Temat : Skrzynka prędkości o 18 przełożeniach i wzajemnej prostopadłości

wału wyjściowego i wejściowego

DANE ILOŚCIOWE

• maksymalny moment obrotowy na wałku wyjściowym M_o = 2500 Nm

• ilość przełożeń k = 18

• minimalna prędkość obrotowa n₁ = 11,2 obr/min

• iloraz ciągu przełożeń φ = 1,12

• prędkości obrotowe na wyjściu - 11,2; 12,5; 14; 16; 18; 20; 22,4; 25; 28;

31,5; 35,5; 40; 45; 50; 56; 63; 71; 80 obr/min.

• maksymalna odległość osi wałów od podstawy h = 200 mm

DANE SYTUACYJNE

Skrzynka prędkości przeznaczona jest do pracy w pomieszczeniach zamkniętych o temperaturze ok. 20⁰ C i normalnym zapyleniu.

koncepcje

Koncepcja pierwsza.

Koncepcja druga.

Koncepcja trzecia.

Koncepcja czwarta.

Koncepcja piąta.

Koncepcja szósta.

Koncepcja siódma.

Koncepcja ósma.

Koncepcja dziewiąta.

Koncepcja dziesiąta.

Koncepcja jedenasta.

OCENA KONCEPCJI

Metoda punktacji podwójnej.

Kryteria oceny:

1. trwałość - 0,7

2. zwartość konstrukcji - 0,7

3. ilość współpracujących kół zębatych - 0,8

4. ilość kół przenoszących jednocześnie napęd - 1

5. ilość wałków - 0,8

6. łatwość nastawienia określonego przełożenia - 1

7. rozwiązanie nawrotu i prostopadłości osi - 0,9

8. technologiczność - 0,7

9. długości wałów - 0,9

skala ocen - od 1 do 3

wagi ocen - od0 do 1

KONCE- PCJA	KRYTERIUM									OCENA
		1	2	3	4	5	6	7	8		9
1	1	3	1	2	2	3	1	2	1	11,4
2	1	2	1	2	1	1	1	2	2	10,4
3	1	2	1	2	1	1	1	1	1	9,2
4	3	3	2	2	3	2	3	2	2	18,1
5	3	3	2	2	3	2	3	2	2	18,1
6	1	2	1	2	3	2	2	2	1	13,4
7	3	3	2	2	3	2	3	2	3	19
8	2	2	2	3	3	3	2	2	1	17,6
9	2	1	3	3	3	2	2	1	2	16,2
10	2	1	3	3	3	1	2	1	2	15,2
11	2	2	3	3	3	2	3	1	2	17,8

SIATKA PRĘDKOŚCI ORAZ WYZNACZENIE BŁĘDÓW PRĘDKOŚCI POSZCZEGÓLNYCH PRZEŁOŻEŃ

KOŁO	LICZBA ZĘBÓW	Przełożenie		WARTOŚĆ	PRĘDKOŚĆ obr/min		BŁĄD %
											WYJŚĆIOWA	NOMINALNA
Z1	51	1	Z19/Z17*Z16/Z13*Z8/Z7*Z4/Z1	0,03743316	11,10516934	11,2	0,84
Z2	49	2	Z19/Z17*Z16/Z13*Z8/Z7*Z5/Z2	0,04220779	12,52164502	12,5	0,17
Z3	47	3	Z19/Z17*Z16/Z13*Z8/Z7*Z6/Z3	0,04738878	14,05867182	14	0,41
Z4	24	4	Z19/Z17*Z16/Z13*Z10/Z9*Z4/Z1	0,05347594	15,86452763	16	0,84
Z5	26	5	Z19/Z17*Z16/Z13*Z10/Z9*Z5/Z2	0,06029685	17,88806432	18	0,62
Z6	28	6	Z19/Z17*Z16/Z13*Z10/Z9*Z6/Z3	0,06769826	20,08381689	20	0,41
Z7	48	7	Z19/Z17*Z16/Z13*Z12/Z11*Z4/Z1	0,07486631	22,21033868	22,4	0,84
Z8	24	8	Z19/Z17*Z16/Z13*Z12/Z11*Z5/Z2	0,08441558	25,04329004	25	0,17
Z9	42	9	Z19/Z17*Z16/Z13*Z12/Z11*Z6/Z3	0,09477756	28,11734365	28	0,41
Z10	30	10	Z19/Z17*Z15/Z14*Z8/Z7*Z4/Z1	0,10485934	31,10826939	31,5	1,24
Z11	36	11	Z19/Z17*Z15/Z14*Z8/Z7*Z5/Z2	0,11823425	35,0761609	35,5	1,19
Z12	36	12	Z19/Z17*Z15/Z14*Z8/Z7*Z6/Z3	0,13274746	39,3817453	40	1,54
Z13	66	13	Z19/Z17*Z15/Z14*Z10/Z9*Z4/Z1	0,14979905	44,44038485	45	1,24
Z14	46	14	Z19/Z17*Z15/Z14*Z10/Z9*Z5/Z2	0,16890607	50,10880128	50	0,21
Z15	41	15	Z19/Z17*Z15/Z14*Z10/Z9*Z6/Z3	0,18963922	56,25963614	56	0,46
Z16	21	16	Z19/Z17*Z15/Z14*Z12/Z11*Z4/Z1	0,20971867	62,21653879	63	1,24
Z17	60	17	Z19/Z17*Z15/Z14*Z12/Z11*Z5/Z2	0,2364685	70,1523218	71	1,19
Z18	60	18	Z19/Z17*Z15/Z14*Z12/Z11*Z6/Z3	0,26549491	78,7634906	80	1,54
Z19	30

