UČÍME V PROSTORU

Název předmětu:Název a ID tématu:

Zpracoval(a):

Stavba a provoz strojůMechanické převody (ST43_002)Převody ozubenými koly

Ing. Michal Jelínek

STROJÍRENSTVÍ

PŘEVODY OZUBENÝMI KOLY

PŘEVODY OZUBENÝMI KOLYPřenáší krouticí moment z hnacího na hnaný hřídel tvarovým způsobem. Používají se pro převody se stálým převodovým číslem a s malou osovou vzdáleností hřídelů.

VÝHODY : - vysoká účinnost, až 99 % - velká spolehlivost - přesné dodržení převodového čísla - přenos vysokých výkonů při malých rozměrech - velká životnost - jednoduchá obsluha a údržba NEVÝHODY : - náročná výroba i montáž - velká citlivost na dodržení geometrie převodu - některá soukolí vyžadují dokonalé mazání

OZUBENÁ SOUKOLÍVzhledem k podmínce odvalování mohou bok zubu tvořit

pouze dvě křivky: 

evolventa nebo cykloida

Ozubená soukolí se rozdělují na dvě základní skupiny:

1) SOUKOLÍ VALIVÁ  2) SOUKOLÍ ŠROUBOVÁ

VALIVÁ SOUKOLÍPři záběru kol dochází k odvalování boků dvou spoluzabírajících zubů. K teoreticky přesnému odvalování dochází pouze v tzv. valivém bodě V, jinak dochází mezi boky zubů ke skluzu. Ten je ale zanedbatelný.

Obrázek 1: Boční křivka

Tvary zubů se řídí podle boční křivky. Ta je průsečnicí boku zubu kola s roztečným válcem nebo kuželem.

BOČNÍ KŘIVKY

Obrázek 2: Boční křivky zubů

a) s přímými zubyb) se šikmými zuby c) s dvojnásobně šikmými zubyd) se šípovými zubye) s dvojnásobně šípovými zubyf) s kruhovými zuby

Podle tvaru boční křivky se ozubení dělí na kola :

ČELNÍ SOUKOLÍ S PŘÍMÝMI ZUBY Princip činnost tohoto typu soukolí lze znázornit jako odvalování dvou

roztečných (valivých) válců. Používá se k spojení rovnoběžných hřídelů. 

Obrázek 3: Čelní soukolí

ZÁKLADNÍ PROFIL základní prvek evolventního ozubení ozubený hřeben, jehož rozměry jsou normalizovány

Obrázek 4: Základní profil

DRUHY OZUBENÝCH KOL

Obrázek 5: Druhy kol

Kolo N vznikne odvalováním roztečné přímky základního profilu po roztečné kružnici kola. Jejich používání je omezeno minimálním počtem nepodřezaných zubů, tzv. mezním počtem zubů, který je teoreticky 17.

Kolo +V vznikne, je-li při výrobě roztečná přímka základního profilu posunuta směrem od středu kola o hodnotu +x.m.

Kolo –V vznikne, je-li při výrobě roztečná přímka základního profilu posunuta směrem k středu kola o hodnotu -x.m.

DRUHY SOUKOLÍ

Kombinací kol N, +V a –V mohou vzniknout ozubená soukolí:

 

Soukolí N - pastorek N, kolo N

 Soukolí VN - pastorek +V, kolo –V

 Soukolí V - pastorek +V, kolo N nebo -V

KOREKCE OZUBENÍ

Posouváním základního profilu vznikají kola typu +V a –V, ale dají se také ovlivňovat vlastnosti ozubení. Používáme tři druhy korekcí:

 

Nejmenší korekce - odstraňuje pouze patní podříznutí

Nejvýhodnější korekce – kromě odstranění patního podříznutí zlepšuje tzv. záběrové podmínky ozubení (trvanlivost, hlučnost apod.)

Korekce za účelem dosažení osové vzdálenosti – použití vyplývá z názvu

 

DÉLKA ZÁBĚRU

Aby záběr dvou ozubených kol byl skutečně plynulý, je nutné, aby byl současně v záběru více než jeden pár zubů. To lze zjistit pomocí délky záběrové úsečky AZ. Z poměru délky záběru a rozteče pak vychází součinitel záběru ε. Jeho hodnota by neměla klesnout pod hodnotu 1,4.  

