HAMMASÜLEKANNE (2)

Tallinna Tehnikaülikool - Masinaehitus - Masinaelemendid ii

3 HALB

MHE0042 MASINAELEMENDID lI TTÜ MEHHATROONIKAINSTITUUT
4 EAP - 1-1-1- E MASINAELEMENTIDE JA PEENMEHAANIKA ÕPPETOOL 2010/2011. õ.a. KEVADSEMESTER
______________________________________________________________________
Kodutöö nr 5
Hammasülekanne
Antud:
Hammasratta materjal C45E (ReH = 370 MPa,
Rm = 600 MPa, -1 = 275 MPa, -1 = 165 MPa).
Hammasratta pinna kõvadus 400 HB
Hammasratta hamba laius b = 25 mm;
d jaotus = 200 mm; hammasratta moodul m = 2,5
(vt. Tabel 1).
Hamba profiili ümardusraadius rt = 0,6 mm.
Ülekantav pöördemoment m = 310 Nm.
Ülekandesuhe u=3; z1= 21; z2= 65; tegemist on suurema täpsusega hammasratastega.
Rahulik koormus, joonkiirus hambumises 20 m/s, nõutav tööiga on 105 tsükklit. Nõutav S = 1,5.
Leida:
Teostada hammasülekande paindeväsimuse ja pindväsimuse analüüs.
Loetleda : hammasülekannete üldised omadused ja hammasrataste tõrgete põhjused.
Lahendus:
Joonis 1. Evolventprofiili lihtsustus [1].
1. Arvutatakse hambumise ringjõud Ft ja hamba radiaalkoormus Fr :

Ringjõud Ft : N

Radiaaljõud Fr : - sirghammastega silindriliste hammasrataste korral N, kus α on hammasratta hambumisnurk (α = 20 º).

- kaldhammastega hammasratta korral , kus β on hamba kaldenurk mis võib varieeruda vahemikus 8 β 45 º.
Radiaaljõud Fr = 1128,3 N, ringjõud Ft = 3100 N
2. Lewis ’e paindepingete arvutus hamba jalas σA, n (hambaprofiili ( konsooli ) punktis A
mõjub painde nimi-tõmbepinge σA, n) (vt. Joonis 1):
MPa
Tabel 1. Silindriliste hammasrataste kataloog [2]
Tabel 2. Lewis’e teguri Y väärtusi evolventhammastele
hambumisnurgaga 20º
3. Hamba jala punkti A kohalik tõmbepinge avaldub:
MPa
, kus
q = kontsentratsioonitundlikkuse tegur;
K = staatika pingekontsentratsioonitegur
Tabel 3. Neuberi konstandi väärtusi
mm0,5
Tabel 4. Hammasratta hamba jala üleminekuraadiuse
pingekontsentratsioonitegureid, kui survenurk on 20º
L/h = h/6mY
Hamba profiili laius h = t = p/2, kus samm p = m·π = 2,5 · π = 7,85 mm => h = 7,85/2 =3,93 mm

L/h = h/6mY = 3,93 / 6·2,5·0,426 = 0,61

Pd on hammaste samm tollides „pitch“ Pd = N / d jaotus (tollides) 200 mm => 7,87 tolli.

N on hammaste arv.

Pd = 65/7,87= 8,259 tolli

rt= 0,3/Pd = 0,3/8,259 = 0,036 tolli ehk 0,914 mm

K= 1,85

Kui S = 1,5 , siis σ(D)-1 = 1,5 · σA = 1,5 · 185,1 = 277,65MPa (
[S] = 1....1,5
4. Paindeväsimuse täpsem analüüs

Hamba paindest tulenev ohtliku punkti tõmbepinge

MPa, kus

Geomeetriategur J = Y/K võtab arvesse:

Lewis’e teguri Y ja pingekontsentratsiooniteguri K.

Tabel 5. AGMA geomeetriateguri J väärtused paindele hambumisnurga 20º ja sisselõiketa

