Prevodove a kinematicke mechanizmy

JEDNOSTUPŇOVÝ PREVOD
V jednostupňovom prevode pri podmienke rovnakých obvodových rýchlostí na
valivých priemeroch v1 = v2 je prevodový pomer jedného stupňa daný vzťahom:

- pre tvarový prevod (bez sklzu ψ) –napríklad ozubený prevod, reťazový prevod

η

ω

ω

⋅

=

=

=

=

1

2

1

2

2

1

2

1

k

k

M

M

D

D

n

n

i

- pre trecí prevod (so sklzom ψ) – napriklad remeňový prevod

η

ψ

ω

ω

⋅

=

⋅

=

=

=

1

2

1

2

2

1

2

1

k

k

M

M

D

D

n

n

i

kde ψ je súčiniteľ merného sklzu

.

VIACSTUPŇOVÝ PREVOD
Viacstupňový prevod má prevodový pomer daný ako súčin jednotlivých prevodov

3

4

1

2

3

2

2

1

2

1

d

d

d

d

n

n

n

n

i

i

i

⋅

=

⋅

=

⋅

=

Ř

d

Ř

d

n1

n2

1

2

Ř

d

Ř

d

Ř

d

n2

Ř

d

n3

n1

1

2

3

4

OZUBENÉ PREVODY

Základnou časťou prevodu je dvojica ozubených kolies – ozubené súkolesie. Pri zábere dvoch
ozubených kolies zapadajú zuby jedného kolesa do zubových medzier druhého kolesa, pričom
sa zaberajúce zuby dotýkajú svojimi bokmi. Tým prenášajú otáčavý pohyb a obvodovú silu
z hnacieho kolesa na hnané.

Rozdelenie ozubených prevodov
podľa vzájomnej polohy osí:

- s rovnobežnými osami,

- s rôznobežnými osami,

- s mimobežnými osami,

podľa polohy ozubenia:

- s vonkajším ozubením,

- s vnútorným ozubením,

podľa tvaru bočnej krivky zuba so zubami:

-

priamymi,

-

šikmými,

-

zakrivenými,

-

šípovými.

Základné pojmy evolventného ozubenia

Význam základných indexov

1,3... hnacie koleso (pastorok)
2,4... hnané koleso (koleso)

a-hlavový
b-základný
f-pätný

n-normálový
t-čelný
x-osový

bez indexu-
rozstupový

d

d

d

α

päta zuba

tooth root

prechodová krivka

smooth fillet

a

evolventa

involute

hlava zuba

tooth tip

e

α

s

b

d f

a

h

h

h

f

p

d

priemer rozstupovej kružnice

p

rozstup zubov

da

priemer hlavovej kružnice

s

hrúbka zuba na rozstupovej kružnici

df

priemer pätnej kružnice

e

šírka

zubovej

medzery

na

rozstupovej

kružnici

db

priemer základnej kružnice

α uhol záberu

h

výška zuba

ha

výška hlavy zuba

hf

výška päty zuba

α uhol záberu

Č

ELNÉ SÚKOLESIE

Parametre pre meranie čelných ozubených kolies sa určujú a merajú v čelnej rovine, ktorou je
každá rovina kolmá na os rotácie ozubeného kolesa. Parametre spojené s výrobou čelných
ozubených kolies sa určujú v normálovej rovine, ktorou je každá rovina kolmá na bok zuba.

Roviny u čelného ozubeného kolesa

So šikmými zubami

s priamymi zubami

m = mn = mt

L - left

R - right

č

elná aj

normálová rovina

normálová
rovina

č

elná rovina

β

č

elná rovina

normálová
rovina

Zobrazenie čelného ozubeného kolesa

v osovom reze

v polovičnom reze

Na výkrese čelného ozubeného kolesa je
nutné uviesť tieto rozmery:
1 – priemer hlavovej kružnice,
2 – šírku ozubenia,
3 – rozmer zrazenia alebo zaoblenia hrán,
4 – drsnosť povrchu bokov zubov,
5 – priemer upevňovacieho otvoru kolesa
a jeho toleranciu
6 – vzťažnú rovinu.

