Hajtóm - uCozcuccokjucustol.ucoz.hu/_ld/0/42_A_hajtm_tervezs.pdf · 2011-11-26 · 4.1. A fogaskerekek főbb méreteinek meghatározása - A fogaskerék fogszámainak meghatározása

http://www.fineprint.com

Hajtómű tervezése

1

Tartalomjegyzék

1. Bevezetés ____________________________________________________3

2. A tervezésben szereplő hajtómű és a hajtóművet felépítő elemek, alkatrészek _ 4

2.1. Hajtómű összeállítása ____________________________________________________4

2.2. Részösszeállítások _______________________________________________________5

2.2.1. Levegőztető___________________________________________________________5

2.2.2. Olajszint-mérő_________________________________________________________5

2.2.3. Vizsgáló ablak _________________________________________________________6

2.2.4. Olajszint ellenőrző ablak_________________________________________________7

2.3. Felépítő alkatrészek ______________________________________________________8

3. Kiinduló adatok_______________________________________________15

4. A tervezés menete és a tervezéshez felhasznált összefüggések __________16

4.1. A fogaskerekek főbb méreteinek meghatározása______________________________16

4.2. Tengelyek méretezése___________________________________________________16

4.2.1. Hajtó tengely méretezése_______________________________________________17

4.3. Csapágy kiválasztás _____________________________________________________22

4.3.1. A csapágyak felülvizsgálata és tisztítása ___________________________________22

4.3.2. Csapágykiválasztás menete _____________________________________________22

4.4. Fogaskerekek geometriai méreteinek meghatározása __________________________24

4.4.1. Hajtó fogaskerék______________________________________________________24

4.4.2. Hajtott fogaskerék ____________________________________________________26

4.5. Reteszek méretezése____________________________________________________28

4.5.1. Fogaskerék rögzítésére szolgáló retesz ____________________________________28

5. A tervezés menete ____________________________________________31



2

5.1. A fogaskerekek főbb méreteinek meghatározása______________________________31

5.2. Tengelyek méretezése___________________________________________________31

5.2.1. Hajtó tengely méretezése_______________________________________________33

5.3. Csapágy kiválasztás _____________________________________________________38

5.3.1. A csapágyak felülvizsgálata és tisztítása ___________________________________38

5.3.2. Csapágykiválasztás menete _____________________________________________38

5.4. Fogaskerekek geometriai méreteinek meghatározása __________________________41

5.4.1. Hajtó fogaskerék______________________________________________________41

5.4.2. Hajtott fogaskerék ____________________________________________________42

5.5. Reteszek méretezése____________________________________________________44

5.5.1. Fogaskerék rögzítésére szolgáló retesz ____________________________________44

5.6. A fogaskerék ellenőrzése fogtő elnyíródásra _________________________________46

6. Mellékletek _________________________________________________48

6.1. Alkatrész, rajz jegyzék___________________________________________________48



3

1. Bevezetés

A tervezés tárgya egy egyfokozatú fogaskerekes áthajtómű.

A hajtóművek feladata, hogy a hajtó és a hajtott tengely között szükséges át-

tételeket megvalósítsa. Az iparban használatos hajtóművek egy-, két- vagy

többfokozatú kivitelben készülnek, 400 mm kimenő tengelytávolságig könnyű,

400 mm felett nehéz sorozatról beszélünk.

A hajtóműhöz a hajtómotort – többnyire villamos motort – kétféleképpen

csatlakoztathatjuk.

A talpas villamosmotor tengelyét a hajtómű bemenő tengelyével rugalmas

tengelykapcsolóval kapcsoljuk össze (pl.: bőr-, gumidugós tengelykapcsoló).

Ilyen esetben a hajtómű szabad tengelyvéggel készül.

A peremes villamos motort a bemenő tengellyel közvetlenül kell összekap-

csolnunk, ebben az esetben a hajtómű peremmotoros kivitelben készül.

A hajtóműveknek két szabad tengelyvége lehet, ilyenkor a tengelyt a hajtómű

mindkét oldalán kivezetik. A tengelyek elhelyezkedése szerint jobb vagy bal

hajtásirányú, fekvő vagy álló elrendezésű hajtóművekről beszélünk.

A tervezésben egy elemi kompenzált fogazással megvalósított egyfokozatú

fogaskerekes áthajtómű tervezése történik.



4

2. A tervezésben szereplő hajtómű és a hajtóművet felépítő elemek,

alkatrészek

2.1. Hajtómű összeállítása



5

2.2. Részösszeállítások

2.2.1. Levegőztető

A kenőolaj megfelelő levegőzéséről gondoskodik. A ház felsőrészén kiala-

kított menetes furatba helyezzük a már összeszerelt szerkezetet. A házra

szerelésnél a belső alkatrészen található lapolást 36-os szerszámkulccsal

rögzítjük.

2.2.2. Olajszint-mérő

A hajtóműben lévő olaj mennyiségét lehet ellenőrizni a mérő pálca segít-

ségével. A belső alkatrész szilárdan illeszkedik a ház alsórészén kialakított

45o-os szögben elhelyezett furatban. A mérőpálcát a menet segítségével

rögzítjük megfelelő helyen. A mérést legalább 12 óra üzemen kívüli idő után

kell elvégezni. A mérőpálcán elhelyezett két vonal a minimális és maximális

olajszintet jelzi. Az optimális olajszint a két vonal között helyezkedik el.



6

2.2.3. Vizsgáló ablak

A hajtómű üzem közbeni megfelelő működésének ellenőrzésére szolgál. A

megfelelő tömítésről gondoskodni kell.



7

2.2.4. Olajszint ellenőrző ablak

A hajtómű házban lévő kenőolaj megfelelő mennyiségének ellenőrzését te-

szi lehetővé.



8

2.3. Felépítő alkatrészek

- Ház alsórész: öntészeti úton állítják elő, majd különböző utómunkálatokkal

készítik el. Ezek az utómunkálatok lehetnek: marás, köszörülés, fúrás, me-

netvágás, menetfúrás, stb. Feladata, hogy a tengelyeket a csapágyakon át

pozícionálja, különböző kiegészítő részegységeknek helyet adjon pl.: olaj-

szint mérő, olajszint ellenőrző, olaj leeresztő, csapágyrögzítő fedél, külön-

böző tömítések. Funkciója a kenőolaj szint fenntartása és a kenőolaj cse-

réjének biztosítása. Anyaga öntöttvas.



