI PRIKAZ MATRICE IZVRŠILACA FUNKCIJA FORMIRANJE VARIJANTNIH RJEŠENJA IZBOR OPTIMALNE VARIJANTE IDEJNO RJEŠENJE I ZAKLJUČAK POLAZNI PODACI

1 2 3 4 5 6 7 8

PRORAČUN ZUPČASTOG PARA 1. STEPENA PRENOSA PRORAČUN DIMENZIJA ZUPČANIKA 1 i 2 1. OPTEREĆENJE ZUPČASTOG PARA 1-2 2. POMJERANJE PROFILA PREMA DIN 3992 3. GEOMETRIJSKE VELI ČINE 4. PRORAČUN NOSIVOSTI PODNOŽJA ZUBACA 4.1.FAKTORI 4.1.FAKTORI OPTEREĆENJA 4.2.RADNI 4.2. RADNI NAPON U POFNOŽJU ZUBCA   4.3.KRITI 4.3. KRITIČNI NAPONI U PODNOŽJU ZUPCA   4.4.STEPEN 4.4. STEPEN SIGURNOSTI SIGURNOST I PROTIV LOMA ZUPCA 5. PRORAČUN NOSIVOSTI NA BOKU ZUBA 5.1.RADNI 5.1. RADNI NAPON BOKA ZUPCA   5.2.KRITI 5.2. KRITIČNI NAPON BOKA ZUPCA   5.3.STEPEN 5.3. STEPEN SIGURNOSTI SIGURNOST I PROTIV RAZARANJA BOKA ZUPCA

9 9 9 10 11 12 12 13 14 14 15 15 15 16

PRORAČUN ZUPČASTOG PARA 2. STEPENA PRENOSA PRORAČUN DIMENZIJA ZUPČANIKA 3 i 4 6. OPTEREĆENJE ZUPČASTOG PARA 3-4 7. POMJERANJE PROFILA PREMA DIN 3992 8. GEOMETRIJSKE VELI ČINE 9. PRORAČUN NOSIVOSTI PODNOŽJA ZUBACA 9.1.FAKTORI 9.1.FAKTORI OPTEREĆENJA 9.2.RADNI 9.2. RADNI NAPON U PODNOŽJU ZUPCA  9.3.KRITI 9.3. KRITIČNI NAPON U PODNOŽJU ZUPCA   9.4.STEPEN 9.4. STEPEN SIGURNOSTI SIGURNOST I PROTIV LIMA ZUPCA 10.PRORA 10.PRORAČUN NOSIVOSTI NA BOKU ZUPCA 10.1. RADNI NAPON BOKA ZUPCA   10.2. KRITIČNI NAPON BOKA ZUPCA   10.3. STEPEN SIGURNOSTI SIGURNOST I PROTIV RAZARANJA BOKA

17 17 17 18 19 20 20 21 22 22 23 23 23 24

DIMENZIONISANJE VRATILA 11.ŠEMA 11.ŠEMA OPTEREĆENJA REDUKTORA 12.DIMENZIONI 12.DIMENZIONISANJE SANJE VRATILA I 12.1. ŠEMA OPTEREĆENJA VRATILA I 12.2. INTENZITETI SILA (F t1, Fa1, Fra) 12.3. OTPORI OSLONACA 12.4. NAPADNA OPTEREĆENJA 12.5. REZULTUJUĆI MOMENT SAVIJANJA (M) 12.6. IDEALNI MOMENT SAVIJANJA 12.7. IDEALNI NAPON 12.8. IDEALNI PREČNICI VRATILA 12.9. STVARNI PREČNICI I OBLIKOVANJE OBLIKOVANJ E VRATILA 12.10. DIMENZIONISANJE DIMENZIONISA NJE UZDUŽNOG KLINA 12.11. IZBOR LEŽAJA

25 25 26 26 26 27 27 28 28 28 28 28 29 29

13.DIMENZIONI 13.DIMENZIONISANJE SANJE VRATILA II 13.1. ŠEMA OPTEREĆENJA VRATILA II 13.2. INTENZITETI SILA (F t1, Fa1, Fra) 13.3. OTPORI OSLONACA 13.4. NAPADNA OPTEREĆENJA 13.5. REZULTUJUĆI MOMENT SAVIJANJA (M) 13.6. IDEALNI MOMENT SAVIJANJA 13.7. IDEALNI NAPON 13.8. IDEALNI PREČNICI VRATILA 13.9. STVARNI PREČNICI I OBLIKOVANJE OBLIKOVANJ E VRATILA 13.10. DIMENZIONISANJE DIMENZIONISA NJE UZDUŽNOG KLINA 13.11. IZBOR LEŽAJA

30 30 30 31 31 32 32 32 32 32 33 33

14.DIMENZIONI 14.DIMENZIONISANJE SANJE VRATILA III 14.1. ŠEMA OPTEREĆENJA VRATILA III 14.2. INTENZITETI SILA (F t1, Fa1, Fra) 14.3. OTPORI OSLONACA 14.4. NAPADNA OPTEREĆENJA 14.5. REZULTUJUĆI MOMENT SAVIJANJA (M) 14.6. IDEALNI MOMENT SAVIJANJA 14.7. IDEALNI NAPON 14.8. IDEALNI PREČNICI VRATILA 14.9. STVARNI PREČNICI I OBLIKOVANJE OBLIKOVANJ E VRATILA 14.10. DIMENZIONISANJE DIMENZIONISA NJE UZDUŽNOG KLINA 14.11. IZBOR LEŽAJA

34 34 34 35 35 36 36 36 36 36 37 37

��

��

MAŠINSKI FAKULTET BANJA LUKA Studijski program: �� Predmet: ��

Student: ��

Tekst zadatka: Formirati koncepciona rješenja zupčastih prenosnika (reduktora), te izabrati optimalnu varijantu prenosnika, a zatim izvršiti prora čun i dimenzionisanje. Nacrtati radionički crtež prenosnika (reduktora) i njegovih elemenata.



