Alkalmazási területei, elrendezések

A hajtás elterjedtsége széles, megjelenik pl. a finommechanikában, háztartási gépekben, köz-úti járművekben (a személyautók vezérműtengely hajtása), építőgépekben, görgőjáratokban, papírgyártó gépekben is. Elrendezési példákat mutat az 5.21. ábra, az e) képen egy V6 – 24 szelepes motor szelepvezérlés hajtása van.

a) b) c)

d) e)

5.21. ábra: Fogasszíjhajtás elrendezések 5.5.4. A fogassszíj kiválasztása

Az alábbi ábrán egy nyitott elrendezésű fogassszíjhajtás látható a tengelytáv (a),az átfogási szög (β), a jellemző átmérő (dp) és a tárcsa külső átmérője jelölésével. A jellemző átmérő a tárcsán kívül van!

5.22. ábra: Fogasszíj hajtás jelölések értelmezése

A jellemző áttétel a fordulatszámokkal kifejezve: fogasszíjtárcsa fogszáma (z1), és az átfogási szög (β) adja:

 

A kiválasztás során számolni kell a szíj hosszúságától függő tényezővel (c5) is, ami 0,8 és 1,2 közötti szám.

A szíjtípus és típus nagyság kiválasztása az összegzett üzemtényezővel módosított átviendő teljesítmény és a kis tárcsa fordulatszáma alapján a katalógus ábrák alapján lehetséges.

Az 5.23. ábrán egy kivonat látható a Conti Synchrobelt fogasszíjhoz tartozó diagramból.

c3 járulékos szíjhurok, pl.

szíjfe-szítő görgő

0,2

időszakos működés

-0,2

5.23. ábra: Trapéz fogalakú fogasszíj teljesítmény – fordulatszám diagramja A jellemző átmérő (dp) számítása, a fogszám (z), és az osztás (t) alapján:

 

p

d z t

 .

Az átfogási szög a következő módon számolandó:

2 1

t ( )

2 arcco s 2

   

      z z

a

  .

A tengelytáv hozzávetőleges meghatározása szabad tervezői feladat, ajánlott az alábbi képlet-tel megállapítható határok betartása:

p 2 p1 p 2 p1

0, 2 (d d )a  0, 7 (d d ).

A pontos értéket pedig a választott szabványos szíjhosszúság szabja meg. Közelítő képlettel:



2 1

 

2 1



² 2 1 ²

1 2 ( )

4 2 2

     

 

                

p p

t t t

a L z z L z z z z

 .

Az irányadó szíjhossz, amit felfele, egy szabványos számra kerekítve kapjuk a véglegeset:

2 1 2 1

2 sin 1 ( )

2 2 180

   

          

 

 

p p p p p

L a  t d d  d d

. A szíjsebesség az osztás és a fogszámmal kifejezve:

1 1

   v t z n

Szíjszélesség meghatározásához az alábbi egyenlőségnek kell teljesülnie:

0 0 1 5

   

P c P c c ,

ahol P0 az adott típusú, és szélességű fogasszíjjal átvihető teljesítmény, melynek pontos értéke katalógus adat.

A szükséges tengelyre ható előfeszítő erő:

1 1

sin 2



  

h

P F

t z n



. 5.5.5. A trapéz fogalakú fogasszíj

Mind metrikus (DIN7721), mind hüvelyk (DIN ISO 5296 – fogasszíjtárcssa DIN ISO 5294) osztású kivitele létezik, így van T2,5, T5, T10, T20, ill. MXL,XL, L, H, XH jelölésű.

A fogalak trapéz keresztmetszetű, a profilszög 40°, kivétel az XL típusú, ahol 50°. Alkalma-zunk borítással, vagy anélkül. A borítatlan kivitel, a poliuretán bázisanyag kedvező kopási tulajdonsága miatt, a szigorú tisztaságú szerkezetekben elterjedt. A vonó terhelést átvivő elem acél, üvegszál vagy aramid lehet. Teljesítmény határa ~80kW.

