SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE ZAVRŠNI RAD. Valentina Vizir. Zagreb, 2017.

Transcription

1 SVEUČILIŠTE U ZGREBU FKULTET STROJRSTV I BRODOGRDNJE ZVRŠNI RD Valentina Vizir Zagreb, 2017.

2 SVEUČILIŠTE U ZGREBU FKULTET STROJRSTV I BRODOGRDNJE ZVRŠNI RD Mentor: Doc. dr. sc. Dragan Žeželj, dipl. ing. Student: Valentina Vizir Zagreb, 2017.

3 Izjavljujem da sam ovaj rad izradila samostalno koristeći znanja stečena tijekom studija i navedenu literaturu. Zahvaljujem se mentoru, doc.dr.sc. Draganu Žeželju, na svim savjetima i utrošenom vremenu. Također, želim se zahvaliti svima onima koji su bili uz mene u lijepim i manje lijepim trenucima, pružali mi podršku i vjerovali u mene. Valentina Vizir

4

5 SDRŽJ SDRŽJ... I POPIS SLIK... III POPIS TBLIC... IV POPIS TEHNIČKE DOKUMENTCIJE... V POPIS OZNK... VI SŽETK... X SUMMRY... XI 1. Uvod Općenito o planetarnim prijenosnicima Podjela planetarnih prijenosnika Označavanje planetarnih prijenosnika Prednosti planetarnih prijenosnika Nedostaci planetarnih prijenosnika Odabir elektromotora Ugradbeni kriteriji kod planetarnih prijenosnika Proračun snaga Odabrani elektromotor Orijentacijski proračun modula Orijentacijski proračun modula zupčanog para z1 z Orijentacijski proračun modula zupčanog para z2 z Dimenzije zupčanika Tolerancije zupčanika Nazivna mjera preko nekoliko zubi za kontrolu graničnih odstupanja Izbor kružne zračnosti Granična odstupanja razmaka osi vratila Fakultet strojarstva i brodogradnje I

6 5.4. Granična odstupanja debljine zubi Kontrola naprezanja Kontrola naprezanja zupčanog para z1 z Kontrola naprezanja zupčanog para z2 z Odabir materijala zupčanika Kontrola naprezanja zupčanog para z2 z Odabir materijala zupčanika z Dimenzioniranje vratila i osovina Vratilo Provjera pera Provjera zavara Vratilo B Provjera pera B Provjera zavara B Ručica R Provjera osovine planetarnog zupčanika Proračun ležajeva prema ISO 281: Ležajevi na vratilu Ležajevi na vratilu B Ležajevi na osovini planetarnog zupčanika Proračun topline Kontrola u odnosu na dozvoljenu temperaturu zagrijavanja Potrebna količina rashladnog ulja ZKLJUČK LITERTUR PRILOZI Fakultet strojarstva i brodogradnje II

7 POPIS SLIK Slika 1. Jednostavni planetarni prijenosnik... 1 Slika 2. Nekoaksijalni i koaksijalni planetarni prijenosnik... 2 Slika 3. Kriterij koaksijalnosti za 1UV... 4 Slika 4. Kriterij susjednosti za 1UV... 5 Slika 5. Kriterij sprezanja za 1UV... 6 Slika 6. Najnepovoljnije opterećenje vratila Slika 7. Sile koje djeluju na vratilo u vertikalnoj(gore) i horizontalnoj(dolje) ravnini.. 24 Slika 8. Kritični presjeci i zavar vratila Slika 9. Sile koje djeluju na vratilo B u vertikalnoj(gore) i horizontalnoj(dolje) ravnini.. 28 Slika 10. Kritični presjeci i zavar vratila B Slika 11. Sile na osovinu planeta u vertikalnoj(gore) i horizontalnoj(dolje) ravnini Slika 12. Ležajevi na vratilu Slika 13. Ležajevi na vratilu B Fakultet strojarstva i brodogradnje III

8 POPIS TBLIC Tablica 1. Osnovne karakteristike elektromotora... 9 Fakultet strojarstva i brodogradnje IV

9 POPIS TEHNIČKE DOKUMENTCIJE BROJ CRTEŽ Naziv iz sastavnice VV Planetarni prijenosnik VV Sklop prirubnice VV Cijev VV Poklopac VV Prirubnica EM VV Sklop prirubnice B VV Cijev B VV Poklopac B VV Prirubnica RS VV Ručica B s vratilom B VV Ručica B VV Vratilo B VV Sklop vratila VV Šuplje vratilo VV Vratilo VV Zupčanik 1 VV Zupčanik 2 VV Kućište sa zupčanikom 3 VV Poklopac ležaja VV Poklopac ležaja B VV Odstojna čahura 20 VV Odstojna čahura 35 VV Odstojna čahura 45 VV Pločica VV Ručica VV Osovina planeta VV Odzračnik Fakultet strojarstva i brodogradnje V

10 POPIS OZNK Oznaka Jedinica Opis mm 2 Površina W1,2 mm Granična odstupanja debljine zubi a,g.d mm Granična odstupanja razmaka osi vratila a mm Osni razmak b mm Širina zupčanika br mm Širina ručice b1 b2 Faktor veličine strojnog dijela Faktor kvalitete površinske obrade C N Dinamička nosivost ležaja C1 N Dinamička opterećenost ležaja c mm Tjemena zračnost d mm Promjer vratila d1,2,3 mm Diobeni promjer zupčanika da mm Tjemeni promjer zupčanika db mm Temeljni promjer zupčanika df mm Podnožni promjer zupčanika dw mm Promjer kinematske kružnice zupčanika F,B N Sile u osloncima Fr N Radijalna sila Ft N Tangencijalna sila Gz N Težina zupčanika i Prijenosni omjer jmax,min mm Kružna zračnost K KFα KHα KHβ Faktor primjene Faktor raspodjele opterećenja kod proračuna naprezanja u korijenu Faktor raspodjele opterećenja kod proračuna naprezanja na boku Faktor raspodjele opterećenja po dužini zuba Fakultet strojarstva i brodogradnje VI

11 KV Faktor dodatnih unutarnjih dinamičkih opterećenja L10h_min h Zahtijevani nazivni vijek trajanja l mm Duljina pera M Nm Moment savijanja Mred Nm Reducirani moment savijanja m mm Modul N Broj planetarnih zupčanika n min -1 Brzina vrtnje P W Snaga Pg W Gubitci snage PK W Spojnička snaga Pr N Ekvivalentno dinamičko radijalno opterećenje ležaja PW W Zupčanička snaga p Nmm -2 Površinski pritisak Qu m 3 h -1 Količina rashladnog ulja SF SH Faktor sigurnosti protiv loma zuba Faktor sigurnosti protiv ljuštenja bokova zuba T Nm Okretni moment t mm Dubina utora za pero na glavini tz C Temperatura zraka tr mm Debljina ručice u Prijenosni omjer W1,2,3 YB YF YNT YS YST YRrelT YX Yβ Mjera preko nekoliko zubi Faktor debljine vijenca Faktor oblika kod proračuna naprezanja korijena zuba Faktor vijeka trajanja Faktor korekcije naprezanja kod proračuna naprezanja korijena zuba Faktor korekcije naprezanja za referentne testne zupčanike Relativni faktor stanja površine Faktor veličine Faktor nagiba boka zuba kod proračuna naprezanja korijena zuba Fakultet strojarstva i brodogradnje VII

