szijhajtas

PTE, PMMK Stampfer M.: Gpelemek II / Mechanikus hajtsok I/ 2 1/19

3.2 Szjhajtsok

3.2.1 Alapismeretek s a szjhajtsok felosztsa A szjhajtsok lehetv teszik teljestmny ill. forgatnyomatk s forgmozgs kzlst, amikor a tengelyek egymstl relatv nagy tvolsgban vannak, egy rugalmas kzvett segtsgvel, amely sszekti a kt felemet (szjtrcst). A forgatnyomatk kzlse srldssal vagy fogakkal trtnik (3-7 bra). Amikor a mozgs kzlse srldssal valsul meg, a szjat el kell feszteni, aminek folytn norml nyomer jelentkezik a szjtrcsa palstjn, amely F srldert hoz ltre. A srlder rtke a forgatnyomatkhoz szksges kerleti ernl nagyobb kell hogy legyen: F > Ft ; Ft = 2T1/d1 A hajtott szjtrcsn kifejtett forgatnyomatk: T2 = Ft d2 /2. Az elfesztsi er jelentsen terheli a tengelyt s a csapgyakat, ami az egyik htrnya a szjhaj-tsnak.

5-10 bra. A mozgs kzlse szjhajtsnl: a) srldssal, b) fogakkal [1] A rugalmas kzvettnek ksznheten a mozgskzls rugalmas, de llandan jelen van egy ru-galmassgi csszs. Ez mellett tlterhelsnl a szj megcsszhat, ez egyben tlterhels elleni bizto-sts is lehet, de egyben az lland tttel megvalstst is bizonytalann teszi. A szjhats j tulajdonsghoz sorolhat: nagy tengelytvoknl is lehetv teszi a mozgs kzlst, zajtalan s nyugodt mkds, ts- s rezgscsillapts, egyszer gyrts s szerels, viszonylag kis kltsgek, a berendezs vdelme tlterhelsnl. A szjhajts htrnyai: megcsszs lehetsge, viszonylag nagy helyigny, a tengely viszonylag nagy terhelse, a szj nylsa, rzkeny a nedvessgre s a zsrokra, a szj viszonylag rvid lettar-tama. A fogakkal trtn mozgskzlsnl nhny htrnya a srldssal trtn mozgskzlsnek kik-szblhet. Biztostott az lland tttel a mozgskzls rugalmassga mellett. Nem szksges el-feszts ill. csak oly mrtkben szksges, hogy a fogak ne ugorjanak t. A szjhajtsok felosztsa a szjszelvnyek alakjn alapul. Lapos szjhajtsok. A mozgskzls srldssal trtnik, lehetv teszik a teljestmnykzlst viszonylag nagy tengelytvoknl, alkalmazhat kitr tengelyeknl is, nagy kerleti sebessgeknl is mkdkpesek, tbb tengely egyidej hajtsra is alkalmasak. kszjhajtsok. A mozgskzls srldssal trtnik. Nagyobb tttelt tesznek lehetv, kzepes teljestmnyeknl alkalmazzk. Fogas-szjhajtsok. A mozgs s teljestmnykzls fogakkal trtnik. lland tttelt valstanak meg. Nagy kerleti sebessgek is megengedettek. A szjtrcsk illetve a tengelyek elrendezse szerint a szjhajts lehet (5-8 bra): Nyitott szjhajts (3-8 (a) bra) ahol a forgsirny a hajt s a hajtott szjtrcsn megegyezik. Helyzete lehet vzszintes, fggleges vagy ferde.


Keresztezett szjhajtst (3-8 (b) b-ra) akkor alkalmaznak, ha a hajt s a hajtott trcsa forgsirnya klnbz. A hz s a laza g kztti srlds miatt fennll a szj srlsnek vesz-lye, ezrt csak kivtelesen alkalmaz-zk. Flkereszt-szjhajtst (3-8 (c) bra) kitr tengelyeknl hasznlnak, csak laposszjaknl alkalmazhat. A szj terhelse fokozott, ami az lettartamt rvidti. Fordtgrgs-szjhajtst (3-8 (d) bra) a tengelyek tetszleges elhe-lyezkedsnl hasznlnak. Csak lapos, esetleg fogazott szjnl alkalmazhat. Tbb tengely egyidej meghajtsa (5-11 (d) bra), amikor egy hajtten-gely van a tbbi pedig hajtott tengely.

3-8. bra. Szjtrcsk elrendezse

3.2.2. Szjfeszts A szksges srlder ltrehozshoz, a szjtrcsk s a szj kztt nyomert szjfesztssel hoz-zuk ltre. Az lenne idelis ha a nyomer arnyosan vltozna a kerleti ervel, de ez nehezen meg-valsthat. A gyakorlatban tbb szjfeszt-megolds is alkalmazst nyert (3-9 bra): A szj slyval (3-9 (a) bra) vgezhet az elfeszts nagy tengelytvoknl (a>5m), amikor a

normler a szjtrcsn a szj slya ltal jn ltre. A szj rugalmas nyjtsval (3-9 (b) bra) amikor a tengelytv nvelsvel rugalmasan meg-

nyjtjuk a szjat. Egy id utn viszont a rugalmas nyls tarts lesz, ezrt idnknt a tengelytv tovbbi nvelse szksges, amit legtbbszr gy oldunk meg, hogy a villanymotort, a hajttr-csval egytt megfelel vezetkben csavarral vagy menetorsval elmozdtunk majd jbl a ta-lapzathoz rgztjk (3-9 (c) bra).