5.24. ábra: Trapéz fogalakú fogasszíj szerkezete

A kétoldali fogazású kivitel (jele: T-DL) több tárcsa hajtására alkalmas, ellentétes és azonos forgásértelemmel is. A trapéz fogalakot több fejlesztés is átdolgozta. Így jött létre az AT, ATP, K forma.

5.25. ábra: különböző fogalakok

A fogasszíjak felhasználási területéhez tartozik az ipari hajtástechnikán, és autóiparon túl a szállítóberendezések is. A papír-, fa-, kerámia-, üveg-, éleliszeripar, vagy a címkéző és cso-magoló gépek a fogasszíjat, hátoldalán bevonattal ellátott módon használják. Így a PU, PVC, PAR, PAZ, Viton, Teflon, szilikon, bőr és a sokféle természetes, és szintetikus gumi bevonat-okkal, kellő tapadás, kopás-, sav-, hőállóság, antisztatikusság megoldható.

5.5.6. HTD fogasszíj

Előnyös tulajdonsága, hogy a terhelés kedvezőbben oszlik el benne, mint a trapéz fogalak esetében (5.26. ábra). Neve az angol High Torque Drive rövidítése, utalva a nagy teljesít-ményátvivő képességére (~250 kW).

5.26. ábra: A HTD fogalak előnyösebb izokromata képet ad a trapézzal szemben

Az ISO 13050 szabvány alapján 3M, 5M, 8M, 14M jelölésű HTD szíjakat különböztetünk meg, ahol a szám a milliméterben kifejezett osztásra utal. A trapézprofilúval megegyezően itt is van borított, és anélküli, amelyek szerkezetükben, és anyagaikban is hasonlóak. A borított kivitelben (poliamid szövet) a nagy az alacsony fordulatszám és nagy nyomatékra kifejlesztet-tek esetén bázisanyagként az NBR, és a HNBR, a terhelést hordó elemeknek az üvegszál, és aramidszál használatos, a magas fordulatszám, és nagy teljesítménynél pedig a polikloroprén és az üvegszál.

5.5.7. STS/STD és CTD fogasszíjak

A HTD fogalak továbbfejlesztésével született meg az STD, CTD (Contitech AG.), STS (Bando co.) jelzésű fogasszíjak, amelyek még tökéletesebben veszik fel a terhelést, a CTD esetében az átvihető teljesítmény ~1000 kW. Az STS fogalakra vonatkozó szabvány az ANSI/RMA IP-24, profil nagyság választéka S2M, S3M, S4.5M, S5M, S8M, S14M.

Az CTD C8M és C14M kivitelben készül.

5.27. ábra: HTD, STD/STS, CTD fogasszíjak

5.5.8. Fogasszíjtárcsák kialakítása

A fogasszíjtárcsák kialakításánál a fogazatot szabvány alapján, a további méreteket szabad tervezéssel, ill. a kereskedelemben kapható választék szerint alakítjuk ki. Az ékszíjtárcsáknál ajánlott kivitelek ide is érvényesek (5.4.17 fejezet). A hajtás tervezés során ügyelni kell, hogy a fogasszíjhuroknak legalább az egyik tárcsája vagy görgője peremes legyen. Az 5.28. ábra a) és b) képén peremes szíjtárcsa látható, a c) képen pedig peremes feszítő görgő van beépítve a szelepvezérlés hajtásába. A d) kép a lehetséges variációkat mutatja.

a) b) c)

d)

5.28. ábra: Peremes fogasszíjtárcsák a), b), peremes feszítőgörgő c), lehetséges peremelhelyezések d)

Fontos továbbá a tárcsák párhuzamossága, amelyben az eltérés legfeljebb a tengelytáv 0,5%-a lehet, a tengelyek egymáshoz viszonyított szöghibája pedig 0,25°/m a tengelytávra vetítve.