9

- Ház felsőrész: öntészeti úton állítják elő, majd különböző utómunkálatok-

kal készítik el. Ezek az utómunkálatok lehetnek: marás, köszörülés, fúrás,

menetvágás, menetfúrás, stb. Feladata, hogy a tengelyeket a csapágyakon

át pozícionálja, különböző kiegészítő részegységeknek helyet adjon pl.: le-

vegőztető, kémlelő ablak. Anyaga öntöttvas.

- Tengely: gépi forgácsolással (esztergálással) készítik, majd a reteszhor-

nyokat ujjmaróval munkálják meg. A csapágy helyén finom felületi meg-

munkálás szükséges. Anyaga A 70-es ötvözetlen szerkezeti acél.



10

- Csapágy: szabványos gépelem, melyet csapágy katalógusból választunk, a

terhelések és a beépítési körülmények függvényében.

A tervezésben 4 db SKF 6306 jelű mélyhornyú golyóscsapágyat alkalmazunk.

- Hajtó fogaskerék: különböző fogaskerék gyártó eljárással készülhet (profi-

lozó, lefejtő eljárás, stb.). A reteszhornyot gyalulással alakítják ki. A fogakat

helyileg hőkezeléssel teszik kopásállóbbá. Anyaga C 15 betétben edzhető

ötvözetlen acél.



11

- Hajtott fogaskerék: különböző fogaskerék gyártó eljárással készülhet (pro-

filozó, lefejtő eljárás, stb.). A reteszhornyot gyalulással alakítják ki. A foga-

kat helyileg hőkezeléssel teszik kopásállóbbá. Anyaga C 15 betétben edz-

hető ötvözetlen acél.

- Reteszek: szabványos gépelemek melyeket tervezői segédletből választunk

a terhelés és a tengelyátmérő függvényében. Anyaga A 50 ötvözetlen szer-

kezeti acél.

- A tervezői segédletből az MSZ KGST 189 jelű 1. alakú retesz lett választva a

fogaskerék nyomaték és teljesítmény átadásához.



12

- A tervezői segédletből az MSZ KGST 189 jelű 3. alakú retesz lett választva a

tengelyvégre szerelt tengelykapcsoló nyomatékátviteléhez.

- Csapágyfedél: két fajtát alkalmazunk, 2 db nyitott és 2 db zárt típust. Az al-

katrészeket esztergálással majd fúrással állítják elő. Feladatuk, hogy a

csapágyat rögzítsék. Anyaga A 60-as ötvözetlen szerkezeti acél.

- Nyitott csapágyfedél: a tengely ezen az alkatrészen keresztül lép ki a haj-

tóműből. A csapágyfedél és a tengely találkozásánál a megfelelő tömítésről

gondoskodni kell. A tömítés a csapágyfedél megfelelően kialakított hornyába

kerül. A csapágyfedél rögzítése a házra csavarokkal történik. A ház és a

csapágyfedél között tömítő gyűrűt kell alkalmazni a hajtóműben lévő olaj

szivárgása ellen.



13

- Zárt csapágyfedél: feladata, hogy zárja a hajtóművet és a csapágyat meg-

támassza. A ház és a csapágyfedél között tömítő gyűrűt kell alkalmazni a

hajtóműben lévő olaj szivárgása ellen.



14

- Seeger gyűrű: Szabványos gépelem melyet tervezői segédletből kell vá-

lasztani. Feladata, hogy a fogaskereket megfelelő helyen tartsa. A seeger

gyűrű elhelyezéséhez a tengelyen szabványos méretű vállat kell kialakítani.



15

3. Kiinduló adatok

- A belépő teljesítmény:

WKWP 3101414 ×==

- A bemenő fordulatszám:

snbe

115min

1900 ==

- A hajtó és a hajtott tengely közötti áttétel:

6,0=i

- Az üzemi tényező:

8,1=dk

Fogaskerekekre vonatkozó adatok:

- Kompenzálásnál használt szerszám elállítás értéke:

2,0=x

- Lábhézag tényező:

61*

0 =c

- Modul:

5=m



16

4. A tervezés menete és a tervezéshez felhasznált összefüggések

4.1. A fogaskerekek főbb méreteinek meghatározása

- A fogaskerék fogszámainak meghatározása a már ismert áttétel értékének

felhasználásával:

1

2

zzi =

401 =z

242 =z

- A fogaskerekek osztóköreinek meghatározása:

101zmd ×=

202zmd ×=

4.2. Tengelyek méretezése

A tengelyeket a csapágyak helyes és hosszantartó működése érdekében

helyzettűrésekkel kell ellátni.

A tengely hengeres alak tűrései:

Az ISO 1101-1983-ban meghatározott hengerességi tűrésnek 1-2 IT foko-

zattal jobbnak kell lennie, mint az előírt mérettűrés, függően a követelmé-

nyektől. Pl.: ha az ülés a tengelyen m6 pontossággal van megmunkálva, ak-

kor az alaktűrésnek IT5-IT4-nek kell lennie. A hengeresség t1 tűrésértéke egy

feltételezett 150mm-es átmérőjű tengely esetén megkapható:

t1= IT 5/2 = 18/2 = 9 µm

vagy

t1= IT 4/2 = 12/2 =6 µm



17

Ha a csapágyakat szorító vagy lehúzó hüvellyel kell szerelni, a hüvely ten-

gelyülésének hengeressége IT 5/2 (h9-hez) vagy IT 7/2 (h10-hez) kell lennie.

A tengely merőlegesség tűrései:

A csapágygyűrűk homlokfelületi alátámasztásának merőlegesség tűréseit az

ISO 1101-1983 határozza meg, mely legalább egy IT fokozattal jobb, mint a

kapcsolódó hengeres ülés átmérőtűrése.

dA dB

A

ABt2

t1 t3

t4

B

AB

AB

Mivel a hajtó és a hajtott tengely hosszméretei azonosak és a fogaskerekek

fognyomásából adódó erő mindkét tengelynél azonos, ezért mindkét tengely

igénybevétele megegyezik. Tehát mindkét tengely azonos kialakítású. Ez elő-

nyös mind gyártási mind pedig esetleges csere esetén.

