Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

Převody ozubenými koly princip, účel, použití OB21-OP-STROJ-SPS-TRE-M-3-005

Převody ozubenými koly Historie Současnost Dřevěná kola používaná v minulosti ve starých mlýnech. Zuby se vyráběly z tvrdého dřeva - nejčastěji dub, habr. Výhodou dřevěných zubů byla jejich snadná vyměnitelnost. Zuby nebylo třeba mazat.

Převody ozubenými koly výhody, nevýhody Výhody ozubených kol: relativně malé rozměry,  dobrá spolehlivost a životnost,  dobrá mechanická účinnost,  přesné dodržení převodového poměru,  schopnost přenosu velikých výkonů (50 ÷ 100 kW) při obvodových rychlostech optimálně do 50 m.s-1, schopnost dosažení vysokých převodových poměrů, malá náročnost na údržbu, krátkodobá přetížitelnost,.. Nevýhody ozubených kol: složitá a drahá výroba, nároky na přesnost a tuhost uložení, hluk a chvění, tuhá vazba neumožňuje tlumení rázů a dynamického zatížení,..

Převody ozubenými koly Ozubená kola: jsou strojní součásti, které mají na svém obvodu definované zuby, kola mohou mít vnější nebo vnitřní ozubení, kola jsou základní konstrukční součásti převodů a převodových skříní,..

Převody ozubenými koly Ozubená kola: mají po obvodě tzv. ozubení, hnací kolo se otáčí a pomocí zubů se otáčí i kolo hnané, jednotlivé zuby hnaného kola zapadají do zubových mezer kola hnacího a naopak, jedná se o pohyb nucený, bez skluzu, ozubenými koly se přenášejí otáčivé pohyby, kroutící momenty, a mechanická energie z jednoho hřídele na druhý,.. Zuby s evolventním ozubením

Ozubená soukolí 1, 2 – čelní ozubená kola 3, 4, 5 – kuželové soukolí 6 – čelní soukolí s vnitřním ozubením 7 – šnekový převod 8 - ozubené kolo a ozubený hřeben

Rozdělení ozubených kol podle vzájemné polohy os hřídelí Rovnoběžné osy: (čelní soukolí s vnějším nebo vnitřním ozubením) s vnějším ozubením s vnitřním ozubením Různoběžné osy: (soukolí kuželová, úhel může být i jiný než 90°) Mimoběžné osy: (šroubová soukolí válcová, soukolí šneková, soukolí hypoidní)

Převody ozubenými koly podle ozubení Ozubená kola - příklady: používají se pro převody se stálým poměrem a s malou osovou vzdáleností hřídelů, zabírající kola s vnějším ozubením se otáčejí v opačném smyslu, zabírající kola s vnitřním ozubením mají stejný smysl otáčení, ozubeným kolem zabírajícím s ozubeným hřebenem se mění otáčivý pohyb na pohyb přímočarý ve stejném smyslu,..

Konstrukce ozubených kol Upevnění věnce šnekového kola svařovaná ozubená kola Zásadou je, že pastorek musí být vždy tvrdší a pevnější než ozubené kolo. Při malém počtu zubů je pastorek i hřídel z jednoho kusu. Větší kola se vyrábějí samostatně a na hřídel se nasazují pomocí pera, případně drážkováním vytvořeného na hřídeli a na náboji ozubeného kola.

Posuvná ozubení - příklady Přesuvná kola Změna otáčkových stupňů se provádí přesouváním dvojkolí, tříkolí, popř. čtyřkolí na drážkových hřídelích do záběru s pevně nasazenými protikoly na dalším hřídeli, za klidu. Největší používaný převod u přesuvných kol je 1:4 do pomala, 2:1 do rychla. Spojky Spojky se umísťují na hnacím nebo hnaném hřídeli. Nevýhodou použití spojek je stálý záběr všech kol oproti přesuvným kolům. To zvyšuje hluk a opotřebení ozubení a snižuje účinnost. Výhodou při použití např. lamelových elektomagnetických spojek je možnost dálkového vypínání i zapínání za chodu.

Výpočty ozubených kol Parametr Zn. Modul m Rozteč zubu p Průměr roztečné kružnice d Průměr hlavové kružnice da Průměr patní kružnice df počet zubů z Výška hlavy zubu ha Výška paty zubu hf Výška zubu h Hlavová vůle c Vzdálenost os a

Výpočty ozubených kol Výpočet modulu: Zubová rozteč: Počet zubů: m = p/π = d/z Zubová rozteč: p = π.m Počet zubů: z = d/m = (da – 2.m)/m Hlavová vůle: c = (0,1- 0,3).m - nejčastěji 0,167.m Výška hlavy zubu: ha = m Roztečná kružnice: d = m.z = (z.p)/π Hlavová kružnice: da = d+2.m = m.(z+2) Patní kružnice: df = d-2.(m+c) Výška zubu: h = 2.m+c Výpočet modulu: hf = m+c Vzdálenost os s vnějším ozubením: a = (d1+d2)/2 = m.(z1+z2)/2 Vzdálenost os s vnitřním ozubením: a = (d2-d1)/2 = m.(z2-z1)/2

Příklady použití ozubených kol Transfer kanál u Munsteru, Vestfálsko, Německo

Příklady použití ozubených kol Francisova vertikální turbína

Převodovky

Materiály ozubených kol profily zubů Materiál ozubených kol Šedá litina - 4224xx.xx Litá ocel – 422719 Ocel - 11600,12020,14220 Lehké slitiny, plasty Bronz – 423048, 423123 Profily boků – nejčastěji používané Evolventní - nejčastější Cykloidní Hypoidní S obloukovými kruhovými zuby

Mazání ozubených kol likvidace použitých olejů Druhy mazání: do 2 m/s – konzistentní tuk, 2 –10 m/s – kolo se brodí v oleji, 10 –30 m/s – olej se vstřikuje do záběru ozubení, nad 30 m/s – olej se vstřikuje za záběr a zároveň chladí. Ekologické aspekty: Použité (“vyjeté“) motorové oleje je nutno ekologicky likvidovat, Jejich vylévání do přírody nebo do kanalizace, nevhodné spalování apod. není přípustné, Řada firem nabízí v rámci managementu maziv i zpětný odběr, ekologické zpracování použitých olejů!!!

Ozubená kola – opakovací otázky Otázky k opakování: Jaká soukolí použijeme pro rovnoběžné, různoběžné a mimoběžné hřídele? Co je to modul? Výpočty základních parametrů ozubených kol. Jak je namáhán zub? Jak lze vyjádřit převodový poměr soukolí? Co je to šnek? Jak se liší požadavky na materiály valivých a šroubových soukolí? Vysvětlete změnu otáček a převodový poměr u hnaného kola – obecný výpočet.

Použitá literatura Moderní strojírenství, Josef Dillinger a kolektiv. Strojnictví I, II, J. Doleček, Z. Holoubek Strojnické tabulky, J. Leinveber, J. Řasa, P. Vávra 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.