5.5.9. Lánchajtások általában

A vonóelemes hajtások közül a lánchajtás, megbízhatósága és gazdaságossága, valamint sok-oldalú felhasználhatósága miatt elterjedt. A lánchajtások vonóeleme a csuklósan egymásba kapcsolt lánctagok; azok kialakításától függően különböző típusú és rendeltetésű láncokról beszélünk. Alkalmazási területüknek megfelelően, vannak hajtó-, vonó-, teheremelő- és szállí-tóláncok. A hajtástechnikában az alakzáró kapcsolat a hajtó, ill. hajtott lánckerék és a lánc vonóelem között által valósul meg. A nyomatékátvitel két, esetleg több, nagyobb tengelytávú párhuzamos tengely között történik.

5.5.10. A lánchajtások előnyei és hátrányai Előnyök:

 alakzáró, csúszásmentes erőátvitel,

 kis előfeszítés, kis tengely- és csapágyterhelés,

 szennyeződésre, nedvességre, hőre kevésbé érzékeny,

 az olajkenés a csapok, görgők között csillapított hajtást tesz lehetővé,

 kisebb beépítési méretek, kisebb átfogási szög,

 nagy tengelytávra is jó, egyszerre több tengely is hajtható,

 jó a hatásfok.

Hátrányok:

 nem rugalmas, merev erőátvitel,

 párhuzamos tengelyek, lánckerekek azonos síkba szerelendők,

 drágább, mint a szíjhajtás,

 a poligonhatás miatt a hajtott tengely szögsebessége, így az áttétel is, ingadozik

 adott üzemi körülmények között hossz- és keresztirányú lengések keletkezhetnek,

 karbantartásuk igényesebb,

 zajos.

 áttétel i<10.

5.5.11. A lánchajtások elrendezése

A lánchajtás leggyakoribb elrendezése függőleges síkban vízszintes tengelyeken. Optimális elrendezés, amikor a láncágak 30˚…60˚-ban hajlanak a vízszinteshez, és a felső a terhelt ág.

Ilyenkor általában külön láncfeszítő szerkezet nem szükséges. Az 5.29. ábra a lánchajtások elrendezését mutatja.

5.29. ábra: Lánchajtás elrendezések

Függőleges és közel függőleges láncágak esetén célszerű feszítőszerkezeteket alkalmazni. Ha nagy tengelytávot kell áthidalni, támasztóvezetékek szükségesek.

Az 5.30. ábra különféle hajtáselrendezéseket mutat be: az a) többtárcsás, a b) feszítőkerekes, a c) rúgós és súlyos feszítőkerekes, a d) támasztókerekes, az e) Optichain-CC feszítőszerke-zettel felszerelt és az f) támasztó- és feszítővezetékes lánchajtás elrendezést ábrázol.

a lT

d² d¹

f

a )

H a jtó k e ré k z1 H a jto tt k e ré k z2

F e s z e s á g

L a z a á g

d² z2

z₁

d1

b )

3 0

c ) z1

z₂

5.30. ábra: Láncfeszítő megoldások 5.5.12. A lánchajtás kinematikája

A lánchajtás közepes áttételét a fogszámok aránya adja. A tényleges áttétel e körül ingadozik, ezt poligonhatásnak nevezzük. Ez az ingadozás a fordulatszámmal és a fogfrekvenciával, va-gyis a fogszám és a fordulatszám szorzatával arányos. A hajtókerék egyenletes forgómozgása ellenére a láncág egyenlőtlenül mozog, a lánccsukló középpontjának sugara ugyanis változik.

Az egyenletlenség (poligonhatás) annál nagyobb, minél kisebb a fogszám és minél nagyobb az osztás értéke.

A lánc sebessége egy képzelt hatfogú lánckeréknél az 5.31. ábra jelölései szerint:

co s 2 sin

  



v_  p 

 . A láncsebesség maximális és minimális értéke:

m ax 2 sin

 



v  p

 , ill. _{m in}

2 tg

 



v  p

 .

Poligonhatásból eredő sebességingadozás a lánchajtásnál v_{m ax} 4, 5v/ 100.

a )

h a jtó

h a jtó

b )

h a jtó

h a jtó

c )

h a jtó

d ) ^{e )}

5.31. ábra: Poligonhatás 5.5.13. Erőhatások a lánchajtásokban

A nyomatékot átvivő láncot lényegében háromféle erőhatás terheli, a hasznos terhelést jel-lemző lánchúzóerő (Fh), a saját tömegből adódó erő (Fg) és a forgó mozgásból keletkező cent-rifugális tömegerő (Fc). Ezeken a húzóerőkön kívül fellépnek a dinamikus hatásokból eredő erők, ezeket tényezőkkel vesszük figyelembe.