Prenosnik treba ostvariti ukupni prenosni odnos = 6 . Položaj ose ulaznog ulaznog i ulaznog vratila vratila je paralelan te smijer obrtanja prijemne prijemne spojnice Desni . Snaga Snaga pogonskog pogonskog elektromotoramotora elektromotoramotora , a broj obrtaja . Ukupna visina kućišta ograničena je na .

   = 2400     ℎ = 780

 = 10

Predmetni nastavnik i asistent: Dr Milosav Djurdjevic Mr Milan Tica

�

��

��

KONCEPCIJA IDEJNOG RJEŠENJA Tok konstruisanja zadatog reduktora: 1. Formiranje liste graničnih uslova, 2. Tabelarni prikaz matrice izvršlaca funkcija (vrste zupcanika, izgleda ku ćišta, uležištenja itd.), 3. Formiranje varijantnih rješenja, 4. Izbor optimalne varijante, 5. Izrada idejnog rjesenja reduktora. Osnovna funkcija zadatog reduktora je da ostvari ukupni prenosni odnos =6, a elementi prenosnika se dimenzionišu prema maksimalnoj ulaznoj snazi elektromotora koja iznosi 10 KW i ulaznom broju obrtaja .Uz .Uz sve ovo imamo i ograničenje da visina kućišta prenosnika ne smije biti veća od 780 [mm] i da je smjer okretanja prvog zup čanika desno. Pored navedenog potrebno je da konstruisani reduktor ima dobra radna , tehnološka, ekonomska, ergonomska i druga svojstva.



 = 2400 

�

��

1.

1.

��

LISTA GRANIČNIH USLOVA

Opšta funkcija

-

Redukovanje broja obrtaja pogonskog el.-motora

Snaga pogonskog motora 10 kW Broj obrtaja 2400 min-1 Ukuoni prenosni odnos 6 Visina kućišta ograničena na 780 mm

2.

Pdoaci vezani za funkciju reduktora

-

3.

Radna svojstva

-

Miran i bezšuman rad Velika pouzdanost

Proizvodno ekonomska svojstva

-

Što jednostavnija konstrukcija Što više standardnih dijelova Izrada ne standardnih dijelova u vlastitom pogonu

Bezbijedno rukovanje Jednostvna montaža Lakša i jednostavnija konstrukcija

Bez posebnih zahtijeva

4.

5.

Ergonomska svojstva

-

6.

Izgled

-

�

��

��

2. TABELARNI PRIKAZ MATRICE IZVRŠLACA FUNKCIJA IZVRŠIOCI FUNKCIJA Dvostepeni prenosnik – cil. zupčanici sa pravim zupcima.

Dvostepeni prenosnik – cil. zupčanici sa kosim zupcima.

Dvostepeni prenosnikkonično cilindrični

Liveno višedjelno

Liveno dvodjelno

Zavareno bez ojačanja

Zavareno sa ojačanjima

Uzdužnim klinom

Žljebnim spojem

Profilisanim oblikom

Presovanim spojem

1.

A S J O N N A E T R E P R K

2.

A A B T Š D I E Ć V U Z K I

3.

K I O L J N I O A T P A S Č P R U V Z

4.

A J N E T Š I Ž E L U

Jednoredni Jednoredni Prstenasto kuglični kuglični ležaj sa valjkasti radijalni ležaj kosim dodirom dvoredni ležaj sa kosim dodirom

Prstenasto valjčani jednoredni ležaj

Gumeni zaptivač sa oprugom

Lavirintsko zaptivanje

Punjenim zaptivačima

5.

E J N A V I T P A Z

Potapanjem

Pomoću pumpe Pomoću masti

6.

E J N A V I Z A M D O P

�

Zaptivanje zavojnim žljebom

��

��

3. FORMIRANJE VARIJANTNIH RJEŠENJA IZVRŠIOCI 1.

2.

3.

4.

1.1.

1.2.

1.3.

2.1.

2.2.

2.3.

2.4.

3.1.

3.2.

3.3.

3.4.

4.1.

4.2.

4.3.

4.4.

5.1.

5.2.

5.3.

5.4.

6.1.

6.2.

6.3.

6.4.

1.

2.

E J I C K N U F

3.

4.

5.

6.

Varijanta1:: 1.1 , 2.2 , 3.1 , 4.1 , 5.1 , 6.1 Varijanta1 6. 1

Varijanta2:: 1.2 , 2.2 , 3.1 , 4.3 , 5.1 , 6.1 Varijanta2

Varijanta3:: 1.2 , 2.2 , 3.3 , 4.3 , 5.1 , 6.1 Varijanta3 6. 1

Varijanta4:: 1.3 , 2.4 , 3.3 , 4.3 , 5.1 , 6.1 Varijanta4 6 .1 �

��

��

4. IZBOR OPTIMALNE OPTIMALNE VARIJANTE VARIJANTE VARIJANTE

KRITERIJI

I K Č I N H E T

2.

3.

4.

OCJENA

1.

Tačnost i sigurnost prenosa snage

3

4

4

3

4

2.

Sigurnost i pouzdanost

3

4

4

3

4

3.

Pogodnost održavanja

4

4

3

3

4

4.

Gabaritne mjere

4

4

3

3

4

5.

Stepen iskorištenja

3

4

4

3

4

17

20

18

15

20

0,68

0,8

0,72 0,7 2

0,6

1

ZBIR Tehnička koordinata (X)

I K S M O N O K E

1.

1.

Broj i tip zupčanik

3

4

4

3

4

2.

Broj standardnih dijelova

4

4

4

4

4

3.

Broj i složenost nestandardnih dijelova

4

4

3

3

4

4.

Složenost kućišta

5

4

4

3

4

5.