Feszttrcsval (3-9 (d) bra). A feszttrcsa a szj kls felletn hat s sly vagy rug segt-sgvel feszti. A feszter rtke kzel lland, de a szjhajltgats nvelse miatt annak let-tartama cskken.

A villanymotor csukls fggesztsvel (3-9 (e) bra) a motor forgsa egy reaktv forgatnyo-matkot hoz ltre amely a szjat feszti. A feszter a szjban arnyos a forgatnyomatkkal s ezltal annak automatikus szablyozsa valsul meg.


3-9 bra. Szjfeszts: a) a szj slyval; b,c) a szj rugalmas nyjtsval, d) feszttrcsval, e) a

motor csukls fggesztsvel [2]

3.2.3. A szjak szelvnyei s szjanyagok A szjanyagok irnti kvetelmnyek a kvetkezk: -j tapads a szj s a trcsa kztt, ill. nagy srldstnyez -elegend hajlthatsg -j dinamikus szilrdsg -krnyezeti hatsokkal szembeni ellenlls (nedvessg, zsrok, szennyezds) 3.2.3.1 Lapos szjak A lapos szjak szelvnye tglalap, melynek a szlessghez viszonytva kis vastagsga van. Kszl-hetnek egy vagy tbb anyagbl (3-10 bra) 3-10 bra. Lapos szjak szelvnyei. a) egyszer, egy anyagbl kszlt szj, b) textilbettes gumi-szj, c) tbbrteges szj, d) kordbettes szj.

Brszjak hajlkonysga j, nylsnak s kopsnak jl ellenllnak, de rzkenyek a porra s a zs-rokra. Leggyakrabban marhabrbl kszl. A szj vgtelentse ragasztssal, varrssal vagy kln-leges fmkapcsokkal trtnik.


A textilszjak csoportjba tartoznak mindazok a szjak, amelyeket szvssel lltanak el. A szlak lehetnek szerves (pamut, llati szrzet, termszetes selyem) s szintetikus (cellulz alap manyagszlak, nylon s perlon) anyagok. A textilszjakat, manyagszjak kivtelvel, rendszerint olajjal, gyantval vagy valamilyen manyaggal impregnljk. Legtbbszr vgtelentett formban gyrtjk. Fajslyuk a brszjaknl nagyobb, gy a mkdsknl jelents centrifuglis er lp fl. A tbbrteges szjak korszer megoldst kpeznek, alkalmazsuk mind gyakoribb, gy a tbbi szj-fajtt kiszortjk a hasznlatbl. A klnbz, rendkvl j rsztulajdonsgokkal rendelkez (szi-lrdsg, srldstnyez, klshatsokkal szembeni ellenlls) anyagrtegeket ragasztssal vagy egyb eljrssal egyestik (3-11 bra).

3-11 bra. Tbbrteg szjmegoldsok. Jelzsek: T-textil manyag bortssal, P-poliamid, K-br, E-poliszter szlak. A kzps, hzrteg poliszter szlakbl kszl. A bels rteg br vagy gumiborts textil, ame-lyeknek j a tapadsa. A kls vdrteg olyan anyagbl kszl, amely a kls hatsoknak ellenll (nedvessg, por, zsrok). A tbbrteg szjak mkds kzben rendkvl jl viselkednek. Kis nyls, nagy srldstnyez (=0,3-0,6), elenysz rugalmassgi csszs, nagyon j hatsfok (=0,98). A nagy szilrdsg s kopsllsg, hossz lettartamot s nagy teherbrst tesznek lehetv (60KW/cm -ig). Klnsen nagy kerleti sebessgeknl alkalmazzk (60, esetenknt 120 m/s). Mivel kpesek extrm sebessgek mellett mkdni, nagy a terhelhetsgk, ezek a szjak extremultus nven ismertek. 3.2.3.2 kszjak Szelvnyk trapz alak (ill. kalak, innen kaptk az elnevezsket). kszjaknl a mkd felle-tek a szj oldafelletei, amelyek a szjtrcsa megfelel horonyoldalaival rintkezik. Anyaga textil-szlakkal vagy manyagszlakkal (kordokkal) armirozott gumi. A kordok egy vagy tbb sorban he-lyezkednek el s a hzszlat kpezik. Az kszjak gumival vagy manyaggal impregnlt szvettel vannak bebortva, egy vagy tbb rtegben, ami a szjoldalak ellenllsgt nveli (3-12 bra). Tbb kifejlesztett s alkalmazott szerkezeti megolds van (3.13 bra), melyek kzl a leg-gyakrabban alkalmazottak: - a normlszj (jelzsk Y, Z, A, B, C, D, E), amelynl b0/h 1,6 ; - a keskenyszj (jelzsk SPZ, SPA, SPB, SPC) ennl a b0/h 1,2. Mindkt tpus szelvnyszge = 40, ami meg-gtolja a szj beszorulst (bekeldst) a szj-trcsk hornyaiba. Az kszjak szelvnymretei s hosszuk szabvnyban rgztett (lsd a segd-letben).