A hasznos lánchúzóerő a poligonhatás miatt bizonyos határon beül ingadozik, de közelítően az alábbi képlettel számítjuk:

1 2 beló-gással kifejezve (vízszintes láncot feltételezve):

2 2

A centrifugális erő, és annak láncirányú komponense (Fc’):

2 2 2

,

2 sin 2 sin

    

   

      

k c k k

c c

q p v F q p v q v

F F

g r g r g ,

ahol g a nehézségi gyorsulás, r a körívpálya sugara és p   2 r sin az osztás. Tehát az összevont terhelőerő:

   

ö h g c

F F F F .

A gyártói katalógus alapján, a járulékos terhelést, az üzemi körülményekből (1…2,1), a hajtó lánckerék fogszámából (0,64…2,5) és a tengelytávból adódó (0,85…1,3) tényezőkkel fejez-hetjük ki. A kapott módosított összevont erőt a katalógusban található szakító erővel kell ösz-szevetni, ami típus és méret alapján rendszerezett táblázatban van, és meghatározni a biztonsági tényezőt. Görgős lánc esetén megadják a megengedett felületi nyomást is, amivel szintén lehet biztonsági tényező számolni, összehasonlítva a számolt felületi nyomással, ami az összevont erő, és a hüvely és a görgő közötti vetületfelület hányadosa.

 F^ö  _{m eg}

p p

A

.

A lánc kiválasztását másik módja a teljesítménydiagram használata. Az egy kísérleti eredmé-nyekre alapozott diagram, tehát meghatározott körülméeredmé-nyekre vonatkozik, pl. 15000 üzem-órához, 19 fogú hajtó lánckerék, két párhuzamos, vízszintesen egy síkba eső tengelyek, egy-soros lánc, -5…70°C, nyugodt járású üzem és tiszta kifogástalan kenés.

5.32. ábra: Láncteljesítmény görbék (DIN 8187 alapján) 5.5.14. A lánchajtás tervezéséhez javasolt üzemi jellemzők

Ajánlott tengelytáv: a  (30...40)p, megengedett tengelytáv: 20 p<a<80p. Megengedett láncnyúlás állandó tengelytávnál:

(0, 6...1, 5)% ,

 l  l

 utánfeszítéssel   3% .

Javasolt legkisebb fogszám z1=17…25, lehetőség szerint páratlan.

Legnagyobb áttétel: p≤9,525 mm osztásnál i_max=8, p>9,525 mm osztásnál i_max=6.

A lánchajtás hatásfoka η≤98,5%.

5.5.15. Lánctípusok, alkalmazásuk

Az 5.33. ábra a főbb lánctípusokat mutatja: az a) Gall-lánc, a b) Flyer-lánc teheremelésre, vontatásra szolgál.

a) b) c) d)

e) f) g)

5.33. ábra: a) Gall-, b) Flyer-, c) hüvelyes, d) görgős, e) Rotary, f) csapszeg, g) szállító lánc

Durva üzemű hajtásokra való a c) hüvelyes lánc. A leggyakrabban használt csuklós lánctípus a görgős lánc (5.33. ábra d) kép).

A görgős láncok (ISO 606) belső és külső tagokból vannak összeépítve. A hüvelyes láncok-hoz hasonló felépítésűek, de a hüvelyre görgőt is szerelnek, így a lánc és a lánckerék foga között nincs csúszósúrlódás. A görgő és a hüvely közötti olajpárna lökéscsillapító hatása csökkenti a hajtás zajosságát. Egy és többsoros kivitelben egyaránt használatos.

