ВИСОКА ТЕХНИЧКА ШКОЛА СТРУКОВНИХ СТУДИЈА
КРАГУЈЕВАЦ
ЧВРСТОЋА ЗУПЧАНИКА,
ПОСТУПЦИ ИЗРАДЕ ЗУПЧАНИКА И
ПРИМЕНА НОВИХ МАТЕРИЈАЛА
-ДИПЛОМСКИ РАД-
Ментор Студент
Mр Снежана Врекић
Игор Дамјановић
Крагујевац, 2015.
ВИСОКА ТЕХНИЧКА ШКОЛА СТРУКОВНИХ СТУДИЈА
КРАГУЈЕВАЦ
ЧВРСТОЋА ЗУПЧАНИКА,
ПОСТУПЦИ ИЗРАДЕ ЗУПЧАНИКА И
ПРИМЕНА НОВИХ МАТЕРИЈАЛА
-ДИПЛОМСКИ РАД-
Ментор Студент
Mр Снежана Врекић
Игор Дамјановић
бр. инд.
198/99
Крагујевац, 2015.
Садржај
1. Увод
...................................................................................................................................1
2. Зупчаници
........................................................................................................................2
3. Чврстоћа зупчаника
.......................................................................................................4
3.1. Оптерећење зупчаника………………………………....………………………4
3.1.1. Унутарње динамичке силе код зупчаника…………………….........…...5
3.1.2. Расподела оптерећења……………………………………………........…6
3.2. Чврстоћа бокова зубаца…………………………………………………....……6
3.2.1. Динамичка чврстоћа при површинском притиску………….........……7
3.2.2. Прорачун носивости по критеријуму чврстоће бокова зубацa…...........9
3.3.Цилиндрични зупчаници са правим зупцима…………………………….........10
3.4.Цилиндрични зупчаници са косим зупцима………………………………..16
3.5. Чврстоћа подножја зубаца…………………………………………………..17
3.5.1. Прорачун носивости зупчаника по критеријуму чврстоће
подножја зубаца……......………………………………..............…..18
3.6. Цилиндрични зупчаници са правим зупцима………………………...............20
3.7. Цилиндрични зупчаници са косим зупцима....................................................22
3.8. Прорачун носивости коничних зупчаника са правим зупцима.....................23
3.8.1. Прорачун носивости по критеријуму чврстоће бокова зубаца............23
3.8.1. Прорачун носивости по критеријуму чврстоће подножја
зубаца...........................................................................................25
3.9. Прорачун носивости коничних зупчаника са косим и лучним зупцима.....26
3.10. Динамичка чврстоћа зубаца............................................................................26
4. Израда зупчаника
.........................................................................................................28
4.1. Израда цилиндричних зупчаника глодањем.....................................................28
4.2. Израда зупчаника рендисањем...........................................................................30
4.3. Израда зупчаника ваљањем................................................................................32
4.3.1. Карактеристике поступка израде зупчаника ваљањем..........................32
4.3.2. Израда зубаца зупчаника ваљањем у загрејаном стању........................33
4.3.3. Израда зубаца зупчаника ваљањем у хладном стању............................34
4.4. Завршна обрада зупчаника.................................................................................35
4.4.1. Обрада зупчаника брушењем...................................................................35
4.4.2. Обрада зупчаника љуштењем...................................................................35
5. Примена нових материјала
........................................................................................37
5.1. Композити – грађа и основна својства..............................................................37
5.2. Полиамиди...........................................................................................................39
5.3. Карактеристике композитних зупчаника.........................................................40
5.3.1. Особине зупчаника израђених од композитних материјала................41
5.3.2. Носивост композитних зупчаника.........................................................45
5.3.3. Примена термопласта за израду зупчаника...........................................46
5.3.3.1. Напони бокова зубаца зупчаника.................................................48
5.3.3.2. Подмазивање зупчаника од термопласта......................................53
6. Закључак
........................................................................................................................54
Литература
........................................................................................................................56
2
2. Зупчаници
Зупчаник је компликован машински део, који изискује високи ниво обраде и
контроле. При обради зупчаника настају грешке, без обзира на примењену методу.
Грешке утичу на отпорност зупчаника, на хабање, буку коју производе у раду, на
појаву осцилација и на пренос снаге, па све ове грешке могу утицати на квалитет
зупчаника. Услед нетачности оруђа за производњу, неисправно постављеног алата
или обрадка, грешке у изради тела зупчаника, као и услед неисправне технологије за
одређивање базне површине могу настати грешке.
Клизање глатких фрикционих точкова може се спречити када се по њиховом
обиму наместе зупци. Тако од глатких точкова постају зупчаници. Додирни кругови
ишчезавају и појављују се два нова круга; један од ових кругова оивичава зупце
споља и зове се теменим, а други их ограничава у њиховом подножју и зове се
подножним кругом. Иако су додирни кругови стварно нестали, ипак они и даље
служе као основа за одређивање преносног односа и за рачунање, мерење и израду
зупчаника. Стварно, то нису додирни кругови, већ додирни цилиндри - дуги као и
зупци.
Зупчаници, захваљујући зупцима, преносе обртање са вратила на вратило принудно,
без клизања или пузања.
Спрегнути зупчаници су два зупчаника који раде у заједници. Они се обрћу у
супротном смеру, а брзине њихових додирних кругова су обимне, али једнаке.
Основни задаци проучавања зупчаника јесу могућност њиховог спрезања и
отпорност и издржљивост зупчаника, како би се пренео жељени обртни моменат.
Облици зупчаника зависе од њихове улоге и намене, а пре свега од положаја
вратила.
Зупчаници су углавном озубљени споља, али могу бити озубљени и са
унутрашње стране венца и овакви зупчаници се обрћу у истом смеру са спрегнутим
зупчаницима са спољашњим зупцима [1].
У машинству се зупчаници употребљавају често. Они служе за преношење
обртног момента са вратила на вратило. Погодни су за све брзине обртања, могу да
преносе врло мале и врло велике снаге, а способни су да раде и у најтежим
условима.
Помоћу њих се преноси механичка енергија са променом брзине кретања и уз
промену обртног момента. На сваком вратилу се налази по један зупчаник чији
зупци се притискају једни о друге и тиме стварају обимну силу. Бројне су предности
зупчаника: од дугог века трајања, сигурности погона, преко ниских трошкова
одржавања до преношења снаге без губитака и могућност трпљења преоптерећења.
Зупчани преносни парови се одликују високом издржљивошћу, трајношћу и
искоришћењем, мали су у односу на оптерећење које преносе и тачношћу преноса.
Зупци су делови зупчаника помоћу којих се непосредно преноси кретање и
