Převody čelními ozubenými koly s přímým a šikmým ozubením Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Institute of Technology And Business In České Budějovice

Tento učební materiál vznikl v rámci projektu "Integrace a podpora studentů se specifickými vzdělávacími potřebami na Vysoké škole technické a ekonomické v Českých Budějovicích" s registračním číslem CZ.1.07/2.2.00/29.0019. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Čelní ozubená soukolí s přímým ozubením Rozměry ozubení Pro rozměry zubů existuje základní charakteristická veličina, kterou nazýváme modul ozubení. Značí se písmenem m. Je to sice rozměr udávaný v mm, na konkrétním ozubeném kole bychom ho ale odměřovali jen s obtížemi. Odvíjejí se ale od něj ostatní rozměry ozubení.

Parametry ozubeného kola Da průměr hlavové kružnice; D průměr roztečné kružnice; Db průměr základní kružnice – tedy průměr kružnice, po které se odvaluje přímka s bodem opisujícím evolventu; Df průměr patní kružnice; ca hlavová vůle; ha výška hlavy zubu; hf výška paty zubu; h výška zubu; s tloušťka zubu; su šířka zubové mezery; t rozteč ozubení.

Pevnostní výpočet Pevnostní výpočet čelních ozubených kol vychází z normy ČSN 01 4686. Nejprve je nutno vyjít se zvoleného materiálu a také z následného tepelného zpracování. Pokud je kolo kaleno, tak jeho povrchová vrstva zubu bude dostatečně odolná a bude nutno ozubení kontrolovat na ohyb. U nekalených kol bude problematičtější otlačení povrchové vrstvičky zubu, kdežto vlastní zub bude dostatečně pevný a pružný.

Schéma čelního soukolí s přímými zuby

Čelní ozubená soukolí se šikmým ozubením Charakteristika ozubených soukolí se šikmým ozubením Ozubení je vytvářeno ozubeným hřebenem se šikmými zuby, které má v kolmém řezu tentýž základní profil jako u přímých zubů. Šroubovité zakřivení zubů zlepšuje vlastnosti čelních kol: 1) Záběr postupuje plynule po délce zubu od jednoho konce k druhému 2 Kola mají tichý chod i při vyšších rychlostech 3) V záběru jsou 2 až 3 páry zubů, na které se rozloží zatížení – lze je tedy více zatížit 4) Podřezání zubů nastává při menším počtu zubů než u zubů přímých 5) I při předepsané osové vzdálenosti je možno používat nekorigovaná kola, stačí upravit úhel sklonu zubů. U čelních kol se šikmými zuby vznikají však axiální síly rostoucí s úhlem sklonu zubů. Protože normálový profil zubů je totožný se základním profilem, může se šikmé ozubení vyrábět shodnými nástroji jako přímé ozubení, stačí jen nástroj natočit o úhel β.

Přímé a šikmé ozubení

Rozměry ozubených kol se šikmými zuby Při výpočtu rozměrů šikmých zubů vycházíme ze dvou geometrických rovin – čelní (T) a normálové (N). Obě roviny mají svůj vlastní modul. Vzájemný vztah mezi moduly je:   𝑚 𝑡 = 𝑚 𝑛 cos 𝛽 Kde mt je modul ozubení v tečně rovině mn je modul ozubení v normální rovině β je uhel sklonu zubů Obdobně i mezi roztečemi zubů v obou rovinách platí: 𝑡 𝑡 = 𝑡 𝑛 cos 𝛽

Rozměry ozubených kol se šikmými zuby V normálové rovině má ozubení svůj základní tvar. Odvozujeme v ní rozměry zubů: 𝑚 𝑛 =𝑚   ℎ 𝑎 = 𝑚 𝑛 ℎ 𝑓 =1.25∙ 𝑚 𝑛   𝑡 𝑛 =𝜋∙ 𝑚 𝑛 𝑠 𝑛 = 𝑡 𝑛 2

Rozměry ozubených kol se šikmými zuby V tečné rovině odvozujeme rozměry celého kola: 𝐷=𝑧∙ 𝑚 𝑡 = 𝑧∙ 𝑚 𝑛 cos 𝛽 𝐷 𝑎 =𝐷+2∙ ℎ 𝑎 = 𝑧∙ 𝑚 𝑛 cos 𝛽 +2∙ 𝑚 𝑛   𝐷 𝑓 =𝐷−2∙ ℎ 𝑓 = 𝑧∙ 𝑚 𝑛 cos 𝛽 −2,5∙ 𝑚 𝑛   𝐷 𝑏 =𝐷∙ cos 𝛼 Pro vzdálenost os v soukolí se šikmým ozubením pak platí: 𝐴= 𝐷 1 + 𝐷 2 2 = 𝑧 1 + 𝑧 2 2 ∙ 𝑚 𝑛 cos 𝛽

Rozměry ozubených kol se šikmými zuby Z uvedeného vztahu vyplývá, že osová vzdálenost soukolí závisí na uhlu sklonu β. Je-li třeba šikmé ozubení korigovat, provádí se korekce v normálové rovině: ℎ 𝑎 = 𝑚 𝑛 +𝑥∙ 𝑚 𝑛 ℎ 𝑓 =1,25∙ 𝑚 𝑛 −𝑥∙ 𝑚 𝑛

úhel sklonu