Prędkość obrotowa silnika n = 890 obr/min

Przełożenie przekładni pasowej i = 3

Prędkość obrotowa na wejściu do skrzynki n = 296,66 obr/min

Maksymalnym błąd prędkości wynosi 1,54 %

Wartość dopuszczalna błędu wynosi 2 %

Błędy prędkości poszczególnych przełożeń zostały obliczone przy pomocy programu napisanego w MICROSOFT EXCEL dołączonego na dyskietce.

WYMIARY KÓŁ ZĘBATYCH WALCOWYCH O ZĘBACH PROSTYCH

koło	z	m	d	da	df	h	ha	hf	b
				mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm
1	51	7	357	371	340,2	15,4	7	8,4	70
2	49	7	343	357	326,2	15,4	7	8,4	70
3	47	7	329	343	312,2	15,4	7	8,4	70
4	24	7	168	182	151,2	15,4	7	8,4	70
5	26	7	182	196	165,2	15,4	7	8,4	70
6	28	7	196	210	179,2	15,4	7	8,4	70
7	48	7	336	350	319,2	15,4	7	8,4	70
8	24	7	168	182	151,2	15,4	7	8,4	70
9	42	7	294	308	277,2	15,4	7	8,4	70
10	30	7	210	224	193,2	15,4	7	8,4	70
11	36	7	252	266	235,2	15,4	7	8,4	70
12	36	7	252	266	235,2	15,4	7	8,4	70
13	66	5	330	340	318	11	5	6	50
14	46	5	230	240	218	11	5	6	50
15	41	5	205	215	193	11	5	6	50
16	21	5	105	115	93	11	5	6	50

Obliczenia wymiarów kół zębatych walcowych wykonano przy pomocy programu napisanego w MICROSOFT EXCEL dołączonego na dyskietce.

Wymiary kół zębatych stożkowych o zębach prostych

koło	z	m	d	da	df	h	ha	hf	b
				mm	mm	mm	Mm	mm	mm	mm	mm
17	60	5	300	304,5	294,6	11	5	6	40
18	60	5	300	304,5	294,6	11	5	6	40
19	30	5	150	158,9	139,2	11	5	6	40

Wysokość zęba h = 2,2*m

Wysokość głowy zęba h_a = m

Wysokość stopy zęba h_f = 1,2*m

Średnica podziałowa d = m*z

Średnica wierzchołków d_a = d + 2m*cosδ

Średnica podstaw d_f = d - 2,4m*cosδ

Obliczenia dla kół Z17 i Z18

h = 2,2*m = 2,2*5 = 11 mm

h_a = m = 5 mm

h_f = 1,2*m =1,2*5 = 6 mm

d = m*z = 5*60 =300 mm

d_a = d + 2m*cosδ = 300 + 2*5*cos63,43 = 304,5 mm

d_f = d - 2,4m*cosδ = 300 - 2,4*5*cos63,43 =294,6 mm

Obliczenia dla koła Z19

h = 2,2*m = 2,2*5 = 11 mm

h_a = m = 5 mm

h_f = 1,2*m =1,2*5 = 6 mm

d = m*z = 5*30 =150 mm

d_a = d + 2m*cosδ = 150 + 2*5*cos26,56 = 158,9 mm

d_f = d - 2,4m*cosδ = 150 - 2,4*5*cos26,56 =139,2 mm

PARA KÓŁ		PRZEŁOŻENIE	SUMA ZĘBÓW
Z1	Z4	2,12	75
Z2	Z5	1,88	75
Z3	Z6	1,67	75
Z7	Z8	2	72
Z9	Z10	1,4	72
Z11	Z12	1	72
Z13	Z16	3,14	87
Z14	Z15	1,12	87
Z17	Z19	2	90
Z18	Z19	2	90

