Upload
others
View
5
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat
9:�
Tunnus ja yksikköb = hihnan leveys (mm)T = jako C = akseliväli (mm)LR = hihnan pituus (mm)LZ = hihnan hammaslukuZ1 = hammasluku, pieni pyöräZ� = hammasluku, iso pyöräd1Y = ulkohalkaisija, pieni pyörä (mm)d1P = jakohalkaisija, pieni pyörä (mm)D�Y = ulkohalkaisija, iso pyörä (mm)D�P = jakohalkaisija, iso pyörä (mm)i = välitysn1 = kierrosluku, vetävä pyörä (rpm)n� = kierrosluku, vedettävä pyörä (rpm)V = hihnan nopeus (m/s)Zβ = pureutuvien hampaiden lukumäärä, pieni pyöräβ = kosketuskulma °(astetta)P = teho (kW)MV = vääntömomentti (Nm)α = sivukallistuskulma °(astetta)FP = kehävoima (N)S = hihnan kireys (mm)PK = laskettu teho (kW)K1 = kitkakerroinK� = kitkakerroinK3 = kitkakerroinKm = kitkakerroin
Indeksi 1 = vetävä pyöräIndeksi � = vedettävä pyörä
Voimansiirtohihnojen tekniset tiedot
Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat
9:3
Voimansiirtohihnojentekniset tiedot 9:4
Voimansiirtohihnojenlaskentaesimerkit 9:8
Avoimien hammashihnojentekniset tiedot 9:10
Avoimien hammashihnojenlaskentaesimerkit 9:1�
Hih
noje
n m
itoitu
sja
lask
enta
kaav
at
Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat
9:4 Asiakaspalvelu 0�07 499 499 • Fax 0�07 499 456
Käytettävät kaavat
Jakohalkaisija Akselietäisyys
Välityssuhde
Hihnan nopeusVetävien hampaiden lukumäärä
Hampaiden lukumäärä hihnassa
Hihnan pituus
Teho
Hihnan kireysHammashihnan kireys pitää olla oikea, ei liian kireä eikä liian löysä. Hihna, joka asennetaan oikeaan kireyteen, kuluttaalaakereita vähemmän ja on hiljaisempi. Mikäli vääntömomentti on poikkeuksellisen korkea, löysä hihna voi ”hypätä hampaan yli” käynnistyksessä.Tällaisissa tapauksissa pitää jännitettä nostaa asteittain, kunnes oikea toiminta saavutetaan.
KiristystapaOikea hihnan kireys saadaan seuraavasti:1 Paina hihnaa keskeltä, 1/50 jännevälistä.� Painamisvoima tulee olla seuraavien laskelmien mukainen:
Missä: V = hihnan nopeus (m/s) S = hihnan kireys (mm) Pm = nimellisteho (kW) D = painuma (mm) Z1 = vetävän pyörän hammasluku T = jako F = painamisvoima (N) n1 = vetävän pyörän kierrosluku (rpm)
Kosketuskulma
Voimansiirtohihnojen tekniset tiedot
Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat
OEM Automatic • www.oem.fi 9:5
Kiristyspyörä1. Jos mahdollista, ei asenneta vetävälle puolelle.�. Sisäinen kiristyspyörä asennetaan lähemmäksi isoa pyörää.
3. Ulkoinen kiristyspyörä lähimpänä pientä pyörää, eikä vetävälle puolelle.
KohdistusTarkka akselien yhdensuuntaisuus on erittäin tärkeää,jos se ei toteudu:- isoja kulumisia hihnan reunoilla- suuri paine laippoihin, jotka voivat toisinaan irrota- epäsäännöllinen veto hihnalla aiheuttaa lyhyemmän eliniänSallittu poikkeama <0,4°.
Vältä sovelluksia joissa akseliväli on kiinteä,ts. hihnan kiristys ei ole mahdollinen.
