Projekt 8

2
kde (12=0,98
Šířku ozubených kol navrhneme podle vzorce b=(m(m
b1=20(1,26228+1,25=26,49 mm
zaokrouhlím na b=26 mm
kde modul m=
Počty zubů Z2 a Z3 spočítáme z podmínky:
Z2=Z1(i12 a výsledné číslo zaokrouhlíme na celé.
Z2=19(4,9=93,1 zaokrouhlím
Z2=93
1c) Návrh průměru hřídelí
Hřídele v převodovce jsou namáhány ohybem, krutem a ev. Tahem a tlakem. Navrhují se předběžně pevnostní podmínky v krutu. Která po úpravě zní:

Moment MkmIII je roven MkmIII=MkmII(i34((34
kde (34=0,98
Dovolené napětí ve smyku (D se volí
1 hřídel (D=25 Mpa
2 hřídel (D=35 Mpa
3 hřídel (D=50 Mpa
U hřídelí 1,3 přidáme ještě 10-15 mm jako přídavek na osazení
A u hřídele 2 přidáme 5-7 mm ze stejného důvodu.
1d) Návrh řetězu
Zadáno:
PM=3000W – výkon motoru
nM=1430ot – otáčky motoru
iR=18 – převodový poměr ozubeného reduktoru
(R=0,9604 účinnost ozubeného reduktoru
nB=53ot – otáčky bubnu
výpočet výkonu P1 a otáček n1 na malém řetězovém kole
P1=PM((R=3000(0,9604=2881,2W
n1=nM/iR=1430/18=79,4 ot
určení převodového poměru i a počtu zubů z1 a z2
i´=1,5 – převodový poměr řetězového kola
z1=29-2(i´=29-2(1,5=26
z2=i´(z1=1,5(26=39
určení diagramového výkonu PD a návrh řetězu
PD=
Z diagramu vybírám řetěz 10 B
t=15,875
Roztečné průměry řetězových kol
d1=
d2=
Obvodová rychlost řetězu v1, výsledná síla v tažné větvi F

F=
sin(=
Fvrx=F(cos(=10441,5(0,99866=10427,6 N
Fvry=F(sin(=10441,5(0,0516=539,3 N
635 řetězu 10 B – 1 ČSN 02 3311,1
2) Koncepční návrh
Na základě předběžně stanovených hodnot se nakreslí koncepční návrh. Nesplňuje-li řešení požadavky na správně navrženou převodovku, propočítají se analogicky další alternativy. Pro nejúčelnější řešení se upraví osové vzdálenosti ozubených kol a provede se kontrola ozubení.
2a) Úprava osových vzdáleností
Osová vzdálenost je číslo necelé. Pro výrobu je ale vhodné volit osovou vzdálenost jako číslo celé. Úprava osové vzdálenosti at na zvolenou osovou vzdálenost atw se provede korekcí ozubení.
atw=at
(t=arctg
(tw=arccos( Equation.3 )
(tw1=arccos()
(t1=arctg=20,18(
výsledná korekce se vypočte podle:
x1+x2= x1+x2=mm
inv (=tg (-arc(
Pokud je x1+x2(0,3 provede se korekce pouze pastorku a kolo zůstává nekorigované. V ostatních případech se součet x1+x2 rozdělí v opačném poměru převodového čísla soukolí.
, , ,
Veškeré výpočty předběžného návrhu jsou uvedeny v tab. 1.
Dále rozpracovávám první variantu Z1=19 Z2=17.
2b) Kontrola ozubení
Kontrolu ozubení provádím pomocí programu Ozub3.
Pro první soukolí:
Kontrola ozubení dle ISO 6336
jednotky mm, Nmm, o, kW, Mpa, m.s-1
Roz.
kolo 1
kolo 2
kolo 1
kolo 2
z1
19
d
23,9834
117,3925
Flim
500
500
z2
93
da
27,10754
119,8824
Hlim
1210
1210
mn
1,25
df
21,49259
114,2675
YFa
2,433745
2,196427
x1
0,253674
db
22,51104
110,1856
Ysa
1,675596
1,790325
x2
0
dW
24,08929
117,9107
Y
0,71578
0,71578
n
20
ha
1,56207
1,244977
Y
0,751919
0,763732

