Mechanické převodovky s konstantním převodovým poměrem

Prezentace na téma: "Mechanické převodovky s konstantním převodovým poměrem"— Transkript prezentace:

1 Mechanické převodovky s konstantním převodovým poměrem
Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Institute of Technology And Business In České Budějovice

2 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/  Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

3 Převodovka Převodovka je strojní zařízení umožňující převod mezi hnacím a hnaným strojem, tj. technické zařízení, které mění rotační pohyb na rotační pohyb s obecně (ne nutně) jinou úhlovou rychlostí a točivým momentem. Obvyklé typy převodovek umožňují nastavit jeden z několika různých takových převodových stupňů. Převodovka je součástí mnoha strojů – nejčastěji se s ní setkáme v motorových vozidlech. Ozubené kolo je základem konstrukce převodovky.

4 Konstrukce převodovky
Požadovanou funkcí převodovky (s kinetikou pohybu rotační - rotační) je změna otáček a momentu mezi vstupní a výstupní hřídelí. Jednostupňová převodovka se skládá z hnací a hnané části (hnací a hnané hřídele), ozubeného převodu a skříně. Skříň se skládá většinou z víka a vany. Převodovka může být řešena jako odlitek nebo svařenec, popřípadě jejich kombinace. Mazání se provádí olejem. Může být tlakové (např. pomocí zubového čerpadla) a nebo rozstřikem. Jako jednostupňovou převodovku je možno chápat i převodovku, která má více soukolí (vnitřních převodů), což je dáno potřebnou konstrukcí převodů mezi vstupní a výstupní hřídelí, převodový poměr je však konstantní. Vícestupňová převodovka umožňuje změnu převodového poměru mezi vstupní a výstupní hřídelí. Převodovka se stupňovitým převodem umožňuje změnu převodového poměru pouze ve stupních, neboli skokově. Výhodou je možnost přenosu větších výkonů.

5 Princip vícestupňové převodovky

6 funkce vícestupňové převodovky
Převodovka má možnost řazení tří rychlostních stupňů v jednom směru a možnost zařazení jednoho zpětného chodu. Převody pro řazení tří rychlostních stupňů jsou označeny zeleně, modře a fialově. Zpětný chod (reverzace) je značen červeně. Vstupní hřídel je značena žlutě, výstupní hřídel mění barvu podle zařazeného převodu. V obrázku jsou doplněny stavy převodu; rychlosti V1, V2, V3; zpětný chod R; neutrál N

7 Členění převodovek Podle kinetiky rotační - rotační
vstupní energie do převodovky je přenášena rotačním pohybem hřídele, výstupní energie je přenášena rotačním pohybem hřídele ale s jinou charakteristikou, (jiné otáčky / jiný kroutící moment / jiný směr otáčení) rotační - lineární vstupní energie do převodovky je přenášena rotačním pohybem hřídele, výstupní energie je přenášena lineárním pohybem (posuvem) lineární - lineární vstupní energie do převodovky je přenášena lineárním pohybem (posuvem), výstupní energie je přenášena lineárním pohybem (posuvem) rotační - periodický vstup do převodovky vykonává rotační pohyb výstup převodovky vykonává periodický rotační (kývavý) pohyb nebo periodický posuvný pohyb (tam-zpět)

8 Členění převodovek Podle funkce
lineární – výstup převodovky je vždy lineárně úměrný poloze vstupu, např. úhlu natočení hřídele nelineární – výstup převodovky vykonává pohyb, který není přímo úměrný vstupu převodovky (spojitý, nelineární) případně může být výstup z převodovky přerušovaný (nespojitý, nelineární).

9 Podle přenosu energie obousměrné – vstup a výstup převodovky je možno zaměnit (zpravidla u jednoduchého soukolí). jednosměrné převodovka má určenou vstupní a výstupní stranu pro přenos energie (zpravidla vícestupňové převodovky). samosvorné – konstrukce převodovky principiálně neumožňuje obousměrný přenos výkonu (např. šroubové a šnekové převodovky).