4.2.1. Hajtó tengely méretezése

- A belépő teljesítmény (P), fordulatszám (nbe) és a várható üzemeltetési kö-

rülményekhez mért üzemi tényező (kd) figyelembevételével a hajtó tengely-

ben ébredő csavaró nyomaték (Mcs) meghatározása.

d

becs

knMP ×××

=π21



18

be

dcs n

kPM××

×=

π2

- A tengelyre ható fognyomásból eredő radiális terhelés meghatározása:

21

1

0dFM kcs ×=

1

10

2dMF cs

k×

=

- A tengely adatainak megválasztása:

x1= x2= x3= Fk1=

X3 X1 X2

FAFk1

FB

A B

T

MH

Mcs

Mred

-1336,901N

1336,901N

0

0

0

0

287,976Nm

267,3803Nm

106,952Nm



19

- A tengely „A” alátámasztási pontjára felírt nyomatéki egyenlet:

)(0 2111xxFxFM BKA +×−×==∑

Rendezve:

21

11

xxxF

F KB +

×=

Mivel a tartó az 1KF erőre szimmetrikus ezért a két támaszerő nagysága

megegyezik, tehát: 21K

BA

FFF == .

- A maximális hajlító nyomaték meghatározása:

2

1

max

max

xFMvagy

xFM

BH

AH

×=

×=

- A tengelyt terhelő nyomatékokból redukált nyomaték meghatározása:

22CSHred MMM +=

- A tengelyre ható redukált feszültségek meghatározása a Moore-képlet

alapján:

22 4τσσ += Hred

- A redukált feszültségre méretezett legkisebb tengelyátmérő meghatáro-

zása:

3min

3min

22

32

32

πσ

πσ

××

=

×+

==

red

red

CSHredred

Md

:Rendezve

dMM

KM



20

- A tengely szögelfordulásra történő ellenőrzése:

Mivel a tengely nyomatékot továbbít, ezért a tengelyt szögelfordulásra

ellenőrizni kell. A nyomaték átadásában szereplő összes tengelylépcsőt

külön ellenőrizni kell, majd ezek értékét összeadni. Ha ez az érték nem

haladja meg a megengedett értéket, akkor a tengely ebből a szempont-

ból megfelel. Az ellenőrzés alatt használt összefüggésekben megjelenő

„G” az acélokra jellemző rugalmassági modulusz, melynek értéke

8×104Mpa. Az összefüggésekből kapott értékek rad-ban értendők, ezért

ezeket át kell váltani m

0

mértékegységbe.

O28

O24 Gyengített átmérő

22

55

O30

15

40

80

f1 f2 f3 f4

4321 ρρρρρ +++=össz

A tengelyvégre szerelt tengelykapcsoló retesszel történő rögzítése miatt

a 1ρ tengelyrész reteszhorony által gyengített átmérőjével történik az el-

lenőrzés.



21

GdlM

GIlM CS

P

CS

××

×=

××

=

32

41

111 π

ρ

GdlM

GIlM CS

P

CS

×××

=××

=

32

42

222 π

ρ

GdlM

GIlM CS

P

CS

××

×=

××

=

32

43

333 π

ρ

GdlM

GIlM CS

P

CS

××

×=

××

=

32

44

444 π

ρ

4321 ρρρρρ +++=Össz

Mivel a mmeg

0

25,0=ρ , ezért a tengely az előírt terhelések mellett ilyen

igénybevételnek megfelel.



22

4.3. Csapágy kiválasztás

4.3.1. A csapágyak felülvizsgálata és tisztítása

A gördülőcsapágyakat, mint minden más fontos gépelemet, időről időre felül

kell vizsgálni, és ki kell tisztítani. Teljes mértékben az üzemi körülményektől

függ, hogy az ilyen felülvizsgálatokat milyen gyakran kell elvégezni.

Évenkénti egyszeri felülvizsgálat és tisztítás elegendő, ha üzemközben el-

lenőrizhető a csapágy állapota, pl.: a futás közbeni csapágyzörej lehallgatása

útján, a hőmérséklet mérésével vagy a kenőolaj vizsgálatával. Az évenkénti

felülvizsgálat terjedjen ki a csapágygyűrűkre, a gördülőtestekre, a kosarakra

és csapágyazás egyéb alkatrészeire. A nagy terhelésű csapágyakat gyakrab-

ban kell megvizsgálni, pl.: a hengerműcsapágyakat minden egyes henger

cserénél ellenőrzik.

A csapágyalkatrészeket megfelelő oldószerrel (mosóbenzinnel, savmentes

petróleummal) kell kimosni, alaposan megszárítani, majd azonnal be kell ola-

jozni vagy zsírozni, hogy azokat a korróziótól megvédjük. Ez különösen akkor

fontos, ha a gép hosszabb ideig áll, mielőtt újból használatba veszik.

4.3.2. Csapágykiválasztás menete

- Első lépés: Az adatok felvétele

- Az élettartam tényező megválasztása a terhelések és az üzemi körülmé-

nyek figyelembevételével.

üóLh 000.20=



23

- A fordulatszám

min11500=n

- A csapágyat csak tiszta radiális erő terheli. A radiális terhelés nagysága a

tengely méretezésénél adódó támaszerő nagysága.

Ar FF =

- Második lépés: A csapágy típusának kiválasztása

A terheléseket és az üzemi körülményeket figyelembe véve, a csapágy tí-

pusa egysoros mélyhornyú golyóscsapágy.

- Harmadik lépés: Számítások

A terhelések és az üzemi körülményekre jellemző Pc

viszonyszám táblázat-

ból történő meghatározása a fordulatszám és az élettartam tényező figye-

lembevételével.

