AbstractDiplomová práce se zabývá konstrukčním návrhem jednostupňové planetové rychloběžné převodovky s rotujícím korunovým kolem, přičemž hlavní důraz je kladen na optimalizaci zástavbových rozměrů. Návrh ozubení planetového soukolí je proveden dle normy ISO 6336. Na základě výpočtů byly na ozubených kolech provedeny modifikace s cílem snížit nároky na prostorové uspořádání při zachování bezpečnostních parametrů. Dále jsou dimenzována kluzná ložiska pro satelity a pomaloběžnou hřídel. Skříň převodovky je navržena jako svařovaná konstrukce.
Východiska a cíle návrhu
Hlavní cíle návrhu jsou maximální kompaktnost a zároveň splnění funkčních požadavků na přenos výkonu, tuhost a spolehlivost. Základní koncepce je založena na jednostupňové planetové soustavě s evolventními šikmými zuby, což umožňuje efektivní rozložení zatížení a zmenšení objemu převodovky.
Modelování ozubení se šikmými zuby
Modelování ozubených kol v SOLIDWORKSu lze přistupovat několika způsoby, z nichž ten nejčastější je zjednodušení boční křivky zubu prostým obloukem. Naše redakce pro vás připravila zajímavý návod modelování čelního ozubeného kola s evolventními šikmými zuby. Takové zuby se modelují příkazem Křivka vyjádřená rovnicí. Boční křivka kol se šikmými zuby je šroubovice s daným úhlem stoupání. Na kole se při malé šířce jeví jako šikmá přímka s pravým či levým smyslem stoupání. Jedná se však o kola s šikmými evolventními zuby, k čemuž je nutné při konstruování přihlédnout.
Hlavní část boční plochy zubu tvoří evolventní šroubová plocha (mimo přechodové části). Boční křivka zubu je tedy šroubovice, která má úhel stoupání. Vymodelujte čelní ozubené kolo s šikmými zuby. kde r je poloměr základní kružnice Db a parametr t proměnnou. Parametr t si můžete zvolit v libovolném rozsahu. Zkuste změnit rozsah parametru t od 0 do π/2 a podívejte se, že se evolventa prodlouží. Pro konstrukci profilu zubu bude dostačující rozsah hodnot parametru t od 0 do π/4 → změňte tedy zpět hodnotu parametru t2 na π/4. Potvrďte vytvoření evolventy a ukončete skicu.
Založte třetí skicu v rovině Přední. Pokračujte načrtnutím kolmého oblouku (použijte klávesu A) a jeho koncový bod umístěte na evolventu (3). Zakótujte délku oblouku, která představuje polovinu čelní tloušťky zubu na roztečné kružnici. Dokreslete tečnou přímku, jejíž počáteční bod leží v koncovém bodě evolventy (1) a koncový bod přímky leží na patní kružnici (2). Při skicování věnujte pozornost automatickému vytvoření vazeb Tečná a Sjednocená. Poznáte je podle symbolů vazeb u kurzoru, které musejí být ve žlutém poli. Pomocí příkazu ozrcadlete přímku a evolventu podle osy.