3-12 bra. Az kszj szelvnye

A norml szelvny szjak vastagsga kisebb s kedveztlen zemfelttelek mellet nagy teljestm-nyekhez vannak elltva. A keskeny szjak lehetv teszik a nagyobb teljestmny kzlst kisebb hajtmszlessggel, de a szlessghez viszonytott nagy vastagsguk miatt rzkenyek a hajltsra s a kedveztlen zemfelttelekre.


3-13 bra. kszjak szerkezeti megoldsai: a) norml, b) keskeny, c) keskeny, bell fogazott, d) sz-les, bell fogazott, e) ktoldalas, f) klsfelleten egybekttt, g) poly V szj [2] 3.2.3.3 Fogazott szjak A fogazott szj a forgatnyomatk kzlst alakjval vgzi. A bels oldalon egyforma osztssal fo-gak vannak kialaktva, amelyek kz a szjtrcsa fogai jnnek, s ilyen kapcsoldssal trtnik a mozgs s forgatnyomatk kzlse. A szj hzelemt a teljes szlessgn tallhat acl huzalok kpezik amelyek szintetikus kaucsuk vagy poliu-retn bortssal vannak elltva. A bels oldalon elhelyezked fogak poliamidszvet vdrteggel vannak bevonva, alakjuk lehet trapz vagy flkr (3-14 bra). Bonyolult hajtmveknl amikor a kapcsoldst a szj mindkt oldaln meg kell val-stani, kt oldalon fogazott szjat alkalmaznak. A legfontosabb paramtere a fogazott szjnak az oszts p, amelynek llandnak kell lenni. A lapos s kszjakkal szemben a fogazott szj el-nyei a kvetkezk: Pontos tttel (u=const.) J hatsfok (=0,99) Elfeszts nem szksges, gy a tengely s a

csapgyak terhelse kisebb Htrnyai: A szjtrcsk gyrtsa drgbb s bonyolultabb Idegen test behatolsa a fogak tugrst idzhe-ti el Nem nyjt tlterhels elleni vdelmet

3-14 bra. Fogazott szjak alakjai: a) trapz ala-k fogakkal, b) flkr alak fogakkal, c) ktol-dali fogakkal


3.2.4. Laposszj-hajtsok A laposszj-hajtsok a szjtrcsk mkd felleteinek egyszersgvel tnnek ki. Alkalmazhatk klnsen nagy kerleti sebessgnl is (60 m/s, esetenknt 120 m/s -ig). Nagy terhelseknl nagyon nagy elfesztst ignyelnek, ami a tengely s a csapgyak nagy terhelshez vezet. 3.2.4.1. A hajtm mretei A szjhajtst legalbb kt szjtrcsa s az ezeken elhelyezett szj kpezik. A kerleti sebessgek a szjjal krlvett szjtrcskon azonos. Ebbl kiindulva hatrozhat meg az tttel, illetve az tttel ismeretben a trcsatmrk meghatrozhatk. A kivlasztott szjszelvnytl fggen a kistrcsa tmr flvehet. A nagy trcsa tmrt a szk-sges tttel alapjn szmoljuk, a vrhat csszst a csszstnyezvel vesszk figyelembe, k=0,985: Amikor lasst hajtst alkalmazunk: d2=d1uk Amikor gyorst hajtst alkalmazunk: d2=d1u/k Ha nincs valamilyen megkts akkor a tengelytvot a kvetkez ajnls alapjn vesszk fl: a=(0,72) (d1+d2). Szjhajtsnl alapveten nyitott szjhajtst alkalmaznak. Egyszer kifejezsekkel az 3-15 bra sze-rint meghatrozhatk a szjhajts jellemz mretei s szgei. Az tfogsi szgek: 1=180-2, 2=180+2, A szjg ferdesgi szge: sin = r r

a2 1

Az elzetes szjhossz (bels): L a r rp = + + 2 1801 1 2 2cos ( )

L a r r r rp = + + + 2 2 1801 2 2 1cos ( ) ( )

Az gy kapott hosszat ssze kell hangolni a gyrtk ltal knlt L szjhosszakkal. A kivlasztott va-ls szjhossz alapjn szmoljuk az ennek megfelel tengelytvot:

aL r r r r= +

( ) ( ) /cos

1 2 2 12 1802

3-15 bra. A nyitott szjhajts vzlata.

3.2.4.2. Szjtrcsk lapos szjakhoz A szjtrcskat leggyakrabban ntttvasbl, aclntvnybl, aclbl s knnyfmekbl ksztik. A szjtrcsk fmretei szabvnyostva vannak. A szjtrcsk szerkezeti rszei a koszor, az agy, s nagyobb mret trcsknl a kllk. A koszor mkd fellete lehet hengeres az egsz szless-gen, csak kzpen hengeres, s velt (3-16 bra). ltalban csak a nagy trcsa kszl velt koszor-val, de amikor a kerleti sebessg meghaladja a 25 m/s rtket, mindkt trcst veltre kell kszte-ni. A szjtrcskat 25 m/s kerleti sebessg alatt elegend statikusan kiegyenslyozni, ez felett pedig statikus s dinamikus kiegyenslyozst kell vgezni. A kis trcst tmr anyagbl esztergljk. A 355 mm nl kisebb trcsknl a koszor s az agy egybe vannak (3-17 bra). Az ennl nagyobb


szjtrcskhoz nttt vagy hegesztett elgyrtmnyt ksztenek. Hegesztett szjtrcsknl az agy s a koszor bordkkal megerstett lemezzel vannak egybektve. nttt trcsknl a koszor s az agy kapcsolatt kllk biztostjk. A kllk ellipszis szelvnyek s az agytl a koszor fel keske-nyednek. Hajltsnak vannak kitve s a szilrdsgi ellenrzsket az x-x metszetben kell elvgezni (3-16 bra).