12 YδrelT ZB,D Faktor osjetljivosti na zarezno djelovanje Faktor naprezanja u unutarnjim točkama zahvata ZE MPa Faktor materijala ZH ZL ZNT ZR ZV ZW ZX Zβ Zε z1,2,3 zw1,2,3 Faktor oblika zuba za proračun opterećenja bokova Faktor utjecaja ulja Faktor vijeka trajanja Faktor utjecaja hrapavosti Faktor utjecaja obodne brzine Faktor utjecaja tvrdoće površine Faktor očvrsnuća površine Faktor nagiba boka zuba za proračun opterećenja bokova Faktor utjecaja stupnja prekrivanja za proračun opterećenja bokova Broj zubi zupčanika Mjerni broj zubi α Kut zahvata αs kj(m 2 hk) -1 Koeficijent prijelaza topline kod isijavanja α0 Faktor čvrstoće materijala β Kut nagiba boka zuba βkt Faktor zareznog djelovanja kod torzije δ Ugradbeni međukut εα η λ Stupanj prekrivanja Stupanj djelovanja Faktor širine zupčanika Φ kjh -1 Proizvedena toplina σ Nmm -2 Naprezanje σf Nmm -2 Naprezanje na savijanje u korijenu zuba σflim Nmm -2 Dinamička čvrstoća kod naprezanja na savijanje korijena zuba σfp Nmm -2 Dozvoljena vrijednost naprezanja u korijenu zuba σh Nmm -2 Hertz-ov pritisak u kinematskom polu σhlim Nmm -2 Dinamička čvrstoća kontaktnog pritiska Fakultet strojarstva i brodogradnje VIII

13 σhp Nmm -2 Dozvoljeni kontaktni pritisak bokova Fakultet strojarstva i brodogradnje IX

14 SŽETK Potrebno je proračunati i konstruirati planetarni prijenosnik za radni stroj snage P=10 kw i brzine vrtnje n=250 min -1. Obzirom na potrebnu izlaznu snagu i gubitke prijenosnika, proračunava se potrebna snaga elektromotora te se odabire elektromotor tvrtke Končar. Daljnji proračun sastoji se od proračuna zupčanika prema normi ISO 6336, provjere naprezanja ulaznog i izlaznog vratila, osovine planetarnog zupčanika i ručice te odabira ležajeva. Proračun vratila, osovine, ručice i ležajeva proveden uz pretpostavku da se snaga prenosi samo preko dva (od ukupno tri) planetarna zupčanika. Kod konstruiranja prijenosnika potrebno je obratiti pažnju na radijalne dimenzije prijenosnika koje moraju biti u skladu s radijalnim dimenzijama elektromotora. Budući da je odlučeno da se centralni zupčanik s unutarnjim ozubljenjem izrađuje u jednom komadu s kućištem, dimenzije tog zupčanika izravno utječu na radijalne dimenzije prijenosnika. Dimenzije zupčanika (u ovom slučaju i dimenzije prijenosnika) mijenjaju se ovisno o broju zubi i modulu zupčanika. Pravilnom kombinacijom ta dva parametra postiže se usklađenost dimenzija. Nadalje, prijenosnik se na elektromotor i radni stroj mora montirati prirubnicom. U ovom slučaju odabrane su jednake dimenzije obiju prirubnica. Ključne riječi: prirubnica, planetarni prijenosnik, zupčanik s unutarnjim ozubljenjem, ručica Fakultet strojarstva i brodogradnje X

15 SUMMRY It is necessary to calculate and design a planetary gearbox for the work machine with power of P=10 kw and rotation speed of n=250 min -1. Considering the output power we need and the losses of the gearbox, we calculate the necessary power of electro motor and we choose the electro motor designed by Končar. Further calculation consists of the analysis of the gears by the norm ISO 6336, of stress control of input and output shaft, axle of the planetary gearbox, as well as the planet carrier, and of choosing the bearings. nalysis of the shafts, axle, planet carrier and bearings is conducted based on a hypothesis that the power is carried only by two (of three) planetary gears. During the construction of the gearbox, it is necessary to pay attention to radial dimensions of it, which have to correspond to radial dimensions of the electro motor. Since we decided that the internal gear constructs in one piece together with the housing, the dimensions of the gear are directly affecting the radial dimensions of the gearbox. Dimensions of the gear (here also the dimensions of the gearbox) change depending on a number of teeth and the module of the gear. With a proper combination of the two parameters, we achieve dimensional compatibility. Furthermore, we assemble the gearbox to the electro motor and a work machine using a flange. Here we use the same dimensions for both flanges. Key words: flange, planetary gearbox, internal gear, planet carrier Fakultet strojarstva i brodogradnje XI

16 1. Uvod 1.1. Općenito o planetarnim prijenosnicima Osnovna karakteristika planetarnih prijenosnika je to što se barem jedan glavni član, osim oko svoje osi, giba još i oko neke druge osi. Najjednostavniji planetarni prijenosnik sastoji se od tri člana planetarnog zupčanika (satelita), ručice (nosača planetarnog zupčanika) i sunčanog zupčanika (centralnog zupčanika s vanjskim ili unutarnjim ozubljenjem) kao što je prikazano na Slici 1. Slika 1. Jednostavni planetarni prijenosnik Da bi planetarni prijenosnik omogućio prijenos snage, jedan njegov član (izuzev planetarnog zupčanika) mora biti reakcijski n 0. ko nijedan član nije reakcijski, prijenosnik služi isključivo za prijenos gibanja i Podjela planetarnih prijenosnika Prema [1] postoje dvije podjele planetarnih prijenosnika. Prema prvoj podjeli planetarni prijenosnici se dijele na prijenosnike s otvorenim zupčaničkim lancem (nekoaksijalni planetarni prijenosnici) prikazane na Slici 2. lijevo i na prijenosnike sa zatvorenim Fakultet strojarstva i brodogradnje 1

17 zupčaničkim lancem (koaksijalni planetarni prijenosnici) prikazane na Slici 2. desno. Slika 2. Nekoaksijalni i koaksijalni planetarni prijenosnik Druga podjela planetarnih prijenosnika, podjela prema složenosti, dijeli planetarne prijenosnike na jednostavne i složene. Razlika između jednostavnih i složenih je ta što se jednostavni imaju samo jednu ručicu (s jednim ili više planetarnih zupčanika) dok su složeni sastavljeni od više ručica ili od više jednostavnih planetarnih prijenosnika Označavanje planetarnih prijenosnika Oznaka se sastoji od tri dijela. Prvi dio čine brojevi 1 ili 2 koji govore o tome kakav je planetarni zupčanik jednostruk (konstantnog promjera) ili stupnjevan. Drugi i treći dio označe čine slova U i V koja označavaju ozubljenje centralnih zupčanika (U unutarnje ozubljenje, V vanjsko ozubljenje). Primjer: planetarni prijenosnik prikazan na Slici 2. desno ima oznaku 1UV što znači da se sastoji od jednostrukog planetarnog zupčanika te dva centralna zupčanika od kojih jedan ima unutarnje, a jedan vanjsko ozubljenje. Fakultet strojarstva i brodogradnje 2

18 1.4. Prednosti planetarnih prijenosnika Planetarni prijenosnici izdvajaju se po svojoj kompaktnoj konstrukciji koja im omogućuje primjenu u područjima gdje se traži prijenos velikih snaga i brzina, ali uz što manju težinu prijenosnika. To je moguće postići jer postoji grananje snage na više planetarnih zupčanika čime se ujedno i smanjuju sile na zubima jer je istovremeno više zubi u zahvatu nego kod običnog zupčaničkog prijenosnika. Također, istovremeno veći broj zubi u zahvatu pridonosi mirnijem i tišem radu prijenosnika. Budući da kod planetarnih prijenosnika postoji podjela snage na spojničku (ne prenosi se valjanjem) i zupčaničku (prenosi se valjanjem), omogućeno je postizanje većih stupnjeva iskorištenja. Planetarni prijenosnici mogu ostvariti veliki prijenosni omjer već u jednom stupnju, uz mnogo manje dimenzije za isti prijenosni omjer nego kod standardnih prijenosnika. Kombinacijom više raznih planetarnih prijenosnika praktički nema ograničenja na postizanje prijenosnih omjera. Također, moguće je postići reverzibilan prijenos (suprotan smjer vrtnje pogonskog i gonjenog vratila) zbog čega su planetarni prijenosnici našli primjenu kod automatskih mjenjača gdje se reverzibilnim prijenosom zapravo ostvaruje vožnja unatrag. Osim kod automatskih mjenjača, koriste se još i kod automobilskih diferencijala Nedostaci planetarnih prijenosnika Problemi koji se javljaju kod planetarnih prijenosnika vezani su uz nejednoliku raspodjelu opterećenja i podmazivanje. Nejednolikost raspodjele opterećenja u slučaju planetarnih prijenosnika odnosi se na različitu raspodjelu obodne sile u zahvatu planetarnih i centralnih zupčanika. Planetarni prijenosnici su osjetljiviji na greške ozubljenja i greške kod izrade ostalih dijelova prijenosnika nego standardni prijenosnici. Budući da takve greške povećavaju opasnost od nejednolike raspodjele opterećenja, zahtjevi na izradu, kontrolu i održavanje planetarnih prijenosnika stroži su nego kod običnih prijenosnika što dovodi do viših troškova proizvodnje. Podmazivanje uranjanjem nije uvijek najbolje rješenje jer je, zbog konstrukcije prijenosnika, volumen za smještaj ulja za podmazivanje mali, stoga se kod planetarnih prijenosnika najčešće koristi tlačno podmazivanje. Nadalje, kod planetarnih prijenosnika javljaju se centrifugalne sile koje su posebno opasne za ležajeve. Fakultet strojarstva i brodogradnje 3