Složenost montaže i demontaže

4

4

3

4

4

6.

Potrošnja maziva

3

3

3

3

3

23

23

21

20

25

0,76

0,76

0,7

0,66

1

ZBIR Ekonomska koordinata (Y)

Usvajamo varijantu 2 koja ima najveću tehničku i ekonomsku zbirnu ocjenu!

�

��

��

5. IDEJNO RJESENJE RJESENJE I ZAKLJU ZAKLJUČAK

Sve gore navedeno odnosi se na izbor najbolje varijante za prenos snage. Elektromotor ima snagu 10 kW a ukupni prenosni odnos koji se ovim reduktorom mora ostvariti ukupni prenosni odnos 5. Razmatranjem prenosnog odnosa zaključio sam da je potrebno koristiti dvostepeni reduktor za prenos, jer jednostepeni reduktor (sa jednim parom cilindričnih zupčanika) ne bi imao dug vjek rada zbog uticaja sila cija bi vrijednost bila veoma velika i direktno bi se prenosila samo na jedan zupčasti par, a korišćenjm drugog para cilindričnih zupčanika te sile se djele i smanjuju. Zaključujemo da uvođenjem drugog zupčastog para ukupni odnos se smanjuje i dobija se sinhronizovan rad. Ovakav položaj zupčanih parova je optimalan, zbog toga što imamo ograničenje visine kućišta. Prvi zupčasti par će ostvarivati prenosni odnos i=2, dok će cilčindrični ostvariti i=3, i samim tim dobijamo ukupni prenosni odnos i=6 što je zadano zadatkom. Kućište se izrađuje iz dva dijela (godnji i donji) livenjem, a ležišta se izra đuju bušenjem sklopljenog kućišta. Otvori na ležištima se zatvaraju poklopcima, koji ujedno i pritežu aksijalno radijalni ležaj i u njeh se urezuje kanal za zaptivku.

�

��

��

POLAZNI PODACI:

3. Prenosni odnos prvog zupčastog para:

18,24005 

4. Prenosni odnos drugog zupčastog para:

u3-4=3

5. Faktor spoljnih dinamičkih udara

KA=1,5

6. Kvalitet izrade

IT7

7. Materijal zupčanika

18CrNiMo7-6

8. Materijal vratila

E295 – konstr. čelik

9. Meterijal klinova za vezu zupčanik – vratilo

E335 – konstr. čelik

10. Srednja hrapavost bokova i podožja zuba

RzH /RzF = 8/16

11. Stepeni iskorištenja

η1-2=0,95 ; η3-4=0,9

12. Radni vijek

Lh=50000 h

1. Snaga na pogonskom vratilu: 2. Broj obrtaja motora:

u1-2=2

Ostale veličine potrebne za proračun usvojiti.

Rad treba da sadrži: 1. Polazne podatke i tekst zadatka, 2. Skicu idejnog rješenja, 3. Proračun dvostepenog reduktora, 4. Sklopni crtež reduktora, 5. Radioničke crteže elemenata reduktora, 6. Tehnički opis i namjenu reduktora, 7. Sadržaj

�

��

��

PRORAČUN ZUPČASTOG PARA 1. STEPENA PRENOSA REDUKTORA Dvostepenim zupčastim prenosnikom pogonske sanage

18,5 kW,

broja obrtaja

2400

treba izvršiti redukciju broja obrtaja prenosnim odnosom nuk=6. Redukciju broja obrtaja treba izvršiti sa dva para zupčanika sa kosim zupcima. Odabrano je da u prvom stepenu redukcije modul bude

 = 3

i prenosni odnos iI = 2,

 = 20° = 42 

, zubi cementirani i kaljeni, kvaliteta 7.

Budući da motor od 18,5 kW ima prečnik vratila



, dio vratila na koji se postavlja

zupčanik 1 biće približno jednak izlaznom vratilu motora.

 ≥≥ ∙ = 2∙2=∙ 4∙2°= 8=4 26,3   = 27  =  ∙  = 2∙2 ∙ 27 = 5454

Usvajamo

Proračun dimenzija zupčanika 1 i 2 prvog zpčastog para prenosnika: p renosnika: 1. Optere ćenje zup častog para 1-2

 =  = 5274 = 2  =  = 18,5  = 18500   = 2400  = 40   = 480    = 1400  

1.1. Prenosni odnos zupčastog para z1 - z2

1.2. Snaga na zupčaniku z1

1.3. Broj obrtaja na zučaniku z2

1.4. Dinamička izdržljivost bokova i podnožja zuba (P-33-20) ;

�

��

��

2. Pomjeranje profila prema DIN 3992

  = 2∙cos +  = 32∙∙ c27+54 os20° = 129,297   = 130 

2.1. Nulto osno ratojanje

Usvaja se standardna vrijednost osnog rastojanja (P13-1)

2.2. Ugao nagiba profila alata

 = =  = ° = 0, 3 8732 ° =   0, 3 8732 8 732 = 21, 1 72° 72 °   = tan −  = tan21,172°− 180° ∙21,172° = 0,01779122   ,  ° cos = 0, 9 2746  = ∙∙  = ∙ ∙  ∙  °  =21, =957°tan −  = tan21,957°− ° ∙21,957° = 0,01993155  +  = ∙  −   = tan = t a n  ∙ c o s  = t a n20° ∙ c os21, 1 72° = 0, 3 39402    = =18,75° = 27 = 31,80  cos  cos 18,75°  = cos = cos5418,75° = 63,60  ,  = = = 0, 1 2     == 0,2 2 =  =40, =50,06

2.3. Ugao dodirnice

2.4. Koeficijenti pomjeranja profila

0,24

2.5. Broj zuba u normalnom pesjeku

Izbor pomjeranja profila prema (P33-26), za , dobija se:

;

��

;

