Változó profileltolású, állandó áttételű fogaskerékpárok gépészeti és geometriai fejlesztése
Változó profileltolású, állandó áttételű fogaskerékpárok
gépészeti és geometriai fejlesztése
Lóki Dániel János BSc III. évf.
e-mail: dani010103@gmail.com
Konzulensek:
Dr. Baka Ernő Zsolt, Gép- és Terméktervezés Tanszék
e-mail: baka.erno@gt3.bme.hu
Dr. Póka György Lajos, Gyártástudomány és -technológia Tanszék
e-mail: poka.gyorgy@gpk.bme.hu
A folyékony közeg továbbítására számtalan technológiát fejlesztettek ki az évszázadok során, ezek egyik még ma is használatban lévő típusa a fogaskerékszivattyú, melyet többnyire nagyobb viszkozitású anyagok, például olaj szállítására, főként nagy méretű erőgépek hidraulikus berendezéseihez használnak. A fejlesztés célja, hogy megállapítsuk milyen előnyökkel és hátrányokkal, milyen szempontrendszer figyelembevételével növelhető az áramoltatható közeg nagysága, ha nem csak a fogárkokat hanem a poligon fogaskerékgeometria és a hengeres szivattyúház fala közti teret is hasznosíthatjuk.
A dolgozatban áttekintjük a külső fogazású fogaskerekek álltalános tulajdonságait és gyártástechnológiáit, tárgyaltuk ezen geometriák számítógépes modellezését és a változó profileltolás technológiáját. Bemutatjuk az ezt a profileltolást transzformáló és a fogaskerék körvonalát kirajzoló program működését és összehasonlítjuk a hatásfokukat a hagyományos geometriával a fogaskerékszivattyúban történő használat közben.
A poligon fogaskerék tervezésekor alapul kell venni egy hagyományos külső fogazású változatának paramétereit és azon olyan, a körvonal mentén, egy álltalunk megválasztott függvénnyel, folytonosan változó profileltolást kell alkalmazni, hogy a kívánt alakú, esetünkben adott oldalszámú poligon formát kapjunk.
A megfelelő geometria megalkotása során olyan körülményekre érdemes figyelmet fordítani, mint a nagymértékű profileltolódásból adódó fogalámetszettség és fogkihegyesedés kiküszöbölése, mely bizonyos határokon belül a megfelelő fogszám – modul viszony megválasztásával, később jobban optimalizált függvények segítségével elérhető el. A fogtorzulások elkerülése azért is fontos mert míg egy hengeres fogaskerék minden foga tömít a szivattyúház falán, addig esetünkben csak a poligon sarkain álló így megfelelő élszalag nélkül könnyen működésképtelenné válhatna a konstrukció. Mivel a tömítő fogak a poligon sarkain helyezkednek el, így a hírtelennek mondható irányváltások miatt halmozottan ki vannak téve az előbb megnevezett folyamatoknak.
Ez jelenleg nem egy elterjedt geometria, számos előnye ellenére sem, például, hogy így növelhető az átvitt térfogat, a külső fogazás nyomástartományát megőrizve is. Nincs szükség a belső fogazású fogaskerékszivattyú komplexebb kialakítására és anyagszükségletére, valamint az ezzel együtt járó nyomáscsökkenésre, ami álltalában a kevésbé merev felépítés miatt következik be. Egy dugattyús szivattyúval ellentétben ez a technika az ellenkező irányba is képes továbbítani a közeget és egy forgódugattyús szivattyúval ellentétben (Bár ehhez hasonlít elvében legjobban) nem szükséges mindkét forgóelemet meghajtani mert egyik kerék hajtja a másikat.
szerző
konzulensek
-
Dr. Baka Ernő
adjuntus, Gép- és Terméktervezés Tanszék -
Dr. Póka György
adjunktus, Gyártástudomány és -technológia Tanszék