3-16 bra. nttt szjtrcsa.[4]

3-17 bra. Szjtrcsk egy darabbl [2]

3.2.4.3. A szjhajts erjtka A forgatnyomatk kzlse srldervel trtnik, minek ltrehozshoz a szjelfesztse szks-ges. Ekzben mindkt gban azonos nagysg Fp elfeszt er bred (3-18 bra). Az zemeltets alatt a hz gban az er megnvekszik F1 , mg a laza gban lecskken F2 .

3-18 bra. Szjgakban uralkod erk a) elfesztsnl, b) zemels kzben

Az erk sszege zemeltets eltt s kzben lland

F1+F2=2Fp A szjgakban uralkod erk klnbsge kpezi a kerleti ert: F1-F2=Ft A biztonsg rdekben, hogy a szj csszsmentesen tviszi a szksges nyomatkot, a kerleti ert egy CA zemtnyezvel s az S megcsszs elleni biztonsgtnyezvel megszorozzuk

F1-F2=Ft CA S .


A CA , zemtnyez (kls dinamikus erhatsok) rtkei a segdletben megtallhatk. Az F1, F2, s Fp erk meghatrozshoz hrom egyenletre van szksg. Ebbl kett ll rendelkezs-re, a harmadik a szj egyenslyfelttelbl rhat fel, amelyet elsnek Euler fektetett le. Ezt itt leve-zets nlkl a kvetkez alakban fogadjuk el:

FF

e12=

ahol: e a termszetes logaritmus alapja; a srldstnyez tfogsi szg a kistrcsn Az F1-F2=Ft CA S behelyettests utn

Fe

eS C FA t1 1

=

, illetve F eS C FA t2

11

= . A szksges elfeszt ert az F1+F2=2Fp egyenletbl kapjuk meg

FS C F e

eS C F

pA t A t= + =

2

11 2

Ennl az elemzsnl figyelmen kvl hagytuk a centrifuglis ert, amely a szjtrcskon tfut szjra gyakorol hatst s a szjat a trcstl elvlasztani igyekszik. F A vc = 2 ahol: -a szj srsge (kg/m3); A-a szjszelvny fellete (m2) ; v- kerleti sebessg (m/s). Ha bevezetjk a szj egysgnyi hosszra es tmegt: k=A, Fc=kv2 A centrifuglis er hatst, amely a szj s a trcsa kztti nyoms cskkenst irnyozza, nagyobb elfesztssel lehet ellenslyozni. Az Fc rtkvel az elfeszt ert meg kell nvelni. A tengelyterhels a szjgakban uralkod erktl ered. Az elfeszts utn, zemen kvli llapot-ban az FR eredert az 3-19 (a) bra szerint hatrozzuk meg: FR=2 Fp sin(/2)

3-19 bra. A tengely terhelse. a) zemels eltt, b) zemels kzben

zemels kzben az ereder 3-19 (b) bra: F F F F FR = + 12 22 1 2 12 cos


Ennek az ernek a hatsvonala kiss eltr a trcsk kzppontjt sszekt egyenestl, de ez elha-nyagolhat a tengelyek mretezsnl. 3.2.4.4 A szj ignybevtele Az zemeltets folyamn az F1 , F2 s az Fc erk a szj hzignybevtelnek teszik ki a szjat. Ez mellett a trcskon val thaladskor a szj hajltignybevtelnek is ki van tve. Az ignybevtelek hatsra a szjban megfelel feszltsgek brednek: Hzfeszltsg a szjgakban uralkod erk hatsa folytn: 1 1= FA ; 2

2= FA

;

Hzfeszltsg a centrifuglis er folytn: c cFA v= =

2

A hajltfeszltsget, amely a trcskon val thaladskor jelentkezik, a Hook trvny alapjn szmoljuk (3-20 bra):

3-20 bra. Elemi szjrszecske alakvltozsa

dhEEh ==

= =

+

= +

l

l

h

d hh

d hhd

2

2 2

ahol: E- rugalmassgi modulus, - dilatci, h-a szj vastagsga, d- szjtrcsa-tmr, l- neutrlis szl hossza, l- a legtvolabbi szl nylsa.

A dilatci ill. a feszltsg kpletnek elemzsvel megllapthat, hogy a hajltfeszltsg rtke nagyobb lesz a szj kistrcsn val thaladsakor. A szj menti feszltsgeloszlst mutatja be a 3-21 bra.