10 Podle provedení Převodovky dle provedení jsou
s přímými, šikmými nebo šípovými zuby – rovnoběžné vstupní a výstupní hřídele s kuželovým soukolím – různoběžné vstupní a výstupní hřídele se šnekovým převodem – kolmé vstupní a výstupní hřídele

11 Druhy převodovek Čelní převodovka Převodovky jsou strojní zařízení, která přenášejí kroutící moment a současně zvyšují či snižují otáčky výstupního hřídele. U jednostupňové převodovky se doporučuje převodový poměr i =<8. Převodovka se skládá ze soukolí, které jsou uloženy v utěsněné skříni. Skříně jsou převážně odlitky z litiny nebo z hliníkových slitin. V případě malého počtu vyráběných kusů je možno použít skříně svařované. Hřídele jsou uloženy většinou ve valivých ložiscích, při velkých a rázových zatíženích se používají ložiska kluzná. Skříň převodovky bývá obvykle dělená ve výši osy hřídelů a skládá se ze spodní části a víka. Spodní část slouží jako olejová vana (je obvykle vybavena olejoznakem) a je většinou uzpůsobena pro přichycení převodovky k základu.

12 Schéma čelní převodovky

13 Detail převodu

14 Kuželočelní převodovka
Je to zařízení, která přenášejí kroutící moment a současně zvyšují či snižují počet otáček mezi vstupem a výstupem. U třístupňových převodovek se dosahuje převodového poměru až 200. Převodovka se skládá z jednotlivých soukolí, která jsou uložena ve skříni. Tato bývá utěsněna. Skříně bývají obvykle odlitky z litin, v poslední době se začínají používat také hliníkové slitiny. V případě malého počtu vyráběných kusů, se používají i svařované skříně. Hřídele jsou obvykle uloženy ve valivých ložiscích. V případě převodovek pro těžké provozy se používají kluzná ložiska. Skříně bývají obvykle dělené ve výšce os. Dělí se na spodní a horní skříň. Spodní skříň je většinou uzpůsobena na uchycení k ložisku či jiné vhodné frémě (fréma1) a současně slouží jako olejová vana (opatřena olejoznakem). Horní část skříně (víko) bývá vybavena plnícím otvorem pro olej, odvětráním a ve většině případů také závěsnými oky, která slouží při transportu převodovky či jiné manipulaci.

15 Základní schéma kuželočelních převodovek

16 Šneková převodovka Popis a princip Šneková soukolí jsou zvláštním případem pravoúhlých šroubových soukolí, kde počet zubů pastorku z1 = 1 až 9. Roztečný průměr pastorku se tím změní tak, že zuby vytvoří souvislý závit. Šneková soukolí se používají pro převod kroutícího momentu mezi mimoběžnými hřídeli pro malé výkony v rozsahu od 0,03 do 150 kW. Jsou výhodná tam, kde se požaduje tichý chod a utlumení chvění při záběru kol. Často se tento převod používá u dělících soukolí u odvalovacích frézek. Další výhodou tohoto typu převodovky je samosvornost, takže se často využívají jako pohon různých zdvihadel, neboť nevyžadují blokovací zařízení.

17 Soukolí šnekové převodovky

18 Výhody a nevýhody šnekové převodovky
velký převodový poměr (až i=100) možnost dosažení samosvornosti tichý chod Nevýhody malá účinnost velké tření – nutno chladit olejem relativně malá životnost

19 Planetová převodovka Popis a princip
Planetová převodovka je tvořena planetovým převodem nebo jejich sestavou v případě vícestupňové planetové převodovky. Samotný planetový převod je pak tvořen centrálním kolem, satelity, unašečem satelitů a korunovým kolem. Centrální kolo, korunové kolo a unašeč satelitů mají společnou osu. Satelity jsou uloženy na unašeči a jsou v záběru v centrálním i korunovém kole. Jedna ze tří rotačních částí – centrální kolo, korunové kolo a unašeč satelitů – je zastavena a zbylé dvě slouží jako vstup a výstup (nebo naopak). Při činnosti se vždy satelity otáčejí okolo své osy a tím přenášejí rotaci (kroutící moment a rychlost otáčení) ze vstupu na výstup. Rychlostní stupně se řadí zabrzděním nebo odbrzděním některé části převodovky. K brzdění jednotlivých částí se používají především lamelové spojky.

20 Planetová převodovka

21 Výhody a nevýhody planetové převodovky
Výhody: •oproti klasickým převodovkám má menší rozměry jednodušší řazení díky kolům ve stálém záběru větší životnost než kola v klasické převodovce snadné dosažení velkého převodového poměru vzhledem k rozměrům pouze momentové reakce, symetrická distribuce zátěže více převodových kombinací vstup i výstup je na stejné ose – někdy výhodné Nevýhody : větší zatížení ložisek složitější než klasická převodovka dražší výroba oproti klasickým převodovkám (komplikovanější montáž a přístupnost) u vícestupňové převodovky mají nezabírající volně se protáčející stupně určité tření.