Kraków 29.03.2012

Akademia Górniczo-Hutnicza

Im. Stanisława Staszica w Krakowie.

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

PODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN

Temat:

cz. 1: Korekcja uzębienia i zazębienia

cz. 2: Badanie sprawności przekładni zębatej.

Wykonali: Wojciech Darowski

Mateusz Dudek Krystian Dyczkowski

Mariusz Dybisiak

Łukasz Dróżdź

Gr. 3A

Część 1:

Korekcja uzębienia i zazębienia.

Cel ćwiczenia:

Poznanie istoty i skutków korekcji.

Przebieg ćwiczenia:

Specjalną kartkę papieru, na której narysowane były średnice podziałowe, średnice głów i stóp kół zębatych które poddawaliśmy analizie, zamocowaliśmy na blacie stołu stanowiska. Po przyłożeniu szablonu, obrysowywaliśmy zęby szablonu kilkanaście razy za każdym razem zmieniając nieco kąt blatu z kartką względem szablonu. Po obrysowaniu całego szablonu zaczęliśmy korygować uzębienie poprzez odsunięcie szablonu o 5 mm dla koła małego i 5mm dla koła dużego po czym ponownie obrysowywaliśmy szablon.

Znane parametry przed korekcją:

z₁=9

z₂=27

m=10[mm]

α=20⁰

c=0.2

y=1

Tabela z obliczeniami:

Parametr, Wzór	Koło Małe		Koło Duże
		nie korygowane [mm]	korygowane [mm]	nie korygowane [mm]	korygowane [mm]
średnica podziałowa	10·9=90	10·9=90	10·27=270	10·27=270
średnica głów zęba	90+(2·10)=110	90-(2·10)=70	270+(2·10)=290	270-(2·10)=250
średnica stóp zęba	90-(2·12)=66	90+(2·12)=114	270-(2·12)=246	270+(2·12)=294
wysokość głowy zęba	10·(1+0+0)=10	10·(1+0,5+0)=15	10·(1+0+0)=10	10·(1-0,5+0)=5
wysokość stopy zęba	10·[(1-0) +0,2]=12	10·[(1-0,5)+0,2]=7	10·[(1-0) +0,2]=12	10·[(1+0,5)+0,2]=17
wysokość zęba	10+12=22	15+7=22	10+12=22	5+17=22

Wnioski:

- Po przeprowadzonej korekcji uzębienia, obrys stopy zęba poszerzył się, a obrys wierzchołka zwężył się.

- przy przekroczeniu wartości współczynnika przesunięcia X mogą nastąpić niekorzystne skutki korekcji uzębienia czyli nadmierne podcięcie zęba lub jego zaostrzenie.

Odpowiedzi na pytania ze skryptu:

1) Na czym polega istota korekcji P-O i kiedy można ją stosować?

Korekcje P-O można stosować gdy suma zębów w przekładni jest większa lub równa podwójnej liczbie górniczej zębów.

W korekcji tej stosuje się odsunięcie narzędzia dla mniejszego koła, aby uniknąć podcinania. Do dużego koła dosuwa się narzędzie o taką samą wartość. Odległość między osiami nie zmienia się. Zwiększa się grubość zęba u podstawy. Dzięki zwiększeniu ewolwentowego zarysu zęba maleje poślizg, rośnie cichobieżność i zwiększa się sprawność oraz wydłuża się żywotność.

2) Jakie są cech charakterystyczne korekcji P i kiedy ją można stosować?

Korekcje P można stosować gdy nie jest spełniony warunek:

lub w przypadku kiedy względy konstrukcyjne wymagają przesunięcia osi.

W korekcji tej następuje zmiana odległości osi.

3) W jaki sposób określa się graniczne współczynniki korekcji?

Graniczne górne wartości
określamy na podstawie liczby zębów z wykresu na krzywej O, natomiast wartość dolną
na krzywej P. Współczynnik x musi się zawierać pomiędzy krzywymi O i P.

