Akademia Górniczo-Hutnicza

im. S. Staszica w Krakowie

Wydział Inżynieri Mechanicznej i Robotyki

Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn

Podstawy Konstrukcji Maszyn

Wykonali:

Katarzyna Olma

Sebastian Paluchowski

Błażej Pastuszyński

Temat 1: Wykreślne wyznaczenie zarysu zębów korygowanych i sprawdzenie ich wymiarów

1. Przebieg Ćwiczenia:

Na laboratorium dokonywaliśmy wykreślnego wyzaczania zarysu zębów koła zębatego na specjalnym stanowisku. Przeprowadziliśmy korekcje uzębienia kół zębatych poprzez odsunięcie narzędzia od zębatki małej i dosunięcie jej do zębatki dużej.

1. Obliczenia:

Dane:

Z₁=9 , Z₂=27 -Liczba zębów

m=10 -Moduł

∝=20^o - Kąt przyporu

y=1 - Współczynnik wysokości zęba

C=0,2 - Współczynnik luzu wierzchołkowego

β=0^o - Kąt pochylenia linii zębów

Δy=0 - Współczynnik skrócenia zęba

Parametr Wzór	Koło małe	Koło duże
	Niekorygowane [mm]	Korygowane [mm]
Średnia podziałowa dp=i m	10·9=90	10·9=90
Wysokość głowy zęba	10·(1+0+0)=10	10·(1+0,5+0)=15
wysokość stopy zęba	10·[(1-0) +0,2]=12	10·[(1-0,5)+0,2]=7
Całkowita wysokość zęba	10+12=22	15+7=22
Średnica głów	90+(2·10)=110	90-(2·10)=70
średnica stóp(podstaw) zęba	90-(2·12)=66	90+(2·12)=114

1. Wnioski

Porównując wartości uzyskane dla zębów z korekcją oraz bez niej można zauważyć, że zęby skorygowane mają grubszą stopę oraz ostrzejsze wieszchołki w stosunku do zębów bez korekcji. Zwiekszenie grubości stopy powoduje wzrost wartości wytrzymałościowych na zginanie, a także wzrost odporności zębów na wyłamanie. Zęby lepiej ze sobą zspółpracują co jest spowodowane zniejszeniem poślizgu.

ODPOWIEDZI NA PYTANIA KONTROLNE:

Pytania z M.Porębskiej i M. Warszyńskiego, lab. 13:

1. Na czym polega korekcja P-O i kiedy można ją stosować?

Aby uniknąć podcinania zębów stosuje się korekcję P-O polega ona na odsunięciu narzędzia w przypadku koła mniejszego oraz dosunięciu narzędzia w przypadku koła większego.
Stosowane jest gdy spełnione są warunki:
z₁+z₂≥ 2 z_g - suma liczby zębów jest większa lub równa podwojonej liczbie zębów granicznych

a₀ = a_rz - zerowa odległość osi równa jest rzeczywistej odległości osi kół współpracujących

1. Jakie są cechy charakterystyczne korekcji P i kiedy ją można stosować?

Korekcja P charakteryzuje się zmianą odległości osi. Można ją stosować, gdy suma liczby zębów jest mniejsza od podwojonej liczby zębów granicznych lub gdy konstrukcja wymaga przesunięcia osi.

1. W jaki sposób określa się graniczne współczynniki korekcji?

Graniczny współczynnik korekcji x musi znajdować się między dwoma krzywymi P i O, gdzie

P – podcinanie – odczytanie dolnej wartości x_d

O – ostrzenie – odczytanie górnej wartości x_g

1. Jak wpływa korekcja na geometrię zazębienia?

Korekcja zwiększa grubości zębów u podstawy. Zwiększa także grubość zęba koła małego oraz zmniejsza grubość zęba koła dużego mierzonego na okręgu podziałowym. Nie zmienia natomiast średnicy podziałowej. Korekcja powoduje także zwiększenie średnicy wierzchołków i stóp koła małego i zmniejsza średnicy wierzchołków i stóp koła dużego.

