Cel ćwiczenia: zapoznanie się z podstawowymi wymiarami kół zębatych i łożysk tocznych oraz ich identyfikacja.

KOŁA ZĘBATE

1. Podział kół zębatych.

Koła zębate są elementami przekładni zębatych, służących do zmiany obrotów oraz momentu obrotowego.

Koło zębate składa się z wieńca, zębów oraz części łączącej wieniec z piastą.

W zależności od kształtu wieńca koła zębate dzielimy na:

1. koła walcowe,

2. koła stożkowe.

Obydwa rodzaje kół zębatych mogą mieć uzębienie zewnętrzne lub wewnętrzne. Ze względu na linię przecięcia walca lub stożka podziałowego z powierzchnią zęba rozróżniamy:

• w kołach walcowych

1. zęby proste, przebiegające wzdłuż tworzących walca,

2. zęby śrubowe, których linia przebiega wzdłuż linii śrubowej,

3. zęby strzałkowe - daszkowe,

4. zęby łukowe.

a) b) c) d)

• w kołach stożkowych

1. zęby proste,

2. zęby śrubowe - skośne,

3. zęby łukowe.

a) b) c)

2. Rysunek techniczny koła zębatego

Podstawowe wymiary koła zębatego:

t - podziałka nominalna

d_p - średnica podziałowa

d_w - średnica wierzchołków

d_s - średnica stóp

h - wysokość zęba

h_g - wysokość głowy zęba

h_s - wysokość stopy zęba

g_o - grubość zęba

s_o - szerokość wrębu

b - szerokość zęba

Podstawowe pojęcia i zasady kształtowania kół na przykładzie koła walcowego o zębach prostych - koło zębate ma wieniec, na obwodzie którego rozmieszczone są zęby roz­dzielone wrębami. Boczna powierzchnia zęba nazywa się bokiem zęba. Przecięcie zęba umowną płaszczyzną, w tym przypadku prostopadłą do osi nazywa się zarysem zęba. Przy określeniu rozmieszczenia zębów wprowadza się umowną powierzchnię, zwaną powierzch­nią podziałową, która w przypadku kół walcowych jest walcem podziałowym. Część zęba znajdująca się poniżej powierzchni podziałowej nazywa się stopą zęba, część powyżej nazywa się głową zęba. Przecięcie walca podziałowego płaszczyzną nazywa się okręgiem podziałowym, a jego średnica średnicą podziałowa d. okrąg podziałowy dzielimy na tyle odcinków, ile zębów ma znajdować się na kole. Długość każdego odcinka mierzona po łuku zwana jest podziałką koła zębatego lub podziałką uzębienia t. Między podziałką, średnicą podziałową i liczbą zębów zachodzi związek zt=πd stąd d=z(t/π)=zm gdzie m=t/π nazywa się modułem koła zębatego. Moduł przyjmuje się jako podstawową wielkość służącą do określenia wymiarów zęba, a w związku z tym do określenia wymiarów narzędzi do obróbki kół. Na średnicy podziałowej można odmierzyć tyle modułów, ile jest zębów na kole. W celu ograniczenia kompletu narzędzi używanych do nacinania uzębień moduły są znormalizowane.

3. Obliczenia

Podstawowe zależności wymiarowe zębów normalnych:

π • d_p = t • z d_p = (t • z) / π (t / π) = m d_p = m • z

d_s = m • (z ± 2,5) „+”dla uzębienia wewnętrznego, „−” dla uzębienia zewnętrznego,

d_w = m • (z ± 2) „+”dla uzębienia zewnętrznego, „−” dla uzębienia wewnętrznego,

h_g = m h_s = 1,25 m

b = (6 ÷ 30) m g_o = 0,49 t s_o = 0,51 t

1. obliczenia

z = 66 (ilość zębów) d_p = 99 [mm] t = 4,7 [mm]

d_w = 102 [mm] d_s = 95,25 [mm] g_o = 2,3 [mm]

m = 1,5 (moduł) s_o = 2,4 [mm]

4. Zastosowanie kół zębatych.

Przekładnie zębate umożliwiające zmianę prędkości obrotowej wału silnika na odpowiednią prędkość obrotową wału maszyny roboczej.

ŁOŻYSKA TOCZNE

1. Podział łożysk tocznych.

Łożyska toczne są to elementy znajdujące zastosowanie do połączeń ruchowych elementów maszyn przy zachowaniu dużej sprawności mechanicznej tych połączeń.

Podstawowe łożysko toczne składa się z pierścienia wewnętrznego, elementów tocznych, koszyczka oraz pierścienia zewnętrznego.

Ze względu na kierunek przenoszonej siły łożyska dzielimy na:

1. poprzeczne,

2. wzdłużne,

3. poprzeczno-wzdłużne (skośne).

Ze względu na kształt elementów tocznych dzielimy na:

1. kulkowe,

2. wałeczkowe,

3. baryłkowe,

4. stożkowe,

5. igiełkowe.

Ze względu na ilość rzędów elementów tocznych dzielimy na:

1. jednorzędowe,

2. dwurzędowe.

Ze względu na możliwość odchylania się powierzchni tocznych dzielimy na:

1. sztywne,

2. wahliwe.

2. Rysunek techniczny łożyska tocznego.

Rys. łożysko zwykłe

1 - pierścień zewnętrzny

2 - pierścień wewnętrzny

3 - kulka

4 - koszyk

5 - bieżnia wewnętrzna

6 - bieżnia zewnętrzna

7 - ustawienie koszyka

Rys. Budowa łożyska

tocznego poprzecznego.

3. Obliczenia

Dokonać pomiaru łożyska tocznego:

D = 62 [mm] ; d = 30 [mm] ; B = 16 [mm]

Na podstawie katalogu określić:

1. rodzaj łożyska - łożysko kulkowe zwykłe

2. typ łożyska - łożysko z rowkiem na pierścieniu zewnętrznym 6206 N

3. odmianę - lekka, normalna

4. postać - łożysko kulkowe zwykłe z rowkiem na pierścieniu zewnętrznym

5. serię - seria 62 N

6. nośność statyczną i dynamiczną - nośność statyczna Co = 1020 kg

- nośność dynamiczna C = 1530 kg

• dobrać łożysko kulkowe zwykłe pracujące na wałku o średnicy 15 mm, który przenosi obciążenie poprzeczne Pp=500 N przy n=1000 obr/min. Czas pracy L_h=2000 h.

C = Pz (f_h / f_n • f_t) nośność dynamiczna

Obciążenie zastępcze Pz = Vx • Pp + yPw Vx = 1 ; yPw = 0 ; ft = 1 ; Pz = Pp

współczynnik czasu pracy współczynnik obrotów

x - współczynnik obciążenia poprzecznego

y - współczynnik obciążenia wzdłużnego

V - współczynnik warunków pracy

Pz - siła zastępcza; Pp - siła poprzeczna; Pw - siła wzdłużna

Pz = 500

fn = 0,32 ; fh = 1,58

C = 500 • (1,58/0,32) = 2468 N

Należy dobrać łożysko normalnego wykonania nr 6002.

4. Zastosowanie łożysk tocznych.

Łożyska toczne stosuje się w celu umożliwienia ruch obrotowego elementów maszyn w których konieczne jest utrzymanie stałego położenia osi obrotu. Stałość położenia osi rozumie się jako stałość względem nieruchomej podstawy, czasem względem innych ruchomych elementów.

---