4) Jak wpływa korekcja na geometrię zazębienia?

Korekcja powoduje:

-zwiększenie/zmniejszenie się wielkość promienia wierzchołków i stóp koła małego/koła dużego.

-zwiększenie/zmniejszenie się grubości zęba koła małego/dużego mierzona na okręgu podziałowym.

-zwiększenie stopnia pokrycia.

-występowanie korzystniejszego poślizgu.

-zwiększenie grubości zębów u podstawy.

5) Jak wpływa korekcja na wytrzymałość zębów?

Korekcja powoduje:

- zwiększenie wytrzymałości zęba na zginanie,

- zmniejszenie tarcia na skutek zmniejszenia poślizgu,

- zmniejszenie naprężeń stykowych w wyniku zmniejszenia krzywizny ewolwenty.

część 2:

Badanie sprawności przekładni zębatej.

Cel ćwiczenia:

Wyznaczenie sprawności przekładni pracującej jako reduktor i multiplikator.

Opis stanowiska:

K₁,K₂ - koła linowe o średnicy 185mm z nawiniętymi linami L₁,L₂

G₁,G₂ - odpowiednie obciążenia

i=10 - przełożenie reduktora

n₁=1500obr/min - obroty normalne reduktora

N=9kW - moc przełożenia

Pomiary i obliczenia:

a) Badanie sprawności przekładni jako reduktora:

Początkowe położenie ciężaru D₂ znajdowało się na podłodze, a szalka w górnym na wysokości ok. 60 cm(wysokość jest nieistotna). Następnie na szalkę nakładaliśmy odważniki, które powodowały jej jednostajny ruch w dół. W tej sytuacji przekładnia pracuje jako reduktor i jej sprawność liczymy ze wzoru poniżej:

b) badanie sprawności przekładni jako multiplikatora:

W początkowym położeniu ciężar G₂ znajdował się na pewnej wysokości nad podłogą, a szalka z obciążnikami (tak dobranymi by układ pozostawał w spoczynku) na podłodze. Następnie z szalki odejmowano odważniki do takiego momentu by ciężar G₂ zaczął opadać w dół ruchem jednostajnym podnosząc równocześnie szalkę wraz z odważnikami. Sprawność dla przekładni pracującej, jako multiplikator oblicza się ze wzoru:

Wnioski:

Sprawności przekładni zębatej walcowej pracująca jako multiplikator i reduktor różnią się. Na uzyskane wartości sprawności wpływa kilka czynników:

Zużycie zębów i oddziaływanie między nimi, zużycie łożysk i straty związane z tarciem w łożyskach.

Odpowiedzi na pytania:

1) Na sprawność ogólną wpływają takie czynniki jak:
- przełożenie

- tarcie na powierzchni zębów
- opory ruchu w łożyskach

2) Prędkość ruchu kół zębatych znacznie obniża sprawność przekładni, ponieważ wraz ze wzrostem sprawności tarcie oraz inne opory ruchu również rosną.

3) Błędy montażu wpływają na zmianę sił w zazębieniu oraz powodują powstawanie dodatkowych obciążeń. Co za tym idzie, zmniejsza się wytrzymałość zębów oraz wzrasta ich zużycie. Błędy montażu mogą doprowadzić również do odkształcenia zazębienia, co wpływa na zmniejszenie sprawności przekładni a co za tym idzie skrócenie jej żywotności.

4) Na opory własne składają się takie czynniki jak:
- dokładność montażu
- metoda i jakość smarowania kół zębatych
- stan powierzchni współpracujących elementów

- opory powstające w łożyskach kół zębatych
- straty ciepła (wzrost temperatury współpracujących elementów)

5) Zapis sprawności reduktora

można zapisać w odniesieniu do klasycznego wzoru
stosując kolejno przekształcenia:

gdzie:

L_n - praca uzyskana
L_w - praca włożon

i=10 - przełożenie całkowite
n₁=1500obr/min - obroty znamionowe
N=9kW - moc znamionowa

---