��

��

3. Geometrijske Geometrijske veličine 3.1. Modul u čeonoj ravni

 =  = 20°3 = 3,1925  ==  ∙∙  == 3,3,119259925925∙25∙∙∙ 2754 == 86,86172, ,172,198397     ==  ∙∙  == 86,172,1398∙97∙21, 1 72 = 80, 3 80    21,172 = 160,760  ∙ 130 ∙ 27 = 86,66   == 2∙ +∙  == 2∙227+54    86,66 = 173,333     == 2222 −−  −−22 == 2∙2∙113030 −165, 2 57−2∙ 0 , 7 5 = 93, 2 43      −80, 0 18−2∙ 0 , 7 5 = 178, 4 82     = 0,0,25 ∙  = 0,25∙25 ∙ 3 = 0,0,75    = ℎ+ 2=∙ 1,1,∙25 ∙ −2ℎ =1,25∙25 ∙ 3 = 3,3,75   ==  ++ 2∙2∙ ∙∙  −− 2ℎ2ℎ == 86817167,21,93897++22∙ 0∙ ,02,206∙ 3∙ 3−−22∙ 3∙ ,37,575==80161,6051,8257   =  ∙  = 3,1925925 ∙  = 10,0295295   =  =  ∙ = 10,0295295 ∙ 21, 21,172° = 9,3525   = =   + +2∙2∙ ∙ ∙==5,5,1554226       =  ∙  = 2020 ∙ 3 = 60 

3.2. Podioni prečnici zupčanika

3.3. Prečnici osnovnih kružnica

3.4. Prečnici kinematskih kružnica

3.5. Prečnici tjemenih kružnica

3.6. Prečnici podnožnih kružnica

3.7. Podioni korak

3.8. Osnovni (sprežni) korak

3.9. Debljina zupca na podionoj kružnici

3.10.

Širina zupčanika (P33-25)

=20 – za rezano ili brušeno ozubljenje i za dobro ležištenje u kućištu λ =20

��

prenosnika.

��

3.11.

��

Stepen sprezanja u normalnom presjeku

         = 2   −1+ −1 + ∙   −1−tan ∙  +1+ 1   2 7 93, 2 43 178, 4 82  = 2   80,38  −1+2∙   160,76  − 1 − tantan 21,957° ∙ 2 + 1  = 1,48  =  ∙∙  = ∙∙ ∙ = 60∙0 ∙3s∙∙in20 °= 2,177  =  +  = 1,48 + 2,177 = 3,3,652

3.12.

Stepen sprezanja bočnih linija

3.13.

Ukupni stvarni stepen sprezanja bokova

4. Proračun nosivosti po kriterijumu nosivosti podnožja zubaca 4.1. Faktori optere ćenja

 = 1,5  ≥ 1   =  = 1 +∙∙ + 0,0087 0087 ∙ ∙ ∙     == 2,1+ 1+5 , ,∙∙, +0,0087∙ ∙, ∙      =  = 2∙2∙ ∙ = 18500  2∙∙40 = 73,6092  = 73609,2  3619809,,2 = 1707,9   = 2 = 2 ∙86,73609 08619898 ∙  = 10,83   =  ∙60 ∙  = 2400400 ∙0,∙ 0,600861 100 ∙  ∙  1 + = 10,0,10083 ∙ 27 ∙  1 +4 4 = 2,615  ≤ 10 

4.1.1. Faktor radnih uslova (P13-11)

4.1.2. Faktor unutrašnjih dinamičkih sila, za zupčanike sa kosim zupcima sa

•

Obrtni moment na zupcaniku z1

•

Obimna sila na porionom cilindru

•

Obimna brzina

•

Provjera radnog područ ja broja obrtaja

��

��

��

 ∙  = 1707,609∙1,5 = 22,7   = 23,9  = 1,2  = 1,5  ≅≅ 11 ++ 1,6 −−11∙∙1, 6∙ ∙1 ∙∙ 1, 3   ≅ 2,2 5= 1,16  ==11,60Č/Č  = 1, 3   ≅ 2,4     =  ∙  ∙  ∙  ∙  ∙∙  ∙  ∙  ∙  ∙   == 197,2,35∙661,8∙0,7 6∙0,64∙ ,∙ ∙ 1,5 ∙ 2,5 ∙ 1,2 ∙ 2,25    = 2,35  = 1,8  = 0,25+ , = 0,25+ ,, = 0,76  = 1 −  ° = 1−1 − 2,177°° = 0,64 •

•

Jedinična obimna sila

Konstanta Kf iz (P33-1)

4.1.3. Faktor raspodjele opterećenja na parove zubaca (P33-6) ; 4.1.4. Faktor raspodjele opterećenja duž dodirne linije

- psnovni faktor raspodjele opterećenja (P33-4) - (P33-5)

za nesimetričan položaj zupčanika

4.2. Radni napon u podnožju zuba

4.2.1. Faktor oblika boka zupca (P33-14)

4.2.2. Faktor koncentracije napona (P33-15) 4.2.3. Faktor stepena sprezanja

4.2.4. Faktor kosih zuba

��

��

��

  =  ∙  ∙  ∙  ∙  ∙   == 484456,80 ∙21,2∙ 1,1 ∙ 0,9 ∙ 0,8 ∙ 1   = 1,2  = 1,1  = 0,9  = 0,8  = 1

4.3. Kritični napon u podnožju zupca

4.3.1. Faktor koncentracije napona zupčanika modela (P33-15) 4.3.2. Faktor radnog vijeka (P33-16)

4.3.3. Faktor uticaja razlike hrapavosti zubaca u odnosu na zupčanik model (P33-17) 4.3.4. Faktor korekcije s obzirom na razliku osjetljivosti na koncentraciju napona 4.3.5. Faktor veličine presjeka podnožja zuba (P33-19)