Az egyenértékű dinamikus csapágyterhelés meghatározása

yFxFP ar ×+×=



24

Mivel a csapágyra nem hat axiális irányú terhelés, ezért az yFa × tag az

összefüggésből kiesik mivel az aF értéke 0. Az x érték pedig tiszta radiális

erő esetén 1. A megmaradó összefüggés tehát rFP = .

A dinamikus alapterhelés meghatározása.

PPcC ×=

Választott csapágy adatai:

=C

=d

=D

=B

A csapágy jele: 6306

4.4. Fogaskerekek geometriai méreteinek meghatározása

A fogaskerekek modulja, fogszámai a kompenzálás mértéke és a fogaske-

rekeket hordozó tengelyek tengelytávolsága adott. A kompenzálást a csú-

szásviszony javítására alkalmazzuk.

4.4.1. Hajtó fogaskerék

Adatok felvétele:

- Fogszám:

z1=40

- Modul:

m=5

- Osztókör átmérő:

d0=200 mm



25

- Szerszám elállítás értéke:

x=0,2

- Fogaskerék szélessége:

b=20 mm

df1

dl1

d01

B

Számítások:

- Fogfej magasság meghatározása:

mxmf ×−= 11

=1f



26

- Fogláb mélység meghatározása:

mxcmmmxcml x ×+×+=×++= 10101 )(

=1l

- Fejkör átmérő meghatározása:

10 211

fdd f ×+=

=1f

d

- Lábkör átmérő meghatározása:

10 211

ldd l ×−=

=1l

d

4.4.2. Hajtott fogaskerék

Adatok felvétele:

- Fogszám:

z1=24

- Modul:

m=5


d0=120 mm


x=0,2


b=20 mm



27

d02

dl2

df2

B

Számítások:


mxmf ×+= 22

=2f


mxcmmmxcml x ×−×+=×−+= 20202 )(

=2l


20 222

fdd f ×+=

=2f

d



28


20 222

ldd l ×−=

=2l

d

4.5. Reteszek méretezése

A reteszek szabványos gépelemek, melyeket tervezői segédletből válasz-

tunk a tengelyátmérő függvényében. A reteszek anyagának minden esetben

gyengébb minőségűnek kell lennie, mint a tengely anyaga vagy a tengelyre

szerelt alkatrész pl.: fogaskerék, ékszíjtárcsa, dörzskerék, stb. Jelen esetben

a reteszek anyaga A 50 ötvözetlen szerkezeti acél. A tengelyekre két külön-

böző méretű és kialakítású retesz szükséges.

4.5.1. Fogaskerék rögzítésére szolgáló retesz

Adatok felvétele:

A retesz anyagára jellemző értékek:

MPapMPa

meg

ny

120

160

=

=τ

A tengely átmérő függvényében választott reteszre jellemző b×h viszony-

szám.

b×h=

A reteszhornyok mérete a tengelyben és az agyban.

t1=

t2=



29

t1

t2

b

Tengely

Agy

A reteszt elnyíró kerületi erő meghatározása a csavaró nyomatékból.

MCS=

dMF CS

K×

=2

=KF

A retesz minimális hosszának meghatározása.

minlb

FA

F KKNy ×

==τ

bFl

Ny

K

×=

τmin

=minl

Tervezői segédletből választott retesz hossza:

=l

A retesz palástnyomásra történő ellenőrzése:

lthF

AFp KK

ébr ×−==

)( 1

=ébrp



30

Mivel a megengedett palástnyomás értéke nagyobb, mint az ébredő palást-

nyomás értéke, ezért a retesz a fellépő terhelések mellett ebből a szempontból

megfelel.



31

5. A tervezés menete

5.1. A fogaskerekek főbb méreteinek meghatározása

- A fogaskerék fogszámainak meghatározása a már ismert áttétel értékének

felhasználásával:

1

2

zzi =

401 =z

242 =z

- A fogaskerekek osztóköreinek meghatározása:

101zmd ×=

202zmd ×=

5.2. Tengelyek méretezése

A tengelyeket a csapágyak helyes és hosszantartó működése érdekében

helyzettűrésekkel kell ellátni.

A tengely hengeres alak tűrései:

Az ISO 1101-1983-ban meghatározott hengerességi tűrésnek 1-2 IT foko-

zattal jobbnak kell lennie, mint az előírt mérettűrés, függően a követelmé-

nyektől. Pl.: ha az ülés a tengelyen m6 pontossággal van megmunkálva, ak-

kor az alaktűrésnek IT5-IT4-nek kell lennie. A hengeresség t1 tűrésértéke egy

feltételezett 150mm-es átmérőjű tengely esetén megkapható:

t1= IT 5/2 = 18/2 = 9µm

vagy

t1= IT 4/2 = 12/2 =6µm



32

Ha a csapágyakat szorító vagy lehúzó hüvellyel kell szerelni, a hüvely ten-

gelyülésének hengeressége IT 5/2 (h9-hez) vagy IT 7/2 (h10-hez) kell lennie.

A tengely merőlegesség tűrései:

A csapágygyűrűk homlokfelületi alátámasztásának merőlegesség tűréseit az

ISO 1101-1983 határozza meg, mely legalább egy IT fokozattal jobb, mint a

kapcsolódó hengeres ülés átmérőtűrése.

dA dB

A

ABt2

t1 t3

t4

B

AB

AB

Mivel a hajtó és a hajtott tengely hosszméretei azonosak és a fogaskerekek

fognyomásából adódó erő mindkét tengelynél azonos, ezért mindkét tengely

igénybevétele megegyezik. Tehát mindkét tengely azonos kialakítású. Ez elő-

nyös mind gyártási mind pedig esetleges csere esetén.