19 2. Odabir elektromotora 2.1. Ugradbeni kriteriji kod planetarnih prijenosnika Da bi bila moguća pravilna ugradnja i da bi se omogućilo pravilno sprezanje pojedinih zupčanika, potrebno je zadovoljiti tri osnovna ugradbena kriterija: 1. Kriterij koaksijalnosti Potrebno je odabrati osne razmake zupčaničkih parova tako se postigne koaksijalnost vratila centralnih zupčanika (zupčanici 1 i 3). Slika 3. Kriterij koaksijalnosti za 1UV Za prijenosnik prikazan na slici mora biti zadovoljen uvjet: a12 a23, Gdje su a12, a23 osni razmaci prikazanih zupčanika. Uvjet koaksijalnosti možemo izraziti preko kinematskih promjera zupčanika: d d d d 2 2 w1 w2 w3 w2, a daljnjim raspisivanjem i preko diobenih promjera: d d 2d (1) Fakultet strojarstva i brodogradnje 4

20 Za slučaj zupčanika s ravnim zubima i bez pomaka profila, uvjet koaksijalnosti izražen je preko broja zubi:. z z 2z (2) ko odaberemo broj zubi zupčanika 1 z1 19, iz uvjeta koaksijalnosti slijedi broj zubi zupčanika 2 i 3 : z2 38 i z Kriterij susjednosti Najveći broj planetarnih zupčanika koji se mogu ugraditi ograničen je njihovom međusobnom udaljenošću (određena minimalna udaljenost tako da tjemeni dijelovi susjednih planetarnih zupčanika ne dođu u dodir). Slika 4. Kriterij susjednosti za 1UV Kriterij susjednosti glasi: N d arcsin d. m d a2 w1 w2 (3) Fakultet strojarstva i brodogradnje 5

21 Najveći broj planetarnih zupčanika koji se mogu ugraditi u prijenosnik, za zupčanik s ravnim zubima i bez pomaka profila, izražen je preko broja zubi: N. z2 3 arcsin z1 z 2 Za z1 19 i z2 38, najveći broj planetarnih zupčanika je N 3,91 - odabrano N 3. (4) 3. Kriterij sprezanja Da bi se planetarni zupčanici mogli ugraditi u prijenosnik potrebno je ostvariti pravilno sprezanje između planetarnih i centralnih zupčanika potrebno je zadovoljiti određene kutne udaljenosti. Slika 5. Kriterij sprezanja za 1UV ko želimo ugraditi 3 planetarna zupčanika, ugradbeni međukut mora biti: k 360 k min z z 1 3, (5) z1 z3 Gdje je k. N Za z1 19, z3 95 i N 3, moguće je ugraditi 3 planetarna zupčanika pod kutom 120. Fakultet strojarstva i brodogradnje 6

22 2.2. Proračun snaga Snaga potrebna radnom stroju iznosi PRS W, a broj okretaja radnog stroja iznosi nrs 250min -1. Snaga i broj okretaja izlaznog vratila prijenosnika (vratilo B) jednaki su snazi i broju okretaja radnog stroja: PB PRS i nb nrs. Budući da postoje dvije vrste gibanja kod planetarnih prijenosnika (rotacija planeta oko svoje osi te rotacija oko ručice), snaga na vratilima prijenosnika dijeli se na zupčaničku spojničku P K, tako da za svako vratilo vrijedi: P i W P P P. W K (6) Moment na vratilu B slijedi iz snage i broja okretaja vratila B: T P B B 381,97 Nm. (7) 2nB Negativan predznak snage B je zbog konvencije o predznacima (s vratila B snaga odlazi). Za daljnje određivanje snaga, potrebno je najprije odrediti stupanj djelovanja standardnog prijenosnika koji iznosi:, (8) L 0,918 Gdje su ,99 stupnjevi djelovanja po jednom paru zupčanika, L 0,995 stupanj djelovanja za par kotrljajućih ležajeva. Moment na ulaznom vratilu iznosi: T TB 68,32 Nm, (9) 1 i 0 0 z 2 z 3 z3 Gdje je i0 5 z1 z2 z1 standardni prijenosni omjer. Moment na vratilu C: TC i0 0T 313,649 Nm. (10) Potrebno je još izračunati i brojeve okretaja vratila. Fakultet strojarstva i brodogradnje 7

23 Broj okretaja ručice R jednak je broju okretaja vratila B jer je ručica kruto vezana na vratilo. nr nb 4,167 s -1. Budući da zupčanik 3 ne rotira, broj okretaja vratila C jednak je 0. n C 0s 1. Snage na vratilu B: WB BR B B R B P 2πn T 2π n n T 0 (11) P 2πn T 2πn T W (12) KB R0 B R B Snage na vratilu C: WC CR C C R C P 2πn T 2π n n T 8211 W (13) P 2πn T 2πn T 8211W (14) KC R0 C R C Snaga elektromotora (snaga na vratilu ) ovisi o ukupnoj korisnosti elektromotora koja iznosi: 1 i (15) 1 i 0 Potrebna snaga elektromotora iznosi: P P B B P W. (16) P Odabran je elektromotor snage P 11000W te broja okretaja n 1470 EM EM min-1 24,5 s -1. Snage na vratilu : W R R P 2πn T 2π n n T 8728 W (17) P 2 n T 2πn T 1789 W (18) K R0 R Ukupan prijenosni omjer planetarnog prijenosnika je: i n n EM 5,88. RS Odabran je standardni prijenosni omjer i 6, a kako nije moguće mijenjati brzinu vrtnje elektromotora, brzina vrtnje radnog stroja korigirana je na 245 min -1. Stvarni momenti i snage na pojedinim vratilima sada iznose: Fakultet strojarstva i brodogradnje 8

24 T 69,715 Nm, TB 389,767 Nm, TC 320,052 Nm, PW 8943 W, PK 1789 W, PWB 0 W, PKB W, PWC 8211W, PKC 8211W Odabrani elektromotor Odabran je trofazni četveropolni asinkroni elektromotor tvrtke Končar. Oznaka elektromotora: 5Z 160M-4 U tablici su prikazane osnovne karakteristike elektromotora. Tablica 1. Osnovne karakteristike elektromotora Snaga, P 11 kw Broj okretaja, n 1470 min -1 Nazivna struja, I n Nazivni moment, Masa, m M n Nm 80 kg Moment inercije, J 0,06116 kgm 2 Promjer izlaznog vratila, d 42 mm Fakultet strojarstva i brodogradnje 9

