1.
2. Scharakteryzować zarys ewolwentowy
Ewolwenta- tor dowolnego punktu prostej toczącego się bez poślizgu po kole zasadniczym
Zalety:
- nieczuły na zmiany odległości osi
- można uzyskiwać je bardzo dokładnie prostymi metodami, wykorzystując jedno narzędzie, dużą ilość kół o różnej liczbie zębów
- duża dokładność, prostota wykonania
- łatwo dokonuje się pomiarów cech uzębienia
- odcinek przyporu jest linią prostą, w związku z tym w czasie pracy nie występuje zmiana kierunku i wartości sił
Wady:
- współpracują ze sobą dwie powierzchnie wypukłe (dwa zęby), przez co mamy małą powierzchnie styku, co powoduje skoncentrowany nacisk i duże zużycie
- nieco większe poślizgi w stosunku do zarysu cykloidalnego
Metody obróbcze ewolwenty:
-głównie obwiedniowe, ale można też metodą kształtową
-frezy palcowe, krążkowe
-przeciąganie, dłutowanie
-metody obwiedniowe: Fellowsa, Maaga, Gleasona, Sunderlanda
3. Charakteryzować zarys cykloidalny
Zarys cykloidalny- tworzy tor dowolnego punktu toczącego się po kole zasadniczym bez poślizgu. Cykloida zwyczajna i ortocykloida- gdy torem obtaczającym jest płaszczyzna. Występują także epicykloidy i hypockloidy.
rb = rw = r
rb- koło zasadnicze- baza do powstania zarysu
rw-koło toczne- jest to koło gdzie prędkość poślizgu jest równa zeru
r- koło podziałowe
Stopa zęba jest hipocykloidą
Zalety:
- ścisła współpraca dwóch powierzchni, wklęsłej i wypukłej. Duże pole dolegania, małe naciski a co za tym idzie małe zużycie
- mniejsza wartość poślizgu międzyzębnego w stosunku do zarysu ewolwentowego
- większa sprawność w stosunku do ewolwentowego
Wady:
- odcinek przyporu jest linią krzywą co powoduje pulsację obciążeń w czasie pracy, siły zmieniają kierunek i wartość
- wrażliwe na zmianę odległości osi
- z reguły wykonywane metodą obróbki kształtowej i w związku z tym trudność w uzyskaniu dużej dokładności wykonania
Zastosowanie:
-w budowie zegarków, ze względu na duże pole dolegania, małe naciski i dużą trwałość
-pompy tłoczące, ze względu na zwiększenie trwałości
4. Narysować sprzęgła tulejowe i tarczowe, ich rozwiązania konstrukcyjne
Sprzęgła tulejowe mogą pracować jako sprzęgła proste lub sprzęgła przeciążeniowe. W pierwszym przypadku mocujemy tuleję za pomocą wpustów i wkrętu ustalającego. W drugim przypadku używamy kołków z miękkiej stali lub miedzi. Kołki są ustawione do siebie pod katem prostym i prostopadle do wałka. W razie przekroczenia dopuszczalnych obciążeń kołki ulegają ścięciu rozłączając układ.
Sprzęgła tarczowe- moment z wałka czynnego jest przekazywany poprzez wpust na tarcze, która przekazuje ten moment na drugą tarcze poprzez siły tarcia i następnie poprzez wpust na drugi wałek (bierny). Należy do najmniej skomplikowanych. Zbudowane z dwóch tarcz - jedna na stałe umocowana na wałku, druga ma możliwość przesuwu wzdłużnego. Przez dociśnięcie tarczy przesuwnej stałą siłą Fw do tarczy stałej następuje przeniesienie momentu obrotowego. W trosce o żywotność sprzęgła należy dbać by maksymalny moment obrotowy, jaki przenosi sprzęgło był mniejszy niż moment tarcia uzyskanego od siły dociskowej Fw (MT ≥ Mmax = KM).
