Välkomna till Gear Technology Center www.geartechnologycentre.se · 1 Vilka är ni och vad förväntar ni er av kursen? www.geartechnologycentre.se · 2 Redan de gamla grekerna… www.geartechnologycentre.se · 3 Redan innan de gamla grekerna…. Den 2 mm långa insekten använder kugghjul för att skjuta iväg bakbenen vid ett hopp Ny Teknik 2013-09-25 www.geartechnologycentre.se · 4 Forna tiders höjdpunkt… Antikytheramekanismen… www.geartechnologycentre.se · 5 Mörkret faller över kuggtekniken… www.geartechnologycentre.se · 6 Kuggtekniken kommer igen… www.geartechnologycentre.se · 7 Industriella revolutionen… www.geartechnologycentre.se · 8 Första industriella revolutionen 1760 - 1840… www.geartechnologycentre.se · 9 Andra industriella revolutionen 1840 - 1870… www.geartechnologycentre.se · 10 Den moderna kuggtekniken kommer till… www.geartechnologycentre.se · 11 Exempel på moderna kuggapplikationer www.geartechnologycentre.se · 12 Drivlina www.geartechnologycentre.se · 13 Vad kräver vi av en drivlina? www.geartechnologycentre.se · 14 Drivlina Film www.geartechnologycentre.se · 15 Utväxlingar R r Allt handlar om hävstänger Det man vinner i kraft Förlorar man i väg F mindre än 100 N F 100 N L2 L1 Utväxling = R/r n = varvtal z = tänder M = moment Utväxling = zut/zin Kugghjul arbetar alltid i par zut/zin = Mut/Min= nin/nut (z2:z1 = n1:n2 = M2:M1 ) www.geartechnologycentre.se · 16 Vi kan i princip erhålla vilken kraft vi vill med hjälp av en hävarm men vi ”förlorar i väg”. För att hissa upp den röda hinken måste vi veva fler varv men med ett mindre moment. Detta beror på lägre utväxling! www.geartechnologycentre.se · 17 Drivlina www.geartechnologycentre.se · 18 www.geartechnologycentre.se · 19 Ingångsdata för drivlinan Utnyttjat motorvarvtal = 800 – 3200 rpm Hastighet högsta växel ~ 90 km/h vid 2800 rpm Hastighet lägsta växel ~ 24 km/h vid 2800 rpm Rullomkrets hjul = 2500 mm Antal växlar i växellådan = 4 Utväxling axelväxel 4,7:1 1:a växel = ? 2:a växel = ? 3:e växel = ? 4:e växel = ? www.geartechnologycentre.se · 20 rpm 3000 2000 1000 10 50 90 km/h www.geartechnologycentre.se · 21 Beräkning av utväxling r Rullomkrets hjul = 2500 mm 90 km/h vid 2800 rpm Antal växlar i växellådan = 4 Utväxling axelväxel = 4,7:1 S = sträckan hjulet rullar på ett varv = 2,5 m 90 km/h = 90*1000/60 = 1500 m/min Varvtal motor vid 90 km/h = 2800 rpm Varvtal däck vid 90 km/h = 1500/2,5 ~ 600 rpm nin:nut = zut:zin = Mut:Min Krävd utväxling = 2800 / 600 = 4,67:1 Utväxling axelväxel = 4,7:1 Utväxling högsta växel ~ 1:1 www.geartechnologycentre.se · 22 rpm 3000 2000 1000 10 50 90 km/h www.geartechnologycentre.se · 23 Beräkning utväxling växel 1, 2 och 3 Växel 1 • • • Hastighet vid motorvarvtal 2800 rpm = 24 km/h = 24*1000/60 = 400 m/min Rotation hjul vid 24 km/h = 400 m/min / 2,5 m = 160 rpm => utväxling = 2800:160*4,7 = 3,72:1 Zut = 56 och Zin = 15 ger utväxling 3,73:1 Växel 2 • • • Hastighet vid motorvarvtal 2800 rpm = 40 km/h = 40*1000/60 = 667 m/min Rotation hjul vid 40 km/h = 667 m/min / 2,5 m = 267 rpm => utväxling = 2800:267*4,7 = 2,23:1 Zut = 40 och Zin = 18 ger utväxling 2,22:1 Växel 3 • • • Hastighet vid motorvarvtal 2800 rpm = 60 km/h = 60*1000/60 = 1000 m/min Rotation hjul vid 60 km/h = 1000 m/min / 2,5 m = 400 rpm => utväxling = 2800:400*4,7 = 1,49:1 Zut = 30 och Zin = 20 ger utväxling 1,5:1 www.geartechnologycentre.se · 24 Utväxlingar för drivlinan Utnyttjat motorvarvtal = 800 – 3200 rpm Hastighet ~ 90 km/h vid max 2800 rpm Hastighet ~ 24 km/h vid 2800 rpm Rullomkrets hjul = 2500 mm Antal växlar i växellådan = 4 Utväxling axelväxel 4,7:1 1:a växel = 3,73:1 (15:56) 24 km/h 2:a växel = 2,22:1 (18:40) 40 km/h 3:e växel = 1,5:1 (20:30) 60 km/h 4:e växel = 1:1 90 km/h www.geartechnologycentre.se · 25 Utväxlingar för drivlinan Utnyttjat motorvarvtal = 800 – 3200 rpm Hastighet ~ 90 km/h vid max 2800 rpm Hastighet ~ 24 km/h vid 2800 rpm Rullomkrets hjul = 2500 mm Antal växlar i växellådan = 4 Utväxling axelväxel 4,7:1 (10:47) 1:a växel = 3,73:1 (15:56) 24 km/h 2:a växel = 2,22:1 (18:40) 40 km/h 3:e växel = 1,5:1 (20:30) 60 km/h 4:e växel = 1:1 90 km/h Fördelningslåda Hög 1,15:1 (20:23) Låg 2,35:1 (20:47) www.geartechnologycentre.se · 26 Utväxlingar för drivlinan Utnyttjat motorvarvtal = 800 – 3200 rpm Hastighet ~ 90 km/h vid max 2800 rpm Hastighet ~ 24 km/h vid 2800 rpm Rullomkrets hjul = 2500 mm Antal växlar i växellådan = 4 Utväxling axelväxel 4,7:1 (10:47) 1:a växel = 3,73:1 (15:56) 24/12 km/h 2:a växel = 2,22:1 (18:40) 40/20 km/h 3:e växel = 1,5:1 (20:30) 60/29 km/h 4:e växel = 1:1 90/44 km/h Fördelningslåda Hög 1,15:1 (20:23) Låg 2,35:1 (20:47) www.geartechnologycentre.se · 27 Motorns moment är begränsat men vi kan få betydligt högre moment på de drivande hjulen - men då går det långsammare Effekt = varvtal * moment Sänks varvtalet måste momentet öka för att effekten skall bibehållas www.geartechnologycentre.se · 28 Olika typer av kugghjul www.geartechnologycentre.se · 29 Cylindriska växlar Parallella axlar www.geartechnologycentre.se · 30 Koniska växlar Korsande axlar www.geartechnologycentre.se · 31 www.geartechnologycentre.se · 32 www.geartechnologycentre.se · 33 www.geartechnologycentre.se · 34 www.geartechnologycentre.se · 35 www.geartechnologycentre.se · 36 www.geartechnologycentre.se · 37 www.geartechnologycentre.se · 38 www.geartechnologycentre.se · 39 www.geartechnologycentre.se · 40 www.geartechnologycentre.se · 41 www.geartechnologycentre.se · 42 www.geartechnologycentre.se · 43 www.geartechnologycentre.se · 44 Kuggväxlar kan ha många uppgifter • • • • • • • Moment- och hastighetsomvandling Byta rotationsriktning (mellanhjul) Byta axelns riktning (korsande axlar) Synkronisera rörelse (motorkugghjul) Skapa rörelse (kuggstång, styrning) www.geartechnologycentre.se · 45 Kugg kan se ut på många olika sätt Men den kan inte se ut hur som helst Mart Öhr 2013-10-03 46 Vilken form skall kuggen ha? Jämn utväxling Om A roterar med konstatnt hastighet kommer även B att göra det B A Punkten rör sig med konstant hastighet. www.geartechnologycentre.se · 47 Om vi tänker på trådrullarna så skall vi försöka konstruera kuggar så att vi får konstant utväxling www.geartechnologycentre.se · 48 Evolventkurvan www.geartechnologycentre.se · 49 www.geartechnologycentre.se · 50 www.geartechnologycentre.se · 51 Vilket fall ger den största belstningen på kuggväxlarna? www.geartechnologycentre.se · 52 www.geartechnologycentre.se · 53 Vad är utmattning? Ett stort antal belastningsväxlingar ger upphov till en spricka som kan växa till brott trots att var och en av belastningarna ej resulterar i ett brott Göta kanal Många spadtag gav en hel kanal Spricktillväxt Många lastväxlingar ger spricka www.geartechnologycentre.se · 54 Konsekvenser av utmattning Mer än 80% av alla haverier i världen tros vara utmattningshaverier Oljeplattformhaveri Alexander Kieland Flygplanskrasch Comet-planet En spricka började vid ett litet hål som borrats i benet. Sprickan växte och gav haveri En spricka började i en radie till ett fönster. Sprickan växte och gav haveri www.geartechnologycentre.se · 55 Vad är viktigt vid tillverkning av kugg för att undvika haverier Profil Delning Yta www.geartechnologycentre.se · 56
© Copyright 2024