25 3. Orijentacijski proračun modula Budući da planetarni prijenosnik ima dva para zupčanika (zupčanik 1 - zupčanik 2 te zupčanik 2 zupčanik 3) potrebno je za oba para izračunati modul. Da bi se zupčanici mogli sprezati moraju imati isti modul. Taj modul bira se prema većoj izračunatoj vrijednosti modula zupčanih parova. Modul se računa uvijek na prvom zupčaniku (pogonskom zupčaniku u paru) te ovisi o materijalu tog zupčanika Orijentacijski proračun modula zupčanog para z1 z2 Odabrani materijal zupčanika 1 je čelik Ck 45 plameno kaljen, stoga orijentacijski proračun modula provodi se u odnosu na čvrstoću u korijenu zuba: 2T 1 m 3 KF K KV YF YS YB Y z1 FP. (19) Točne vrijednosti faktora nije moguće izračunati, stoga se prema [2] i [3] odabiru predračunske vrijednosti faktora. Predračunske vrijednosti faktora: KF 1,7, K 1, KV 1,4, YF 2,9, YS 1, YB 1, Y 1. (20) Budući da se planetarni prijenosnik sastoji od 3 planeta, ukupna snaga (i moment) dijeli se na 3 dijela: PW P1 2981W, N T P ,365 Nm. 2πnEM (21) Faktor odnosa širine zuba odabran je 25 za dobro ležištenje u kućištu prijenosnika. Dopušteno naprezanje korijena zuba za naizmjenično opterećenje: 0,7 0,7 460 Flim FP 247, 69 Nmm -1. (22) SF 1,3 Vrijednost modula sad iznosi: m 1,32 mm Orijentacijski proračun modula zupčanog para z2 z3 Fakultet strojarstva i brodogradnje 10

26 Odabrani materijal zupčanika 2 je poboljšani čelik Ck 60. Orijentacijski proračun modula provodi se u odnosu na nosivost bokova (Hertz-ov pritisak): u 1 2T m 3 K 2 2 H K KV ZE ZH Z Z u23 z2 HP. (23) Ovdje se također računalo s predračunskim vrijednostima faktora: N KH 1,7, K 1, KV 1,4, ZF 2,5, Z 1, ZE 181,4 2 mm, Z 1. (24) Moment na zupčaniku 2 slijedi iz snage koja zupčanik 2 predaje zupčaniku 3: PWC P2 P W T2 71,12 Nm. (25) N 2πn Dopušteno naprezanje boka zuba za naizmjenično opterećenje: 0,7 0, Hlim HP 394,55 Nmm -1. (26) SH 1,1 Vrijednost modula: m 2,01 mm. Budući da je zadatkom zadano da radijalna dimenzija prijenosnika bude u skladu s radijalnom dimenzijom elektromotora, radi postizanja većih promjera zupčanika, odabran je modul m 3mm za oba zupčana para (sprezati se mogu samo zupčanici s istim modulom). Fakultet strojarstva i brodogradnje 11

27 4. Dimenzije zupčanika Odabrani su čelnici s ravnim zubima, 0, te je odlučeno da se neće raditi pomak profila. m 3mm, c0,25m0,75 mm, n 20. (27) Zupčanik 1. z1 19, d 1 m z1 57 mm, da1 d1 2m 63 mm, (28) df1 d1 2m 2c 49,5 mm, d d cos 53,562 mm Zupčanik 2 b1 1 n z2 38, d2 m z2 114 mm, da2 d2 2m 120 mm, (29) df2 d2 2m 2c 106,5 mm, d d cos 107,125 mm. Zupčanik 3 b2 2 n z3 98, d3 m z3 285 mm, da3 d3 2m 279 mm, (30) df3 d3 2m 2c 292,5 mm, b3 3 n d d cos 267,812 mm. Zupčani par z1 z2 Osni razmak: Fakultet strojarstva i brodogradnje 12

28 a d d mm. (31) ,5 Postojeća tjemena zračnost: da1 df2 c a12 0, 75 mm c min 0,12m 0,36 mm. (32) 2 Budući da je postojeća tjemena zračnost veća od minimalne potrebne, nije potrebno skraćenje tjemena zupčanika. Stupanj prekrivanja: z 2 z 2 z z z z tan 1, n 2π cos n cos n (33) Zupčani par z2 z3 Osni razmak: a d d mm. (34) ,5 Postojeća tjemena zračnost: c d d 2 a3 f2 a cmin 0,12m 0, , 75 mm. (35) Također, nije potrebno skraćenje tjemena zupčanika. Stupanj prekrivanja: z 2 z 2 z z z z tan 1, n 2π cos n cosn (36) Fakultet strojarstva i brodogradnje 13

29 5. Tolerancije zupčanika 5.1. Nazivna mjera preko nekoliko zubi za kontrolu graničnih odstupanja Nazivna mjera preko nekoliko zubi zupčanika: 1,2,3 W1,2,3 1,2,3 1,2,3 W mcos π z 0,5 z ev 2x tg. (37) gdje su z 2x tg z 1,2,3 1,2,3 W1,2,3 tgx1,2,3 ev 0,5, π π tg x x 4 1 z z cos 1,2,3 1,2,3 2 1,2,3 1,2,3 x1,2,3 tg, m 3mm, (38) 20, ev 0, ko nema pomaka profila, navedeni izrazi glase: 1,2,3 W1,2,3 1,2,3 W mcos π z 0,5 z ev, (39) z, π 1,2,3 zw1,2,3 tgx1,2,3 ev 0,5 tg x1,2,3 tg. (40) Mjerni broj zubi i nazivna mjera preko nekoliko zubi za zupčanika 1, 2 i 3 iznose: zw1 2,61 3, W1 22,94 mm, zw2 4,72 5, W2 41, 45mm, zw3 11,05 11, W3 96,98 mm. (41) (42) (43) Fakultet strojarstva i brodogradnje 14

30 5.2. Izbor kružne zračnosti Za modul m 3mm prema [3] odabiru se orijentacijske veličine kružne zračnosti: j max 175m i jmin 100m. (44) 5.3. Granična odstupanja razmaka osi vratila Za odabranu kvalitetu obrade zupčanika (kvaliteta 8) i razmak osi vratila a 85,5 mm, prema [3] odabiru se granična odstupanja razmaka osi vratila: a,g,d 27m. (45) Slijedi: a a a,g,d 85,5 0,027 mm. (46) 5.4. Granična odstupanja debljine zubi Prema [3] odabrana su granična odstupanja mjere preko nekoliko zubi: W1,g W1,d 88m (f), W2,g 144m (e), W3,g 200m (d), 132m (e), W2,d 192m (d), W3,d 250m (c). (47) Da ne dođe do zaglavljivanja zubi zupčanika 1 i 2 u zahvatu, mora biti ispunjen uvjet:. '' '' min12 i1 i2 j 2 T T tg 149m (48) Dozvoljeno odstupanje '' T i1,2 odabire prema [3] i iznosi: T '' i1 99m i T '' i2 105m. (49) Za zahvat zupčanika 2 i 3 mora biti zadovoljen uvjet: '' '' min23 i2 i3 j 2 T T tg 157m, (50) Gdje su T '' i2 105m i T '' i3 110m. Kontrola: Fakultet strojarstva i brodogradnje 15

31 W1,g W2,g jmin12 2 a,d tg 227m 149m, cos W1,d W2,d jmax12 2 a,g tg 364m 149m, cos W2,g W3,g jmin 23 2 a,d tg 346m 157m, cos W2,d W3,d jmax 23 2 a,g tg 490m 157m. cos (51) Odabrana granična odstupanja mjere preko nekoliko zubi zadovoljavaju tražene uvjete, stoga su to i konačne vrijednosti graničnih odstupanja mjere preko nekoliko zubi. Fakultet strojarstva i brodogradnje 16

32 6. Kontrola naprezanja 6.1. Kontrola naprezanja zupčanog para z1 z2 Provjera se radi na zupčaniku 1. Materijal zupčanika 1 je kaljeni čelik Č 1531, stoga je potrebno raditi provjeru u odnosu na dozvoljeno naprezanje u korijenu zuba. Naprezanje u korijenu zuba prema [4]: Gdje su F bm t1 F K KV KF YS YF Y YB 57,89 F 2T 1 t1 679,5 N, d1 b 75mm, m 3mm, K 1, Nmm -2, (52) KV 1,86, KF 2,44, (53) YS 1,28, YF 3,3, Y 1, YB 1. Dopušteno naprezanje korijena prema [3]: Gdje su Y Y 0,7 Y Y Y 678,63 Nmm -2, (54) Flim ST NT FP relt RrelT X SFmin Flim 460 Nmm -2, YST 2, (55) YNT 0,9, Fakultet strojarstva i brodogradnje 17