3-21. Feszltsgeloszls [4]

A legnagyobb feszltsg a szj kls rtegben a hzgban jelentkezik a kistrcsan val thalads-kor: 11max hc ++=


1

21max d

hEvAF ++=

A hajltfeszltsg vltozsa a legkifejezettebb, mivel rtke nulltl a maximlis rtkig vltozik, valahnyszor a szj thalad a szjtrcsn. A hajltsok szma a szj egy krbejrsnl megegyezik a trcsk szmval (x), a krbejrsok szmt egy idegysg alatt pedig a szjsebessg (v) s a szj-hossz (L) hnyadosa adja. A hajltgatsi frekvencia:

fx vLs

= (s-1) A szj lettartama az lland kops s elhasznlds, a viszonylag alacsony szjanyag-szilrdsg miatt viszonylag rvid. A kifejezett s gyakori feszltsgvltozs a szj fradshoz vezet. Az a max feszltsgrtk, amely N0 feszltsgvltozs utn a szj fradshoz (szakadshoz) vezet, a szj dinamikus szilrdsga N0. Ezt a szilrdsgrtket laboratriumi ksrletek tjn kaptk, labora-triumi felttelek mellett (u=1, d1=d2=dmin). A dinamikus szjszilrdsg rtkei nhny szjtpusnl a 3-1 tblzatban tallhatk. 3-1 tblzat. Dinamikus szjszilrdsg

Szjtpus N0 N/mm2

N0 m

Kznsges brszj 23 107 5 Hajlkony brszji 36 107 5 Pamutszvettel armrozott gumiszj 69

7,5 107 4,57,5

6 Textilszj (pamut) 34 107 4,28 Tbbrteg szj poliamid hzr-teggel

5080 107 1214

kszj 69 7,5

107 611 8

Amikor a szj N0 helyett valamilyen ms max feszltsgnek van kitve, a feszltsgvltakozs szmt, amelynl bekvetkezik a szj meghibsodsa, a kvetkez sszefggsbl kapjuk:

maxm NmN N = 0 0 , innen N N Nm

= 0

0max

Ha a szj lettartama Lh rkban van megadva, az ennek megfelel hajltgatsi szm n L fh s = 3600 Az n s N kiegyenltsvel megkapjuk a szj lettartamt rkban:

3600 =L fh s = N Nm

00

max

, L

Nfh s

Nm

=

0 0

3600max

Mivel ez a kifejezs a laboratriumi felttelek melletti kivizsglsnak felel meg, a konkrt zemi felttelekhez ezt mdostani kell. Ezt a cs hajltsi tnyezvel, amely az tttelt veszi figyelembe ,s a cRN terhelstnyezvel, amely az zemels kzbeni terhelsvltozst veszi figyelembe, amennyi-ben az idnknt kisebb szmtsba bevitt rtknl.

L c cN

fh s RN sN

m

=

0 0

3600max .


cRN rtkt 1 s 1,8 kztt lehet felvenni. Kisebb rtkeket amikor a maximlis forgatnyomatk rszesedse nagyobb s fordtva. A hajltstnyez rtkei a 3-2 tblzatban tallhatk.


3-2 tblzat. A cs hajltstnyez u 1,25 1,4 1,6 1,8 2 3 4

Lapos szj 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 kszj1) 1,31,6 1,41,8 1,51,9 1,61,95 1,72 1,82 1,92

1) Kisebb rtkek a nagyobb 1/s1 =22,5 viszonyszmnl; Nagyobb rtkek a kisebb 1/s1=0,51 viszonyszmnl

3.2.5. kszjhajtsok 3.2.5.1. A hajtm mretei Elszr a kistrcsa tmrjt kell flvenni dw1 a kivlasztott szjszelvnytl fggen. A nagytrcsa tmrjt a kvnt tttelbl szmoljuk, ha a csszst elhanyagoljuk:

dw2=dw1u Ahol : dw2 s dw1 a grdlkrk, amelyek mrvadak a kinematikai paramterek szmtsnl. A kinematikai tttel kszjhajtsoknl u 10. Ha nincs ms megkts, akkor a tengelytvot az albbi sszefggssel kapott hatrok kzt kell fel-venni:

a=(0,72) (dw1+dw2). A 3-22 brnak megfelelen a jellemz szgek s mretek egyszer mrtani sszefggsekkel meg-hatrozhatk:

3-22 bra. Az kszjhajts vzlata [2]

Az tfog szgei: 1=180-2, 2=180+2,

A szjg hajlsszge: a2dd

sin 1w2w=

A szj neutrlis rtegnek elzetes hossza:

L a d d d dp w w w w= + + + 2 2 1801 2 2 1cos ( ) ( )

Ezt a hosszat egyeztetni kell a szabvnyos hosszakkal Lw , melyeket a szjgyrt cgek knlnak. A kivlasztott szabvnyos hossznak j tengelytv felel meg:

aL d d d dw w w w w=

+

2 1802

1 2 2 1( ) ( )

cos


A keskeny kszjaknl a neutrlis szl hossza Lw van szabvnyostva, mg a normlszjaknl a szj bels hossza Li. A kapcsolat a kls, ill. bels hossz s a neutrlis hossz kztt:

Ls=Lw+2hw Li=Lw-2(h-hw)