Obrázek 6: Délka záběru

ČELNÍ SOUKOLÍ SE ŠIKMÝMI ZUBYŠikmé zuby ve skutečnosti tvoří části šroubovic. Používá se k spojení rovnoběžných hřídelů. Zakřivení zubů výrazně zlepšuje vlastnosti čelních kol.

Obrázek 7: Šikmé ozubení

ČELNÍ SOUKOLÍ SE ŠIKMÝMI ZUBY

VÝHODY : plynulejší záběr tichý chod vyšší počet párů zubů v záběru nižší mezní počet zubů kola typu N mají lepší záběrové podmínky přenos vyšších výkonů libovolnou osovou vzdálenost lze docílit vhodným

úhlem sklonu zubů NEVÝHODY : - vznikají osové síly namáhající ložiska

DRUHY KOL A SOUKOLÍ

 Stejně jako u čelních soukolí s přímými zuby se používají kola typu N, +V a –V. Tato kola se kombinují do soukolí typu N a VN. Nepoužívají se soukolí typu V, protože osovou vzdálenost lze docílit vhodným úhlem sklonu zubů.

U kol s šikmými zuby nelze přímo určit mezní počet zubů. Proto se používá tzv. porovnávací kolo. Je to myšlené čelní kolo s přímými zuby.

Obrázek 8: Porovnávací kolo

KUŽELOVÁ SOUKOLÍPrincip činnost tohoto typu soukolí lze znázornit jako odvalování dvou roztečných (valivých) kuželů. Používá se k spojení různoběžných hřídelů, nejčastěji kolmých.

Obrázek 9: Kuželové soukolí

KUŽELOVÁ SOUKOLÍ náročná výroba i montáž pro výrobu kuželových kol s šikmými nebo rádiusovými zuby jsou nutné

speciální jednoúčelové obráběcí stroje drahá výroba veškeré rozměry včetně úhlů je třeba dodržovat s vysokou přesností stejně jako u čelních soukolí s šikmými zuby je pro určení mezního

počtu zubů potřeba porovnávací kolo.

Obrázek 10: Kuželový pastorek

ŠROUBOVÁ SOUKOLÍSlouží k spojení mimoběžných hřídelů. Zuby šroubových kol se po sobě odvalují a zároveň smýkají. Teoreticky správné šroubové soukolí by tvořil pár rotačních hyperboloidů opatřených ozubením. Tato soukolí se téměř nepoužívají pro mimořádně náročnou a drahou výrobu a nahrazují se v praxi záběrem dvou čelních kol s šikmými zuby.

Obrázek 11: Šroubová soukolí

ŠROUBOVÁ SOUKOLÍPro převodový poměr platí vztah:

 Protože za můžeme dosadit a za,platí vztah: 

 

Obrázek 12: Šroubová kola

Převodový poměr je tak závislý nejen na poměru roztečných průměrů, ale také na sklonu zubů. Při stejném průměru kol tak nemusí být převodový poměr roven 1. 

ŠNEKOVÁ SOUKOLÍ» zvláštní případ pravoúhlého šroubového soukolí, kde počet zubů

pastorku klesl na hodnotu» používají se pro přenos nižších a středních výkonů.

VÝHODY: - vysoký převodový poměr až 150 - tichý chod - možnost samosvornosti NEVÝHODY: - vyšší opotřebení - nutnost dokonalého mazání - při nízké účinnosti se zahřívá

Obrázek 13: Šnekové soukolí

DRUHY ŠNEKOVÝCH SOUKOLÍ

Šneková soukolí dělí na:

Válcová (a) Smíšená (b) Globoidní (c)

Obrázek 14: Šneková soukolí

DRUHY ŠNEKŮŠneky se dělí podle tvaru boční křivky profilu zubu v čelní rovině:

Šnek A (spirální)Šnek N (obecný), nejpoužívanějšíŠnek E (evolventní)

Obrázek 15: Šnek ZN

SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY

KŘÍŽ, Rudolf a kol. Stavba a provoz strojů II: Převody. Praha: SNTL,1978. L13-C2-V-33f/25560. MRÁZ, Libor. Stavba a provoz strojů II: Pracovní sešit pro III. ročník. Interní vydání pro SPŠ ZLÍN 2008