33 Y relt 1,52, YRrelT 1, YX 1, Kada je broj zubi zupčanika s vanjskim ozubljenjem manji od 20, potrebno je provjeriti i nosivost bokova (Hertz-ov pritisak) na unutarnjim točkama pojedinačnih zahvata (točke B i D). Naprezanje na bokovima zuba zupčanika 1 prema [2]: Gdje su 1 t1 12 H ZH ZE Z Z d1 b u12 ZH 2,5, F u 206,2 Nmm -2, (56) N ZE 189,8 2 mm, Z 0,89, (57) Z 1. Naprezanje u točki B: HB H ZB K KV KH KH 741,01 Nmm -2, (58) Gdje su ZB 1,687, K 1, KV 1,86, (59) KH 1, KH 2,44. Naprezanje u točki D: HD H ZD K KV KH KH 664, 45Nmm -2, (60) Fakultet strojarstva i brodogradnje 18

34 Gdje su ZB 1,513, K 1, KV 1,86, (61) KH 1, KH 2,44. Dopušteno naprezanje boka zuba: Gdje su Z 0, 7 Z Z Z Z Z 838,37 Nmm -2, (62) Hlim NT HP L V R W X SH Hlim 1630 Nmm -2, ZNT 1, ZL 0,96, ZV 0,93, ZR 0,898, (63) Z 1, W ZX 1, SH 1,1. Postojeće sigurnosti u točkama B i D: S S 0,7 Z Z Z Z Z Z Hlim NT L V R W X HB 1,24, (64) HB 0,7 Z Z Z Z Z Z Hlim NT L V R W X HD 1,39. (65) HD 6.2. Kontrola naprezanja zupčanog para z2 z Odabir materijala zupčanika 2 Fakultet strojarstva i brodogradnje 19

35 Prethodno je (kod računanja modula zupčanog para z2 z3) pretpostavljeno da je materijal zupčanika 2 poboljšani čelik Ck 60 (nekaljen) - Hlim 620 Nmm -2. Tu pretpostavku je potrebno provjeriti. Budući da na zupčanik 2 djeluje jednak Hertz-ov pritisak kao i na zupčanika 1 (Hertz-ov pritisak je svojstvo para zupčanika), potrebnu dinamičku izdržljivost bokova možemo izračunati: H H1 H2 206, 2 Nmm -2, Gdje su Hlimpotr SH 1,1, ZNT 1, ZL 0,94, ZV 0,86, ZR 0,82, Z 1,16, W ZX 1. H SH Z Z Z Z Z Z NT L V R W X 427, 73Nmm -2, (66) (67) Budući da je Hlim 620 Nmm -2 Hlimpotr 427,73 Nmm -2, odabrani materijal zadovoljava Kontrola naprezanja zupčanog para z2 z3 Materijal zupčanika 2 je nekaljeni čelik, stoga je mjerodavna kontrola nosivosti bokova. Naprezanje na bokovima zuba zupčanika 2 prema [2]: Gdje su F u 1 Z Z Z Z K K K 245,86 Nmm -2, (68) t2 23 H H E V H d2 b u23 ZH 2,5, N ZE 181, 4 2 mm, (69) Z 0,83, Fakultet strojarstva i brodogradnje 20

36 Z 1, F 2T 2 t2 1248N, d2 b 75mm, d2 114 mm, u23 2,5 K 1, KV 3,3, KH 1,48. Dopušteno naprezanje boka zuba: Gdje su Z 0, 7 Z Z Z Z Z 310,5 Nmm -2, (70) Hlim NT HP L V R W X SH Hlim 620 Nmm -2, ZNT 1, ZL 0,94, ZV 0,86, ZR 0,85, (71) Z 1,16, W ZX 1, SH 1,1. Postojeća sigurnost: S 0,7 Z Z Z Z Z Z Hlim NT L V R W X H 1,39. (72) H Odabir materijala zupčanika z3 Fakultet strojarstva i brodogradnje 21

37 Budući da će zupčanik 3 biti odliven zajedno s kućištem, odabrano je da je materijal zupčanika 3 (i kućišta) nodularni lijev EN-GJS-800-2S. Potrebno je provjeriti zadovoljava li materijal zupčanika 3 Hertz-ov pritisak koji se javlja između zupčanika 2 i 3. Dopušteno naprezanje boka zuba: Gdje su Z 0, 7 Z Z Z Z Z 273,31 Nmm -2, (73) Hlim NT HP3 L V R W X SH Hlim 560 Nmm -2, ZNT 1, ZL 0,94, ZV 0,86, ZR 0,85, (74) Z 1,13, W ZX 1, SH 1,1. Postojeća sigurnost boka zupčanika 3:. (75) HP3 SHpost 1,11 H Sigurnost boka zupčanika 3 zadovoljava jer je proračun proveden uz pretpostavku da je pogon interminirajući TP 100% - sigurnost protiv ljuštenja (pittinga) bokova za interminirajući pogon iznosi SH 1,0 1,5. Fakultet strojarstva i brodogradnje 22

38 7. Dimenzioniranje vratila i osovina Materijal vratila i B je čelik St Vratilo Ulazno vratilo prijenosnika sastoji se od dva zavarena dijela punog vratila na koje je naklinjen zupčanik 1 te šupljeg vratila na koje se spaja vratilo elektromotora. Budući da su planetarni prijenosnici osjetljivi na bilo kakve greške ozubljenja ili izrade zbog kojih dolazi do nejednolike raspodjele opterećenja, potrebno je kod dimenzioniranja u obzir uzeti najnepovoljniji slučaj. Najnepovoljniji položaj planetarnog zupčanika s obzirom na opterećenje ulaznog vratila prikazan je na Slici 6. Slika 6. Najnepovoljnije opterećenje vratila Vratilo se može promatrati kao greda na osloncima. Sile koje djeluju na vratilo potrebno je rastaviti na vertikalnu i horizontalnu komponentu što je prikazano na Slici 7. Fakultet strojarstva i brodogradnje 23

39 Slika 7. Sile koje djeluju na vratilo u vertikalnoj(gore) i horizontalnoj(dolje) ravnini Pretpostavka je da jedan planetarni zupčanik u potpunosti izgubi kontakt s centralnim zupčanikom s unutarnjim ozubljenjem. Snaga se pritom prenosi preko preostala dva planetarna zupčanika od kojih svaki prenosi pola snage(ukupna tangencijalna sila se dijeli na dva jednaka dijela). Tangencijalna sila na zupčaniku 2 jednaka je tangencijalnoj sili na zupčaniku 1: F Gdje su 1 2T 1 2P WC WC t 2 d2 2 2 πn2 d2 PWC 8211W, 1872 N, (76) d2 114 mm, (77) n2 6,125 s -1. Fakultet strojarstva i brodogradnje 24

40 Radijalna sila: Fr Ft tan 681N. (78) Težine zupčanika 1 i 2: Gz1 14 N i Gz2 60 N. (79) Iz Slike 7. slijede sile reakcije: F 818N i FB 2730N. (80) Slika 8. Kritični presjeci i zavar vratila Momenti savijanja u kritičnim presjecima iznose: MI 36,4 Nm, MII 72,8 Nm, (81) MIII 87,1Nm. Budući da je vratilo opterećeno na savijanje i uvijanje, potreban promjer vratila izračunava se iz reduciranih momenata u kritičnim presjecima prema [3]: 2 M M 0,75 T, (82) 2 red 0 fdn 280 Gdje je 0 1,012 1,73 1, faktor čvrstoće za materijal vratila St tdn Reducirani momenti iznose: Fakultet strojarstva i brodogradnje 25