Ahol hw a neutrlis s a kls rteg kztti tvolsg. A bepts s a szjfeszts rdekben szksges, hogy a kistrcsa elmozdthat legyen, olymdon, hogy a tengelytv 0,015Lw nagysggal cskkenthet s 0,03Lw rtkkel nvelhet legyen. 3.2.5.2. kszjtrcsk Az kszjtrcsk alakja az kszjak alakjhoz alakul, hornyokkal vannak elltva, amelyekbe az k-szj illeszkedik bele. A koszor alakja s mretei is szabvnyostva vannak, a szjszelvnytl s sz-jak szmtl fggnek (lsd a segdletben). A koszor s az agy kapcsolatra a lapos szjtrcsknl ismertetett megoldsokat alkalmazzk. A kiegyenslyozs ignye is megegyezik a laposszj-hajtsokkal. A szjtrcsk leggyakrabban ntttvasbl, aclntvnybl vagy knnyfmekbl k-szlnek (3-23 bra). A befejez, forgcsol megmunklsnl gyelni kell a horonyoldalak rdess-gre, mert nagy rdessg esetben a szj kopsa s elhasznldsa intenzv lesz. Tmeggyrtsnl (jrmipar) a szjtrcsk kszthetk lemezalaktssal is, gy, hogy mlyhzssal elksztik a kt fltrcst s ezeket hegesztssel egyestik. A szjszelvnyek, szjtrcsk szabvnyos mretei, valamint a szmts menete a segdletben van rszletesen bemutatva

3-23 bra. Tbbhorny, nttt kszjtrcsa [4]

3.2.5.3. Az kszjhajts erjtka Az kszj s az kszjtrcsa rintkezse a horonyoldalakon trtnik (3-24 bra). A szj kalaksg-nak ksznheten, a normler az rintkezsi felleteken jval nagyobb a radilis ernl s a ho-rony mindkt oldaln jelen van. Ezltal a laposszjhajtsokat jellemz nagy elfeszt er itt jelen-tsen lecskken. A horonyoldalakon hat normler rtke

FF

nr

k=

2 2sin( / ) .


A srlder sszrtke pedig: F FF

nr

k = = 2

2sin

3-24. Az rintkezsi felletekre hat erk

A normler s ezzel a srlder nagyobb lesz kisebb k szgek estben. Viszont ennek a szgnek nagyobbnak kell lennie a srldsszgnl, mert ellenkez esetben a szj beszorulhat a hornyokba. Ebbl kiindulva s =0,3 srldstnyez rtkbl addik, hogy a horonyszgnek 33-nl na-gyobbnak kell lennie. A szj szelvnyszge =40, de hajltsnl a szj fels rtege nylik az als pedig zsugorodik, ezl-tal a trapz hosszabb alapja rvidl, a rvid pedig nvekszik ami az eredeti szelvnyszg cskken-shez vezet. Ez oknl fogva a szjtrcskat k=3238 -os horonyszggel ksztik. A szj alakja nagyobb mrtkben vltozik, amikor a hajlts sugara kicsi, ezrt kisebb horonyszgeket alkalmaz-nak kis tmrj trcsknl. Az kszj gaiban bred erk meghatrozshoz, a laposszjaknl lefektetett kpleteket hasznljuk azzal, hogy az kszjhajtsnl jelentkez, a nagyobb normler kvetkeztben, megnvelt srldert a srldstnyez megfelel nvelsvel vesszk figyelembe, azaz a laposszjaknl al-kalmazott rtk helyett lesz. Ezt a kvetkez elemzs teszi lehetv: Fr = 2Fn ; = F

Fr

r

ksin2

, innen = sin k

2

A horonyszg k fentebb ismertetett rtkeire = 0,3 esetben, a 1. Ebbl lthat, hogy azonos rtk kerleti er ltrehozshoz a laposszjakhoz viszonytva elegend hromszor kisebb elfe-szt er. Az kszjban bred feszltsg szmtsnl is hasonl mdon jrunk el, a megfelel helyekre helyett kerl. A hajltfeszltsg (h=E h/dw), az kszj nagyobb vastagsga miatt kifejezettebb, emiatt kln-sen gyelni kell arra, hogy a kistrcsa tmrjnek megvlasztsakor a gyrtk ltal minden szel-vnyhez megadott minimlis tmrre vonatkoz javaslatot betartsuk. 3.2.5.3. Az kszj kivlasztsa A norml kszjak univerzlisan alkalmazhatk az ltalnos gpszetben s a nehziparban. A kes-keny kszjak azonos szjszlessg mellett a norml szjakhoz viszonytva nagyobb teherbrsak, de a trcsatmrk is nagyobbak a keskeny kszjaknl. Az kszjgyrtk a szjak terhelhetsgt a P0 teljestmny formjban adjk meg (a tblzatok a segdletben megtallhatk), amelyet egy szj meghatrozott laboratriumi krlmnyek kztt el-br. Ezeket az adatokat az tttel u=1 tfogsi szgek 1= 2 =180 napi zemrk szma 10 egyenletes terhels


meghatrozott hajltgatsi frekvencia Azt a P1 teljestmnyt, amelyet a szj vals zemi felttelek mellett kzlni tud, gy kapjuk, hogy a P0 rtkt megfelel mdost tnyezkkel megszorozzuk: P1= P0 ccucfchcR ahol: c tfogsiszg-tnyez cu ttteltnyez. Ezzel azt vesszk figyelembe, hogy u >1 tttelnl a nagytrcsn kisebb hajl-

tfeszltsg jelentkezik s ezltal a szj teherbrsa nvekszik. cf hajltgatsfrekvencia-tnyez. Amikor a szjhossz nagyobb, a kerleti sebessge pedig ki-

sebb, a hajltgats gyakorisga is kisebb. A szj sebessge a Po teljestmny meghatrozsnl mr figyelembe lett vve, gy ez a tnyez csak a szjhossztl fgg, ezrt szjhossz-tnyeznek is nevezik.