8
hf
1,245407
1,5625
F
11
13
aW
71
h
2,807477
2,807477
YN.X
1
1
b1
105
sn
2,19432
1,963495
ZH
2,430603
2,430603
b2
100
st
2,215885
1,982792
ZE
189,8
189,8
P
3
vn
1,732671
1,963495
Z
0,794887
0,794887
n1
1430
vt
1,749699
1,982792
Z
0,995122
0,995122
Mk1
20033,49
W
20,85516
ZB
1
1
v
1,795748
ZR.T
1
1
u
4,894737
KA
1,1
1,1
KV
1,29181
1,278222
Kontrolní rozměry
KF
1
1

KF
4,462389
1,190977
hk
1,209449
0,929449
KH
1
1
sk
1,937634
1,937634
konst. tloušťka
KH
4,649432
1,197
z'
3
11
M/z
9,784366
40,42097
přes zuby
d
1,845082
1,845082
SF
2,822538
10,39281
M/d
26,2948
119,2041
přes kuličky
SH
1,443252
2,790593
Pro druhé soukolí:
Kontrola ozubení dle ISO 6336
jednotky mm, Nmm, o, kW, Mpa, m.s-1
Roz.
kolo 1
kolo 2
kolo 1
kolo 2
z1
17
d
38,6259
140,8709
Flim
500
500
z2
62
da
44,24228
145,3458
Hlim
1210
1210
mn
2,25
df
34,14244
135,2459
YFa
2,485616
2,265585
x1
0,253674
db
36,25462
132,2227
Ysa
1,657746
1,738443
x2
0
dW
38,86614
141,7471
Y
0,728996
0,728996
n
20
ha
2,808185
2,237418
Y
0,862177
0,86874

8
hf
2,241733
2,8125
F
11
13
aW
90,30661
h
5,049918
5,049918
YN.X
1
1
b1
105
sn
3,949776
3,534292
ZH
2,413658
2,413658
b2
100
st
3,988593
3,569025
ZE
189,8
189,8
P
3
vn
3,118807
3,534292
Z
0,806086
0,806086
n1
292
vt
3,149457
3,569025
Z
0,995122
0,995122
Mk1
98109,21
W
20,61209
ZB
1
1
v
0,590555
ZR.T
1
1
u
3,647059
KA
1,1
1,1
KV
1,029049
1,027755
Kontrolní rozměry
KF
1
1
KF
2,419303
1,186206
hk
2,173469
1,669468
KH
1
1
sk
3,48774
3,48774
konst. tloušťka
KH
2,529479
1,197
z'
3
8
M/z
17,54705
51,82632
přes zuby
d
3,321148
3,321148
SF
3,278598
6,620539
M/d
43,08859
144,1921
přes kuličky
SH
1,540322
2,186546
2c)Volba spojky
Spojku volím podle kroutícího momentu na hřídeli elektromotoru
Mkm=n.3
Mv=Mkm(K=20(1,5=30N/m
PNC 1
3) Silové poměry
3a) První směr otáčení
Hřídel 1
M=2829 N/mm
Fa21=234 N
Fr21=634 N
Z: Az= Fa21
Y: Fr21-Ay-By=0
MA: M+ Fr21(38,75-By(130=0
Az=234 N
Ay=423,3 N
By=210,7 N
I1
M0=-Ay(x

I2
M0=-Ay(x-M+ Fr21((x-38,75) EMBED AutoCAD.Drawing.15
X: Ax+Bx- Ft1=0
MA: Bx(130=Ft1(38,75

Ax=1168 N
Bx=496 N

I1
M0=Ax(x

I2
M0=Ax(x- Fr21((x-38,75)Fr= EMBED Equation.3
Fa=Az=235 N
Volím:
FAG 6304E.TVH.C3

Fr= EMBED Equation.3
Fa=0 N
Volím:
FAG 6304

Hřídel 2
M1=13847,7 N/mm
M2=13552,7 N/mm
Fa12=235N
Fa34=700N
Fr12=634 N
Fr34=186
Z: Cz= Fa34-Fa12
Y: -Fr21+ Fa34-Cy-Dy=0
MC: M2-M1- Fr12(38,75+ Fa34(80,25-Dy(130=0
Cz=465,5 N
Cy=272,5 N
Dy=962,5 N
I1
M0=-Cy(x
I2
M0=-Cy(x+M1-Fr12((x-38,75)

I3
M0=-Cy(x+M1-Fr12((x-38,75)+ Fr34((x-80,25) EMBED AutoCAD.Drawing.15
X: -Cx-Dx+ Ft12+ Ft34=0
MA: -Dx(130+Ft11(38,75+ Ft34(80,25