A Rotary lánc (5.33. ábra e) kép) a kedvezőtlen üzemi viszonyok között dolgozó munkagépek nehéz hajtóműveiben alkalmazott lánctípus (földmunka-, olajfúrógépek). Nagy terhelés hatá-sára fokozottabb nyúlásra képes a többi típussal szemben.

A csapszeglánc (5.33. ábra f) kép) süllyesztékben kovácsolt, vagy temperöntvényből készült tagokból áll. Alkalmazása a nehézipari munkagépek lánctalpai.

A szállítóláncok (5.33. ábra g) kép) hevedereinek kialakításával teszik alkalmassá különböző anyagok, termékek szállítására vagy tárolóelemek hozzákapcsolására.

b ) ^{a )}

A fogasláncok (5.34. ábra), különösen nagyobb sebességek esetén, teljesítmény átvitelre, a görgős lánc mellett, leginkább használt lánctípus. A fogaslánc kétfogú lemezekből épül fel, a fogaknak adott ferde egyenes oldaluk van, és ezek támaszkodnak fel a lánckerék fogoldalá-ra. A lánc oldalirányú elcsúszását vezetőhevederek akadályozzák meg, amelyek egymás után a lánc közepén (5.34. ábra a) kép), vagy a lánc két oldalán kívül (5.34. ábra b) kép) helyez-kednek el. Üzeme mérsékelt zajú. Szabvány: DIN8190. A hevederek összekapcsolására több-féle kialakítást fejlesztettek ki, amire négy példát mutat az 5.34. ábra. A c) képen a csapos, a d), e), f) képen pedig a különböző csappáros kapcsolódás van (Bosch – HPC, HDL, KH).

a) b)

c) d) e) f)

5.34. ábra: Fogaslánc középen a), kívül elhelyezett vezetőhevederekkel b), csapos c), csappáros összekapcsolás d), e), f)

5.5.16. Lánckerék típusok

A különböző lánctípusokhoz megfelelő fogalakú lánckerekeket kapcsolunk. A fogak profiljá-nak biztosítani kell a lánctagok akadálymentes, nyugodt bekapcsolódását, kifutását és a nyo-maték biztos átvitelét.

Az 5.35. ábra a) képe szemlélteti a hüvelyes és görgős lánc lánckerekének fogprofilját.

A lánchajtás áttétele:

1 2 1 2 2 1

d d z z n

i  n   ,

ahol: n₁, n₂ a hajtó és hajtott lánckerék fordulatszáma, z₁, z₂ a hajtó és hajtott lánckerék fogszáma,

d1, d2 a hajtó és hajtott lánckerék osztóköri átmérője.

Az osztásszög és az osztókör átmérője:

z 1800

  , ill.







 



z p d p

1800

sin

sin  .

A lábkörátmérő és a fejkörátmérő a következőképpen számítható ki:

1

df  d d , ill. d_a dcos  2 k .

5.35. ábra: Görgőslánc a), fogaslánc lánckerék fogkialakítása b), fogaslánc lánckerék középen c), külső vezetés esetén d)

A foghegyesedés félszöge  ^{1 5}  ² , ha a láncsebesség v ^{1 2 m /s}, és  ^{1 9}  ³ , ha a láncsebesség v8 m /s.

Az 5.35. ábra b) képe szemlélteti a fogaslánc lánckerekének fogprofilját, és a hozzá illeszkedő lánclemezt, a belső, vagy külső vezetésű módhoz tartozó lánckerék kialakítást pedig a c) és d) kép. Az osztókörátmérő, és az osztásszög azonosan számítandó mint a görgős lánc esetén,

a fejkörátmérő: d_a  d , a lábkörátmérő pedig d_f  d2h(ahol h – fogmagasság érték).

A fogároknyílásszög  60 360 / z 60 2 , a profilszög  3 0 2 .