1. Jak wpływa korekcja na wytrzymałość zębów?

Zwiększenie grubości zębów u podstawy powoduje, że zwiększa się ich odporność na wyłamanie, jednak równocześnie zmniejsza się grubość wierzchołka co powoduję większą kruchość. Wzrasta wytrzymałość na zginanie, a w skutek mniejszego tarcia spowodowanego zmniejszony poślizgiem, zęby wolniej się scierają.

Temat 2: Badanie sprawności przekładni zębatej walcowej

1. Przebieg Ćwiczenia:

Na laboratorium badaliśmy dwustopniową przekładnie walcową w celu wyznaczenia jej oporów

1. Obliczenia:

Dane:

n=1500 obr/min

K₁,K₂ – koła linowe φ185mm

N=9,2 kW

G_1,G₂- obciązenia na odpowiednich kołach linowych

i=10- przełożenie

Przekładnia jako reduktor:

Obciązenie dołożone 3,226kg

Przekładnia jako multiplikator:

Obciązenie dołożone 2,776kg

Przekładnia jako reduktor, opory toczenia:

Masa powodująca swobodne spadanie 106g

Przekładnia jako multiplikator, opory toczenia:

Masa powodująca swobodne spadanie 706g

1. Wnioski

Sprawności przekładni zębatych, które uzyskaliśmy nie wiele się od siebie różnią. Jest to spowodowane uszkodzeniem zębów. Prawidłowy wynik powinien pokazywać, że sprawność multiplikatora jest większa w stosunku do sprawności reduktora. Wiekszy dla multiplikatora jest także moment oporów własnych podczas biegu luzem , co wynika z różnicy oporów toczenia. Opory toczenia dla reduktora są mniejsze.

Sprawność przekładni zależna jest od:

- wspólpracy zębów

- poślizgu

- tarcia

- czynników zewnętrznych tj. zanieczyszczenia, rodzaj smaru.

ODPOWIEDZI NA PYTANIA KONTROLNE:

1. Jakie czynniki składają się na sprawność ogólną przekładni?

- opory w łożyskach (typ łożysk, smarowanie);

- opory aerodynamiczne;

- bezwładność układu;

- stan uzębienia (geometria zazębienia, zużycie zębów, chropowatość powierzchni);

- właściwości oleju (jego lepkość);

2. Jak prędkość ruchu wpływa na sprawność przekładni?

Wraz ze wzrostem prędkości sprawność rośnie ale do pewnego momentu, potem natomiast jej wartość spada (po przekroczeniu obrotów znamionowych przekładni). Tak więc zarówno przy niskich jak i wysokich prędkościach sprawność układu jest niska.

3. Jaki jest wpływ błędów montażu na opory ruchu w przekładni?

Powodują one powstanie sił dynamicznych oraz zmianę istniejących sił w zazębieniu. Prowadzi to do dużych obciążeń dynamicznych przez co duża energia odkształcenia zmniejsza sprawność.

4. Co składa się na opory własne przekładni?

- dokładność montażu,

- stan uzębienia (geometria zazębienia, zużycie zębów, chropowatość powierzchni);

- smarowanie kół zębatych i łożysk,

- opory w łożyskach,
- bezwładność kół zębatych.

5. Wyjaśnić zapis sprawności reduktora w odniesieniu do zapisu

Sprawność rozwija się następująco:

,

gdzie

L_u – praca uzyskana

L_w – praca włożona

φ – kąt obrotu wału

M – moment na wale

6. Parametry katalogowe badanej przekładni zawarte w tabliczce znamionowej

Przekładnia dwustopniowa WDP 200:

• obroty znamionowe: $1500\frac{\text{obr}}{\min}$

• przełożenie całkowite: 10

• moc znamionowa: 9, 2 kW