41 MredI 71,12 Nm, MredII 95,04 Nm, (83) MredIII 106, 4Nm. Promjer vratila prema [3] iznosi: d M red 2,17 3, (84) fdndop Gdje je prema [3] fdndop 70Nmm -2 za materijal vratila St Promjeri vratila u kritičnim presjecima: di 21,82 mm, dii 24,03 mm, (85) diii 24,95 mm. Odabran je promjer vratila d 30mm. Najkritičniji presjek vratila je presjek III, stoga je potrebno provesti dodatnu kontrolu. Postojeća sigurnost na presjeku III prema [8] iznosi: S Gdje su postiii b1 0,9, b2 0,95, b b 1 2 fdn rediii 3,37, (86) fdn 300 Nmm -2, 1, (87) M M 76,19 Nmm-2. rediii rediii rediii 3 WIII 0,1d Provjera pera Preko pera naklinjen je zupčanik 1 na vratilo. Potrebno je odrediti potrebnu duljinu pera koja slijedi iz dopuštenog površinskog pritiska prema [4]: Fakultet strojarstva i brodogradnje 26

42 l F t p t 1,15 25, 45 dop Gdje su 1,15 - faktor nošenja kod bočnog centriranja, mm, (88) F 2T t 4648 N, d t 3 mm, pdop 70 Nmm -2 za čelik St (89) Odabrana je duljina pera l 40 mm Provjera zavara Budući da je vratilo sastavljeno od dva zavarena dijela, potrebno je provjeriti zavar čija je odabrana debljina a 5 mm. Zavar je opterećen na uvijanje i savijanje. Provjera zavara na uvijanje prema [4]: Gdje su T t t 3,18 Nmm -2, (90) Wt Tt 6, T Nmm, W t π d 16 d d 4 4 zv zu 4 2, mm 3, zv (91) dzv 60 mm, dzu 50 mm. Provjera zavara na savijanje prema [4]: Gdje su M f f 4,45 Nmm -2, (92) Wf Mf 48,9 Nmm, W d d 4 4 zv zu 4 f 1, mm dzv Reducirano naprezanje u zavaru: (93) 3 7,08 Nmm -2 zdop 70Nmm -2. (94) 2 2 zred f t 7.2. Vratilo B Fakultet strojarstva i brodogradnje 27

43 Vratilo B proračunava se analogno vratilu za najnepovoljniji slučaj raspodjele opterećenja. Izlazno vratilo prijenosnika opterećeno je također na savijanje i uvijanje. Sile koje djeluju na vratilo B prikazane su na Slici 9. Slika 9. Sile koje djeluju na vratilo B u vertikalnoj(gore) i horizontalnoj(dolje) ravnini Sile reakcije iznose: F 3018 N i FB 1109 N. (95) Slika 10. Kritični presjeci i zavar vratila B Fakultet strojarstva i brodogradnje 28

44 Kritični presjek je presjek I kod oslonca. Reducirani moment savijanja u tom presjeku iznosi: Gdje su 2 redi I 0 B M M 0,75 T 348, 44 Nm (96) MI 68,7 Nm, TB 389,8 Nm, (97) 0 1,012. Promjer vratila prema [3] iznosi: d M redi 2, , 05 mm. (98) fdndop Budući da se na vratilo B mora moći ukliniti pero, odabran je promjer vratila db 45 mm. Također, zbog zareznog djelovanja utora za pero, provjerit će se sigurnost na presjeku II. Na presjeku II djeluje samo moment uvijanja pa postojeća sigurnost iznosi: S Gdje su postii b1 0,83, b2 0,9, b b 1 2 tdn tii ktii 3,14, (99) tdn 180Nmm -2, ktii 2, (100) T T 21,4 Nmm-2. B B tii 3 WB 0,2dB Provjera pera B Potrebno je izračunati minimalnu duljinu pera potrebnu za prijenos okretnog momenta. Duljina pera slijedi iz dopuštenog površinskog pritiska prema [4]: l B F t p tb 1,15 79, 05 dop mm, (101) Gdje su 1,15 - faktor nošenja kod bočnog centriranja, (102) Fakultet strojarstva i brodogradnje 29

45 F 2T B tb N, db t 3,6 mm, pdop 70 Nmm -2 za čelik St Odabrana je duljina pera l B 85 mm Provjera zavara B Vratilo B zavareno je na ručicu. Zavar je opterećen na uvijanje uslijed čega dolazi do pojave tangencijalnih naprezanja. Odabrana je debljina zavara a 5 mm. Tangencijalno naprezanje zavara uslijed uvijanja prema [4]: Gdje su T zb zb 15,35 Nmm -2 dop 50 WzB TzB B 3, T Nmm, Nmm -2, (103) W π d d 4 4 zv zu 4 zb 2, mm 3, 16 dzv (104) dzv 64 mm, dzu 54 mm Ručica R Potrebno je provjeriti vlačno naprezanje koje se javlja u najnepovoljnijem slučaju opterećenja. Najnepovoljniji slučaj opterećenja za ručicu R je kad su sile G z2 i F r2 djeluju u istom smjeru. Kao i kod proračuna vratila pretpostavlja se da jedan planetarni zupčanik gubi kontakt s centralnim zupčanikom s unutarnjim ozubljenjem te se ukupna snaga prenosi preko dva preostala planetarna zupčanika. Vlačno naprezanje ručice na mjestu gdje je najuža iznosi: Gdje su F vr v 0,66 Nmm -2, (105) R F F G N, 2 r z2 vr 371 R br tr mm 2. (106) Fakultet strojarstva i brodogradnje 30

46 7.4. Provjera osovine planetarnog zupčanika Dimenzioniranje osovine planetarnog zupčanika potrebno je, također, provesti za najnepovoljniji slučaj opterećenja prikazan ranije. Sile koje djeluju na osovinu planeta prikazane su na Slici 11. Maksimalan moment savijanja javlja se na sredini osovine i iznosi: Mmax 50,11Nm. Minimalan potreban promjer osovine opterećene samo savojno prema [4] iznosi: d min 3 M 0,1 max fdndop Gdje je fdndop 70Nmm -2 za čelik St ,27 mm, (107) Budući da je odlučeno da osovina planetarnog zupčanika iz konstruktivnih razloga bude izvedena kao stupnjevana, odabrani su sljedeći promjeri: d1 28 mm, d2 20 mm. Slika 11. Sile na osovinu planeta u vertikalnoj(gore) i horizontalnoj(dolje) ravnini Fakultet strojarstva i brodogradnje 31

47 8. Proračun ležajeva prema ISO 281:2007 Proračun ležajeva provodi se prema, prethodno prikazanoj, pretpostavci o nejednolikoj raspodjeli opterećenja. Zahtijevani nazivni vijek trajanja iznosi L10h_min 6500 h za sve ležajeve. Također, odlučeno je da svi ležajevi budu kuglični Ležajevi na vratilu Na vratilu nalaze se tri ležaja (dva na šupljem vratilu i jedan na punom dijelu vratila koji omogućuje gibanje ručice) prikazani na Slici 12. Iz konstruktivnih razloga ležajevi na šupljem dijelu vratila moraju biti jednaki, stoga se proračun provodi prema opterećenijem. Slika 12. Ležajevi na vratilu Odabir ležaja provodi se preko dinamičke opterećenosti ležaja: 1 60nm L10h_min C1 Pr 6. (108) 10 Ležajevi i B Budući da ležajevi i B moraju biti jednaki, proračun se provodi za ležaj B jer je opterećeniji. Slijedi: P N, r Fmax 2730 n n 1470 m EM min-1, C1 22,68 kn. (109) Fakultet strojarstva i brodogradnje 32