evelventprofiili jaoks väiksema täpsusega hammasülekannetes

Kui z2 = 65 ja suur täpsus =>J = ~0,28

Ka - Ülekoormustegur (rakendustegur)
Kv - Dünaamikategur
Km - Koormuse kontsentratsioonitegur (paigaldustegur)
KI - Parasiitratta tegur:
kahepoolse paindega parasiitratta hammastele KI = 1,42;
ühepoolse paindega hammastele KI = 1,0.
Tabel 6. Ülekoormusteguri Ka väärtusi
rahuliku koormuse korral Ka =1
Koormuse kontsentratsioonitegur Km arvestab koormuse ebaühtlast jagunemist hamba laiusel, tulenevalt:
1. Valmistamise asjaoludest;
2. Laagrite lõtkudest;
3. Laagerduste ja võlli/telje jäikusest
Tabel 7. Koormuse kontsentratsiooniteguri Km väärtusi
Km= 1,3 kuna selles ülesandes on tegemist suure täpsusega hammasratastega. Väikeste laagrite lõtkudega
Tabel 8. Dünaamikateguri Kv sõltuvusi hammasratta kvaliteedist ja joonkiirusest hambumises
Kui Qv = 9 ja v = 20 m/s => Kv =~1,4
[S] = 1....1,5
, kus 290 · 1,85 · 1 = 536,5 MPa (tsüklite arv 105)
> [S] = 1....1,5
σ0 - materjali väsimuspiir ühepoolsel paindel tsüklite arvule 107 usaldatavusega 99 % (vt. Tabel 9).
YN - Tööeategur – võimaldab arvutust optimeerida, kui hammasratta nõutav tööga erineb väärtusest 107 tsüklit (täispööret) (vt. Tabel 10).
Rg - Usaldatavustegur – võimaldab arvutust optimeerida, kui nõutav usaldatavus (töökindlus) erineb väärtusest 99 % (vt. Tabel 10).
Tabel 9. Teraste 107 pingetsükli väsimuspiire σ0 ühepoolsel paindel usaldatavusega 99 % (AGMA)
Tabel 10.Tööeategurite YN väärtusi terastele (AGMA)
5. Teostada pindväsimuse analüüs

Lahenduskäik vaata P. Põdra Masinaelementide aine konspekt. 12. Hammasülekanded
Süsinikterase elastsusmoodul Et = 200 GPa ja Poissoni ’ tegur νt =0,246.
-Pindväsimuse lihtne Hertz ’i analüüs
Kahe hambaprofiili kontakti saab vaadelda, kui kahe silindri kontakti.
Hertzi silinder -silinder kontakt:
Kasutades parameetrite asendamis:
E1 = vedava (väiksema) hammasratta materjali elastsusmoodul
E2 = veetava (suurema) hammasratta materjali elastsusmoodul
v1 = vedava (väiksema) hammasratta materjali Poisson’i tegur
v2 = veetava (suurema) hammasratta materjali Poisson’i tegur
Suurim kontaktpinge hambaprofiilide kontaktis :
=84mm
=260mm
Hammasratta hamba tugevustingimus tsüklilisele pindsurvele:
6.Teha järeldused

Valitud hammasrattad peavad vastu esitatud tingimustele ja tugevus tingimus ning pindväsimus tugevus on tagatud!!!

7. Hammasülekande omadused ja tõrgete põhjused
1. Koormuse ülekandeelementideks on hambad ja nende mehaaniline kontakt
2. Ülekande töös ühed hambad väljuvad hambumisest ja teised hambad lähevad hambumise;
3. Hammaste väikesed kujuhälbed ja komponentide deformatsioonid põhjustavad ülekande töötades
kiirendusi mille tulemuseks on:

Müra
Hammaste kiire kulumine
4. Töökiiruse (ülekandesuhte) sujuv muutmine on tehniliselt keerukas.
Hammasülekannete eelised:
1. Sujuv liikumine:
• sisenvõlli sujuva pöörlemise korral pöörleb
ka väljundvõll sujuvalt;
2. Täpne sünkroonsus:
• ülekandesuhe on igal ajahetkel konstantne ;
• sisend- ja väljundvõlli vahel puudub faasinihe ;
• see tagatakse liikuva hambumise õige geomeetrilise kujuga;
• enamlevinud on EVOLVENTHAMBUMINE;
3. Suured lubatavad pöörlemiskiirused;
4. Väike mass ja väikesed mõõtmed;
5. Pikk tööiga;
6. Suur kasutegur:
• hästi määritud hammasülekande korral: 0,98 ... 0,99
• eriti soodsatel juhtudel: 0,995;
7 Suhteliselt väikesed koormused võllile
Hammasülekannete olulised PUUDUSED:
1. Tööga kaasneb müra;
2. Kõrged nõuded valmistamise täpsusele.
Hammasrataste peamised tõrkemehhanimid on:
1. Hammasratta hamba PAINDEVÄSIMUS:
• hambale mõjub ühe- või kahepoolne tsükliline paine ;
• hamba jala üleminekuraadius on pingekontsentraator;
• tagajärjeks on väsimusprao teke ja hamba eraldumine;
2. Hammasratta hamba PINDVÄSIMUS (pitting):
• hamba kontaktpindadele mõjub tsükliline survepinge ning materjalis sellest tingitud tsükliline nihkepnge;
• pinnakihi alla tekivad praod ning kontaktpinnalt eralduvad materjali väikesed tükid;
• väiksem hammasratas kahjustub kiiremini;
• suuremad kahjustused on jaotusringjoonel;
3. Hammasratta hamba KULUMINE:
• hambumises on alati suhteline libisemine;
• olulisemad on adhesioon- ja abrasioonkulumine;
• vale määrimise korral võib adhesioonkulumine edasiareneda sööbeks (scuffing galling);
• tagajärjeks on hambaprofiilide kuju muutus koos hambumise lõtku suurenemisega, sellega kaasnevad:
- väljundratta pöörlemise ebaühtlus;
- löökkoormuste teke;
- müra ja vibratsiooni suurenemine;
4. Hammasratta VÕNKUMINE:
• liiga väikese jäikusega hambumine võib hakata võnkuma suurte elastsete deformatsioonide tõttu;
• tagajärgedeks on:
- suurenenud müra ja vibrtasioon;
- väljundratta pöörlemise ebaühtlus;
5. Hamba murdumine hetkelise ülekoormuse tõttu;
6. Hamba pinna plastsed deformatsioonid ülekoormuse tõttu;
7. Pindkarastatud hamba pinnakihi eraldumine väsimuse tõttu;
8. Väheliikuva hambumise fretting -kulumine
9
___________________________________________________________________
Harjutustunnid : Assistent , td. Alina Sivitski, tuba AV-416; [email protected]

.DOC Laadi alla originaalfail 9 lk · .doc · 209 allalaadimist

50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.

~ 9 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2011-05-18 Kuupäev, millal dokument üles laeti

209 laadimist Kokku alla laetud

2 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

karl225 Õppematerjali autor

Kodune ülesanne nr 5

paindväsimus tugevusarvutused hammasÜlekanne

Sarnased õppematerjalid

doc

Hammas- ja tiguülekanne arvutus

2010/2011. õ.a. KEVADSEMESTER ______________________________________________________________________ Kodutöö nr 5 Harjutusülesannete näited Hammas- ja tiguülekande arvutus NB!Valida üks arvutustest kas hammasülekande või tiguülekande arvutus! 1. Hammasülekanne, hammasrataste tüüp - Spur gears without side hub või Spur gears with side hub Antud: Hammasratta materjal C45E (ReH = 370 MPa, Rm = 630 MPa,  -1 = 275 MPa,  -1 = 165 MPa). Hammasratta pinna kõvadus 400 HB.

Rakendusmehaanika

doc

Veerelaagri valik ja arvutus

MHE0042 MASINAELEMENDID lI TTÜ MEHHATROONIKAINSTITUUT 4 EAP - 1-1-1- E MASINAELEMENTIDE JA PEENMEHAANIKA ÕPPETOOL 2010/2011. õ.a. KEVADSEMESTER ______________________________________________________________________ MHE0042 MASINAELEMENDID II Kodutöö nr. 3 Variant nr. Töö nimetus: Veerelaagri valik ja arvutus A-1 B-7 Üliõpilane (matrikli nr ja nimi) Rühm: Juhendaja: 094171 MATB 42 .......A.Sivitski.............. Sergei Lakissov …………………........... ..................................... Töö esitatud: Töö parandada: Arvestatud: ___________________________________________________________________ Harjutustunnid: Assistent, td

Rakendusmehaanika

doc

Võlli projekteerimine ja arvutus

MHE0042 MASINAELEMENDID lI TTÜ MEHHATROONIKAINSTITUUT 4 EAP - 1-1-1- E MASINAELEMENTIDE JA PEENMEHAANIKA ÕPPETOOL 2010/2011. õ.a. KEVADSEMESTER ______________________________________________________________________________ MHE0042 MASINAELEMENDID II Kodutöö nr. 4 Variant nr. Töö nimetus: Võlli projekteerimine A-1 B-7 Üliõpilane (matrikli nr ja nimi) Rühm: Juhendaja: 094171 MATB 42 .......A.Sivitski.............. Sergei Lakissov …………………........... ..................................... Töö esitatud: Töö parandada: Arvestatud: ______________________________________________________________________________ Harjutustunni