A tengelyek anyagára jellemző értékek:

MPaMPaMPa

haj

Ny

cs

220180113

=

=

=

σ

τ

τ



33

5.2.1. Hajtó tengely méretezése

- A belépő teljesítmény (P), fordulatszám (nbe) és a várható üzemeltetési kö-

rülményekhez mért üzemi tényező (kd) figyelembevételével a hajtó tengely-

ben ébredő csavaró nyomaték (Mcs) meghatározása.

d

becs

knMP ×××

=π21

s

Wn

kPMbe

dcs 1152

8,110142

3

××

××=

×××

=ππ

NmM cs 3803,267=

- A tengelyre ható fognyomásból eredő radiális terhelés meghatározása:

21

1

0dFM kcs ×=

mNm

dMF cs

k 2,03803,26722

1

10

×=

×=

NFK 803,26731

=

- A tengely adatainak megválasztása:

x1=80 mm x2=80 mm x3=60 mm



34

X3 X1 X2

FAFk1

FB

A B

T

MH

Mcs

Mred

-1336,901N

1336,901N

0

0

0

0

287,976Nm

267,3803Nm

106,952Nm

- A tengely „A” alátámasztási pontjára felírt nyomatéki egyenlet:

)(0 2111xxFxFM BKA +×−×==∑

Rendezve:

)8080(80803,2673

21

11

mmmmmmN

xxxF

F KB +

×=

+

×=

NFB 901,1336=



35

Mivel a tartó az 1KF erőre szimmetrikus ezért a két támaszerő nagysága

megegyezik tehát 21K

BA

FFF == .

- A maximális hajlító nyomaték meghatározása:

2

31

max

max952,1061080901,1336

xFMvagy

NmmmNxFM

BH

AH

×=

=××=×= −

- A tengelyt terhelő nyomatékokból redukált nyomaték meghatározása:

NmNmNmMMM CSHred 976,287)3803,267()952,106( 2222 =+=+=

- A tengelyre ható redukált feszültségek meghatározása a Moore-képlet

alapján:

MPaMPaMPaHred 398,315)113(4)220(4 2222 =×+=+= τσσ

- A redukált feszültségre méretezett legkisebb tengelyátmérő meghatáro-

zása:

mmMPa

NmMd

:Rendezve

dMM

KM

red

red

CSHredred

029,21398,315

10976,2873232

32

3

3

3min

3min

22

=×

××=

××

=

×+

==

ππσ

πσ

- A tengely szögelfordulásra történő ellenőrzése:

Mivel a tengely nyomatékot továbbít, ezért a tengelyt szögelfordulásra

ellenőrizni kell. A nyomaték átadásában szereplő összes tengelylépcsőt

külön ellenőrizni kell, majd ezek értékét összeadni. Ha ez az érték nem

haladja meg a megengedett értéket, akkor a tengely ebből a szempont-

ból megfelel. Az ellenőrzés alatt használt összefüggésekben megjelenő



36

„G” az acélokra jellemző rugalmassági modulusz, melynek értéke

8×104Mpa. Az összefüggésekből kapott értékek rad-ban értendők, ezért

ezeket át kell váltani m

0

mértékegységbe.

O28

O24 Gyengített átmérő

22

55

O30

1540

80

f1 f2 f3 f4

4321 ρρρρρ +++=össz

A tengelyvégre szerelt tengelykapcsoló retesszel történő rögzítése miatt

a 1ρ tengelyrész reteszhorony által gyengített átmérőjével történik az el-

lenőrzés.

MPammmmNm

GdlM

GIlM CS

P

CS

44

3

41

111

10832

)24(22103803,267

32××

×××

=×

××

=×

×=

ππρ

mrad

0

1 09101,0001917,0 ==ρ



37

MPammmmNm

Gd

lMGI

lM CS

P

CS

44

3

422

2

10832

)28(33103803,267

32××

×××

=×

××

=××

=ππ

ρ

mrad

0

2 0811,0001588,0 ==ρ

MPammmmNm

Gd

lMGIlM CS

P

CS

44

3

43

333

10832

)30(15103803,267

32××

×××

=×

××

=××

=ππ

ρ

mrad

0

3 01949,00003402,0 ==ρ

MPammmmNm

GdlM

GIlM CS

P

CS

44

3

44

444

10832

)40(80103803,267

32××

×××

=×

××

=××

=ππ

ρ

mrad

0

4 05545,0001063,0 ==ρ

mmmmÖssz

0000

4321 05545,001949,00811,009101,0 +++=+++= ρρρρρ

mÖssz

0

2469,0=ρ

Mivel a mmeg

0

25,0=ρ , ezért a tengely az előírt terhelések mellett ilyen

igénybevételnek megfelel.



38

5.3. Csapágy kiválasztás

5.3.1. A csapágyak felülvizsgálata és tisztítása

A gördülőcsapágyakat, mint minden más fontos gépelemet, időről időre

felül kell vizsgálni, és ki kell tisztítani. Teljes mértékben az üzemi körülmé-

nyektől függ, hogy az ilyen felülvizsgálatokat milyen gyakran kell elvégezni.

Évenkénti egyszeri felülvizsgálat és tisztítás elegendő, ha üzemközben el-

lenőrizhető a csapágy állapota, pl.: a futás közbeni csapágyzörej lehallgatása

útján, a hőmérséklet mérésével vagy a kenőolaj vizsgálatával. Az évenkénti

felülvizsgálat terjedjen ki a csapágygyűrűkre, a gördülőtestekre, a kosarakra

és csapágyazás egyéb alkatrészeire. A nagy terhelésű csapágyakat gyakrab-

ban kell megvizsgálni, pl.: a hengerműcsapágyakat minden egyes henger

cserénél ellenőrzik.

A csapágyalkatrészeket megfelelő oldószerrel (mosóbenzinnel, savmentes

petróleummal) kell kimosni, alaposan megszárítani, majd azonnal be kell ola-

jozni vagy zsírozni, hogy azokat a korróziótól megvédjük. Ez különösen akkor

fontos, ha a gép hosszabb ideig áll, mielőtt újból használatba veszik.

5.3.2. Csapágykiválasztás menete

- Első lépés: Az adatok felvétele

- Az élettartam tényező megválasztása a terhelések és az üzemi körülmé-

nyek figyelembevételével.

üóLh 000.20=



39

- A fordulatszám

min11500=n

- A csapágyat csak tiszta radiális erő terheli. A radiális terhelés nagysága a

tengely méretezésénél adódó támaszerő nagysága.

NFF Ar 9,1336==

- Második lépés: A csapágy típusának kiválasztása

A terheléseket és az üzemi körülményeket figyelembe véve, a csapágy tí-

pusa egysoros mélyhornyú golyóscsapágy.