4.4. Stepen sigurnosti protiv loma zupca u podnožju

2  =  = 456, 197,66 = 2,3  = 1,25…2,5

��

��

��

5. Proračun nosivosti na boku zuba 5.1. Radni napon boka zupca

 =  ∙  ∙  ∙  ∙  ∙   ∙  ∙  +1+ 1 ∙  ∙  ∙  ∙  1707, 9 2 + 1  = 2,2,32 ∙ 189,8 ∙ 0,48 ∙ 0,97 ∙ 1 ∙  86, 1707, ∙ ∙1,5∙2,5∙1,5∙2,4 1 98∙ 6 0 2  = 530,2   75° 975° = 2,32  =  cos 2∙c os∙ tan =  cos  21,2∙1c72°∙os18,tan21,  = 189,8 √  4−1,3 48 ∙ 1−2,177 + 2,1,14778 = 0,48  =  4 −3  ∙ 1 −  +  =  4−1,  =  coscos  = √cos √cos 20°20° = 0,97  = 1

5.1.1. Faktor oblika zupca

5.1.2. Faktor elastičnosti materijala (P33-7)

5.1.3. Faktor stepena sprezanja

5.1.4. Faktor kosih zubaca

5.1.5. Faktor jednostruke sprege 5.2. Kritični napon boka zupca

 =  ∙  ∙  ∙  ∙  ∙  ∙   == 1186, 141400 4∙ 0,86∙ 0,92 ∙ 1,05 ∙ 1,02 ∙ 1 ∙ 1   ��

��

��

5.2.1. Faktor radnog vijeka (P33-8) Broj obrtaja u radonm vijeku zupčanika z3:

 == 0,8 ∙6 ∙ 60 = 2400∙00 ∙ 50000∙00 ∙ 60 = 7,2 ∙ 10  = 1,05  = 1,02  = 0,92  = 1  = 1  =  = 1530,186,24 = 2,24  = 1,25…2,5

5.2.2. Faktor podmazivanja (P33-9)

5.2.3. Faktor obimne brzine (P33-10) 5.2.4. Faktor hrapavosti (P33-11) 5.2.5. Faktor razlike tvrdoće

5.2.6. Faktor veličine presjeka (P33-12)

5.3. Stepen sigurnosti protiv razaranja boka zubca

��

��

��

PRORAČUN ZUPČASTOG PARA 2. STEPENA PRENOSA REDUKTORA Odabrano je da u drugom stepenu redukcije modul bude

 = 20°  ≥≥ 2∙2∙∙ == 2∙2∙∙ 60°= =12012018,79    = 20   =  ∙  = 3∙3 ∙ 20 = 60

 = 6

i prenosni odnos iII = 3,

, zubi cementirani i kaljeni, kvaliteta 7. Budući da je približan prečnik vratila II

dII = 60mm:

Usvajamo

Proračun dimenzija zupčanika 3 i 4 drugog zpčastog para prenosnika: 6. Optere ćenje zup častog para 3-4

 =  = 6200 = 3  =  ∙  ∙  = 18,18,5 ∙ 2 ∙ 0,95 = 35,35,15  = 35150   =  = 24002 = 1200  = 20 

6.1. Prenosni odnos zupčastog para z3 – z4

6.2. Snaga na zupčaniku z3

6.3. Broj obrtaja na zučaniku z3

6.4. Dinamička izdržljivost bokova i podnožja zuba (P33-20) Za material zupčanika 18CrNiMo7-6:

 = 480    = 1400   ;

��

��

��

7. Pomjeranje profila prema DIN 3992

  = 2∙cos +  = 62∙∙ c20+60 os20° = 255,402   = 256   = =  = ° = 0, 3 8732 ° =   0, 3 8732 8 732 = 21, 1 72° 72 °   = tan −  = tan21,172°− 180° ∙21,172° = 0,01779122   ,  ° cos = 0, 9 3032  = ∙∙  = ∙ ∙  ∙  °  =21, =515°tan −  = tan21,515°− ° ∙21,515° = 0,01870533  +  = 2∙t an+   −   = 0,1 tan = t a n  ∙ c o s  = t a n20° ∙ c os21, 1 72° = 0, 3 39402    = =18,75° = 20 = 23,55  cos  cos 18,75°  = cos = cos6018,75° = 70,66  ,  = = = 0, 0 5     == 0,2  =  = =40−0,08

7.1. Nulto osno ratojanje

Usvaja se standardna vrijednost osnog rastojanja (P13-1)

7.2. Ugao nagiba profila alata

7.3. Ugao dodirnice

7.4. Koeficijenti pomjeranja profila

7.5. Broj zuba u normalnom pesjeku

Izbor pomjeranja profila prema (P33-26), za , dobija se:

;

��

;

��

��

8. Geometrijske Geometrijske veličine 8.1. Modul u čeonoj ravni

 =  = 20°6 = 6,385     ==  ∙∙  == 6,6,3385∙85∙2600 == 127, 7    383,1     ==  ∙∙  == 127, 7 ∙  21, 1 72 = 119, 0 8    383,1∙21,172 = 357,24  ∙ 256 ∙ 20 = 128   == 2 +∙ ∙ = 2=20+60 384     3∙3 ∙ 128 = 384  == 2222 −−  −− 22 == 22∙2 ∙∙ 225566 −− 3167,14,6714,,174−−22∙ 1∙ ,15,5==3939141441,,38686   = 0,0,25 ∙  = 0,25∙25 ∙ 6 = 1,1,5   = ℎ+ 2=∙ 1,1,∙25 ∙ −2ℎ =1,25∙25 ∙ 6 = 7,7,5   ==  ++ 2∙2∙ ∙∙  −− 2ℎ2ℎ == 1238132873,,31 ++ 22 ∙∙ 0−0,,2 ∙ 068− ∙26∙ −7,52 =∙ 71,514=,7367,14   =  ∙  = 6,6,385∙85 ∙  = 20,20,059059   =  =  ∙ = 10,0295295 ∙ 21, 21,172° = 18,705705   ==   ++ 2∙2∙ ∙∙  == 10,9,02754983 

8.2. Podioni prečnici zupčanika

8.3. Prečnici osnovnih kružnica

8.4. Prečnici kinematskih kružnica

8.5. Prečnici tjemenih kružnica

8.6. Prečnici podnožnih kružnica

8.7. Podioni korak

8.8. Osnovni (sprežni) korak

8.9. Debljina zupca na podionoj kružnici

8.10.