Založte čtvrtou skicu v rovině Přední. Převeďte do této skici entity označené červenými šipkami příkazem Převést entity. Z Panelu zkratek vyberte příkaz Oříznout entity a pokročilým oříznutím ořežte entity tak, aby zůstal uzavřený profil zubu. Změňte orientaci pohledu na izometrický. Vytvořte novou rovinu (záložka Přední → Referenční geometrie → Rovina) ve vzdálenosti 40 mm od roviny Přední. Směr odsazení upravte zaškrtnutím pole Převrátit odsazení, aby nová rovina zasahovala do vytaženého profilu zubu. Založte skicu v rovině Přední. Vyberte příkaz Přidání vysunutím ze záložky Prvky. V PropertyManageru Přidat vysunutím upravte parametry, v poli Směr č.1 vyberte z rozbalovací nabídky typ ukončení Po plochu a vyberte v grafické ploše rovinu Rovina1. Skryjte skicu Skica1, prvek Šroubovice/spirála1 a uložte dokument. Do PropertyManageru Odebrat plochou/rovinou vyberte z grafického náhledu rovinu Rovina1 a zkontrolujte směr šedé šipky. Šipka musí směřovat směrem od ozubeného kola. Do PropertyManageru Zkosení → Parametry zkosení vyberte dvě hrany označené červenými šipkami. Nastavte velikost zkosení 1 × 30° a podle grafického náhledu upravte provedení zaškrtnutím volby Obrátit směr. Ze záložky Prvky vyberte příkaz Zaoblit. Rozbalte FeatureManager kliknutím na malou černou šipku vedle kořenového prvku v grafické ploše (1) a vyberte prvky Táhnout po křivce1, Odebrat plochou/rovinou1, Zkosení1 a Zaoblit1 (2).
Aby byl model ozubeného kola kompletní, musí se odebrat díra s drážkou pro těsné pero. Velikost díry a drážky vychází z norem ČSN 02 2562 Pera těsná, ČSN 02 2507 Pera a drážky a ČSN 01 4990 Válcové konce hřídelů, kde průměr díry odpovídá velikosti průměru hřídele. Založte novou skicu na čelní ploše modelu nebo v rovině Přední a nakreslete kružnici se středem v počátku o průměru 32 mm. Do skici nakreslete obdélník o šířce 10 mm a zakótujte vzdálenost 35,3 mm od horní hrany obdélníku ke spodní části kružnice. Při kótování držte klávesu Shift, jinak by se zakótovala vzdálenost ke středu kružnice. Použijte příkaz Odebrání vysunutím s ukončením Skrz vše. Jelikož se skica skládá z několika obrysů, vyberte do pole Vybrané obrysy tři uzavřené oblasti k odebrání. Příkazem Zkosit srazte kruhové hrany díry.
Ověření a kontrole
Model čelního ozubeného kola se šikmými zuby je hotový. Pro kontrolu si můžete ověřit stoupání úhlu sklonu zubu. Založte skicu v rovině Pravá a přepněte se do pohledu kolmého na tuto rovinu (Ctrl + 4). Prostřednictvím FeatureManageru zobrazte šroubovici a nakreslete osu vedenou šikmo ve směru otáčení šroubovice, jejíž počáteční bod leží v počátku. Vyberte příkaz Inteligentní kóta horním gestem myši. Tažením vyneste a kliknutím umístěte kótu a ponechte ji jako řízenou (kóta se zobrazí šedou barvou). Takto jsme si ověřili, že je úhel sklonu zubu skutečně 20°.
Vytvoříte-li rovinu kolmou na osu ve skice Skica8 (tečnou ke šroubovici), můžete v této rovině snadno ověřit i tloušťku zubu v normálové rovině. Zakótujete ji, když na roztečné kružnici nakreslíte koradiální oblouk a zakótujete jeho délku → 6,26 mm.
Vztah k normám a dílenské aspekty
AbstractDiplomová práce dále zmiňuje, že dimenzování ozubení a ložiskových souprav vychází z ISO 6336 a ČSN norem pro pera a drážky. Skříň převodovky je navržena jako svařovaná konstrukce pro čo největší tuhost a minimalizaci montážních rozměrů. V textu se uvádí i postupy pro výpočty a ověřování stoupání a tloušťky zubů v různých projekčních rovinách.
Souhrnný výstup návrhu
- Jednostupňová planetová rychloběžná převodovka s evolventními šikmými zuby
- Ozubení vychází z ISO 6336 a číselných norem pro spoje
- Skříň převodovky svařovaná pro snížení hmotnosti a zachování tuhosti
- Dimenzování ložisek pro satelity a pomaloběžnou hřídel
tags: #konstrukcni #navrh #jednostupnove #celni #prevodovky #se