Cx=3069 N
Dx=3564 N

I1
M0=-Cx(x

I2
M0=-Cx(x+Ft12((x-38,75)


I3
M0=-Cy(x + Ft12((x-38,75)+ Ft34((x-80,25)
Fr= EMBED Equation.3
Fa=Cz=465,5 N
Volím:
FAG 32005x

Fr= EMBED Equation.3
Fa=0 N
Volím:
FAG 32005x

Hřídel 3
Bez řetězového kola
M=49554 N/mm
Fa34=700 N
Fr34=1870 N
Z: Ez= Fa34
Y: -Fr21+Ey+Fy=0
ME: -M-Fr34(80,25+Fy(130=0
Ez=700,4 N
Ey= 334,5 N
Fy=1535,5 N
I1
M0=Ey(x
I2
M0=Ey(x+M- Fr34((x-80,25)
 EMBED AutoCAD.Drawing.15
X: +Ex+Fx- Ft34 =0
ME: Fx(130=Ft34(80,25

Ex=1902 N
Fx=3068 N

I1
M0=Ex(x
I2
M0=Ex(x- Ft34((x-80,25)

Fr= EMBED Equation.3
Fa=Ez=700,4 N
Volím:
FAG 6208

Fr= EMBED Equation.3
Fa=0 N
Volím:
FAG 6208














S řetězovým kolem
M=49554 N/mm
Fa34=700 N
Fr34=1870 N
Fvrx=10427,6 N
Z: Ez= Fa34
Y: -Fr21+Ey+Fy-Fvrx=0
ME: -M-Fr34(80,25+Fy(130-Fvrx(150=0
Ez=700,4 N
Ey= -1270 N
Fy=13567 N
I1
M0=Ey(x
I2
M0=Ey(x+M- Fr34((x-80,25)

I3
M0=Ey(x - Fr34((x-38,75)+ Fy((x-130)
 EMBED AutoCAD.Drawing.15
X: +Ex+Fx- Ft34+Fvry=0
ME: Fx(130=Ft34(80,25-Fvry(150

Ex=1985 N
Fx=2446 N

I1
M0=Ex(x
I2
M0=Ex(x- Ft34((x-80,25)

I3
M0=Ey(x- Ft34((x-38,75)+ Fx((x-130)Fr= EMBED Equation.3
Fa=Ez=700,4 N
Volím:
FAG 33207

Fr= EMBED Equation.3
Fa=0 N
Volím:
FAG 33207

3b) Druhý směr otáčení
Hřídel 1
M=2829 N/mm
Fa21=234 N
Fr21=634 N
Z: Az= Fa21
Y: Fr21-Ay-By=0
MA: Fr21(38,75-By(130-M=0
Az=234 N
Ay=466,8 N
By=167,2 N
I1
M0=-Ay(x
I2
M0=-Ay(x+M+ Fr21((x-38,75).Drawing.15
X: -Ax-Bx+ Ft21=0
MA: Bx(130=Ft1(38,75

Ax=1168 N
Bx=496 N
I1
M0=Ax(x

I2
M0=-Ax(x- Fr21((x-38,75)Fr= EMBED Equation.3
Fa=Az=235 N
Volím:
FAG 6304E.TVH.C3

Fr= EMBED Equation.3
Fa=0 N
Volím:
FAG 6304

Hřídel 2
M1=13848 N/mm
M2=13553 N/mm
Fa12=235N
Fa34=700N
Fr12=634 N
Fr34=186
Z: Cz= Fa34-Fa12
Y: -Fr21+ Fr34-Cy-Dy=0
MA: -M2+M1- Fr12(38,75+ Fa34(80,25+Dy(130=0
Cz=465,6 N
Cy=268 N
Dy=968 N
I1
M0=-Cy(x
I2
M0=-Cy(x-M1- Fr12((x-38,75)

I3
M0=-Cy(x-M1- Fr12((x-38,75)+M2+ Fr34((x-80,25)
 EMBED AutoCAD.Drawing.15 X: Cx+Dx- Ft12-Ft34=0
MC: Dx(130-Ft12(38,75- Ft34(80,25

Cx=3069 N
Dx=3564N

I1
M0=Cx(x
I2
M0=Cx(x-Ft12((x-38,75)

I3
M0=Cy(x - Ft12((x-38,75)-Ft34((x-80,25)
Fr= EMBED Equation.3
Fa=Cz=465,5 N
Volím:
FAG 32005x