OBLICZENIA NA ZGINANIE ORAZ NA NACISKI DOPUSZCZALNE
	DLA KÓŁ WALCOWYCH
	P - przenoszona moc
	M - moment obrotowy rzeczywisty
	z - liczba zębów
	q - współczynnik kształtu
	Kv -wsp. nadwyżek dynamicznych
	K - wsp. przeciążenia
	Kt - wsp. zależny od liczby przyporu
	L - wsp. szerokości
	n - prędkość obrotowa
	kg - dopuszczalne naprężenie przy zginaniu
	HB - twardość Brinella
	W - wsp. do obliczania nacisków dopuszczalnych
	i - przełożenie
	dp - średnica podziałowa
	b - szerokość koła
	C - wsp. zależny od materiału kół

Materiał kół zębatych - 40H ( kg = 350 Mpa, HB = 350)

Wzory do obliczeń kół na zginanie:

Wzory do obliczeń kół na nacisk powierzchniowy:

KOŁO Z1

P=

2,96

Kw

HB=

350

M=

2523,929

Nm

W=

1,75

z=

51

i=

2,125

q=

2,74

dp=

35,7

cm

Kv=

1,3

b=

7

cm

K=

1,25

Kt=

1

Kt=

1

C=

478

L=

10

n=

11,2

obr/min

kg=

350

MPa

Mo=

4101,384

Nm

Fo=

22,97694

KN

m =

5,012498

mm

Pmax=

555,8229

MPa

Pmax < ko

ko=

1000

MPa

KOŁO

Z2

P=

2,96

Kw

HB=

350

M=

2261,4

Nm

W=

1,75

z=

49

i=

1,88

q=

2,83

dp=

34,3

cm

Kv=

1,3

b=

7

cm

K=

1,25

Kt=

1

Kt=

1

C=

478

L=

10

n=

12,5

obr/min

kg=

350

MPa

Mo=

3674,8

Nm

Fo=

21,428

KN

m =

4,9503

mm

Pmax=

558,9

MPa

Pmax < ko

ko=

1000

MPa

________________________________________________________________

	KOŁO	Z3
	P=	2,96	Kw	HB=	350
	M=	2019,1	Nm	W=	1,75
	z=	47		i=	1,67
	q=	2,83		dp=	32,9	cm
	Kv=	1,3		B=	7	cm
	K=	1,25		Kt=	1
	Kt=	1		C=	478
	L=	10
	n=	14	obr/min
	kg=	350	MPa
	Mo=	3281,1	Nm	Fo=	19,946	KN
	m =	4,8334	mm	Pmax=	562,48	MPa	Pmax < ko
				ko=	1000	MPa

	KOŁO	Z4
	P=	3,1	Kw	HB=	350
	M=	1259,8	Nm	W=	1,75
	z=	24		i=	2,12
	q=	3,1		dp=	16,8	cm
	Kv=	1,3		b=	7	cm
	K=	1,25		Kt=	1
	Kt=	1		C=	478
	L=	10
	n=	23,5	obr/min
	kg=	350	MPa
	Mo=	2047,2	Nm	Fo=	24,371	KN
	m =	5,3266	mm	Pmax=	834,77	MPa	Pmax < ko
				ko=	1000	MPa

_______________________________________________________________

	KOŁO	Z5
	P=	3,1	Kw	HB=	350
	M=	1259,8	Nm	W=	1,75
	z=	26		i=	1,88
	q=	3,1		dp=	18,2	cm
	Kv=	1,3		b=	7	cm
	K=	1,25		Kt=	1
	Kt=	1		C=	478
	L=	10
	n=	23,5	obr/min
	kg=	350	MPa
	Mo=	2047,2	Nm	Fo=	22,496	KN
	m =	5,1864	mm	Pmax=	786,17	MPa	Pmax < ko
				ko=	1000	MPa
	KOŁO	Z6
	P=	3,1	Kw	HB=	350
	M=	1259,8	Nm	W=	1,75
	z=	28		i=	1,67
	q=	3,1		dp=	19,6	cm
	Kv=	1,3		b=	7	cm
	K=	1,25		Kt=	1
	Kt=	1		C=	478
	L=	10
	n=	23,5	obr/min
	kg=	350	MPa
	Mo=	2047,2	Nm	Fo=	20,889	KN
	m =	5,0598	mm	Pmax=	745,78	MPa	Pmax < ko
				ko=	1000	MPa