5. Istota sprzęgła podatnego
Sprzęgła podatne to sprzęgła gdzie jako łącznik wykorzystano elementy sprężyste
Podstawowy element - łącznik wykonany z materiału bądź części, które umożliwią tymczasowy obrót jednego wału względem drugiego. Zastosowanie materiałów podatnych redukuje zagrożenie uszkodzenia napędu wynikające z obciążeń dynamicznych (m.in. przy rozruchu) zmniejszać wibracje, wahania przekazywanego momentu obrotowego itp. Najczęściej stosowanym materiałem na łączniki jest guma, a przy sprzęgłach metalowych wykorzystuje się sprężyny o różnych kształtach.
6. Kiedy stosujemy łożyska skośne
Łożyska skośne przenoszą obciążenia wzdłużne i poprzeczne, warunkiem ich stosowania jest wystarczająca siła poosiowa, inaczej łożysko nie może być zastosowane.
Fa>=1,25 Fr tg(a)
a-kąt działania łożyska
gdy Fa=1,7 Fr tg(a) wszystkie elementy toczne będą dociskane do pierścienia wewnętrznego.
Jeśli nie można spełnić pierwszego warunku należy stosować sprężyny.
Podział łożysk skośnych:
-łożyska kulkowe skośne- eliminuje przyłożenie siły poosiowej, posiadają rowek przez który wkładamy elementy toczne, rowek ten znajduje się po przeciwnej stronie siły poosiowej
-łożyska skośne dzielone- muszą być skręcone z odpowiednim momentem
a). układ zbieżny-napięcie wywieramy na pierścień zewnętrzny,
b). układ rozbieżny- napięcie uzyskujemy np. przez różne elementy
c). układ 0-lepsza sztywność
d). układ X
-łożyska skośne z 4-punktowym stykiem - 4 punkty styku, mogą być wykonane z dzielonym pierścieniem zewnętrznym lub wewnętrznym.
a). układ 0
b). układ X
c). tandem
7. Zasada łożyskowania (np. jak odbieramy stopnie swobody, podpora stała i przesuwna) rysunek łożyskowania wałka z kołem zębatym
Zasada łożyskowania:
-jedno łożysko tworzy podporę stałą, uniemożliwia przesuwanie się w kierunkach X i Y
-pozostałe łożyska tworzą podpory przesuwne, umożliwiają ruch w kierunku X
Sposoby odbierania stopni swobody:
- za pomocą tarcia- tylko gdy mamy spokojną pracę (Fa=0 , KA=1 gdzie: KA- wsp. nadwyżki dynamicznej) brak obciążeń dynamicznych
-pierścień sprężynujący- gdy nie powoduje obniżenia wytrzymałości zmęczeniowej i gdy siła Fa jest stała
-połączenie cierne- tuleja
-nakrętka łożyskowa
-stożkowa tuleja łożyskowa
8. Nośność łożysk ruchowa, dynamiczna, kryteria doboru łożysk (kryteria sztywności, ceny, dostępności)
Nośność dynamiczna- jest to wyrażona w daN wartość obciążenia przy którym łożysko wykona 1 mln obrotów nie wykazując śladów zużycia pod warunkiem że F=const, niezmienne w czasie, ściśle wzdłużna w łożyskach wzdłużnych i ściśle poprzeczna w łożyskach poprzecznych. Nośność dynamiczna zależy od wytrzymałości zmęczeniowej.
