19
Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu
Orbis pictus21. století
Tato prezentace byla vytvořenav rámci projektu
OB21-OP-STROJ-SPS-TRE-M-2-009OB21-OP-STROJ-SPS-TRE-M-2-009
Pohybové hřídelePohybové hřídele
Charakteristika hřídelůCharakteristika hřídelůjsou součásti pohybových jsou součásti pohybových ústrojí strojů ve většině ústrojí strojů ve většině strojních zařízení,strojních zařízení,přenáší otáčivý pohyb a přenáší otáčivý pohyb a kroutící moment, zajišťují kroutící moment, zajišťují přenos energie.přenos energie.na hřídelích bývají upevněny na hřídelích bývají upevněny řemenice, řetězová kola, řemenice, řetězová kola, ozubená kola, lanovnice, ozubená kola, lanovnice, vačky, spojky,.. pomocí vačky, spojky,.. pomocí klínů, per,drážkování, klínů, per,drážkování, nalisováním,..nalisováním,..hřídele jsou uloženy otočně hřídele jsou uloženy otočně pomocí kluzných nebo pomocí kluzných nebo valivých ložisek,valivých ložisek,části hřídelů, které jsou části hřídelů, které jsou uloženy v ložiskách se uloženy v ložiskách se nazývají čepy.nazývají čepy.
Hřídel je obvykle namáhán na ohyb a krut. V místech ložisek na otlačení.
Pohybové hřídelePohybové hřídelePohybové hřídelePohybové hřídele
jsou namáhány na krut, krut + ohyb nebo krut + tah.
Rozdělení pohybových hřídelů - Rozdělení pohybových hřídelů - podle tvarupodle tvaru
hladkéhladkétvarovétvarovézalomenézalomenéohebnéohebnédutéduté
Příklady pohybových hřídelů - Příklady pohybových hřídelů - podle tvarupodle tvaru
Pohybový hřídel - řezPohybový hřídel - řezPohybový hřídel, namáhaný na krut a ohyb.
Pohybový hřídel motoru Pohybový hřídel motoru
Pohybové hřídele - příkladyPohybové hřídele - příklady
Pohybové hřídelePohybové hřídele
Klikový hřídel
Vačkový hřídel
Postup výpočtu pohybového hřídele
Pohybové hřídele jsou Pohybové hřídele jsou namáhány současně na krut namáhány současně na krut MMkk a na ohyb M a na ohyb Mo o od od přenášeného výkonu P.přenášeného výkonu P.Proto je nutné počítat s tzv. Proto je nutné počítat s tzv. redukovaným napětím redukovaným napětím redred a a redukovaným ohybovým redukovaným ohybovým momentem Mmomentem Mored ored
Postup výpočtu pohybového Postup výpočtu pohybového hřídelehřídele
Vypočteme kroutící moment MVypočteme kroutící moment Mkk, síly F a reakce F, síly F a reakce FAA a a FFB,B,
Vycházíme ze zadaného výkonu P, který hřídel Vycházíme ze zadaného výkonu P, který hřídel přenáší. Vypočítáme Mpřenáší. Vypočítáme Mkk z něho sílu F. z něho sílu F.
nPM k ..30000
DMF k.2
2FFF BA
Postup výpočtu pohybového Postup výpočtu pohybového hřídelehřídele
Výpočet MVýpočet Momaxomax
Výpočet MVýpočet Mredred
Výpočet ohybového napětí Výpočet ohybového napětí omaxomax, napětí na krut , napětí na krut kk a redukovaného napětí a redukovaného napětí redred
4.
2.22
.2.max
lFlFlFlFM BAo
22 .75,0 kored MMM
o
oo W
M maxmax
k
kk WM
22max .3 kored
Postup výpočtu pohybového Postup výpočtu pohybového hřídelehřídele
Výpočet průměru hřídele dVýpočet průměru hřídele d
3..32
Do
redMd
Příklad výpočtu pohybového Příklad výpočtu pohybového hřídelehřídele
ZadáníZadání Vypočítejte průměr hřídele d, který přenáší výkon P=1,5kW Vypočítejte průměr hřídele d, který přenáší výkon P=1,5kW
při otáčkách n=15 spři otáčkách n=15 s-1-1, za předpokladu, že je namáhán , za předpokladu, že je namáhán ohybem krutem. Na hřídeli je řemenice o průměru D=160 ohybem krutem. Na hřídeli je řemenice o průměru D=160 mm. Materiál hřídele 11 600, kterému odpovídá dovolené mm. Materiál hřídele 11 600, kterému odpovídá dovolené namáhání v ohybu namáhání v ohybu DoDo=65 MPa.=65 MPa.