Fr= EMBED Equation.3
Fa=0 N
Volím:
FAG 32005x

Hřídel 3
bez řetězu
M=49554 N/mm
Fa34=700 N
Fr34=1870 N
Z: Ez= Fa34
Y: -Fr34-Ey-Fy=0
ME: M- Fr34(80,25-Fy(130=0
Ez=700,4 N
Ey=1096,8 N
Fy=773,2 N
I1
M0=Ey(x
I2
M0=Ey(x-M- Fr34((x-80,25)-MoCAD.Drawing.15 X: -Ex-Fx+Ft34 =0
ME: Fx(130=Ft34(80,25

Ex=1096,8 N
Fx=3068 N

I1
M0=-Ex(x
I2
M0=-Ex(x+Ft34((x-80,25)Fr= EMBED Equation.3
Fa=Ez=700,4 N
Volím:
FAG 6208

Fr= EMBED Equation.3
Fa=0 N
Volím:
FAG 6208










s řetězem
M=49554 N/mm
Fa34=700 N
Fr34=1870 N
Fvrx=10427,6 N
Z: Ez= Fa34
Y: -Fr34-Ey-Fy+Fvrx=0
ME: M- Fr34(80,25-Fy(130+Fvrx(150=0
Ez=700,4 N
Ey=-2423,4N
Fy=10982N
I1
M0=-Ey(x
I2
M0=-Ey(x+M- Fr34((x-80,25)-M

I3
M0=Cy(x - Ft12((x-38,75)+Ft34((x-80,25)-M EMBED AutoCAD.Drawing.15
X: +Ex+Fx- Ft34+Fvry=0
ME: Fx(130=Ft34(80,25-Fvry(150

Ex=1985 N
Fx=2446 N

I1
M0=-Ex(x
I2
M0=-Ex(x+Ft34((x-80,25)

I3
M0=-Ey(x + Ft34((x-38,75)- Fx((x-130)
Fr= EMBED Equation.3
Fa=Ez=700,4 N
Volím:
FAG 33207