- Harmadik lépés: Számítások

A terhelések és az üzemi körülményekre jellemző Pc

viszonyszám táblázat-

ból történő meghatározása a fordulatszám és az élettartam tényező figye-

lembevételével.

2,12=Pc

Az egyenértékű dinamikus csapágyterhelés meghatározása

yFxFP ar ×+×=



40

Mivel a csapágyra nem hat axiális irányú terhelés, ezért az yFa × tag az

összefüggésből kiesik mivel az aF értéke 0. Az x érték pedig tiszta radiális

erő esetén 1. A megmaradó összefüggés tehát rFP = .

A dinamikus alapterhelés meghatározása:

PPcC ×=

NC 9,13362,12 ×=

NC 18,16310=

Választott csapágy adatai:

NC 28100=

mmd 30=

mmD 72=

mmB 19=

A csapágy jele: 6306



41

5.4. Fogaskerekek geometriai méreteinek meghatározása

A fogaskerekek modulja, fogszámai a kompenzálás mértéke és a fogaske-

rekeket hordozó tengelyek tengelytávolsága adott. A kompenzálást a csú-

szásviszony javítására alkalmazzuk.

5.4.1. Hajtó fogaskerék

Adatok felvétele:

- Fogszám:

z1=40

- Modul:

m=5


d0=200 mm


x=0,2


b=20 mm

Számítások:


)52,0(511 mmmmmxmf ×−=×−=

mmf 41 =


mmmmmmmxcmmmxcml x 52,0)615(5)( 10101 ×+×+=×+×+=×++=

mml 833,61 =



42


mmmmfdd f 422002 1011×+=×+=

mmd f 2081

=


mmmmldd l 833,622002 1011×−=×−=

mmd l 33,1861

=

5.4.2. Hajtott fogaskerék

Adatok felvétele:

- Fogszám:

z1=24

- Modul:

m=5


d0=120 mm


x=0,2


b=20 mm



43

d02

dl2

df2

B

Számítások:


)52,0(522 mmmmmxmf ×+=×+=

mmf 62 =


mmmmmmmxcmmmxcml x 52,0)615(5)( 20202 ×−×+=×−×+=×−+=

mml 833,42 =


mmmmfdd f 621202 2022×+=×+=

mmd f 1322

=



44


mmmmldd l 833,421202 2022×−=×−=

mmd l 33,1102

=

5.5. Reteszek méretezése

A reteszek szabványos gépelemek, melyeket tervezői segédletből válasz-

tunk a tengelyátmérő függvényében. A reteszek anyagának minden esetben

gyengébb minőségűnek kell lennie, mint a tengely anyaga vagy a tengelyre

szerelt alkatrész pl.: fogaskerék, ékszíjtárcsa, dörzskerék, stb. Jelen esetben

a reteszek anyaga A 50 ötvözetlen szerkezeti acél. A tengelyekre két külön-

böző méretű és kialakítású retesz szükséges.

5.5.1. Fogaskerék rögzítésére szolgáló retesz

Adatok felvétele:

A retesz anyagára jellemző értékek:

MPapMPa

meg

ny

120

160

=

=τ

A tengely átmérő függvényében választott reteszre jellemző b×h viszony-

szám.

b×h=12×8

A reteszhornyok mérete a tengelyben és az agyban.

t1=5 mm

t2=3,3 mm



45

t1

t2

b

Tengely

Agy

A reteszt elnyíró kerületi erő meghatározása a csavaró nyomatékból.

MCS=267,3803 Nm

mNm

dM

F CSK 04,0

3803,26722 ×=

×=

NFK 015,13369=

A retesz minimális hosszának meghatározása.

minlb

FA

F KKNy ×

==τ

mmMPaN

bFl

Ny

K

12160015,13369

min ×=

×=

τ

mml 963,6min =

Tervezői segédletből választott retesz hossza:

mml 32=

A retesz palástnyomásra történő ellenőrzése:

mmmmmmN

lthF

AF

p KKébr 20)58(

015,13369)( 1 ×−

=×−

==



46

MPapébr 954,118=

Mivel a megengedett palástnyomás értéke nagyobb, mint az ébredő palást-

nyomás értéke, ezért a retesz a fellépő terhelések mellett ebből a szempont-

ból megfelel.

5.6. A fogaskerék ellenőrzése fogtő elnyíródásra

A fogaskereket terhelő kerületi erő a fogakat el akarja nyírni. A számolásnál

az osztóköri fogvastagsággal számolunk, mivel ez a méret mindkét fogaske-

réknél megegyezik. A kerületi erőt a csavaró nyomatékból számoljuk.

Az ismert csavaró nyomatékból meghatározott kerületi erő:

202dFM KCS ×=

mNm

dMF CS

K 302 10120

3803,26722−×

×=

×=

NFK 3383,4456=

A kerületi erőből a hajlító nyomaték meghatározása:

kFM Kh ×=

Ahol a „k” a fogláb mélység nagysága (k=l).

mNM h310833,43383,4456 −××=

NmM h 5374,21=

Az osztóköri fogvastagság meghatározása:

Otgmmmmmmtgmxms 2052,022

522

×××+×

=×××+×

=π

απ

mms 581,8=



47

A fogtő elnyíródás a fog osztóköri fogvastagság „s” és fogszélesség „b” által

meghatározott keresztmetszeten történik.

620)581,8(

10537,21

6

2

3

2 mmmmNm

bsM

KM hh

ébrmeg ××

=×

==≥ σσ

MPaébr 746,87=σ

Mivel a fogaskerék anyagára megengedett feszültség értéke 165 MPa, és a

kialakult feszültség értéke 87,746 MPa, ezért a fogaskerék fogtő elnyíródás

szempontjából megfelel.