_______________________________________________________________

	KOŁO	Z7
	P=	3,1	Kw	HB=	350
	M=	1259,8	Nm	W=	1,75
	z=	48		i=	2
	q=	2,74		dp=	33,6	cm
	Kv=	1,3		b=	7	cm
	K=	1,25		Kt=	1
	Kt=	1		C=	478
	L=	10
	n=	23,5	obr/min
	kg=	350	MPa
	Mo=	2047,2	Nm	Fo=	12,185	KN
	m =	4,0574	Mm	Pmax=	421,38	MPa	Pmax < ko
				ko=	1000	MPa

	KOŁO	Z8
	P=	3,24	Kw	HB=	350
	M=	655,55	Nm	W=	1,75
	z=	24		i=	2
	q=	3,1		dp=	16,8	cm
	Kv=	1,3		b=	7	cm
	K=	1,25		Kt=	1
	Kt=	1		C=	478
	L=	10
	n=	47,2	obr/min
	kg=	350	MPa
	Mo=	1065,3	Nm	Fo=	12,682	KN
	m =	4,2844	mm	Pmax=	607,94	MPa	Pmax < ko
				ko=	1000	MPa

_______________________________________________________________

	KOŁO	Z9
	P=	3,1	Kw	HB=	350
	M=	883,73	Nm	W=	1,75
	z=	42		i=	1,4
	q=	2,83		dp=	29,4	cm
	Kv=	1,3		B=	7	cm
	K=	1,25		Kt=	1
	Kt=	1		C=	478
	L=	10
	n=	33,5	obr/min
	kg=	350	MPa
	Mo=	1436,1	Nm	Fo=	9,7691	KN
	m =	3,8101	mm	Pmax=	431,2	MPa	Pmax < ko
				ko=	1000	MPa

	KOŁO	Z10
	P=	3,24	Kw	HB=	350
	M=	655,55	Nm	W=	1,75
	z=	30		i=	1,4
	q=	2,98		dp=	21	cm
	Kv=	1,3		b=	7	cm
	K=	1,25		Kt=	1
	Kt=	1		C=	478
	L=	10
	n=	47,2	obr/min
	kg=	350	MPa
	Mo=	1065,3	Nm	Fo=	10,145	KN
	m =	3,9254	mm	Pmax=	519,93	MPa	Pmax < ko
				ko=	1000	MPa

______________________________________________________________

	KOŁO	Z11
	P=	3,1	Kw	HB=	350
	M=	629,89	Nm	W=	1,75
	z=	36		i=	1
	q=	2,83		dp=	25,2	cm
	Kv=	1,3		b=	7	cm
	K=	1,25		Kt=	1
	Kt=	1		C=	478
	L=	10
	n=	47	Obr/min
	kg=	350	MPa
	Mo=	1023,6	Nm	Fo=	8,1236	KN
	m =	3,5829	Mm	Pmax=	458,74	MPa	Pmax < ko
				Ko=	1000	MPa

	KOŁO	Z12
	P=	3,24	Kw	HB=	350
	M=	655,55	Nm	W=	1,75
	z=	36		i=	1
	q=	2,83		Dp=	25,2	cm
	Kv=	1,3		b=	7	cm
	K=	1,25		Kt=	1
	Kt=	1		C=	478
	L=	10
	n=	47,2	Obr/min
	kg=	350	MPa
	Mo=	1065,3	Nm	Fo=	8,4545	KN
	m =	3,6309	Mm	Pmax=	467,99	MPa	Pmax < ko
				ko=	1000	MPa

________________________________________________________________

	KOŁO	Z13
	P=	3,24	Kw	HB=	350
	M=	655,55	Nm	W=	1,75
	z=	66		i=	3,14
	q=	2,69		dp=	33	cm
	Kv=	1,3		b=	7	cm
	K=	1,25		Kt=	1
	Kt=	1		C=	478
	L=	10
	n=	47,2	Obr/min
	kg=	350	MPa
	Mo=	1065,3	Nm	Fo=	6,4562	KN
	m =	2,917	Mm	Pmax=	290,17	MPa	Pmax < ko
				ko=	1000	MPa

	KOŁO	Z14
	P=	3,24	Kw	HB=	350
	M=	234,05	Nm	W=	1,75
	z=	46		i=	1,12
	q=	2,74		dp=	23	cm
	Kv=	1,3		b=	7	cm
	K=	1,25		Kt=	1
	Kt=	1		C=	478
	L=	10
	n=	132,2	Obr/min
	kg=	350	MPa
	Mo=	380,34	Nm	Fo=	3,3073	KN
	m =	2,3484	Mm	Pmax=	261,47	MPa	Pmax < ko
				ko=	1000	MPa