     Širina zup anika (P33-25)  ozubljenje i za dobro ležištenje u ku ištu =15…20 ==15…20  ∙ – =za151rezano 5 ∙ 6 =ili90brušeno č

λ

ć

prenosnika.

��

��

8.11.

��

Stepen sprezanja u normalnom presjeku

         = 2   −1+ −1 + ∙   −1−tan ∙  + 1   2 0 141, 8 6 3 94, 3  = 2  119,08 −1+2∙  357,24 −1−tan21,515°∙ 3 + 1  = 0,2  =  ∙∙  = ∙∙ ∙ = 90∙0 ∙3s∙∙in20 °= 3,266  =  +  = 0,02 + 3,266 = 3,3,286

8.12.

Stepen sprezanja bočnih linija

8.13.

Ukupni stvarni stepen sprezanja bokova

9. Proračun nosivosti po kriterijumu nosivosti podnožja zubaca 9.1. Faktori optere ćenja

 = 1,5  ≥ 1   =  = ,1 +∙ ∙∙ + 0,0087 087∙∙,∙ ∙    == 1,1+ 1+51,∙, +0,0087∙  ∙     =  = 2∙2∙ ∙ = 35150  2 ∙  ∙ 20 = 279,7148  = 279714,8   = 2 = 2∙2127,79714,7 8= 4380,8   =  ∙60 ∙  = 120200 ∙ 060,1277 ∙  = 8,02  100 ∙  ∙  1 + = 8,01002 ∙ 20 ∙  1 +9 9 = 1,52  ≤ 10 

9.1.1. Faktor radnih uslova (P13-11)

9.1.2. Faktor unutrašnjih dinamičkih sila, za zupčanike sa kosim zupcima sa

•

Obrtni moment na zupcaniku z3

•

Obimna sila na porionom cilindru

•

Obimna brzina

•

Provjera radnog područ ja broja obrtaja

��

��

��

 ∙  = 4380,608∙1,5 = 109,52   = 23,9  = 1,25  = 1,4  ≅≅ 11 ++ 1,1 −6−11 ∙∙1 ∙,45∙ ∙ 1∙1 , 3   ≅ 1,3 = 1,16  ==11,45Č/Č  = 1, 3   ≅ 1,4     =  ∙  ∙  ∙  ∙  ∙∙  ∙  ∙  ∙  ∙   == 2235,,557∙ 51,7 2∙ 4∙ 0,45 ∙ ,∙ ∙1,5∙1,51∙1,25∙1,3    = 2,55  = 1,72  = 0,25+ , = 0,25+ ,, = 4,0  = 1 −  ° = 1−1 − 3,266°° = 0,45 •

•

Jedinična obimna sila

Konstanta Kf iz (P33-1)

9.1.3. Faktor raspodjele opterećenja na parove zubaca (P33-6) ; 9.1.4. Faktor raspodjele opterećenja duž dodirne linije

- osnovni faktor raspodjele opterećenja (P33-4) - (P33-5)

za nesimetričan položaj zupčanika

9.2. Radni napon u podnožju zuba

9.2.1. Faktor oblika boka zupca (P33-14)

9.2.2. Faktor koncentracije napona (P33-15) 9.2.3. Faktor stepena sprezanja

9.2.4. Faktor kosih zuba

��

��

��

  =  ∙  ∙  ∙  ∙  ∙   == 550,480∙01,6∙0,85∙0,955∙0,9∙0,98   = 1,6  = 0,85  = 0,955  = 0,9  = 0,98

9.3. Kritični napon u podnožju zupca

9.3.1. Faktor koncentracije napona zupčanika modela (P33-15) 9.3.2. Faktor radnog vijeka (P33-16)

9.3.3. Faktor uticaja razlike hrapavosti zubaca u odnosu na zupčanik model (P33-17) 9.3.4. Faktor korekcije s obzirom na razliku osjetljivosti na koncentraciju napona 9.3.5. Faktor veličine presjeka podnožja zuba (P33-19)

9.4. Stepen sigurnosti protiv loma zupca u podnožju

0  =  = 550, 235,75 = 2,33  = 1,25…2,5

��

��

��

10. PRORAUN NOSIVOSTI NA BOKU ZUBA 10.1.

Radni napon boka zupca

 =  ∙  ∙  ∙  ∙  ∙   ∙  ∙  +1+ 1 ∙  ∙  ∙  ∙  4380, 4380,7∙890 ∙ 3 +3 1 ∙1,5∙1,51∙1,4∙1,4  = 2,35 ∙ 189,8 ∙ 1,4 ∙ 0,97 ∙ 1 ∙  127,  = 909,8   75° 515° = 2,35  =  cos 2∙c os∙ tan =  cos  21,2∙1c72°∙os18,tan21,  = 189,8 √   = 0,25+ 0,75 = 0,25+ 0,0,725 = 1,4  =  coscos  = √cos √cos 20°20° = 0,97  = 1

10.1.1. Faktor oblika zupca

10.1.2. Faktor elastičnosti materijala (P33-7)

10.1.3. Faktor stepena sprezanja

10.1.4. Faktor kosih zubaca

10.1.5. Faktor jednostruke sprege 10.2.

Kritični napon boka zupca

 =  ∙  ∙  ∙  ∙  ∙  ∙   == 1383, 1400 8∙ 0,85∙ 0,95 ∙ 1,2 ∙ 1,02 ∙ 1 ∙ 1   10.2.1. Faktor radnog vijeka (P33-8) ��

��

��

 == 0,8 ∙5 ∙ 60 = 1200 1200 ∙ 5000 500000 ∙60∙ 60 = 3,3,6 ∙ 10  = 1,2  = 1,02  = 0,95  = 1  = 1  =  = 1909,383,88 = 1,52  = 1,25…2,5 Broj obrtaja u radonm vijeku zupčanika z3:

10.2.2. Faktor podmazivanja (P33-9)

10.2.3. Faktor obimne brzine (P33-10) 10.2.4. Faktor hrapavosti (P33-11) 10.2.5. Faktor razlike tvrdoće

10.2.6. Faktor veličine presjeka (P33-12)

10.3.

