Dwie ostatnie cyfry oznaczają średnicę otworu wewnętrznego (00-10,01-12,02-15,03-17,04-20,05-25,06-30,07-*5) Cyfry początkowe oznaczają serię łożyska i niekiedy grupę konstrukcyjną (62-kulkowe zwykłe, 72-kulkowe skośne,303-stożkowe.293-baryłkowe wzdłużne)
Materiały- pierścień i części toczne wykonywane są ze specjalnej stali chromowej ŁH 15 lub ŁH 15SG
Dobór łożysk :
1.ograniczenia wymiarowe łożysk
2.wielkości i kierunki obciążenia
3.prędkość obrotowa
4.możliwość ograniczenia błędu współosiowości
5.wymagana dokładność i cichobieżność
6.sztywność ułożyskowania
Nośność spoczynkowa n<10 1/min , jest to takie obciążenie które wywołuje łączne odkształcenie plastyczne równe 0,0001mm elementów tocznych
Trwałość – jest to czas pracy łożyska w milionach obrotów lub godzin
L=(C/P)r c-nośność ruchowa, p- obciążenie ( r=3-łożysko kulkowe, r=10/3-łożysko wałeczkowe)
L10-trwałość umowna osiągana przez 90% łożysk
L=a1*a2*a3*L10
Algorytm doboru łożysk tocznych :
1.ustalenie schematu konstrukcyjnego łożyskowania
2.pokreślenie wartości i kierunków obciążeń i prędkości obrotowej łożysk
3.dla obciążeń zmiennych obliczamy Pn i nn.
4.ustalenie ograniczeń geometrycznych
5.wybór typu łożyska
6.przyjęcie wymaganej trwałości L
7.wyznaczenie stosunku C/P dla odpowiedniego L i typu łożyska
8.obliczenia obciążenia zastępczego P=VxPr+y*Pa
9.obliczenia obciążenia efektywnego Pe=fd*P
10.obliczenia nośności ruchowej C=Pe(C/P)
11.obliczenie efektywnej nośności ruchowej Ce=ft*C
12.obliczenie zastępczego obciążenia spoczynkowego P0=max(P01,P02) P01=X0*Pr0+Y0*P0a P02=Pr0
13. Obliczanie wymaganej nośności spoczynkowej
14.Dobór z katalogu jego nośności oraz wymiarów geometrycznych
15.Sprawdzenie trwałości ściernej łożyska- weryfikacja nośności efektywnej c0=s0*P0 Le=a1*a2*a3*(Ce/Pe)r
16.Dobór środka smarnego.
17. Przyjęcie prasowań w gnieździe i na czopie oraz uszczelek (filc-mała prędkość obrotowa, oringi i simeringi- średnia prędkość obrotowa, uszczelnienia labiryntowe- duża prędkość) .
a1- uwzględnia wymaganą niezawodność łożyska ¹0.9
a2- dokładność wykonania łożyska i gatunek stal
-rysy hartownicze –pęknięcia
-uszkodzenia interferencyjne –występują przy nadmiernym nacisku pomiędzy stopą a głową
-odpryski – są inicjowane przez rysy i pęknięcia w utwardzonej warstwie
-wytarcia i wydarcia- są wynikiem obecności twardych zanieczyszczeń pomiędzy zębami
-zatarcie i przegrzanie – powstaje przy zaniku smaru i metalicznym styku zęba
-piting- ma postać piramidkowych ubytków na powierzchniach bocznych jest inicjowany przez pęknięcia w które wszedł olej
-zgniot i złamanie – uszkodzenie nieutwardzonych zębów o zbyt małej granicy plastyczności
Obliczanie przekładni otwartych – na złamanie zęba, zamkniętej na naciski powierzchniowe.
Jeśli jest przenoszony moment skręcający to taką część nazywamy wałem, jeśli nie to osią. Części wałów osi na których są osadzone współpracujące z nimi elementy nazywamy czopami.
ETAPY PROJEKTOWANIA WAŁÓW:
1.Projektowanie wstępne polegające na ukształtowaniu wału na podstawie uproszczonych obliczeń wytrzymałościowych i zadanych dyspozycji wymiarowych
2.Obliczenia sprawdzające- sztywności(kąta ugięcia i strzałki), obliczenia dynamiczne (prędkości krytycznej ii drgania rezonansowe), obliczenia zmęczeniowe (rzeczywisty współczynnik bezpieczeństwa)
3.Ostateczne kształtowanie wału.
1.St3-St5 wtedy gdy o kształcie wału decyduje sztywność
2.35-45 gdy wał przenosi duże obciążenie w szczególności 45 gdy wskazanej jest powierzchniowe utwardzenie czopów
3.dla wałów uzębionych materiał taki jak dla kół zębatych (stale CrNi do ulepszania cieplnego, nawęglania i azotowania)
Kształtowanie powierzchni swobodnych przeprowadzamy po ukształtowaniu powierzchni roboczych, czyli czopów-należy uwzględnić aby d1/d2 <=1,2 , natomiast czopy należy kształtować według zaleceń normy.