48

6. Mellékletek

6.1. Alkatrész, rajz jegyzék

Sorszám Megnevezés Anyag Rajz Mennyiség

1. Tengely A 70 ÁHM/T 2db

2. Csapágyfedél-nyitott A 60 ÁHM/CSF-N 2db

3. Csapágyfedél-zárt A 60 ÁHM/CSF-Z 2db

4. Fogaskerék-hajtott C 45 ÁHM/FK-2 1db

5. Fogaskerék-hajtó C 45 ÁHM/FK-1 1db

6. Olajszintmérő-belső A 60 ÁHM/OM-B 1db

7. Olajszintmérő-pálca KO 30 ÁHM/OM-P 1db

8. Olajszint ellenőrző-

üveglap Üveg ÁHM/OE-Ü 1db


leszorító anya A 50 ÁHM/OE-ZA 1db

10. Olajleeresztő záró

anya A 50 ÁHM/OL-ZA 1db

11. Illesztőcsap A 60 ÁHM/ICS 3db

12. Ház-alsórész Aö 60Fk ÁHM/H-A 1db

13. Ház-felsőrész Aö 60Fk ÁHM/H-F 1db

14. Levegőztető-belső A 50 ÁHM/LG-B 1db

15. Levegőztető-szűrő Ko 30 ÁHM/LG-SZ 1db

16. Levegőztető-záró A 50 ÁHM/LG-Z 1db

17. Vizsgálóablak-

leszorító lemez A 60 ÁHM/VA-LL 1db



49

Sorszám Megnevezés Anyag Rajz Mennyiség


tömítés Gumi ÁHM/VA-T 1db


üveglap Üveg ÁHM/VA-ÜL 1db

20. Seeger-gyűrű A 60 ÁHM/SEG-G 2db


tömítés Gumi ÁHM/TÖM 1db

22. Olajleeresztő-tömítés Gumi ÁHM/TÖM 1db

23. Csapágyfedél-

nyitott-tömítés Gumi ÁHM/TÖM 2db

24. Csapágyfedél-

tömítés Gumi ÁHM/TÖM 4db



50


60°

Ø29

22

Ø4

10,9

65

105

16590 55

510

10

Ø4

10,9

60°

Ø29

Ø45

3220

11

Ø38

Ø40

Ø40

342

10

12

58

5

Ø29

Ø40

2004.06.05. M 1:1 Róka Tamás 21 1.

Tengely

ÁHM/T Tengely

Ø30

p6

Ø30

p6

30 +42+26

0,8

1,6

0,8

MSZ 3999 Ř4Msz 3999 Ř4

( )


29

5

17

14°

Ø70

Ø95

14°

Ø105

Ø95

Ø75

6db Ø

6

72 0-046

41 +0250

2004.06.05. M 1:1 Róka Tamás 21 2.

Csapágyfedél nyitott

ÁHM/CSF-N Csapágyf.ny.

4H13Ø29H12

Ø41

H12

R10

R2

R5

Ø72

h8

29 +0210


29

5

17

Ø70

Ø95

Ø105

Ø95

Ø75

6db Ø

6

72 0-046

2004.06.05. M 1:1 Róka Tamás 21 3.

Csapágyfedél zárt

ÁHM/CSF-Z Csapágyf.z.

R10

R5

R2

Ø72

h8


110,

3312

013

2

42

60100

66

R1,5R1,5 R1,5

R1,55 10

5

20

Ø40

43,3

2004.05.04 M 1:1 Róka Tamás 21 4.

Hajtott fogaskerék

ÁHM/FK-2 Fogask.hajtott

12

2×45

°

1×45

°

1×45

°


20

1×45°1×45°

2×45°

R1,5R1,5

R1,5R1,5

510

5

170

80 60

42

186,

3320

020

8

12

Ø40

43,3

2004.05.04 M 1:1 Róka Tamás 21 5.

Hajtó fogaskerék

ÁHM/FK-1 Fogask.hajtó


Ø18

s6M10

45°

65

Ø14

5

10

18 +056+035

2004.06.05. M 1:1 Róka Tamás 21 6.

Olajszintmérő belső alkatrész

ÁHM/OM-B O.mérő-belső


2004.06.05. M 1:1 Róka Tamás 21 7.

Olajszintmérő mérőpálca

ÁHM/OM-P O.mérő-pálca

70

1020

50

1 1

510

Ø24

Ø10

5

Rovátkázás

M10


Ø36

Ø30

2

2,5

Ø36Ø30

Dátum: Méretarány: Készítette: Lapok száma: Számú lap:

A rajz megnevezése:

Rajz szám: Fájl: Ellenőrizte:

Kőrösi Csoma SándorGimn.és Szakközépiskola

Hajdúnánás

2004.06.05. M 2:1 Róka Tamás 21 8.

Olajszint ellenőrző ablak-üveglap

ÁHM/OE-Ü O.szint.ell.üv.


2004.06.05. M 2:1 Róka Tamás 21 9.

Olajszint ellenőrző ablak záró anya

ÁHM/OE-ZA Olajsz.ell.zár.

Ø44

Ø30

M36

9

2

Ø30


10

Ø39

M24

18

2004.06.05. M 2:1 Róka Tamás 21 10.

Olajleeresztő záróanya

ÁHM/OL-ZA Olaj.lee.zár.a.


2004.06.05. M 3:1 Róka Tamás 21 11.

Illesztőcsap

ÁHM/ICS Illesztőcsap

15

Ø5

R0,5R0,5


140

100

144

343,5

R35

R35

R35

R35

R20

R2

R5

R20

R2R5

R5

R2

R20

R20

R5

R2Ø11,

2

Ø11,2

Ø11,

2

Ø5×7,5

Ø5×7,5

Ø8,2

Ø11

,2

Ø11,

2

Ø20

Ø8,2

Ø5×7,5

Ø8,2

7

17

7

174

53,5

7

3

Ø11,

2

Ø8,2

8

8

7

7

15

27,5

8

8

23

23

10

10

10

10

3

3

3

33

100

B

B

A A

41,25

357,5

275

Ø24

Ø14

2

40

Borda 5,95Borda 5,95

160

389,5

310

Ø10,2

Ø10,2Ø10,2

40

10,5

10,5 40 40

3db M6×15/Ř4,8×20

3db M6×15/Ř4,8×20

60°60°

Ø24Ø14

2

Ø70 Ø105

Ø95 (osztókör) Ø70

Ø95(

oszt

ókör

)