Stepen sigurnosti protiv razaranja boka zubca

��

��

��

DIMENZIONISANJE VRATILA 11.Šema 11.Šema opterećenja reduktora

��

��

��

12.Dimenzionisanje 12.Dimenzionisanje vratila I 12.1.

Šema opterećenja vratila I

12.2.

Intenziteti sila (F t1, Fa1, Fra) •

Obimna sila Obrtni moment na zupcaniku z1

 =  = 2∙2∙ ∙ = 18500  2∙∙40 = 73,6092  = 73609,2   = 2 = 2 ∙86,73673169809,09,2  = 1707,9   ==688, 1707,9 ∙ tantan 21,21,957°57° = 688, 688,55   ∙ ta5n5 = 1707,   tan = = tanta∙ tnan∙  = 1707, 9 ∙ 0 , 3 6595 = 625, 0    ,  °  = tan 20° 20 ° ∙ = 0, 3 6595 ,  °   = 625,0  Obimna sila na porionom cilindru

•

Radijalna sila

•

Aksijalna sila



��

��

12.3.

��

Otpori oslonaca

 = =688688,0 ,;55− − +  = 0   = 0 ;  ∙ 200 −  ∙ 2 − 86, 1∙9880 = 0 688,55∙200− ∙ 200 − 688,55 ∙ 2 −  ∙ 80 = 0  ∙=2385, 80 =868688,55∙55 ∙ 200 − 688,55 ∙ 86,2198  = 302,7    = 0;  = 625 +   =  = 2 = 2 = 312,5   = = 0 −;  −  −  = 0      ∙20 0=−0;  ∙ 2 ∙0200−0 − ∙ 8 ∙08=0 =0 0 707,2809∙200 = 1220,0   == 280 −∙ 200 == 11707, 9−1220,0 = 488,0  12.4.

Napadna opteećenja •

Transferzalna sila (F T )

 +688,55  +  =  1707,  == 1841, 1 707, 9 5  

  =  = 625,0     ==97600 488, 0 ∙ 2 00 = 97600     ∙200 = 

•

Aksijalna sila (F A )

•

Moment savijanja oko oko x-ose (M X )

��

��

��

 ==61440 307,,2 ∙ 200200 307  ∙ 200=  =  ∙ 2 = 1707,9∙ 86,2198

•

Moment savijanja oko oko z-ose (M Z )

•

Moment uvijanja (T t )

 = 73609,0    97600  + 4 =   == 115328, 97600  + 6144 614400

12.5.

Rezultujući moment savijanja (M)

12.6.

Idealni moment savijanja (Mi)

   245         =   + 2 ∙  ∙  =  115328, 115328,4 + 2∙ 205 ∙73609,0

 = 123432,0  

 =  =  ∙∙  32  =  ≤   =  32∙∙ ∙∙ =  32∙32∙ 1∙58∙ 58,23432 = 27,82  , 3 3 245    =  = = 58, 3 3   ∙  1, 5∙ 2, 8

12.7.

Idealni napon

12.8.

Idealni prečnici vratila (di)

12.9.

Stvarni prečnici vratila (d) i oblikovanje vratila

 == 2727 ,+822∙+ 2 ∙ 5 = 3737,82   = 40 

Usvajamo prečnik vratila na mjestu spoja sa zup čanikom

��

��

12.10.

��

Dimenzionisanje uzdužnog klina Za idealni prečnik di > 22mm usvajamo uzdužni klin bez nagiba sa dimenzijama: ; ; ;

 = 10 ℎ = 8  = 5   = 3,3  = 2∙  = 2 ∙27,73 82629009 = 5291,8   =  = 2,8 = 103,6   ∙ℎ∙ℎ = 510∙8 291,8 = 66,2 ≤  = 103,6

Napon na smicanje klina zadovoljava!

12.11.

Izbor ležaja Potrebna dinamička moć nošenja ležaja

 3600∙∙ 3 600∙∙   .. =  ∙ 10   3600∙4100∙50000 = 19,30    .. = 1841, 1841,5 ∙ 3600∙  = 30  = 62  = 16  = 1,0  = 20,4   = 13,4 

Usvajamo kuglični jednoredni ležaj sa kosim dodirom 72 06 sa dimenzijama: ; ; ; ; ;

��

��

��

13.Dimenzionisanje 13.Dimenzionisanje vratila II 13.1.

Šema opterećenja vratila II

13.2.


Obimna sila Obrtni moment na zupcanicima 2 i 3

 =  =  ∙  ∙  = 73609 73609,,2 ∙ 0,95∙95 ∙ 2 = 1398 13985757,,5    5  == 2∙  = =1707, 2∙1939857,   127,7  = 2190,4 Obimne sila na porionim cilindrima



•

   = = ∙ t =an688, 5 5   = 2190,4∙tan21,515°

Radijalna sila

 = 863,5 

��

�� •

13.3.