Fr= EMBED Equation.3
Fa=0 N
Volím:
FAG 33207

Zvolená ložiska:
Hřídel č.
Ložisko
1
FAG 6304E.TVH.C3
FAG 6304
2
FAG 32005X
3
FAG 6208
FAG 32208A
3c) Kontrola hřídelí
1) První směr otáčení
Hřídel 1
Mk=20043,65 N/mm
Z vypočtených ohybových momentů vypočtu výsledný moment
M0=
Ohybový modul průřezu Wo vypočítám
Wo=
Kroutící modul průřezu
Wk=
Napětí v ohybu
(o=
Napětí v krutu
(k=
Redukované napětí v ohybu
(ored=
V průřezech bez drážek pro pera lze redukované napětí stanovit také pomocí redukovaného momentu v ohybu
Mored=
Redukované napětí v ohybu
(ored=
Kontrolujeme koeficient statické bezpečnosti ks=n.3 jeho minimální hranice je 1,2
ks=
Kontrola pod pastorkem
Hřídel 1
d (mm)
26
W0 (mm3)
Wk (mm3)
Mo (Mpa)
(o (Mpa)
(k (Mpa)
Mored (Mpa)
t (mm)
0
1724,645
3449,29
49200,91
28,52814
5,81095
52173,18
b (mm)
0
Mox (N/mm)
45300
(ored (Mpa)
(ored (Mpa)
Moy (N/mm)
19200
30,25155
30,25155
Mk (N/mm)
20043,65
(
1,732051
k
k
Re (Mpa)
235
7,7681
7,768197
Kontrola za dvojitou čarou je provedena pomocí redukovaného momentu v ohybu.
Ohybový modul průřezu Wo na hřídeli s perem vypočítám
Wo=
Kroutící modul průřezu
Wk=
Pod pastorkem
Hřídel 2
d (mm)
32
W0 (mm3)
Wk (mm3)
Mo (Mpa)
(o (Mpa)
(k (Mpa)
Mored (Mpa)
t (mm)
0
3215,36
6430,72
183366,857,0284114,96716201423,4b (mm)0Mox (N/mm)177000(ored (Mpa)(ored (Mpa)Moy (N/mm)4790062,6441362,64413Mk (N/mm)96249,61(1,732051kkRe (Mpa)2353,7513493,751349
Pod perem
d (mm)25W0 (mm3)Wk (mm3)Mo (Mpa)(o (Mpa)(k (Mpa)Mored (Mpa)t (mm)4,11246,6562779,859121475,797,441334,62392147324b (mm)8Mox (N/mm)24400(ored (Mpa)(ored (Mpa)Moy (N/mm)119000114,417118,1753Mk (N/mm)96249,61(1,732051k
Re (Mpa)
235
2,05389
Pod pravým ložiskem
Hřídel 3
d (mm)
40
W0 (mm3)
Wk (mm3)
Mo (Mpa)
(o (Mpa)
(k (Mpa)
Mored (Mpa)
t (mm)
0
6280
12560
292942,7
46,64692
27,58747
419358,3
b (mm)
0
Mox (N/mm)
289000
(ored (Mpa)
(ored (Mpa)Moy (N/mm)4790066,776866,7768Mk (N/mm)346498,6(1,732051kkRe (Mpa)2353,5191863,519186
Pod kolem
d (mm)40W0 (mm3)Wk (mm3)Mo (Mpa)(o (Mpa)(k (Mpa)Mored (Mpa)t (mm)4,75547,92211827,9221983839,6252829,29497371987,5b (mm)10Mox (N/mm)151500(ored (Mpa)(ored (Mpa)Moy (N/mm)15930064,3797267,04988Mk (N/mm)346498,6(1,732051kRe (Mpa)2353,650218
2)Druhý směr otáčení
Pod pastorkem
Hřídel 1
d (mm)
26
W0 (mm3)
Wk (mm3)
Mo (Mpa)
(o (Mpa)
(k (Mpa)
Mored (Mpa)
t (mm)
0
1724,645
3449,29
48782,17
28,28534
5,810949
51778,48
b (mm)
0
Mox (N/mm)
45300
(ored (Mpa)
(ored (Mpa)
Moy (N/mm)
18100
30,02269
30,02269
Mk (N/mm)
20043,65
(
1,73205081
k
k
Re (Mpa)
235
7,827414
7,827414
Pod pastorkem
Hřídel 2
d (mm)
32
W0 (mm3)
Wk (mm3)
Mo (Mpa)
(o (Mpa)
(k (Mpa)
Mored (Mpa)
t (mm)
0
3215,36
6430,72
121455,737,773614,96716147307,4b (mm)0Mox (N/mm)119000(ored (Mpa)(ored (Mpa)Moy (N/mm)2430045,8136745,81367Mk (N/mm)96249,6103(1,73205081kkRe (Mpa)2355,1294745,129474
Pod perem
d (mm)25W0 (mm3)Wk (mm3)Mo (Mpa)(o (Mpa)(k (Mpa)Mored (Mpa)t (mm)4,11246,6562779,859191006,6153,215234,62392208402,3b (mm)8Mox (N/mm)177200(ored (Mpa)(ored (Mpa)Moy (N/mm)71300164,5337167,1691Mk (N/mm)96249,6103(1,73205081
k
Re (Mpa)
235
1,428279
Pod pravým ložiskem
Hřídel 3
d (mm)
40
W0 (mm3)
Wk (mm3)
Mo (Mpa)
(o (Mpa)
(k (Mpa)
Mored (Mpa)
t (mm)
0
6280
12560
208769,3
33,24352
27,58747
365555,2
b (mm)
0
Mox (N/mm)
208500
(ored (Mpa)(ored (Mpa)Moy (N/mm)1060058,2094258,20942Mk (N/mm)346498,597(1,73205081kkRe (Mpa)2354,0371474,037147
Pod kolem
d (mm)40W0 (mm3)Wk (mm3)Mo (Mpa)(o (Mpa)(k (Mpa)Mored (Mpa)t (mm)4,95374,47311654,47251409,546,7784529,73095391475b (mm)12Mox (N/mm)194500(ored (Mpa)(ored (Mpa)Moy (N/mm)15930069,570272,83971Mk (N/mm)346498,597(1,73205081kRe (Mpa)2353,377883
Všechny hřídele vyhovují kontrole na statickou bezpečnost.

ČVUT
Fakulta strojní
katedra nauky o obrábění
Výrobní postup
Počet listů:
List č.:
Součást:
Číslo výkresu
Materiál druh:
rozměr:
Jméno: Tomáš Dušánek
Kroužek: III/21
Čís.
oper
Pracoviště
(stroj)
Úsek
Náčrt – popis práce
Nářadí
Řezné podmínky:
v
s
h
i
05
FXLZD 160
A
B
Upnout za (50
Řezat (50 na délku 235