Automaatika alused

docx

Masinaelementide 4. kodutöö - Liistliide, hammasliide

MHE0041 MASINAELEMENDID l TTÜ MEHHATROONIKAINSTITUUT 4 EAP - 1-0-2- H MASINAELEMENTIDE JA PEENMEHAANIKA ÕPPETOOL __________________________________________________________________________________ MHE0042 MASINAELEMENDID I Kodutöö nr. 4 Variant nr. Töö nimetus: Liistliide, hammasliide A -3 B -8 Üliõpilane (matrikli nr ja nimi) Rühm: Juhendaja: MAHB32 .......A.Sivitski.............. ..................................... Töö esitatud: Töö parandada: Arvestatud: 06.01.2012 ________________________________________________________________________________________ Harjutustunnid: Assistent, td. Alina Sivitski, tuba AV-416; [email protected] 1. Algandmed

Masinaelemendid i

docx

Määrimine

MHE0041 MASINAELEMENDID l TTÜ MEHHATROONIKAINSTITUUT 4 EAP - 1-1-1- E MASINAELEMENTIDE JA PEENMEHAANIKA ÕPPETOOL _________________________________________________________________________ _________ MHE0042 MASINAELEMENDID II Kodutöö nr. 1 Variant nr. Töö nimetus: Määrimine A -4 B -3 Üliõpilane (matrikli nr ja nimi) Rühm: Juhendaja: MATB A.Sivitski Töö esitatud: Töö parandada: Arvestatud: 07.02.2011 _________________________________________________________________________ _______________ Harjutustunnid: Assistent, td. Alina Sivitski, tuba AV-416; [email protected] MHE0041 MASINAELEMENDID l TTÜ MEHHATROONIKAINSTITUUT 4 EAP - 1-1-1- E MASINA

Masinaelemendid ii

doc

Masinaelemendid I - Kodutöö V - Pressliide

MHE0041 MASINAELEMENDID l TTÜ MEHHATROONIKAINSTITUUT 4 EAP - 1-0-2- H MASINAELEMENTIDE JA PEENMEHAANIKA ÕPPETOOL __________________________________________________________________________________ MHE0042 MASINAELEMENDID I Kodutöö nr. 5 Variant nr. A-2 Töö nimetus: Pressliide B-0 Üliõpilane (matrikli nr ja nimi) Rühm: Juhendaja: Alina Sivitski Töö esitatud: Töö parandada: Arvestatud: ________________________________________________________________________________________ Harjutustunnid: Assistent, td. Alina Sivitski, tuba AV-416; [email protected] MHE0041 MASINAELEMENDID l TTÜ MEHHATROONIKAINSTITUUT 4 EAP - 1-0-2- H

Masinaelemendid i

doc

Masinaelemendid I - Kodutöö VI - Siduri valik

MHE0041 MASINAELEMENDID l TTÜ MEHHATROONIKAINSTITUUT 4 EAP - 1-0-2- H MASINAELEMENTIDE JA PEENMEHAANIKA ÕPPETOOL __________________________________________________________________________________ MHE0042 MASINAELEMENDID I Kodutöö nr. 6 Variant nr. A-2 Töö nimetus: Siduri valik B-0 Üliõpilane (matrikli nr ja nimi) Rühm: Juhendaja: Alina Sivitski Töö esitatud: Töö parandada: Arvestatud: ________________________________________________________________________________________ Harjutustunnid: Assistent, td. Alina Sivitski, tuba AV-416; [email protected] MHE0041 MASINAELEMENDID l TTÜ MEHHATROONIKAINSTITUUT 4 EAP - 1-0-2- H MASIN

Masinaelemendid i

docx

Liugelaagrite valik ja arvutus

MHE0041 MASINAELEMENDID l TTÜ MEHHATROONIKAINSTITUUT 4 EAP - 1-1-1- E MASINAELEMENTIDE JA PEENMEHAANIKA ÕPPETOOL _________________________________________________________________________ _________ MHE0042 MASINAELEMENDID II Kodutöö nr. 2 Variant nr. Töö nimetus: Liugelaagri valik ja arvutus A-3 B-4 Üliõpilane (matrikli nr ja nimi) Rühm: Juhendaja: MATB A.Sivitski Töö esitatud: Töö parandada: Arvestatud: 21.02.2011 _________________________________________________________________________ _______________ Harjutustunnid: Assistent, td. Alina Sivitski, tuba AV-416; [email protected] MHE0041 MASINAELEMENDID l TTÜ MEHHATROONIKAINSTITUUT 4 EAP - 1-1-1- E MASIN

Masinaelemendid ii

Rohkem sarnaseid