Ø105

R2

R2

R2

R2

R2

R2

R2

R2R2

R2

R2R2

154,05113,03

R1,580

20R1,5

45°

R1

606

M36

152

110

343,75

160 10974,75

389,5

7

3×45°

3×45

°

Ø5

7,5

10

10,5

M36

19

Ø30

7

7

2,5

M24Ø20

10

6

357,75

35

Ø1410

45°

Ø70 Ø708

172,4

117

152

R2 R2

R1

R3,5

R3

R2

R2

R1,5

R1,5

A-A

R2

R2

R2R2 R2

R2R2 R2

R3

2,5

10

M24

Ø20

154

234

34 313134

7

3

7

3

40

7

7

7

212

10

3

R3,5

R2

R2

R3,5

144

110

B-B

R3,5

M24

212

R2 R2R2

R2

R2

R3,5

40

R2

R2R2

10

R2

R2

234

154

35

40

10,5

190

158

117

M36

Ø30

26

117

R2

R2

R2

R2

Ø30

19

C

C

28,2

8

24,6 Ø14

2004.06.01. Róka Tamás 21 12.

Áthajtómű ház alsórész

ÁHM/H-A Ház alsórész

18 +0210

72 -005-024

Ø72M6Ø72M

6

Ø18H7

Ø18H7

6,3( )

0,8

0,8 0,8

0,8

0,8


180

100

144

Ø8,2

Ø5×7,5

Ø8,2

Ø10,2

Ø10,

2

Ø10,

2 Ø10,2

Ø8,2Ø5×7,5

Ø8,2

Ø5×7,5

Ø10,2

Ø10,2

144

343,5

389,4

160

3431

18

Ø72

Ø70

Ø72

Ø70

27,5

12

25

1212

25

12

27,5

12

25

8

8

8

8

140

100

18

34 3118

8

8

8

R20

R20

R2

R5

R5

R2R20

R20R2

R5

R2

R5

Ø70

Ø72 Ø70

Ø72

25

12

A A

3

3

Ø32

80

389,5310

160

40

10,5

40

10,5

Ø232

Ø78

Ø105

Ø95

Ø95Ø70 Ø

70

3db M6×15/Ř4,8×20

3db

M6×

15/Ř

4,8×

20

Ø10,2Ø10,2Ø10,2

75

R2

R2

R2

R2

R2

R2

R2

R2

B

37,5

50

7,5

7,5

7,57,

5

7,5

7,5

80

67,5

41,7

5

41,7

5

Ø32

M27

1935

35

116,5

B

6db M6×5/Ř4,8×7

R5

R5

R5

R5

389,5

160

5 5 5

5×45° 5×45°

7

7

7

10,5

10,5

Ø70

Ø70

506580

Ø32R1

Ø109

Ø71

212

206

190

100

4010

,5

52,5

40 52,5

10,5

158

77

7

Ø8,2 Ø8,2

Ø5

7,5

116

A-A

2004.05.06. Róka Tamás 21 13.

Áthajtómű ház felsőrész

ÁHM/H-F Ház felsőrész

5,95

Ø72M

6 Ø72M6

72 -005-024

6,3( )

0,8

0,8 0,

80,

8

0,8

0,8 0,80,8


326

26

15

M27Ø22

Ø36

Ø22M27

10

Ø15

2004.06.05. M 1:1 Róka Tamás 21 14.

Levegőztető -belső alkatrész

ÁHM/LG-B Leveg.belső


2

Ø26Ø20

Ø14

Ø8 Ø2

2004.06.05. M 1:1 Róka Tamás 21 15.

Levegőztető szűrő alkatrész

ÁHM/LG-SZ Leveg.szűrő

1,5mm1,5mm1,5mm

FuratŘLyukkörØ20Ø14Ø8


Ø36Ø18

M27Ø32

4db Ø3

224,

5

8

10 18

R2

Rovátkázva

2004.06.05 M 1:1 Róka Tamás 21 16.

Levegőztető záró alkatrész

ÁHM/LG-Z Leveg.záró


80

35

7,5 7,5

7

15 Ø6 Ø6

Ø6

Ø6

Ø6

Ø6

67,5

37,5

15

2004.06.05. M 1:1 Róka Tamás 21 17.

Vizsgáló ablak-leszorítólemez

ÁHM/VA-LL V.abl.lesz.lem.

0,5×45° körbe

0,5×45°

Lemezvastagság 3mm


80

35

7,5 7,5

7

15 Ø6 Ø6

Ø6

Ø6

Ø6

Ø6

67,5

37,5

15

2004.06.05. M 1:1 Róka Tamás 21 18.

Vizsgáló ablak-tömítés

ÁHM/VA-T V.abl.tömítés

Anyaga gumi, vastagsága 1mm


80

35Ø6 Ø6

Ø6

Ø6

Ø6

Ø6

67,5

2004.06.05. M 1:1 Róka Tamás 21 19.

Vizsgáló ablak-üveglap

ÁHM/VA-ÜL V.abl.üveglap

7,5 7,5

7,5

7,5

3522,5

22,5

Üveglap vastagsága 1.5mm


2004.06.05. M 1:1 Róka Tamás 21 20.

Seeger-gyűrű

ÁHM/SEG-G Seeger-gy.

52

Ø38

Ø44 Ø2,5

Ø2,5

R2,5

R2,5

5

5

8


1

Ø36Ø30

1

Ø24Ø2

0

Olajszint ellenőrző ablak tömítőgyűrűje

Olajleeresztő tömítő gyűrűje

Ø105

Ø95

Ø6

Ø6

Ø6

Ø6

Ø72Ø

6

Ø6

2

14°

4

Ø41 Ø29

Nyitott csapágyfedél tömítőgyűrűje

Csapágyfedél tömítőgyűrűje

2004.06.05. M 1:1 Róka Tamás 21 21.

Tömítések

ÁHM/TÖM Tömítések


Documents

Hajtóm - uCozcuccokjucustol.ucoz.hu/_ld/0/42_A_hajtm_tervezs.pdf · 2011-11-26 · 4.1. A fogaskerekek főbb méreteinek meghatározása - A fogaskerék fogszámainak meghatározása