ch zemra-tnyez. Ha a napi zemrk szma meghaladja a 10 rt, a gumi regedse gyor-sabb vlik. Ezt kisebb szjterhelssel kell egyenslyozni.

cR terhelsvltozs-tnyez. Ha a szjhajts nvleges terhelse, amellyel a szmtst vgezzk, csak idnknt jelentkezik, s egybknt a szjhajts ennl kisebb terhelssel zemel, akkor a te-herbrs rtke nvelhet. A terhelstnyez rtkt cR= 11,5 kztt kell vlasztani. A na-gyobb rtkeket akkor vlasztjuk, ha a maximlis forgatnyomatk rszesedse a hajtm let-tartama alatt kicsi.

A szjhajtssal kzlend teljestmny PCA kisebb kell hogy legyen az kszjakkal tvihet ssztel-jestmnynl: PCA zP0 ccucfchcR Innen kiszmthat a szjak szksges szma:

zP C

P c c c c cA

u f h R= 0

Az gy kapott rtket egsz szmra kell kerekteni. Itt szemelt kell tartani azt a tnyt, hogy az egyes szjak hossza valamelyest klnbzik, ami a terhels eloszlst rontja s ezltal a szjhajts lettartamt cskkenti. Ezrt 30 kW teljestmnyig a szjak szma nem kellene, hogy meghaladja a ngyet, illetve 30 kW fltt a hatot. Az kszjszelvny nagysgnak a kivlasztst megfelel diagram alapjn kell elvgezni (lsd a se-gdletben). A kivlasztott szelvny vgleges elfogadsa csak a szjhossz, a szjak szma, a feszltsg alapjn meghatrozhat lettartam kiszmtsa s rtkelse utn trtnik. Ha a vrhat lettartam nem ele-gend, akkor a szmtst nagyobb szjszelvnnyel vagy a szjak szmnak nvelsvel meg kell is-mtelni. Ezt addig ismteljk amg eljutunk a megfelel megoldshoz.


3.2.6. Fogazott szjhajtsok A forgnyomatk kzlse a szj fogainak s a fogazott szj-trcsk kapcsoldsval trtnik, ezrt a szjfeszts irnti igny megsznik. A fogaknak ksznheten pontos tttelt valstanak meg. A fogazottszj vastagsga s fajlagos tmege viszonylag kicsi, a hajlkonysga viszont nagy s ez al-kalmass teszi nagy kerleti sebessgek esetben is (kis teljestmnyeknl 80 m/s, nagy teljestm-nyeknl 40 m/s). Kis szjtrcsa-tmrk engedhetk meg s ez kompakt hajtmvek ksztst teszi lehetv. 3.2.6.1 A hajtm mretei A fogazott szjhajtsok tttele meghatrozhat gy is, mint a z2 nagytrcsa-fogszm s a z1 kistr-csa-fogszm viszonya:

inn

zz

= =12

2

1

A legnagyobb kinematikai tttel fogazott szjhajtsnl u=10 (u=i lasst hajtsnl ill. u=1/i gyors-t hajtsnl). A szj s a szjtrcsk mretnek meghatrozsnl alapvet paramter a fogazatoszts p (3-25 b-ra).

3-25 bra. A fogazott szjhajts alapvet mretei. [2]

A fogazatoszts kt szomszdos azonos nev elemnek (profiljnak) egyms kztti tvolsga.

Az oszts alapjn szmthat a modul: p

m = , aminek alapjn a trcsk tmrjt hatrozzuk meg. A grdlkr tmrje dw az osztsvonallal van meghatrozva s nagyobb a da fejkrnl. dw= m . z; da= dw -2c; df= da -2H A fogszmok, az osztsvonal s a fejkr kzti tvolsg c , a modul m , a szjtrcsk fogmagassga H, s egyb szksges adat a fogazottszjhajts mretezshez s szmtsokhoz a 3-3 tblzatban van megadva, 40-os trapz alak fogazathoz. A tblzatban megadott legkisebb fogszmok 3000 ford/min fordulatszmig rvnyesek. Ennl nagyobb fordulatszmoknl a fogszmok 30 %-kal n-velendk. A tengelytv hatrrtkei: a = (0,5 2)(dw1+dw2). A flvett tengelytv alapjn a szj elzetes hossza kiszmthat