48 Odabran je ležaj RS1, čija je dinamička nosivost C 24,2 kn C1 22,68 kn. Ležaj C Za ležaj C slijedi: Pr 1908 N, n n 1470 m EM min-1, C1 15,85 kn. Odabran je ležaj 6007, čija je dinamička nosivost C 16,8 C1 15,85. (110) 8.2. Ležajevi na vratilu B Oba ležaja na vratilu B prikazana na Slici 13. moraju biti jednaka iz konstruktivnih razloga. Slika 13. Ležajevi na vratilu B Proračun se provodi prema opterećenijem ležaju (ležaj ) za koji slijedi: Pr 3018 N, n m nrs 245 min -1, (111) C1 13,8 kn. Odabran je ležaj RS1, čija je dinamička nosivost C 14 kn C1 13,8 kn Ležajevi na osovini planetarnog zupčanika Na osovini planeta nalaze se dva ležaja koja omogućuju kružno gibanje planetarnog zupčanika neovisno o gibanju ručice. Ležajevi su prikazani na Slici 14. Slijedi: Fakultet strojarstva i brodogradnje 33

49 Pr 954 N, nm n2 367,5 min -1, C1 4,99 kn. Odabran je ležaj 61904, čija je dinamička nosivost C 6,3 kn C1 4,99 kn. (112) Fakultet strojarstva i brodogradnje 34

50 9. Proračun topline Proračun se provodi prema [3] Kontrola u odnosu na dozvoljenu temperaturu zagrijavanja Proizvedena toplina mora biti odvedena prirodnim hlađenjem: s u z t t. (113) Slijedi dopuštena maksimalna temperatura ulja: t u Gdje su tz 58,5 s P 3 3 gre 3,6 10 2,178 kj 10 C t dop 60 C, (114) h, PgV PgZ PgB 2% 1,5% 2% PgRE PEM PEM 0,605 kw, kj s 92 2 m hk, (115) 0,6286 m 2, tz 20 C Potrebna količina rashladnog ulja Približna iskustvena količina rashladnog ulja: Q u l 5,5 PgRE 3,33 min 200 l h. (116) Fakultet strojarstva i brodogradnje 35

51 10. ZKLJUČK Kako bi mogli pravilno konstruirati planetarni prijenosnik, potrebno je zadovoljiti određene kriterije kriterij koaksijalnosti, kriterij susjednosti i kriterij sprezanja. Ukoliko ti kriteriji nisu ispunjeni, onemogućena je pravilna ugradnja zupčanika i njihovo sprezanje. Samo pravilnom i preciznom izradom i montažom, prednosti planetarnih prijenosnika mogu biti iskorištene u potpunosti. Jedna od glavnih prednosti planetarnih prijenosnika je mogućnost postizanja velikih prijenosnih omjera uz manji volumen (i masu) nego kod ostalih vrsta prijenosnika. Upravo to je potvrđeno ovim proračunom. Relativno veliki prijenosni omjer (i=6) ostvaren je uz relativno malu masu (približno 125 kg) te male dimenzije (promjer najvećeg zupčanika je svega d3=285 mm). S druge strane, planetarni prijenosnici su izrazito osjetljivi na nejednoliku raspodjelu opterećenja. U ovom proračunu, pretpostavljeno je da se snaga s centralnog zupčanika s vanjskim ozubljenjem prenosi samo preko dva planetarna zupčanika (od ukupno tri) svaki prenosi pola snage. Time se javljaju veće sile, a opterećenje postaje nejednoliko. Posebne poteškoće javljaju se kod proračuna ručice. Ovdje je prikazano samo vlačno opterećenje, dok je ostala praktički nemoguće izračunati ručno zbog složene geometrije ručice. Stoga bi bilo potrebno točnu analizu naprezanja ručice provesti u nekom softverskom paketu. Također, zbog jednostavnosti proračuna, u obzir nisu uzete ni centrifugalne sile koje su posebno opasne za ležajeve. Fakultet strojarstva i brodogradnje 36

52 LITERTUR [1] Opalić, M.: Prijenosnici snage i gibanja, Hrvatsko društvo za elemente strojeva i konstrukcije, [2] Norma ISO [3] Opalić, M., Rakamarić, P.: Reduktor, Proračun i konstrukcija jednostupanjskog zupčanog zupčanog prijenosnika, Zagreb, [4] Horvat, Z. i suradnici: Vratilo [5] Norma ISO [6] Norma ISO [7] Norma ISO [8] Norma ISO [9] Decker, K. H.: Elementi strojeva, Tehnička knjiga Zagreb, [10] Krautov strojarski priručnik, Sajema, Fakultet strojarstva i brodogradnje 37

53 PRILOZI I. CD-R disc II. Tehnička dokumentacija Fakultet strojarstva i brodogradnje 38

54 C B C 17 20R7/k6 18 4x 18 20H7/n6 20H7/n H7/n6 37H7/n6 19R7/k6 14P9/h D 300H7/f7 146H8/f7 105H7/n6 75H7/n6 105H7/n6 75H7/n6 62H7/n6 35H7/n6 45H7/n6 68H7/n6 105H8/f7 68H7/n6 45H7/k6 45k6 R H7/k E 24 F Napomena: Prirubnica na strani elektromotra istih je dimenzije kao i prirubnica na strani radnog stroja. Na spoj izmedu Poz. 3 i Poz. 21 te Poz. 3 i Poz. 22 nanijeti pastu za brtvljenje. Design by CDLab G H ISO - tolerancije +0, H8/f7 +0,043 +0, H7/f7 +0,056 ISO - tolerancije +0,008 45H7/n6-0,033 +0,010 62H7/n6-0,039 +0,010 68H7/n6-0,039 +0,010 75H7/n6-0,039 +0, H7/n6-0,045 +0, H8/f7 +0,036 Broj naziva - code ISO - tolerancije +0,025 14P9/h9-0,061 +0,006 20H7/n6-0,028-0,022 20R7/k6-0,056 +0,019 30H7/k6-0,015 +0,008 35H7/n6-0,033 +0,008 37H7/n6-0,033 Datum Ime i prezime Potpis Projektirao Valentina Vizir Razradio Valentina Vizir Crtao Valentina Vizir Pregledao Voditelj rada Objekt: Napomena: doc.dr.sc.dragan Zezelj Materijal: Masa: Naziv: Mjerilo orginala 1:2 Objekt broj: R.N. broj: Smjer: konstrukcijski Planetarni prijenosnik Crtez broj: VV ZVRSNI RD FSB Zagreb Pozicija: Kopija Format: 2 Listova: 3 List:

55 C B Z(2:1) 1 C D 15 E Z Broj naziva - code ISO - tolerancije Datum Ime i prezime Potpis Projektirao Valentina Vizir Razradio Valentina Vizir Crtao Valentina Vizir Pregledao Voditelj rada doc.dr.sc. Dragan Zezelj Objekt: Objekt broj: FSB Zagreb Napomena: R.N. broj: Smjer: konstrukcijski Kopija Design by CDLab F Materijal: Masa: ZVRSNI RD Naziv: Pozicija: Mjerilo orginala 1:2 Planetarni prijenosnik Crtez broj: VV Format: 3 Listova: 3 List:

56 33 Zupcanik 2 3 VV Ck x Zupcanik 1 1 VV Ck 45 65x Vijak M5x16 3 DIN Vijci Kranjec Vijak M5x10 12 DIN Vijci Kranjec Vijak M12x40 6 DIN Vijci Kranjec Vijak M12x30 6 DIN Vijci Kranjec Vijak M12x16 2 DIN Vijci Kranjec Vijak M12x14 1 DIN Vijci Kranjec Uskocnik 30 1 DIN 471 Vijci Kranjec Uskocnik 20 6 DIN 471 Vijci Kranjec Sklop vratila 1 VV x Sklop prirubnice B 1 VV x Sklop prirubnice 1 VV x Rucica B s vratilom B 1 VV x200x Rucica 1 VV St x250x Poklopac lezaja B 1 VV St x Poklopac lezaja 2 VV St x Plocica 1 VV St x Pero B 1 DIN 6885 St x9x Pero 1 DIN 6885 St x8x Osovina planeta 3 VV St x Odzracnik 1 VV St 37-2 M Odstojna cahura 45 1 VV St /45x Odstojna cahura 35 1 VV St /35x Odstojna cahura 20 6 VV St /20x Ocni vijak M10 2 DIN 580 C 15 Vijci Kranjec Lezaj RS1 2 DIN 625 SKF Lezaj DIN 625 SKF Lezaj RS1 2 DIN 625 SKF Lezaj DIN 625 SKF Kuciste sa zupcanikom 3 1 VV EN-GJS-800-2S 370x165x Cep za ispust ulja M14x1.5 1 DIN Vijci Kranjec Brtva 1 DIN 7603 Cu Poz. Naziv dijela kom. Crtez broj Norma Materijal Datum Ime i prezime Potpis Projektirao Valentina Vizir Razradio Valentina Vizir Crtao Valentina Vizir Pregledao Voditelj rada Objekt: doc.dr.sc. Dragan Zezelj Objekt broj: Sirove dimenzije Proizvodjac FSB Zagreb Masa Design by CDLab Napomena: Materijal: Masa: Naziv: Mjerilo orginala 1:2 R.N. broj: Smjer: konstrukcijski Planetarni prijenosnik Crtez broj: VV ZVRSNI RD Pozicija: Kopija Format: 4 Listova: 3 List: 3