��

tan = =tanta =n625, ∙  0  = tan 20°20° ∙ ,° = 0,36481   ,  °   = = 800, ∙ ta0n = 2190,4∙0,36481

Aksijalna sila

Otpori oslonaca

 = =−688, 0 ; 55+863, −  +5+ − =1 7=50+    = 0 ;  ∙ 200 −  ∙ 105127,− 7 ∙ 2 − 172,  ∙ 2397+  ∙ 80 = 0  ∙ 280 = 86863,5 ∙ 105 + 800 ∙ 2 +625∙ 2 −175∙200  == 748,573,6655    = 0;  −−  = 175 +   =  = 2 = 2 = 87,5   = = 0;+ − − − = +3893898,8, +9 −= 0 3898,9 =∙2000− ;  ∙ 2 ∙0200−0 − ∙ 1 ∙0150−5 − ∙ 8 ∙080==0 0 3898, 898,9 ∙ 200202800 −  ∙ 105105 = 1707,2809∙200 = 1963,5   == 9898, 9−1963,5 = 1935,4  

13.4.



 =   +  +  +  =  =  = 1707, 1707,2989,9 +0 688, 688,5555 +2190,4 + 863, 863,5 ��

��

��

 =  −  = 175,0   = = 174186  ∙ 95 = 1931935,5,4∙ 90  ==71121, 748, 65 ∙ 95 65∙  ∙ 95 =75748,  ==−7364,  ∙ 2 +  ∙ 2 = −2190,4∙ 127,2 7 +1707,9∙ 172,2 4   0   + 4 =   174186  == 188146, 174186  +71121,75

•


•


•


•


13.5.


13.6.


13.7.

Idealni napon

13.8.


13.9.


   245       =   + 2 ∙  ∙  =  188146, 188146,4 + 2∙ 205 ∙ 7364, 7364,0  = 188197,85    =  =  ∙∙  32  =  ≤  8 5  =  32∙∙ ∙∙ =  32∙32∙188197, = 32,031  ∙58 ∙ 58, , 3 3 245    =  = = 58, 3 3   ∙  1, 5∙ 2, 8

 == 3232 ,+031032∙1 +2 ∙ 5 = 4242,031  ��

��

��

 = 45 


13.10.


 = 12 ℎ = 8  = 5   = 3,3  = 2∙  = 232,∙ 703 3126904 = 459,8    =  = 2,8 = 103,6   ∙ℎ∙ℎ = 412∙8 59,8 = 4,8 ≤  = 103,6


13.11.


3 600∙∙   .. =  ∙  3600∙∙ 10  3600∙ 3 600∙ 2 0∙ 5 0000   .. = 2989, 2989,0 ∙ 10 = 45,8   = 40  = 80  = 30, 2   = 1,1  = 48,0   = 36,5  

Usvajamo kuglični dvoredni ležaj sa kosim dodirom 32 08 sa dimenzijama: ; ; ; ; ;

��

��

��

14.Dimenzionisanje 14.Dimenzionisanje vratila III 14.1.

Šema opterećenja vratila III

14.2.


Obimna sila Obrtni moment na zupcanicima 2 i 3

 =  ∙  ∙  = 1398 13985757,,5 ∙ 0,9 ∙ 3 = 37761 377615,5,2525   37383,761515,1 ,25  = 2∙  = 2 ∙ 3776  = 1971,36   == 777, ∙ 2tan = 1971,36∙tan21,515°    = tan 20° ,  ° tan ta n  ∙ 20 ° ∙ = 0, 3 6481  = tan ,  °  = = 719, ∙ ta2n = 1971, 1971,36 ∙ 0,3648 364811 Obimne sila na porionim cilindrima

•

Radijalna sila

•

Aksijalna sila

��

��

14.3.

14.4.

��

Otpori oslonaca

 = =777707,;2− − −  = 0   = 0 ; − ∙ 95− 95− ∙ 2383,+ 1 ∙ 185185 = 0  ∙=280755,=7777, 2 ∙ 9 5+719, 2 ∙ 2     = 21,5    = 0;  = 719, +2   =  = 2 = 2 = 359,6   = = 0 −;  −= 1971  −  = 0     1971,,36 −   ∙ 175 = =0 ;1971−971,1,36∙3 ∙695+ 9∙5+   ∙ 80 = 0 95  == 901,1070,22 



 + 777,   +  =  1971,  == 2119, 1 971, 3 6 77 7, 2 0  

  =  = 719,2 

•


•


•


 = = 85614  ∙ 95 = 901,2 ∙ 95 90  ==2042, 21 ,5 ∙ 95  ∙ 955=21, ��

�� •

��

 ==377614,  ∙ 2 = 1971,36∙ 383,2 1 0   


14.5.


14.6.


14.7.

Idealni napon

14.8.


14.9.


 85614  + 36 =  85614  + 2042  == 85638, 2042,,5    245          =   + 2 ∙  ∙  = 85638, 85638,36 + 2∙ 205 ∙377614,0  = 241351,76    =  =  ∙∙  32  =  ≤  7 6  =  32∙∙ ∙∙ =  32∙32∙241351, = 34,8  ∙58 ∙ 58, , 3 3 245   =  = = 58, 3 3    ∙  1, 5∙ 2, 8

 == 34 ,+8 +2∙2∙ 5 = 4444,8   = 50 


��

��

14.10.

��


 = 12 ℎ = 8  = 5   = 3,3 3734,7614814,, 0= 21702,0   = 2∙  = 2 ∙ 3776  =  = 22,908 = 103,6    ∙∙  = 212∙1702,9 00 = 20,09 ≤  = 103,6


14.11.


3 600∙∙   .. =  ∙  3600∙∙ 10  3600∙610,66∙ 50000 = 10,6  .= 2119,0 ∙  3600∙  = 40  = 80  = 30, 2   = 1,1  = 48,0   = 36,5  

Usvajamo kuglični dvoredni ležaj sa kosim dodirom 32 08 sa dimenzijama: ; ; ; ; ;

��

58120817 Masinske Konstrukcije GRAFICKI RAD

Recommend Documents