_______________________________________________________________

	KOŁO	Z15
	P=	3,4	Kw	HB=	350
	M=	218,95	Nm	W=	1,75
	z=	41		i=	1,12
	q=	2,83		dp=	20,5	cm
	Kv=	1,3		b=	7	cm
	K=	1,25		Kt=	1
	Kt=	1		C=	478
	L=	10
	n=	148,3	Obr/min
	kg=	350	MPa
	Mo=	355,79	Nm	Fo=	3,4711	KN
	m =	2,4124	Mm	Pmax=	323,44	MPa	Pmax < ko
				ko=	1000	MPa

	KOŁO	Z16
	P=	3,4	Kw	HB=	350
	M=	218,95	Nm	W=	1,75
	z=	21		i=	3,14
	q=	3,28		dp=	10,5	cm
	Kv=	1,3		b=	7	cm
	K=	1,25		Kt=	1
	Kt=	1		C=	478
	L=	10
	n=	148,3	Obr/min
	kg=	350	MPa
	Mo=	355,79	Nm	Fo=	6,777	KN
	m =	3,167	mm	Pmax=	527,03	MPa	Pmax < ko
				ko=	1000	MPa

Powyższe obliczenia zostały wykonane przy pomocy programu napisanego w MICROSOFT EXCEL dołączonego na dyskietce.

Obliczenia na zginanie i naciski prostych zębów kół stożkowych

Wzory do obliczeń na zginanie:

,

m - moduł w cm

Mo - moment obrotowy obliczeniowy w Nm

q - współczynnik kształtu dla zastępczej liczby zębów

δ - kąt między osią i tworzącą stożka podziałowego

z - liczba zębów

λ - współczynnik szerokości uzębienia

kg - dopuszczalne naprężenie przy zginaniu jednostronnie zmiennym

z_z - zastępcza liczba zębów

R_k - długość tworzącej stożka podziałowego

Wzory do obliczeń na naciski:

Pmax - największy nacisk powierzchniowy wMPa

C - współczynnik zależny od materiału kół

Fo - siła obliczeniowa w kN

Ko - nacisk dopuszczalny w Mpa

Obliczenia dla koła Z19

Ms =113,1 Nm

z = 30

d =150mm =15 cm

Obliczenia dla koła Z17 i Z18

Ms =218,6 Nm

z = 60

d =300mm =30 cm

Ze względu na znaczne długości wałów, aby zmniejszyć wartości sił pochodzących od momentów skręcających, które powodują znaczne ugięcia tych wałów przyjąłem wartości modułów nieco większe od obliczonych (z zachowaniem warunku, iż maksymalna odległość osi wałów od podstawy nie może przekraczać 200 mm).

Przyjęte moduły kół zębatych walcowych o zębach prostych to :

Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, Z7, Z8, Z9, Z10, Z11, Z12 - moduł 7mm

Z13, Z14, Z15, Z16, Z17, Z18, Z19 - moduł 5 m

OBLICZENIE ZAZĘBIENIA NA ZATARCIE

Para kół Z1 - Z4

Z1 - 51

Z4 - 24

v - 0,2 m/s

d₁ - 357 mm

d₄ - 168 mm

olej SAE 80

Q_zrmax -4,2 ( odczytane z wykresu )

Q_zr = 4,2*4 = 16,8

h = 2 μm

γ - 100 - lepkość kinematyczna

Fp = 18 μm

Fx = b*Fb

Fb = 10/100

B =70

Fx = 70*10/100 = 7μm

C = 10 N(mm*μm)

wsp. bezpieczeństwa

Obliczanie wymaganego współczynnika bezpieczeństwa

Cmax =50

Para kół Z7 - Z8

Z7 - 48

Z8 - 24

v - 0,4 m/s

d₁ - 336 mm

d₄ - 168 mm

olej SAE 80

Q_zrmax -4,5 ( odczytane z wykresu )

Q_zr = 4,5*4 = 18

h = 2 μm

γ - 100 - lepkość kinematyczna

Fp = 18 μm

Fx = b*Fb

Fb = 10/100

B =70

Fx = 70*10/100 = 7μm

C = 10 N(mm*μm)

wsp. bezpieczeństwa

Obliczanie wymaganego współczynnika bezpieczeństwa

Cmax =48

Obliczenia zostały wykonane na podstawie książki Ludwika Mullera - Przekładnie zębate

rozdział 3.8.