Dáno: Dáno: P=1,5 kWP=1,5 kW n=15sn=15s-1-1=900min=900min-1-1 D=160mmD=160mm Mat. hřídel 11 600 = Mat. hřídel 11 600 = DoDo=65 MPa=65 MPa l=300 mml=300 mm
Příklad výpočtu pohybového Příklad výpočtu pohybového hřídelehřídele
1. Výpočet kroutícího momentu Mk,
2. Výpočet síly F a reakcí FA a FB
mmNnPM k .49,15915
900.1500.30000
..30000
NDM
F k 94,198160
49,15915.2.2 NFFF BA 5,99
294,198
2
Příklad výpočtu pohybového Příklad výpočtu pohybového hřídelehřídele
3. Výpočet MOmax
4.4. Výpočet ohybového redukovaného momentu MVýpočet ohybového redukovaného momentu Moredored
5.5. Výpočet průměru d:Výpočet průměru d:
6.6. Volíme průměr 15mm.Volíme průměr 15mm.
mmNlFlFlFlFM BAo .148804300.94,198
4.
2.22
.2.max
mmNMMM kored .82,2031549,15915.75,014880.75,0 2222
mmMdDo
red 7,1465.82,20315.32
.
.3233
Kritické otáčky hřídeleKritické otáčky hřídeleHřídele jsou součásti dynamicky namáhané. U rotujících hřídelů se projeví při určité rychlosti otáčení značné kmitání, tzv. otáčky kritické. Nastává rezonance, při které se výchylky kmitu hřídele teoreticky zvětšují na nekonečně velkou hodnotu.Kmitání muže být:
Ohybové, torzní nebo podélné. Hřídele dělíme s hlediska kritických otáček na :
Konstruktér se proto musí vždy přesvědčit, zda se provozní otáčky neshodují s kritickými:
y … je maximální průhyb hřídeleKdyby hřídel pracoval při kritických otáčkách, zlomil by se, i kdyby byl podle pevnostních podmínek správně dimenzován.
Hřídele, hřídelové čepyHřídele, hřídelové čepyOtázky k opakování:Otázky k opakování:
Jaké součásti slouží k přenosu kroutícího momentu ?Jaké znáš druhy hřídelů a jaký je mezi nimi rozdíl ?Popište různé způsoby úpravy hřídelů pro jednotlivé spoje s nábojem.Jaký je rozdíl mezi vstupním, výstupním a předlohovým hřídelem?Zdůvodněte použití dutých hřídelů.Co jsou to hřídelové čepy a k čemu slouží?Nakresli a popiš válcový a kuželový čep.Uveďte pevnostní rovnice pro jednotlivé způsoby namáhání hřídelů a vysvětlete veličiny.Vysvětlete pojem kritické otáčky (souvislost s rezonancí). Proč provozujeme některé rotory v nadkritické oblasti?
Použitá literaturaPoužitá literatura
Moderní strojírenství, Josef Dilinger a kolektiv.Moderní strojírenství, Josef Dilinger a kolektiv.Strojnictví I, II, J. Doleček, Z. HoloubekStrojnictví I, II, J. Doleček, Z. HoloubekStrojnické tabulky, J. Leinveber, J. Řasa, P. VávraStrojnické tabulky, J. Leinveber, J. Řasa, P. VávraStroje a zařízení I, J. Doleček, P. Gajdoš, V. Novák Stroje a zařízení I, J. Doleček, P. Gajdoš, V. Novák Fischer, U. aj. Základy strojnictví.1. vyd. Praha : Europa-Sobotáles cz s.r.o., 2004.Bolek, A., Kochman, J. aj. Části strojů 1. svazek. 5. vyd. Praha : SNTL, 1989.Doleček, J., Holoubek, Z. Strojnictví I. pro SOU. 1. vyd. (nebo pozdější) Praha : SNTL, 1988.