Gładkość powierzchni
1.czopów końcowych :Rz=2,5-0,32mm
2.powieszchni swobodnych : wały wolno obrotowe i średnio bieżne (Rz=10-5mm), wysokoobrotowe ( Rz=2,5mm)
Tolerancje – powierzchnie swobodne wykonujemy w tolerancji warsztatowej IT14 (h14) przy dużych obrotach IT12 do IT10
Uwzględnianie wpustu:
1.Jeżeli obciążenie jest w przybliżeniu statyczne wystarczy, by moment bezwładności przekroju z rowkiem był nie mniejszy od momentu bezwładności zarysu teoretycznego.
2.Gdy wał pracuje w zmiennym cyklu obciążenia przy niewielkim udziale momentu skręcającego moment bezwładności koła wpisanego winien być nie mniejszy niż teoretyczny
a3- zależy od wartości tarcia, rzeczywistym współczynnikiem grubości elastohydrodynamicznego filmu olejowego
Obliczanie obciążeń zastępczych P=VxPr +Y*Pa
Pr- obciążenie promieniowe
Pa- obciążenie wzdłużne
V- współczynnik obrotów
X-współczynnik obciążenia poprzecznego
Y- współczynnik obciążenia wzdłużnego
Tolerancje (HB, kB) pasowania (HB/h7, H7/kB)
Tarcie zależy od materiałów trących, stanu powierzchni trących, siły docisku.
T=m*N T=F*Rt F- Powierzchnia Rt- granica na ścinanie
N=Pa*F m=Rt/Pa
Materiał o małym m Powinien mieć małą wytrzymałość na ścinanie oraz dużą twardość.
Tarcie w warunkach braku zanieczyszczeń lub elementów korozji między stykającymi się powierzchniami nazywamy tarciem suchym (fizycznie).
Tarcie w obecności nieznacznej ilości tlenków nazywamy tarciem suchym technicznym.
Tarcie płynne zachodzi wtedy gdy powierzchnie współpracujące przedzielone są warstewką płynu (opory tarcia to tylko opory wewnątrz płynu).
Tarcie mieszane jest to takie tarcie w którym zachodzi jednocześnie tarcie płynne, graniczne, a nawet suche.
Przy przemieszczaniu powierzchni rozdzielonych cieczą występuje siła będąca miarom oporów tarcia wewnętrznego lub naprężeń stykowych, jest ona wprost proporcjonalna do pola powierzchni oraz prędkości względnej oraz odwrotnie proporcjonalna do odległości względnej.
T=k*A*V/h=η*A*dV/dh η-lepkość dynamiczna [P] [1mPas=1cP]
Materiały łożyskowe:
1.Dobra odkształcalność.
2.Odporność na zatarcia.
3.Wytrzymałość na naciski.
4.Wytrzymałość zmęczeniowa.
5.Odporność na korozję.
6.Dobre przewodnictwo ciepła.
7.Odpowiednią rozszerzalność cieplną.
8.Korzystna struktura materiału (niskie μ)
9.Dodra obrabialność.
10.Niska cena.
Babbit 89.3%Sn, 8.9% Sb, 1.8% Cu
Ł83 83% Sn, 11%Sb, 6%Cu
Ł16 16%Sb, 1.75%Cu,16%Sn, reszta Pb
Warunki uzyskania tarcia płynnego (HYDROSTATYCZZNIE):
Wywołanie ciśnienia w warstewce smaru oddzielającego czop od panewki, przez pompowanie smaru pompą znajdującą się na zewnątrz łożyska.
Rozkład nacisków (ciśnienia) w łożysku ślizgowym
b-kąt opasania
3.Gdy występuje duży udział momentu skręcającego moment bezwładności koła współśrodkowego z przekrojem poprzecznym wału, stycznego zewnętrznie do dna rowka pod wpust winien być nie mniejszy od teoretycznej
Sprawdzenia – ugięcie dopuszczalne (Fdop=2-3*10-4 rozstawu łożysk), dopuszczalny kąt skręcenia (jdop=0,002-0,01rad/m)
OBLICZENIA ZMĘCZENIOWE PRZY OBCIĄŻENIACH ZŁOŻONYCH
Przy jednoczesnym występowaniu naprężeń różnego rodzaju naprężenia te składamy przy zastosowaniu odpowiedniej hipotezy wytężeniowej. Naprężenia zastępcze dla obciążeń niesymetrycznych (wahadłowych) obliczamy tak samo jak dla obciążeń stałych. Przy przewadze naprężeń normalnych sz=(s2+(ks*t/kt)2)^(1/2). Przy przewadze naprężeń stycznych sz=((kt*s/ks)2+t2)^(1/2). Rozwiązując te zależności można dowieść, że rzeczywisty współczynnik bezpieczeństwa jest równy dz=1/(1/ds2+1/dt2)1/2
ds,dt-składowe rzeczywistego współczynnika bezpieczeństwa obliczane tak jakby działało tylko zmienne naprężenie normalne lub styczne.