Zmienia się ona wraz ze wzrostem temp. do 150C jest stała potem spada np. 200C wynosi 0,9
Kryterium nośności łożyska:
L=(C/P)^a
a-wykładnik krzywej Wolbula = p
L-trwałość w mln obrotów
C-nośność dynamiczna -zależy od wytrzymałości zmęczeniowej
P-obciążenie zastępcze
p=3 -łożyska kulkowe
p=10/3 - łożyska wałeczkowe
obciążenie zastępcze:
P= XFr + YFa
Y- wsp. obciążenia wzdłużnego
X- wsp. obciążenia poprzecznego X,Y=f(Fa/Fr) - dobieramy z katalogu
Fa- siła poosiowa
Fr- siła poprzeczna
Kryteria doboru łożysk:
- wielkość, charakter, kierunek obciążenia
- prędkość obrotowa
- dokładność biegu, sztywność łożyska
- warunki montażu
- cena
-łożyska kulkowe- są stosowane przy małych prędkościach obrotowych i małych obciążeniach dynamicznych
-łożyska wahliwe- gdy wymagana jest mała sztywność (ma to związek z drganiami giętnymi wału)
-łożyska walcowe, stożkowe, baryłkowe- największa sztywność i dokładność biegu
-łożyska kulkowe wahliwe- przy obciążeniach statycznych
-łożyska igiełkowe- stosowane w celu zmniejszenia gabarytów
- kryterium nośności
- kryterium sztywności
- kryterium dostępności na rynku
- kryterium ceny (baryłkowe do kulkowych 1:7)
9. Istota poślizgu sprężystego
Poślizg w przekładni pasowej wynika przede wszystkim w własności sprężystych pasa. Naprężenia w cięgnie czynnym są większe niż naprężenia w cięgnie biernym, zmiana naprężeń ma miejsce na łuku opasania w obszarze styku pasa z kołem. Równocześnie z naprężeniami zmieniają się odkształcenia a to z kolei wiąże się ze zmiana wydłużenia pasa. Towarzyszy temu poślizg pasa na powierzchni jego styku z kołem. W konsekwencji tego zjawiska powstaje różnica prędkości cięgna czynnego (Vc) i cięgna biernego (Vb). Poślizg sprężysty określa się wzorem:
Poślizg sprężysty wynosi z reguły 1%-2% powoduje on m.in. zmianę przełożenia kinematycznego ue przekładni.
Zwiększenie obciążenia powoduje wzrost poślizgu sprężystego. Po przekroczeniu wartości granicznej obciążenia, wynikającej między innymi z warunków sprzężenia pasa z kołem, następuje poślizg trwały.
10. Przekroje łożysk kulkowych i ich charakterystyka
-łożysko kulkowe zwykłe- głównie przenosi obciążenia poprzeczne, ale także wzdłużne, jednak wraz z przyrostem tego obciążenia nośność gwałtownie spada (Qmax=0,005 rad)
-łożyska dwurzędowe wahliwe- pierścień zewnętrzny posiada kształt czaszy kulistej co powoduje znaczne przemieszczenia. Nośność tego łożyska jest porównywalna z łożyskami kulkowymi jednorzędowymi prostymi jednak posiada znacznie mniejszą sztywność (Qmax=3 stopnie)
-łożyska kulkowe skośne dwurzędowe - eliminuje przyłożenie siły poosiowej, posiadają rowek przez który wkładamy elementy toczne, rowek ten znajduje się po przeciwnej stronie siły poosiowej
łożyska skośne dzielone- muszą być skręcone z odpowiednim momentem
-łożyska skośne z 4-punktowym stykiem - 4 punkty styku, mogą być wykonane z dzielonym pierścieniem zewnętrznym lub wewnętrznym.
11.
12.Pojęcia:
Linia przyporu- miejsce geometryczne wszystkich punktów styku w czasie zazębienia
Odcinek przyporu- część linii przyporu ograniczonej wierzchołkami zębów
Koło zasadnicze- baza do powstania zarysu
Koło toczne- jest to koło gdzie prędkość poślizgu jest równa zeru
Moduł- (d/z) stosunek średnicy podziałowej do liczby zębów- znormalizowany aby można było wykonywać różne koła o tym samym module tymi samymi narzędziami oraz aby móc wymienić koła między sobą
Podziałka- długość łuku między dwoma sąsiednimi zębami mierzona od różnostronnych(jednostronnych) bokówka umownym walcu. Na każdym kole można odmierzyć tyle podziałek ile koło posiada zębów.
p= pi (d/z)
d- średnica podziałowa
z- liczba zębów
Wrąb- przestrzeń między dwoma zębami
Średnica podziałowa- średnica na której dokonuje się pomiaru cech geometrycznych uzębienia, określa się wymiary nominalne
Luz obwodowy- (lo) im większa klasa dokładności tym mniejsza wartość luzu
lo=p-(S1+S2)
S1,S2- grubość zębów na średnicy podziałowej
Luz wierzchołkowy- (lw) zależy od niego wysokość zęba, im większy luz tym wyższy ząb co jest nie korzystne za względów wytrzymałościowych, zbyt niski powoduje za to problemy z wartością liczby przyporu. Przyjmuje się lw=0,2m
hz=zym+lw
y=ha/m - współczynnik wysokości zęba