Kumihihnojen pituustoleranssi Polyuretaanihihnojen pituustoleranssi
Hihnan pituus Toleranssi mm
-1�6 ±0,30 1�7-�54 ±0,40 �55-381 ±0,46 38�-508 ±0,50 509-76� ±0,60 763-1016 ±0,66 1017-1�70 ±0,76 1�71-15�4 ±0,8� 15�5-1778 ±0,86 1779+ ±0,86 +0,050 jokaista ylittävää �54 mm kohti
Hihnan pituus Toleranssi mm
-3�0 ±0,30 3�1-630 ±0,36 631-1000 ±0,50 1001-1960 ±0,80 1960- ±1,00
S = hihnan kireys (mm)T = jakoC = akseliväliZ1 = vetävän pyörän hammaslukuZ� = vedettävän pyörän hammasluku
Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat
9:6 Asiakaspalvelu 0�07 499 499 • Fax 0�07 499 456
Leveystoleranssi, kumihihnat
MXL, XL, L, H, 3M, 5M, 8M, S3M, S4,5, S5M, S8M, 2MR, 3MR, 5MR, 8M6T
178<Leveys mm 3-11 1�-38 39-51 5�-64 65-76 77-10� 10�-178
+0,4 +0,8 +1,� +1,� +1,6 +1,6 +�,4 +4,8Toleranssi mm -0,8 -1,� -1,� -1,6 -1,6 -�,0 -�,8 -6,4
XH, XXH, 14M, S14M, 14M6T Leveys mm �0-1�0 10�-178 178<
Toleranssi mm +�,0 +�,4 +4,8 -�,0 -�,8 -6,4
Tyyppi MXL, XL, L
tuuma 1/8” 3/16” 1/4”-3/8” 1/�”-3/4” 1”-1½” �” ja yli Leveys
mm 3,� 4/8 6,4-9,5 1�,7-19,1 �5,4-38,1 50,8 ja yli Toleranssi mm ±0,30 ±0,30 ±0,40 ±0,50 ±0,70 ±1,0
Leveystoleranssi, polyuretaanihihnat
T2,5, T2, T5,T10, AT5, AT10, Polychain 8M Leveys mm 3-75
Toleranssi mm ±0,50
Tarkemmat leveystoleranssit pyynnöstä.
Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat
OEM Automatic • www.oem.fi 9:7
Esimerkkejä käytettävästä laitteesta ... 5 5-16 yli 16 ...5 6-16 yli 16 ... 5 6-16 yli 16Konttorikoneet: kirjoitus- ja laskukoneetKamerat, kodinkoneet 1,0 1,� 1,4 1,� 1,4 1,6 1,4 1,6 1,8TakometritLaskuritPuuntyöstökoneet: sorvit, höyläkoneet,pyörö- ja vannesahatPainokoneet 1,� 1,4 1,6 1,4 1,6 1,8 1,6 1,8 �,0Sellu- ja paperikoneetTuulettimet 10 kW saakkaTyöstökoneet: porat, sorvit, hiomakoneet, pienet jyrsimet ja höylätTekstiilikoneet: puolaus-, punonta-, kehruu- ja kudontakoneet 1,3 1,5 1,7 1,5 1,7 1,9 1,7 1,9 �,1Pesukoneet Lävistys- ja puristuskoneet sekä leikkuritRaskaammat sellu- ja paperikoneet: sekoittimet, holanterit 1,4 1,6 1,8 1,6 1,8 �,0 1,8 �,0 �,�
Tarkan tehokertoimen laskeminen Kerroin - perusarvo K1
Esimerkkejä käyttävästä moottorista
Sähkömoottori alhaisella käynn.momentilla (1,5 norm. käynn.mom.). Tasavirta- ja�-vaihemoottorit. Polttomoottori8 tai useampi syl. Vesi- ja höyry-turbiinit.
Vaihto- ja tasavirtamoott. normaalilla käynnistysmomentilla. 1,5-�,5 x norm. käynn.mom. Eristetty oikosulku-tasavirta moottori.4-6 syl. polttomoottorit.
Vaihto- ja tasavirtamoott. korkealla käynn.momentilla, yli �,5 x norm. käynn.mom. 1-vaihe ja synkronm.kork. vääntömom.:lla. Vaihtovirta, jarrumoott.Poltto-moott. 4 syl. saakka. Hydrauliikkamoottorit.