moc silnika oraz sprawność na poszczególnych wałach

Mmax = 2500 Nm

n_min =11,2 obr/min

η₁ = 0,96 sprawność przekładni pasowej

η₂ = 0.99 sprawność łożysk

η₃ = 0,985 sprawność zazębienia

η₄ = 0,99 straty mocy spowodowane pozostałymi czynnikami (straty

na sprzęgłach oraz na kołach zazębionych ze sobą lecz nie

przenoszących momentu obrotowego

• wał pierwszy:

η = 0,96*0,99⁵*0,985⁴*0,99⁶ = 0,807

• wał drugi:

η = 0,96*0,99⁴*0,985³*0,99⁴ = 0,837

• wał trzeci:

η = 0,96*0,99³*0,985²*0,99³ = 0,875

• wał czwarty:

η = 0,96*0,99²*0,985*0,99 = 0,9175

• wał piąty:

η = 0,96*0,99 = 0,95

Dobór mocy silnika

Wybrałem silnik prądu stałego typu G o mocy N = 3,7 kW i n = 890 obr/min

Wały wykonane są ze stali 45 dla której Re = 420 Mpa

Obliczenia dla wału pierwszego

wartości sił promieniowych i obwodowych na poszczególnych kołach

	z1	z2	z3
Fobw	14134 n	13183 n	12273 n
Fprom	5144 n	4798 n	4467 n

uzyskane wartości reakcji, momentów gnących oraz ugięć w poszczególnych przekrojach

Siła	Ra	Rb	Mg2	Mg3	Mg4	Mg5	Mg6	fmax
N			Nmm			mm
14134	1799	12335	99000	162000	388000	678000	123000	0,0211
5144	654	4489	36000	59000	141000	247000	449000	0,0077
13183	6591	6591	362000	593000	1423000	362000	65000	0,053
4798	2399	2399	131000	215000	518000	131000	23000	0,019
12273	10710	1562	589000	534000	337000	86000	15000	0,019
4467	3898	568	214000	194000	122000	31000	5600	0,0069

Maksymalny moment gnący występuje w przekroju 4 i wynosi :

Mgx = 1423000 Nmm

Mgy = 518000 Nmm

przewaga zginania

Ze względu na dopuszczalne ugięcia wału średnica w najbardziej obciążonym przekroju wynośi d = 80 mm, a minimalna średnica tego wału wynosi 75 mm.

DOBÓR ŁOŻYSK

Trwałość godzinowa L_h

L_h = 15 lat * 54 tygodnie * 5 dni * 5 godzin = 20250 godzin

Koło przenoszące napęd - Z1, n = 11,2 obr/min

F= 15040 N

Ra = 1914 N

Rb = 13126 N

Koło przenoszące napęd - Z2, n = 12,5 obr/min

F= 14028 N

Ra = 7014 N

Rb = 7014 N

Koło przenoszące napęd - Z3, n = 14 obr/min

Ra = 11397 N

Rb = 1662 N

	Podpora A	Podpora B	Koło Z2	Koło Z1
Cmax	29282	31308	34715	35874
ŁOŻYSKO	6015	6015	61916	61915

Obliczanie wpustów

Mo - moment obrotowy w Nm

n - ilość wpustów

d - średnica wałka w cm

t - głębokość rowka wpustowego w cm

ko - nacisk dopuszczalny w MPa

obliczenia dla wału drugiego

uzyskane wartości reakcji, momentów gnących oraz ugięć w poszczególnych przekrojach

		SIŁY NA KOŁACH		RA	RB	RC	Mg1	Mg2	Mg3	Mg4	Mg5	Mg6	fMAX
		N		N		N		N		Nmm		mm
1	FO	5998	7498	222	7321	5954	12000	45000	63000	170000	78000	327000		0,009
		FP	2183	2729	247	1673	2466	13000	50000	69900	51000	93000	135600		0,008
	2	FO	5998	6921	144	10482	2584	7900	29300	40100	140000	558000	142000		0,028
		FP	2183	2519	380	522	1240	20000	77000	107000	61000	267000	68100		0,016
	3	FO	5998	6427	164	12078	183	9000	33380	46500	69000	39500	10070		0,003
		FP	2183	2339	268	58	365	14750	54400	75900	138000	79000	20100		0,006
	4	FO	7498	14997	1442	9179	11873	79300	292000	191600	352900	150000	653000		0,016
		FP	2729	5458	857	1358	4945	47000	174000	24300	106000	189400	272000		0,017
	5	FO	7498	13843	708	15500	5132	38900	143800	399000	293000	1108700	282000		0,056
		FP	2729	5038	1124	941	2492	61800	228000	100000	128000	538000	137000		0,031
	6	FO	7498	12855	1326	17695	331	73000	269000	224000	124000	71500	18200		0,017
		FP	2729	4678	899	2104	744	49400	182600	36200	280700	160800	41000		0,016
	7	FO	6011	10520	4316	3596	8620	237000	13500	149000	138000	168000	474000		0,016
		FP	2188	3829	1840	81	3363	99200	42400	11700	35000	110000	184000		0,01
	8	FO	6011	9711	3800	8030	3890	209000	118000	295000	96000	840000	214000		0,044
		FP	2188	3534	1991	1695	1642	10950	80400	64700	50000	354000	90300		0,02
	9	FO	6011	9017	4235	10271	523	233000	30000	172000	197000	113000	28700		0,011
		FP	2188	3282	1833	2511	416	100000	48400	20000	157000	89000	22900		0,009