57 Ra 3,2 Ra 1,6 Ra 3,2 R17.5 R2 R2 R15 6xM12 7 Ra 3,2 Ra 3,2 B C Ra 3,2 7 6x60 R R1 C X H8 X M12 M14 M D Z(5:1) E Ra 3, Z M F X-X Ra 1,6 M12 C R Design by CDLab G H M xM R5 bruseno Ra 1, M Broj naziva - code ISO - tolerancije +0, H8 0 Datum Ime i prezime Potpis Projektirao Valentina Vizir Razradio Valentina Vizir Crtao Valentina Vizir Pregledao Voditelj rada Objekt: Planetarni prijenosnik Napomena: doc.dr.sc.dragan Zezelj Materijal: EN-GJS-800-2S Masa: Naziv: Mjerilo orginala 1:2 Objekt broj: R.N. broj: Smjer: konstrukcijski Kuciste sa zupcanikom 3 Crtez broj: VV ZVRSNI RD FSB Zagreb Pozicija: 3 Kopija Format: 2 Listova: 2 List:

58 Broj zubi z 3 95 Modul m 3 mm Standardni profil - HRN M.C1.015 Promjer diobene kruznice d mm Pomak profila x 3 m 0 mm Promjer temeljne kruznice d b3 267,81 mm Kontrola; kvaliteta - S''8fe HRN M.C1.031 Mjerni broj zubi z w3 11 Mjera preko nekoliko zubi W W,g W,d 96,98-0,200-0,250 mm Promjer kinematske kruznice Broj kodeksa zupcanika u zahvatu Broj zubi zupcanika u zahvatu d w3 285 mm - - z 2 38 Razmak osi vratila a a,g,d 85,5 0,027 mm Kut zahvatne linije a w 20 Kruzna zracnost j 0,418 mm Broj okretaja n 3 0 min -1 Datum Ime i prezime Potpis Projektirao Valentina Vizir Razradio Valentina Vizir Crtao Valentina Vizir Pregledao Voditelj rada doc.dr.sc.dragan Zezelj Objekt: Objekt broj: FSB Zagreb Napomena: Materijal: Masa: R.N. broj: Smjer: konstrukcijski ZVRSNI RD Kopija Design by CDLab Mjerilo orginala 1:2 Naziv: Kuciste sa zupcanikom 3 Crtez broj: Pozicija: 3 Format: 4 Listova: 2 List: 2

59 Ra 3,2 Ra 3, Ra 3,2 10 Ra 3,2 Datum Ime i prezime Potpis Projektirao Valentina Vizir Razradio Valentina Vizir Crtao Valentina Vizir Pregledao Voditelj rada doc.dr.sc. Dragan Zezelj Objekt: Planetarni prijenosnik Objekt broj: R.N. broj: Napomena: Smjer: konstrukcijski FSB Zagreb Kopija Design by CDLab Materijal: St 37-2 Masa: ZVRSNI RD Naziv: Pozicija: Mjerilo orginala 5:1 Odstojna cahura 20 9 Crtez broj: VV Format: 4 Listova: 1 List: 1

60 Ra 3, Ra 3,2 Ra 3,2 10 Ra 3,2 Design by CDLab Datum Ime i prezime Potpis Projektirao Valentina Vizir Razradio Valentina Vizir Crtao Valentina Vizir Pregledao Voditelj rada doc.dr.sc. Dragan Zezelj Objekt: Planetarni prijenosnik Napomena: Materijal: St 37-2 Masa: Naziv: Mjerilo orginala 2:1 Objekt broj: R.N. broj: Smjer: konstrukcijski Odstojna cahura 35 Crtez broj: VV ZVRSNI RD FSB Zagreb Pozicija: 10 Kopija Format: 4 Listova: 1 List: 1

61 Ra 3,2 Ra 3, Ra 3,2 60 Ra 3,2 Design by CDLab Datum Ime i prezime Potpis Projektirao Valentina Vizir Razradio Valentina Vizir Crtao Valentina Vizir Pregledao Voditelj rada doc.dr.sc. Dragan Zezelj Objekt: Planetarni prijenosnik Napomena: Materijal: St 37-2 Masa: Naziv: Mjerilo orginala 2:1 Objekt broj: R.N. broj: Smjer: konstrukcijski Odstojna cahura 45 Crtez broj: VV ZVRSNI RD FSB Zagreb Pozicija: 11 Kopija Format: 4 Listova: 1 List: 1

62 Ra 6,3 krizno rovaseno Ra 12,5 30 krizno rovaseno Ra 0, x R0.5 6 M20x x45 Design by CDLab Datum Ime i prezime Potpis Projektirao Valentina Vizir Razradio Valentina Vizir Crtao Valentina Vizir Pregledao Voditelj rada doc.dr.sc. Dragan Zezelj Objekt: Planetarni prijenosnik Napomena: Materijal: St 37-2 Masa: Naziv: Mjerilo orginala 2:1 Odzracnik Crtez broj: Objekt broj: R.N. broj: VV Smjer: konstrukcijski ZVRSNI RD FSB Zagreb Pozicija: 12 Kopija Format: 4 Listova: 1 List: 1

63 Ra 6,3 Ra 1,6 Ra 0,4 B Z Z 20n n6 C 20k6 19h11 19h11 20k6 Sredisnji uvrt 4 DIN Ra 0, Ra 0,4 Sredisnji uvrt 4 DIN D Design by CDLab E F Z(2:1) Ra 1,6 1.3H11 Napomena: Sva nekotriana skosenja iznose 0,5x45. Na prijelazu s manjeg na veci promjer zlijeb za izlaz alata DIN Broj naziva - code Datum Ime i prezime Potpis Projektirao Valentina Vizir Razradio Valentina Vizir Crtao Valentina Vizir Pregledao Voditelj rada doc.dr.sc. Dragan Zezelj ISO - tolerancije Objekt: Planetarni prijenosnik +0,060 Objekt broj: 1,3H11 0 R.N. broj: 0 Napomena: Smjer: 19h11-0,130 konstrukcijski +0,015 ZVRSNI RD Materijal: St 60-2 Masa: k6 +0,002 +0,028 Naziv: 20n6 +0,015 Mjerilo orginala 2:1 Osovina planeta Crtez broj: VV E 0,6x0,3. FSB Zagreb Pozicija: 13 Kopija Format: 3 Listova: 1 List:

64 Ra 3,2 3x x Ra 3,2 Ra 3,2 Design by CDLab Datum Ime i prezime Potpis Projektirao Valentina Vizir Razradio Valentina Vizir Crtao Valentina Vizir Pregledao Voditelj rada doc.dr.sc. Dragan Zezelj Objekt: Planetarni prijenosnik Napomena: Materijal: St 37-2 Masa: Naziv: Mjerilo orginala 1:1 Crtez broj: Plocica Objekt broj: R.N. broj: VV Smjer: konstrukcijski ZVRSNI RD FSB Zagreb Pozicija: 16 Kopija Format: 4 Listova: 1 List: 1