Käyttötunteja/päivä,h
Kiristyspyörän sijoitus K2
Sisäpuolinen ei vetävällä puolella 0,0Ulkopuolinen ei vetävällä puolella 0,1Sisäpuolinen vetävällä puolella 0,1Ulkopuolinen vetävällä puolella 0,�
Välitys K3
1,00-1,�4 0,01,�4-1,74 0,11,74-�,49 0,��,49-3,49 0,3>3,49 0,4
Tehokerroin Pk
PK = PM (K1+K�+K3)/Km
Kosketuskerroin Km
Kerroin - välitys K3
Kerroin - kiristyspyörä K2
Vetävien hampaiden lukumäärä Km
≥6 1,0 5 0,8 4 0,6 3 0,4 � 0,�
Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat
9:8 Asiakaspalvelu 0�07 499 499 • Fax 0�07 499 456
Voimansiirtohihnojen laskentaesimerkit
Tekniset tiedotKäyttävä moottori Käytettävä laite ToimintaolosuhteetSähkömoottori Keskipakotuuletin Kytkentäaika �4 h/vuorokausiPM = 10 kW P = 10 kW 7 päivää viikossan1 = 1450 (rpm) n� = 7�5 (rpm) Akseliväli 600 mm ±40 mmSuurin käynnistysmomentti Max. ulkohalkaisija �00 mm
Akselivälin määrittäminen
C = 600±40 mm, valitse lähin vakiopituus, 1600 8M, kts. edellinen sivu
Käytettävät kaavat ja kommentit Laskenta esimerkit
Määritä laskentatehoPK = PMx (K1+K�+K3))/kmKertoimet K1, K�, K3 taulukoista, kts. edell. sivu, kerroin Km PK = 10 x (�,0+0+0)/1 = �0(kW)lisätään 1:een. Tarkistuslaskenta myöhemmin jotta vähintään 6 pureutuvaa hammasta.
Valitse hammasprofiili ja jako ottaen huomioon tehonsiirtokyvyn, Valittu hihnatyyppi ympäristön ym. (Kts sivukohtaiset hammasjaot). Tyyppi HTD jako 8 mm.
Välitys
Hammasluku Z, kts. edell. sivun taulukko. Max.∅ = �00 mm = > Sopiva vakiopyörä Z = 7�.
Hihnan pituuden määrittäminen
Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat
OEM Automatic • www.oem.fi 9:9
Käytettävät kaavat ja kommentit Laskenta esimerkit
Pureutuvien hampaiden lukumäärän tarkistus
Ellei hampaiden kosketuspinta ole riittävä, pitää ottaa huomioon kosketuskerroin Km.Kts. sivu 9:7. = 17 pureutuvaa hammasta.
Hihnan leveyden määrittäminenKts. esim. tehotaulukko sivu 5:19 Katso tehotaulukosta kierrosluvun 1600 kohdalta pieni pyörä Z1 = 36. Lue arvo leikkauspisteestä.PK = 30 (kW) Kerro leveyskertoimella jotta tarvittava teho saavutetaan.n1 = 1600 (rpm) Z1 = 36 �0,9 x 1,48 = 30,98 (kW) valitse hihnanleveys 85 mm =>PK siirto = 30,98 (kW)
Valittu voimansiirtoHTD 36 8M 85 hammaspyöräHTD 7� 8M 85 hammaspyörä C = 58�,� mmHTD 1600 8M 85 hammashihna LR = 1600 mm PK siirto = �4,7 (kW)Hammaspyörät saatavana esiporattuina tai kartioholkeille.Valitse sopivin. Max. ulkohalkaisija = 183,35 mm
Hihnan kireys
PM = 10 (kW), T = 8 Hihna painetaan alaspäin 11,6 mm kunnes voima 36 N-71 N Z1 = 36, Z� = 7� saavutetaan.C = 58�,� (mm)
Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat
9:10 Asiakaspalvelu 0�07 499 499 • Fax 0�07 499 456
Tunnus ja yksikköC = akseliväli (mm)MV = vääntömomentti (Nm) Ma(B) = kiihtyvyys-/hidastusmomentti (Nm)dY = ulkohalkaisija (mm)dP = jakohalkaisija (mm)di = akselihalkaisija (mm)a = kiihdytys (m/s�)B = hidastus (m/s�)mR = hihnan paino (kg)mL = kuorman paino (kg)mZ = hammaspyörän paino (kg)g = putoamiskiihtyvyys (9,81) (m/s�) = tiiviys (kg/dm3)µ = kitkakerroinFP = kehävoima (N)Fa = kiihdytysvoima (N)FB = hidastuvoima (N)Ftill = hihnan sallittu vetovoima (N)FV = esijännitysvoima (N)
Fµ = kitkavoima (N)FZ = pyörän hitausvoima (N)V = hihnan nopeus (m/s)n = kierrosluku (rpm)J = massahitausmomentti(kg m�)Fvarmuus
max.