1 - koła przenoszące moment obrotowy - z11 z4

2 - koła przenoszące moment obrotowy - z11 z5

3 - koła przenoszące moment obrotowy - z11 z6

4 - koła przenoszące moment obrotowy - z7 z4

5 - koła przenoszące moment obrotowy - z7 z5

6 - koła przenoszące moment obrotowy - z7 z6

7 - koła przenoszące moment obrotowy - z9 z4

8 - koła przenoszące moment obrotowy - z9 z5

9 - koła przenoszące moment obrotowy - z9 z6

Maksymalny moment gnący występuje w przekroju 5 i wynosi :

Mgx = 1108700 Nmm

Mgy = 538000Nmm

przewaga zginania

Ze względu na dopuszczalne ugięcia wału średnica w najbardziej obciążonym przekroju wynośi d = 70 mm, a minimalna średnica tego wału wynosi 45 mm.

DOBÓR ŁOŻYSK

Prędkość obrotowa wału n = 47 obr/min

- siła działająca na koło Z6

Prędkość obrotowa wału n = 23,5 obr/min

- siła działająca na koło Z7

- siła działająca na koło Z6

Prędkość obrotowa wału n = 33,5 obr/min

- siła działająca na koło Z6

	Podpora A	Podpora B	Podpora C	Koło Z6	Koło Z7
Cmax	16256	54570	39386	41892	24435
ŁOŻYSKO	6009	6213	6212	61915	61911

OBLICZANIE WPUSTÓW

• pod koło Z9

• pod koło Z7

• pod koło Z11

• pod koło Z6

• pod koło Z5

• pod koło Z4

obliczenia dla wału trzeciego

uzyskane wartości reakcji, momentów gnących oraz ugięć w poszczególnych przekrojach

		SIŁY NA KOŁACH		RA	RB	RC	Mg1	Mg2	Mg3	Mg4	Mg5	Mg6	fMAX
		N		N			Nm						mm
1	FO	3972	7800	2599	8120	1052	142	527,7	111,7	486	173,5	47,3	0,054
		FP	1445	2838	1260	1100	967	693	225	129	51	159	43	0,03
	2	FO	3972	6242	4686	3936	1590	257	27,5	96,8	275	262	71,5	0,032
		FP	1445	2271	2019	421	772	111	73,8	53	24	127	34	0,019
	3	FO	3972	5202	604	7189	1380	332	122,5	170,9	257,9	227,8	62,1	0,025
		FP	1445	1893	534	762	848	293	108,3	151	51,7	140	38	0,022
	4	FO	2034	2785	1001	2387	1430	55	203	60,5	144,6	8,0	64,35	0,021
		FP	740	1013	423	579	729	23,2	85,9	38,7	29	31,5	32,8	0,01
	5	FO	2034	2228	1754	893	1622	96	24,6	13,9	69,4	23,6	73	0,008
		FP	740	810	693	355	659	38,1	20,9	11,6	1,72	19,9	29,6	0,005
	6	FO	2034	1857	288	2055	1547	15,8	58,5	81,6	98,7	11,2	69,6	0,009
		FP	740	676	164	458	686	9,02	33,3	46,4	12,4	24,5	30,9	0,006

1 - koła przenoszące moment obrotowy - z13 z8

2 - koła przenoszące moment obrotowy - z13 z10

3 - koła przenoszące moment obrotowy - z13 z12

4 - koła przenoszące moment obrotowy - z14 z8

5 - koła przenoszące moment obrotowy - z14 z10

6 - koła przenoszące moment obrotowy - z14 z12

Maksymalny moment gnący występuje w przekroju 5 i wynosi :

Mgx = 227800 Nmm

Mgy = 140000Nmm

przewaga skręcania

Ze względu na dopuszczalne ugięcia wału średnica w najbardziej obciążonym przekroju wynosi d = 50 mm, a minimalna średnica tego wału wynosi 40 mm.