a-kąt pomiędzy kierunkiem obciążenia, a początkiem klina smarnego
f-kąt określający miejsce najmniejszej grubości warstewki olejowej
q(teta)-współrzędna kątowa mierzona w kierunku obrotów
qa(tetaa)- współrzędna kątowa mierzona od linii środków czopa i panewki do początku klina smarnego
Qpmax- kąt określający miejsce maksymalnego ciśnienia
Qpo- kąt określający koniec klina smarnego
Warunki uzyskania tarcia płynnego (HYDRODYNAMICZNIE):
a)klin smarny
1.istnienie prędkości poślizgu większej od pewnej prędkości granicznej
2.spełnienie warunku geometrycznego tzn. istnienie pomiędzy ślizgającymi się po sobie powierzchniami przestrzeni zawężającej się w kierunku ruchu
Koło podziałowe odpowiada walcom podziałowym dzieli ząb na dwie części powyżej koła podziałowego- głowa zęba i to co poniżej- stopa zęba
Wrąb- przestrzeń pomiędzy zębami jednego koła
Grubość zęba- jest mierzona na średnicy podziałowej
Luz- różnica pomiędzy grubością zęba a podziałką(/2 chyba)
Wysokość zęba- Znormalizowane: hf=1.25*m, ha=m
Luz wierzchołkowy- odległość pomiędzy walcem wierzchołkowym jednego koła a walcem den wrębów drugiego koła c=0.25*m
Wskaźnik wysokości zęba y=ha/m (y=1 zęby zwykłe, y>1 zęby wysokie, y<1 zęby niskie)
Linia przyporu jest linią wyznaczoną przez kolejne punkty styku.
Odcinek przyporu jest to część lini przyporu ograniczona punktami przecinania się kół na których znajdują się końce czynnych zarysów zęba (koła wierzchołków).
Ewolwenta jest to krzywa powstała przez przetaczanie prostej po okręgu.
Punkt przyporu jest to punkt styku dwóch współpracujących ewolwent.
Centralny punkt przyporu „C” wyznacza przecięcie lini przyporu z linią łączącą środki kół.
Kąt przyporu jest to kąt pomiędzy prostą przyporu a styczną do kół tocznych w punkcie „C”.
Liczba przyporu e stosunek długości odcinak przyporu do podziałki zasadniczej e>1.
Zarys odniesienia jest to zarys zębów zębatki nazywanej zębatką odniesienia. Powstaje ona jako zarys styczny do dwóch zarysów ewolwentowych współpracujących kół. Można ją interpretować jako koła zębate o nieskończenie dużej średnicy, zarysem takiego koła są odcinki proste jako szczególny przypadek ewolwent.
Zalety zarysu ewlowentowego:
- mała wrażliwość na odchyłki odległości kół,
- kierunek siły międzyrębnej niemienia się podczas pracy przekładni
- koła zębate o tych samych podziałkach i nominalnych kątach zarysu mogą być kojarzone w dowolne pary
- koła uzębione zewnętrznie mogą być kojarzone z uzębieniem zewnętrznym, wewnętrznym czy też zębatką.
- ewolwentowe koła zębate można wykonywać wydajnymi i dok ładnymi metodami obwiedniowymi
- za pomocą tego samego narzędzia można wykonać koła o różnej ilości zębów.
Podcięcia zęba podczas obtaczania obwiedniowego występuje wówczas gdy część narzędzia zębatki wytwarza zarys który nie jest ewolwentą.
W praktyce podcięcie występuje wtedy gdy występuje bardzo mało zębów.
Graniczna liczba zębów Zg=y*2/sin2ao zg(ao=20st)=17, a gdy dopuszczamy niewielkie podcięcie zębów zg’=14
Jest potrzebna w przypadku gdy na kole o liczbie zębów z<zg chce się uniknąć podcięcia zęba u podstawy. Polega ona na przesunięciu narzędzia zębatkowego z położenia 0 w położenie1, w którym nie występuje podcięci zęba lecz zmniejszyła się grubość zęba u wierzchołka.
X=x*m –przesunięcie zarysu (x- współrzędna przesunięcia ,”+”-wysuwanie ,”-„-wsuwanie).
xg=y*(zg-z)/zg
Przy z=12 xg=1*(17-12)/17, X=xg*m
1.PO – przesunięcie zarysu bez zmiany odległości osi.(X-X) Polega na przesunięciu narzędzia zębatkowego na jednym kole na zewnątrz o taką samą wielkość, o jaką w drugim kole- ku wnętrzu.
Stosuje się z1+z2>=2zg(zg’)
Zastosowanie PO pozwala na usunięcie podcięcia kole ale jest także gdy podcięcie nie grozi poprawności współpracy z większą liczbą przyporu.
2.P - przesunięcie zarysu ze zmianą odległości osi (X+X). Stosuje się gdy z1+z2<2zg , oraz gdy względy konstrukcyjne wymagają zmiany odległości osi. Po zastosowaniu przesunięcia zarysu x1,x2 osie kół ulegają rozsunięciu i nowa odległość osi będzie równa ap=a0+(x1+x2)*m- odległość pozorna.
Aby skasować luz obwodowy zbliża się koła na odległość ar=a0*cosa0/cosat at toczny kąt przyporu a0=z1+z2/2*m invat=2*(x...
dawiddd93