L a d d d dwr w w w w= + + + 2 2 1801 2 2 1cos ( ) ( )

ahol : = arcsin d da

w w2 1

2

Az gy kapott szjhossz alapjn szmthat a szj elzetes fogszma:

zLpkrwr=

Ennek alapjn a 3-3 tblzat segtsgvel kivlaszthat a szj vals fogszma zk s ezutn a szj va-ls hosszt ki tudjuk szmolni: Lw = zk p A szj vals hossznak megfelel j tengelytv

aL d d d dw w w w w=

+

2 1802

1 2 2 1( ) ( )

cos

A fogazott szjat kevsb kell feszteni, mint az kszjat. A szjtrcsa elmozdulsnak nagysga, amit biztostani kell, legalbb 0,01 Lw . 3-3 tblzat. Fogazott szjhajtsok jellemz mretei s adatai Tipus p

mm m

mm k

mm H

mm h

mm c

mm zmin FN

N/cm Pmax kW

T2,5 T5 T10 T20

2,5 5 10 20

0,796 1,592 3,183 6,366

1,0 1,8 3,5 6,5

1,3 2,2 4,5 8,0

0,7 1,2 2,5 5,0

40

0,27 0,42 0,92 1,42

12 10 12 15

100 360 720 1600

0,5 2 20 >20

Szabv. szjszlessgek b, s megfelel trcsaszlessg B [mm] T2,5 T5 T10 T20

b B b B b B b B 4 6 10

8 10 14

6 10 16 25

11 15 21 30

16 25 32 50

21 30 37 56

32 50 75 100

38 56 81 108

Szabvnyos szjhosszak Lk= zk p T2,5 zk= 48 64 80 98 106 114 132 152 168 192 200 240 312 T5 zk= 82 92 118 124 150 163 172 188 220 T10 zk= 63 66 84 98 121 124 125 132 135 142 161 188 478 T20 zk= 73 89 94 130 155 181 3.2.6.2 Szjtrcsk kialaktsa A fogazott szjtrcsk rendszerint egy oldalgyrvel vannak elltva, mgpedig a hajt s a hajtott trcsk ellenttes oldalain, vagy kt oldalgyr van egy trcsn, aminek az a feladata, hogy meg-akadlyozza a szj leesst a szjtrcsrl. Nhny szerkezeti megolds a 3-26. brn lthat.


3-26. bra. Fogazott szjtrcsa-kialaktsok [2]

A trcsk anyaga alumniumtvzet, acl vagy aclntvny mart fogazat esetben. Hre lgyul manyagok kzl leginkbb poliamidot alkalmaznak. Nagysorozat- s tmeggyrtsnl frccsn-tssel ksztik. 3.2.6.3 A fogazott szj kivlasztsa A szjtpus kivlasztsa a szj maximlis terhelhetsge Pmax alapjn trtnik (3-3. tblzat), abbl kiindulva, hogy a szjhajtssal kzlend teljestmny P , a maximlisnl kisebb legyen. A trcsk fogszmt a z1 >zmin, flttelbl, ill. az tttelbl hatrozzuk meg z2 = iz1 . A szj szlessgt a fajlagos teljestmnybl lehet kiszmolni:

bP Cz P

A

N= 0 [cm]

ahol: P a szjhajts nvleges teljestmnye W, CA - zemtnyez, PN a szj fajlagos teljestmnye W/cm (3-4. tblzat), z0 - a kapcsold fogak szma a kistrcsn

zz

01 1

2=

1 tfogsi szg radinban Az gy kapott szlessget az els nagyobb szabvnyos rtkre kell kerekteni a 3-3 tblzat szerint. A tengelyt terhel er fogazott szjhajtsnl a kvetkez kplet szerint hatrozhat meg:

FR =1,5CAFt ahol: Ft =2T1/dw1 a hzgban hat er A teherbrs ellenrzst egy meghatrozott szjhajts esetn, a hzgban bred er s a szjra jellemz fajlagos er FN sszehasonltsval vgezzk (3-3 tblzat):

CAFt FN b


3-4. tblzat A fogazott szj fajlagos teljestmnye PN W/cm amikor n1 min-1 Tip z1 100 300 600 1000 1500 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 T2,5 10

15 20 30 40

0,33 0,48 0,68 1,00 1,.30

1,0 1,45 2,1 3,0 4,0

2,0 2,9 4,1 6,0 8,0

2,9 4,5 6,2 9,0 12,5

4,4 6,8 9,5 14,0 18,8

5,9 8,9 12,5 18,6 25,0

7,2 11,4 15,2 23,3 30,0

8,9 13,6 19,0 28,0 37,5

10,5 15,5 21,8 31,1 42,8

11,9 16,6 23,9 34,0 50,0

12,4 17,8 25,8 36,2 53,7

12,6 18,3 26,7 37,3 55,3

T5 10 15 20 30 40 50

1 2 3 5 6 8

4 6 9 13 17 22

8 12 16 25 33 42

12 19 26 39 52 65

18 27 37 55 74 93

22 34 46 70 94 117

31 48 64 97 130 163

39 59 79 120 161 202

44 68 92 139 186 233

51 78 105 159 213 268

57 87 118 178 238 299

63 96 130 196 263 330

T10 12 15 20 30 40 50

7 9 12 19 25 31

20 26 34 52 70 88

37 47 64 97 129 162

57 72 97 146 194 246

80 101 135 205 275 345

99 125 168 255 341 428

133 168 226 342 458 575

160 202 273 413 553 694

186 235 317 480 643 807

210 265 357 540 724 908

225 284 383 580 777 974

242 306 412 624 836

T20 12 15 20 30 40 50

15 20 30 40 50 60

36 49 73 98 123 148

96 129 195 261 328 394

171 230 347 465 582 700

238 319 482 646 809 972

328 441 666 891 1116 1341

404 543 820 1098 1375 1652

527 709 1071 1433

608 814 1235

689 926

741

szijhajtas

Documents