DOBÓR ŁOŻYSK

Prędkość obrotowa wału n = 47,2 obr/min

- siła działająca na koło Z10

- siła działająca na koło Z12

- siła działająca na koło Z13

Prędkość obrotowa wału n = 132,2 obr/min

	Podpora A	Podpora B	Podpora C	Z10	Z12	Z13
CMAX	19664,3	31579,5	9527	25598,9	21334	16289
ŁOŻYSKO	6009	6212	6008	61910	61912	61910

OBLICZANIE WPUSTÓW

• pod koło Z8

• pod koło Z10

• pod koło Z12

• pod koło Z13

• pod koło Z14

obliczenia dla wału czwartego

uzyskane wartości reakcji, momentów gnących oraz ugięć w poszczególnych przekrojach

		SIŁY NA KOŁACH		RA	RB	Mg1	Mg2	Mg3	Mg4	fMAX
				N		N		Nmm				Mm
1	FO	1457,3	4163,8	3060	2561	113000	347000	422000	115000	0,032
		FP	530,4	1515,5	152	832	5600	105000	137000	37400	0,009
	2	FO	1457,3	2135,6	1564	2028	57000	73500	78500	91300	0,008
		FP	530,4	777,3	392	639	14500	5700	12200	28800	0,0006
	3	FO	1457,3	4163,8	2521	3099	93300	461000	511000	139000	0,04
		FP	530,4	1515,5	348	636	12900	63700	105000	28600	0,0064
	4	FO	1457,3	2135,6	1025	2567	37900	187600	167300	115500	0,016
		FP	530,4	777,3	196	443	7250	35880	20200	19900	0,0023

1 - koła przenoszące moment obrotowy - z18 z16

2 - koła przenoszące moment obrotowy - z18 z15

3 - koła przenoszące moment obrotowy - z17 z16

4 - koła przenoszące moment obrotowy - z17 z15

Maksymalny moment gnący występuje w przekroju 3 i wynosi :

Mgx = 511000 Nmm

Mgy = 105000Nmm

przewaga zginania

Ze względu na dopuszczalne ugięcia wału średnica w najbardziej obciążonym przekroju wynosi d = 70 mm, a minimalna średnica tego wału wynosi 50 mm.

DOBÓR ŁOŻYSK

Prędkość obrotowa wału n = 148,3 obr/min

- siła działająca na koło Z18

- siła działająca na koło Z17

- siła działająca na koło Z15

	Podpora A	Podpora B	Koło Z15	Koło Z17	Koło Z18
Cmax	17510	18085	12991	8860	8860
ŁOŻYSKO	6010	16012	61814	61812	61812

OBLICZANIE WPUSTÓW

• pod koło Z17 i z18

• pod koło Z15 i Z16

obliczenia dla wału PIĄTEGO

uzyskane wartości reakcji, momentów gnących oraz ugięć w poszczególnych przekrojach

SIŁY NA KOŁACH			RA	RB	Mg1	Mg2	Mg3		Mg4	fMAX
N			N		Nmm			mm
1	162	-1509	1143,2	2490,2	8100	11340	57300		27162	0,0006
		1773,6	-549	3845	2620	88680	124150	20862		9882	0,0002
	2	162	1509	495	2166	8100	11340	57300		27162	0,0007
		1773,6	549	3249	926	88680	124150	20862		9882	0,0004

1 - gdy moment obrotowy przenoszony jest przez koło Z18

2 - gdy moment obrotowy przenoszony jest przez koło Z17

Maksymalny moment gnący występuje w przekroju 2 i wynosi :

Mgx = 124150 Nmm

Mgy = 11340 Nmm

przewaga zginania

DOBÓR ŁOŻYSK

Prędkość obrotowa n = 296,66 obr/min

Podpora A - łożysko 16012

Podpora B - łożysko 6012

OBLICZANIE WPUSTÓW

• pod koło Z19

Wartości momentów zginających oraz ugięć w poszczególnych przekrojach wałów zostały obliczone przy pomocy programu FRAME. Wszystkie wyniki są zawarte na dyskietce (pliki z rozszerzeniem OUT )

LITERATURA

Rysowanie i projektowanie części maszyn - Z. Lubiński, M. Kociszewski

Projektowanie obrabiarek - Wrotny

Przekładnie zębate - L. Muller

---