KUŽEĽOVÉ OZUBENÉ KOLESÁ

ZOBRAZENIE KUŽEĽOVÉHO KOLESA

v osovom reze

v polovičnom reze

KÓTOVANIE KUŽEĽOVÉHO KOLESA

1

9

2

3

4

5

6

7

8

10

A

11

1 – priemer hlavovej kružnice,
2 – šírka ozubenia na povrchovej priamke
rozstupového kužeľa,
3 – uhol hlavového kužeľa,
4 – uhol doplnkového kužeľa,
5 – vzdialenosť vzťažnej roviny kužeľového
kolesa a roviny jeho vonkajšej hlavovej
kružnice,
6 – vzdialenosť vrcholu rozstupového
kužeľa od vzťažnej roviny,
7 – rozmer zaoblenia alebo zrazenia hrán,
8 – drsnosť povrchu bokov zubov,
9 – priemer upevňovacieho otvoru kolesa
a jeho tolerancia,
10 – vzdialenosť vnútorného čela od
vzťažnej roviny,
11 – vzťažná rovina.

ZÁVITOVKOVÉ SÚKOLESIE

Údaje pre zobrazovanie a kótovanie
a) závitovkového kolesa,
b) závitovky.

Druhy závitovkových súkolesí

Valcové súkolesie (valcová
závitovka a valcové
závitovkové koleso).

Zmiešané súkolesie (valcová
závitovka a globoidné
závitovkové koleso).

Globoidné súkolesie (globidná
závitovka a globoidné
závitovkové koleso).

5

1

7

3

4

2

6

1

2

7

6

a)

b)

1 – priemer hlavovej kružnice,
2 – šírka ozubeného venca u závi-
tovkového kolesa, respektíve
dĺžka závitovej časti u závitovky,
3 – vzdialenosť medzi vzťažnou
čelnou plochou a strednou
rovinou závitovkového kolesa,
4 – najväčší priemer kolesa,
5 – polomer vybratia,
6 – rozmer zaoblenia alebo zrazenia
hrán,
7 – drsnosť povrchu bokov zubov.

REŤAZOVÉ PREVODY
Zaťaženie sa prenáša z hnacieho hriadeľa na hnaný nepriamo, prostredníctvom vloženého
člena – reťaze. Reťazové prevody sa používajú na prenos malých a stredných výkonov na
stredné vzdialenosti.

Pre reťazový prevod

η

⋅

=

=

=

ω

ω

=

1

2

1

2

2

1

2

1

M

M

z

z

n

n

i

.

Výhody:

-

tvarová väzba, ktorá zamedzuje prekĺzu kolies,

-

nie je potrebné vyvodenie predpätia, preto je menšie namáhanie hriadeľa a ložísk,

-

dobrá odolnosť voči teplotám, prachu,

-

vysoká účinnosť (až 98 %).

Nevýhody_

-

hlučný chod,

-

obmedzené obvodové rýchlosti,

-

nerovnomernosť chodu.

Druhy reťazí: článková, Gallova, puzdrová, valčeková.

Zobrazenie reťazového prevodu:












Reťazové kolesá

– zobrazenie a kótovanie

1 – šírka zuba bf1,
2 – šírka venca,
3 – veľkosť zaoblenia (zrazenia)
boku zuba alebo
4 – uhol zrazenia zuba,
5 – polomer boku zuba re,
6 – priemer hlavovej kružnice da,
7 – priemer pätnej kružnice df,
8 – najväčší priemer venca,
9 – priemer rozstupovej kružnice d,
10 – drsnosť povrchu boku zuba.

2

1

9

8

7

6

1

10

10

5

3

3

4

REMEŇOVÉ PREVODY

Remeňový prevod sa skladá z dvoch kotúčov (remeníc) opásaných uzavretým pásom

(remeňom). Krútiaci moment z hnacieho hriadeľa na hnaný sa prenáša ohybným členom
(remeňom).
Výhody:

-

pružný záber,

-

nehlučným chodom,

-

tlmí torzné kmity a torzné nárazy,

-

výroba súčastí remeňového prevodu je jednoduchá a relatívne lacná,

-

pri preťažení prekĺzava, čím spĺňa funkciu poistky proti preťaženiu.

Nevýhody:

-

nepresný prevodový pomer v dôsledku sklzu,

-

veľké zaťaženie hriadeľov od síl potrebných na predpätie remeňa.