A lánckerekek kialakítása nagyrészt a fogszámtól és az átviendő teljesítménytől függ. Kivitel-ük pedig szerkezeti adottságuktól, gyártási darabszámuktól és cserélhetőségKivitel-üktől függ, ké-szülhetnek öntéssel, kovácsolással, hegesztéssel, forgácsolással. Anyaguk ennek megfelelően lehet öntöttvas, acél, ritkábban színesfém vagy műanyag. Néhány szerkezeti kialakítást az 5.36. ábrán láthatunk. Egyszerű görgős lánchoz tartozó lánckerék a), b), c), d), háromsoros görgős lánchoz tartozó lánckerék e), fogaslánchoz tartozó lánckerék f), valamint egy hernyó-csavaros, és egy kúpos rögzítésűt az utolsó két képen.

a) b) c)

d) e) f) g) h) 5.36. ábra: Lánckerék görgős lánchoz a), b), c), hegesztett kivitel d), háromsoros lánckerék e),

fogaslánc lánckerék f), egyszerű lánckerék kialakítás hernyócsavaros- g), kúpos szorítóhüvelyes rögzítéssel h)

5.6. Fokozat nélkül állítható áttételű mechanikus hajtások, variátorok

A járműveink, egyes gyártási eljárások és más munkamenetek megkövetelik azt, hogy fokozat nélkül lehessen a műveleti sebességet változtatni. Elektronikus, hidraulikus vagy mechanikus módon ez a feladat igen jól megoldható, de egy szinergikus a több terület hasznos tulajdonsá-gait alkalmazó rendszer a leghatásosabb. A mechanikus hajtóművek kizárólagosan erőzáró kapcsolattal működnek. Villamos módon a fordulatszám-változtatást meg lehet oldani, de a

d ) e ) ^f)

teljesítmény állandó értéken tartására ez a rendszer nem alkalmas. Erre a célra, a hidraulikus és a mechanikus hajtóművek jönnek számításba.

Minden mechanikus, fokozatmentes fordulatszám-változtatás, vagyis az áttétel fokozatmentes változtatásának alapelve az, hogy az a sugár, amelyen az átviendő kerületi erő működik, vál-tozik. Az áttétel szokásos állítási tartománya általában 1/4...1/ 10.

E hajtóműcsoport fejlesztése során lényegében kétféle mechanikus elven működő hajtástípus alakult ki, a dörzskerekes hajtómű, és a vonóelemes hajtómű.

A fordulatszámot kétféle szempontból kiindulva lehet változtatni. A fordulatszám-változtatás állandó teljesítmény esetén (P áll.), a nyomaték (^{T  P/ 2} ^{  n}), tehát a fordulatszám függvényében a nyomaték hiperbolikusan változik. A fordulatszám-változtatás állandó nyo-maték esetén a fordulatszámtól a teljesítmény lineárisan függ.

A bemenő fordulatszámhoz képest a kimenő fordulatszám variálható, ezért ezeket a hajtóműveket variátoroknak is nevezik. A variátorok fokozat nélküli állítását, vagyis a fordulatszám-változtatást lehet manuálisan végezni, főként akkor, ha a hajtott gép működési körülményei ritkán változnak. Ha az üzemi követelmények folyamatosan vagy gyakran vál-toznak, akkor célszerű az automatikus állítási lehetőség kialakítása. Motoros járművekben, pl.

mopedekben, úttisztító gépekben, robogókban az automatikus szabályozású, fokozat nélküli hajtások nagyon elterjedtek, a tengelykapcsoló, sebességváltó kezelése tehát elmarad, és a közúti járművekben is egy fő fejlesztési terület. A gépipar legkülönbözőbb ágaiban is (szer-számgép-, élelmiszer-, könnyű-, építőipar, földmunkagépek) gyakran lehet a variátorokkal találkozni.

5.6.1. Fokozat nélkül állítható áttételű a dörzskerekes hajóművek

A dörzskerekes variátorok tervezése és gyártása nagy körültekintést és szakértelmet igényel, mert nagy szerepet játszik a súrlódás, a kopás, a hőfejlődés. A teljesítmény átvitel két egy-másnak szoruló dörzskerék közt valósul meg. Az áttétel változtatást az érintkezési pont, futó-pályára merőleges eltolásával lehet elérni (lásd: 5.37. ábra a)…f) képei). Kis nyomatékok át-vitelére alkalmas hajtásokat mutat be az alábbi 5.37. ábra g), h) és i) képei.