= laskettu kehävoima (N)
MK = hihnan paino/m 10 mm leveydellebK = leveyskerroinFkatk. = hihnan katkeamisvoima (N)Skatk. = turvakerroin katkeamista vastaanFt = kokonais hihnakosketus (N)∈ = pidennys (mm)S1 = käyttökerroinS� = tartuntakerroinS3 = välityskerroinS4 = taivutuskerroinbK = leveyskerroin
Käytettävät kaavat
Kehävoima FP = Fa (FB) +Fµ+FZ
Kiihtyvyysvoima Fa = (mR + mL) x a
Hidastusvoima FB = (mR + mL) x B
Kitkavoima Fµ =(mR + mL) x g x µ
Pyörän hitausvoima FZ = � Ma(B) x 103
dp
Kiihtyvyysmomentti Ma = J x n 9,55 x ta
Hidastusmomentti MB = J x n 9,55 x tB
Kiihtyvyys a = V
t
Hidastus B = V t
Hidastusmomentti, ontto
sylinteri J = m (dy� + di
�)
8 x 106
Kierrosluku n = 191,1 x 103 x V
dt
Hammaspyörän paino mZ = (dY� - di
�) x π x x b
4 x 106
Vääntömomentti MV = P x 9,55 x 103
n
Teho P = MV x n 9,55 x 103
Laskettu kehävoima Fvarma = FP x Stot
Esijännitysvoima FV =1,� x FP
Avoimien hammashihnojen tekniset tiedot
Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat
OEM Automatic • www.oem.fi 9:11
Käyttökertoimet
Käyttökerroin S1
Kytkentäaika h/vrkKuorman tyyppi 3-8 h 8-16 h 16-24 hJatkuva käyttö ilman huippukuormia 1Pienet huippukuormat 1,� 1,4 1,6Korkeat huippukuormat 1,5 1,7 1,9Äärimmäisen kork. huippukuormat 1,8 �,0 �,�
ZB S2
6 1,0 5 0,8 4 0,6 3 0,4
Välityskerroin S3
Välityssuhde S3
1:1,�4 - 1,�5-1,74 0,1 1,75-�,49 0,� �,50-3,49 0,3 3,50- 0,4
Käyttöaste Pidennys % % max. sallitusta Teräs/Kevlar Lasikuitu vetovoimasta Jänne Jänne �5 0,11� 0,15 50 0,��5 0,30 75 0,337 0,45 100 0,45 0,60
Hihnanpidennys
>
Tartuntakerroin S2
Taivutuskerroin S4
S4 = 0,�
Kokonaiskerroin Skok.
Skok. = S� x (S1, S3, S4)
Laskentaesimerkit
Max. sallittu vetovoima kts. sivut 7:4-7:9
V = 5 (m/s) B = �5 (m/s�) µ = 0,10 akselin halkaisija = �5 (mm)a = 15 (m/s�) mL= 30 (kg) dY = 75 (mm) Skatk. => 3Hihnan pituus = 7,�4 (m) Matala käynnistysmomentti, kytkentäaika 9 h/vrk
Käytettävät kaavat ja kommentit Laskenta esimerkit
Tee ensin karkea arvio vaadittavasta vetovoimastasekä sopivasta vetopyörän halkaisijasta.
F = 30 x �5 = 750N
F = m x a (B) johtuen siitä että hidastus on isompivalitaan se laskelmaan.
Laske käyttökerroin kts. yllä
Skok. = S� x (S1, + S3, + S4) Skok. = 1 x (1,4 + 0 + 0) = 1,4S� lisätään 1:een, tarkistuslaskelma myöhemmin => F = 750 x 1,4 = 1050N
S1 = 1,4 S3 = S4 = 0
Valittu hihnaprofiili LLAT5 �5Fasti = 1730N Kts. sivu 7:8.
Valitut hammaspyörät 36 AT5/48dY = 75,15
Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat
9:1� Asiakaspalvelu 0�07 499 499 • Fax 0�07 499 456
Avoimien hammashihnojen laskentaesimerkitKäytetettävät kaavat sekä kommentit Laskelmat
Hihnan painon määrittäminen
Voiman määrittäminenKun hidastus on suurempi kuin kiihtyvyys käytetään sitä jatkolaskuissa.
Hidastusmomentin laskenta
Hidastusaika
Hitausmomentti
Hidastusmomentti
Pyörän painon laskenta
Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat
OEM Automatic • www.oem.fi 9:13
Käytettävät kaavat sekä kommentit Laskelmat
Pyörien hitausvoima
Kitkavoima
Kokonais kehävoima
Kitkakertoimen lopullinen määrittäminen
Tehokertoimen laskeminen
Varmuusvaran laskeminen
Pidennyksen laskeminen
Täydellä taulukon mukaisella kuormalla (kts. sivu 9:11) on pidennys 0,4 %...Fasti. Pidennys on verrannollinen vetovoimaan.