Silové pomery v remeňovom prevode

Druhy remeňov: ploché remene, klínové remene, ozubené remene, zvláštne remene.

Remenice:

Obr.12.33. Silové pomery remeňové-

ho prevodu.

F1 - sila v ťahanej vetve,
F2 – sila v odľahčenej vetve,
Fn – napínacia sila,
F – obvodová sila tangenciálna

na remenici,

α1, α2 – uhol opásania malej a veľ-

kej remenice,

d1, d2 – priemer hnacej a hnanej

remenice,

a – osová vzdialenosť prevodu,

ω1, ω2 – uhlová frekvencia otáčania

hnacej a hnanej remenice

a) b)

Remenice : a) pre plochý remeň, b) pre klinové remene

B

H

r

r

r

h

D

d

1

p

2

1

R

b

w

f

e

e

β

e

a

F

F

F

F

F

F

F

F

ω

ω

2

1

2

γ

α

γ

α

d

d

1

1

1

2

1

1

2

2

2

n

n

TRECIE PREVODY

Trecie prevody využívajú k prenosu rotačného pohybu a výkonu treciu silu v mieste styku
dvoch navzájom pritlačovaných kolies (hnacieho s priemerom d1 a hnaného s priemerom d2).
Tieto prevody sú vhodné na prenos menších a stredných výkonov pre malé osové
vzdialenosti.
Výhodou trecích prevodov je ich:

-

nízka hlučnosť,

-

pružný záber,

-

jednoduchá konštrukcia,

-

pomerne nízke náklady,

-

možnosť reverzácie aj za chodu.

-

pri preťažovaní a kolísaní zaťaženia dochádza k prekĺzavaniu kolies. Prekĺzavanie
súčasne pôsobí ako poistka proti preťaženiu.

Ich nevýhodou je:

-

nepresný prevodový pomer spôsobený sklzom,

-

zmena priemerov d1 a d2 následkom opotrebovania trecích kotúčov,

-

pri preklzávaní klesá účinnosť, je potrebné vyvodzovať veľké prítlačné sily.

Zvýšenie súčiniteľa trenia f je možné použitím trecích kolies s klinovými žliabkami

n

d

d

n

F

F

F

F

2

F

1

Spojka

Motor

δ

1

δ

Motor

Spojka

2

1

F

F

F

2

2

1

A

N

N

t

N

N

N

1

2

d

d

a) b)

Trecie prevody: a) čelné spájajú rovnobežné hriadele, b) kužeľové spájajú rôznobežné hriadele.

2

α

KINEMATICKÉ MECHANIZMY

Kinematické mechanizmy sú jednotky strojov zložené z pohyblivých členov s jedným
stupňom voľnosti, so stanoveným jednoznačným pohybom. Slúžia na prenos mechanickej
energie s možnosťou meniť rýchlosť alebo druh pohybu.

Skrutkové mechanizmy

Skrutkový mechanizmus slúži k zmene otáčavého pohybu na pohyb posuvný. Pritom

dochádza k zmene vstupného krútiaceho momentu Mk na výstupnú osovú silu FQ.

Pákový mechanizmus

Kľukový mechanizmus












Vačkový mechanizmus

Rovnomerný otáčavý pohyb sa mení na
pohyb vratný kývavý alebo posuvný
rôznymi variantmi pákového
mechanizmu. V jednoduchom pákovom
mechanizme je hnacia kľuka 1 spojená
s tiahlom 3 s pákou 2. Pri
rovnomernom otáčaní kľuky 1 uhlom

ω

páka 2 vykonáva vratný nerovnomerný
kývavý pohyb po dráhe s.

Používa sa na zmenu priamočiareho
pohybu na rotačný alebo naopak.
Príkladom je v prvom prípade
spaľovací motor, v druhom prípade
kľukový lis.
Skrátený kľukový mechanizmus má
časti: valec 1, piest 2, ojnica 3, kľuka
4 a hriadeľ 5

Vačkové a výstredníkové mechanizmy menia

otáčavý pohyb na posuvný vrat- ný s malým
zdvihom. Vačka je nasadená na hriadeli. Cez
pákový mechanizmus sa pohyb a sila z hnacieho
hriadeľa prenáša na pracovný člen. Žiadaný
priebeh rýchlosti a dráhy sa dosiahne tvarovaním
vačky.