Az elméletileg egy pontban, vagy vonal mentén érintkező forgástestekben a felület terhelése nagy, a méretezés során a Hertz-feszültségek az irányadók. Ugyanakkor a valós szerkezetben jelentős csúszások is fellépnek. Az előbbi az összeszorító erőnek szab határt, és a felület kifá-radását okozza, az utóbbi miatt pedig komoly hőfejlődés van, tehát gondoskodni kell a hőelvezetésről.

A száraz üzemű szerkezetek dörzs anyagpárjai műanyag vagy gumi acéllal. Kevésbé pontos megmunkálás is elegendő, viszont a hatásfok a rugalmas csúszás miatt alacsony.

A kenőanyaggal működő berendezések kisebb a súrlódási tényező, de a kopás is, valamint jó a hőelvezetés, hűtés. A teljesítmény átvitel 0,1…100 kW nagyságrendű lehet.

5.37. ábra: Dörzskerekes fokozat nélkül állítható áttételű hajtóműtípusok a), b), c), d), e), f), kis teljesítmény átvitelére alkalmas hajtások g), h), i)

5.6.2. Vonóelemes fokozat nélkül állítható áttételű hajtások

A vonóelemes variátorok kedvezően viselkednek lökésszerű igénybevételre, hatásfokuk elég jó, gyártásuk, javításuk általában egyszerű.

Az elsődleges vonóelem a normál, vagy széles ékszíj. A szerkezet kialakításánál ügyelni kell az ékszíj kellő feszességére, és a futáspontosságára. Az alábbi 5.38. d a) képe egy az egyik hajtó tárcsafél elmozdításával, és a hajtott ellentétes oldalon levő tárcsafél rugós utánállításával működő elvet mutat be. A robogókban található hajtómű hajtó oldali állítását röpsúlyos szerkezet végzi (lásd: 5.38. d b) kép). Ugyancsak kenés nélküli üzemre fejlesztette ki a ContiTech vállalat a c) képen látható gumibevonatos variátorszíjat, ami gépkocsikban használatos. A d) képen a Bosch fejlesztésű variátor elve látható. A szerkezet kenéssel műkö-dik, hidraulikus vezérlésű. Az e) és f) képeken pedig a valós szerkezet látható, amelyek szin-tén közúti járművek hajtásának variátoraik, jelentős teljesítmény átvivő képességgel.

a) b)

c) d)

e) f)

5.38. ábra: Variátor elv a), robogó hajtóműve b), ContiTech variátor vonóelem c), Bosch variátor elve d), Bosch variátor hatómű és vonóelem e),

hajtómű LUK variátor vonóelemmel f)

6.

FOGASKERÉK HAJTÓPÁROK TÍPUSAI FŐ JELLEMZŐI ÉS PARAMÉTEREI. ALAPFOGALMAK

A fogaskerékhajtást az emberiség évszázadok óta használja. A fogazatok geometriája már a 18-19. században kialakult, de a geometriai és szilárdsági méretezés kifejlesztése jórészt a 20.

században történt. A fogaskerékhajtást alkotó fogaskerekeken kialakított fogazat biztosítja a kényszerkapcsolatot a tengelyek között. A fogaskerékhajtások feladata mozgás átvitele (forgó, hosszirányú eltolás), átalakítása illetve, nyomatékátvitel megvalósítása. A mozgásátvitel foga-zatuk révén alakzárással történik, miközben a kimenő fordulatszámot is megváltoztathatják (módosíthatják) a bemenő fordulatszámhoz képest.

6.1. A fogaskerekek csoportosítása: párhuzamos, metsződő és kitérő tengelyvonalú fogaskerékhajtások

Az egymással kapcsolódó fogaskerekek tengelyvonalainak viszonylagos helyzete szerint pár-huzamos, metsződő és kitérő helyzetű tengelyvonalú hajtásokat különböztetünk meg.

Párhuzamos tengelyek esetén:

 Abban az esetben, ha a hengeres kerekek külső felületén helyezkedik el a fogazat, külső foga-zatról beszélünk, míg a kerék belső hengerpalástján belső fogazat alakítható ki. A hengeres ke-rekek készülhetnek egyenes vagy ferde fogirányvonallal. A nyíl fogazat két egymással szem-befordított ferdefogazat. Végtelen nagy sugarú hengeres keréknek tekinthető a fogasléc (6.1.

ábra).

a) egyenes fogazat b) ferde fogazat c) nyíl fogazat d) belső fogazat

6.1. ábra: Fogazat kapcsolódások párhuzamos tengelyek esetén Metsződő tengelyek esetén:

 A két tengely közötti kapcsolatot kúpkerekekkel lehet megvalósítani, amelyek általában külső

a) egyenes b) ferde c) ívelt fogirányvonallal

6.2. ábra: Kúpfogazat kapcsolódások metsződő tengelyek esetén Kitérő tengelyek esetén:

 A hajtás megvalósítható az ún. csavarkerékpárral, amely különböző hajlás értelmű fer-de fogazatú hengeres kerékpár különleges esete (6.3. ábra a). A csigahajtást, amely hengeres csigából és csigakerékből áll, 90^o-os tengelyszög esetén használják. A leg-gyakoribb kivitel a henger-globoid (6.3. ábra b) és a globoid-globoid hajtás. (6.3. ábra c). Hiperbolikus (hipoid) fogaskerekek is alkalmasak kitérő tengelyek között forgás- és nyomatékátvitelre.

a) Csavarkerékpár b) Csigahajtás: henger-globoid c) Csigahajtás: globoid-globoid

6.3. ábra: Fogazat kapcsolódások kitérő tengelyek esetén

6.2. A fogaskerékhajtások alapfogalmai: az áttétel és a fogszámviszony fogalma A csúszásmentes gördülés feltétele a kapcsolódó kerekek gördülőköreinek érintkezési pontjá-ban a kerületi sebességek megegyezése (v₁  v₂), (6.4. ábra).

6.4. ábra: A gördülőkörökön lévő kerületi sebességek

ahol: az 1-es index a hajtó kerékre, a 2-es index a hajtott kerékre vonatkozik.

Ebből kifejezhető a hajtás áttétele:

1

A kerekek fogszámát z -vel jelölve bevezethető a fogszámviszony fogalma:

1 2

z

u  z , u 1,

ahol: az 1-es index a kisebb fogszámú kerékre (kiskerék), a 2-es index a nagyobb fogszámú kerékre vonatkozik.

Tehát lassító áttételnél i  u, gyorsító áttételnél viszont

u i 1

 .

6.3. Az áttétel állandósága. A fogazat kapcsolódás alapvető feltétele

A fogaskerékpár helyes fogazatkapcsolódásának alapvető feltétele, hogy ^{ }

2 1



i  állandó maradjon a kapcsolódás egész folyamata alatt!

A szögsebesség arány (az áttétel) állandóságát a foggörbe helyes alakjának kell biztosítani!

Ellenkező esetben káros rezgések, interferencia léphet fel, amely megakadályozza a helyes mozgásátvitelt.

Az áttétel állandóságának a feltétele, hogy a két fogprofil (p₁, p₂) bármely érintkezési pontjá-ban (P) állított közös fogmerőleges (n) átmenjen a C főponton (amely az r1, r₂ körök érintkezési pontja), (6.5. ábra).

v= r 

A P pontban a sugarak R1, R2, a kerületi sebességek v₁,v₂nagyságúak. A profilmerőleges irányába eső sebességkomponenseknek egyenlőnek kell lenni (v_n1 v_n2) ahhoz, hogy a két fogprofil a kapcsolódás egész folyamata alatt érintkezésben maradjon:

1 1  1 cos 1 2  2 cos 2 2

n n

v R R v ,

6.5. ábra: Fogprofilok kapcsolódásának sebességviszonyai az O1N1P és O2N2P háromszögekből:

6.5. ábra: Fogprofilok kapcsolódásának sebességviszonyai az O1N1P és O2N2P háromszögekből:

In document Jármű- és hajtáselemek II. (Pldal 130-0)