Fogaskerekek mérése és ellenőrzése

A fogazat ellenőrzésének több módszere is van. A legrégibb módszer a fogvastagság mérés, amelyet már a megmunkálás folyamán a gépen is meg kell tenni hogy esetleges hiba esetén a gépbeállítás módosítjuk. Egyetlen fog vastagságát fogtolómérővel tudjuk még mérni. A fogtolómérőnek két egymásra merőleges nóniusza van. A mérést az osztókörön végzik.

Fogtolómérő

Fog mérése fogtolómérővel

A fog vastagság legpontosabban a többfogméret elve alapján mérhető. A többfogméretet tárcsás mikrométerrel határozzák meg. A mérés hossza megegyezik az alapkörön a két evolvens kezdőpontja közötti ívhosszúsággal. A többfogméret a fogazat legfontosabb mérete. Az egyetlen méret amelynek ellenőrzésére idomszert készíthetünk. Méréskor a fogszám kilenced részét kell közre fogni.

Többfogméret mérése

A fogazat osztásának vizsgálatához speciális alaposztásmérőt használunk. A mérőnek három tapintója van, amiből kettő mérés közben rögzített.

Alaposztás mérése három mutatóval (1,2 mutató rögzített, 3 mozgatható)

Az evolvens vizsgálatára tapintó műszert használunk amelyet az evolvens mentén végigvezetünk. A tapintóhoz van kapcsolva egy írószerkezet amely egy papírra rajzolja a tapintó útját. Ha a papíron egyenes vonalat kapunk akkor az evolvens pontos.

 

Kitérő tengelyvonalú fogaskerékhajtások

Ha a hajtás tengelyei kitérőek akkor ott a teljesítmény átvitelét nem tudjuk fogaskerékpárral átvinni. Az ilyen hajtásoknak három fajtáját különböztetjük meg.

Csavarkerékpár: a csavarkerékpár két ferde fogú hengeres kerék, melyek tengelyei kitérőek. A kapcsolódó fogak pont szerűen érintkeznek, így a teherbírású korlátozott. Főleg csak mozgás átvitelre alkalmazhatók. Emellett üzem közben nagyfokú csúszás is jelentkezik a fog hosszirányában, amely sokkal nagyobb a gördüléssel kapcsolatos fogmagasság irányú csúszásnál. Emiatt a hatásfokú sokkal kisebb, mint a hengeres kerekek hatásfoka.  A legtöbb esetben elemi vagy kompenzált fogazatú kerékpárokat szoktak alkalmazni, amelyeknél a gördülő körök megegyeznek az osztó körökkel. Két ferde fogú hengeres kerék csak akkor kapcsolódhat egymással mint csavarkerékpár, ha egyenlő a normál metszeti osztású illetve a normál modulok. Két ferde fogú hengeres kerék csak akkor kapcsolódhat egymással mint csavar kerékpár, ha a moduljaik nagysága megegyezik.

Csavarkerékpár ábrázolása

Csavarkerékpár

Hipoidkerékpárok: A hipoid fogaskerékpár két ívelt fogú kúpkerékből áll. Amelyek nem metsződőek, hanem térben kitérő tengelyűek. A kiskerék elhelyezkedhet a nagykerék forgástengelye fölött vagy alatt. Hipoidhajtásnál mindkét kerék csapágyazása lehet kétoldali. Igen gyakoriak a járművek differenciálműveiben. Hátránya hogy kisebb a hatásfoka.

A kúpkerékhajtáshoz viszonyítva több előnye is van:

• Ugyanakkora áttételnél a kiskerék mérete nagyobb lehet, ami a fogazat és a csapágyak szempontjából is kedvező.
• A kerekek kétoldali csapágyazásakönnyebben megoldható, kisebbek lesznek a deformációk, csökken a fogvégeken kapcsolódás, az „élfelfekvés” veszélye.
• Nagyobb kapcsolószám várható, ami az egyenletes járás és az egy fogra jutó terhelés vonatkozásában is kedvező.

• A foghossz irányú csúszás zajcsökkentő hatású.

Csigahajtások: A kitérő tengelyvonalú hajtások közül a leggyakrabban a csiga hajtásokat alkalmazzák. Mivel több  előnyük is van: kis méretekkel nagy áttétel érhető el, nagy terhelhetőség mert a kapcsolódó fogak vonal mentén érintkeznek egymással, zajmentes mert a fogak fokozatosan lépnek kapcsolódásba, önzáró.

Csigahajtás esetében a kis kerék feladatát az úgynevezett csiga, a nagy kerékét pedig a csigakerék látja el. A csiga egy hengeres csavarorsó. A csigakerék pedig ferde fogazatú kerék. Forgás közben a csiga forgatja a csiga kereket. Úgy viselkedik mintha fogasléc volna. A csiga profilja olyan csavarmenetnek tekinthető amelynek metszete megegyezik a fogasléc profillal, modul menetnek is nevezik. Legtöbbször egy bekezdésű, de nagyobb menetemelkedésnél lehet több bekezdésű is. Általában lassító hajtásként alkalmazzák.

 

Felhasznált irodalom:

1. Dormán Lajos: Gépelemek 3
2. Csigahajtás: https://hu.wikipedia.org/wiki/Csigahajtás
3. Gépelemek: https://regi.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop425/2011_0001_521_Gepelemek/ch06.html#id762631

 

 

Fogak meghibásodása

Az üzemeltetés során a kapcsolódó fogakat különböző dinamikus hatások érik, amelyek kiválthatják a fogak meghibásodását és tönkremenetelét. A fogak meghibásodását két csoportra oszthatjuk: fogtörések és fogfelületi sérülések.

A fogtörés kétféle módon jelentkezik:

• a fogtő közelében a fog teljes hosszában letörik, melynek oka lehet az anyag kifáradása, hirtelen túlterhelés vagy anyaghiba.
• a fog egyik vége letörik ha a terhelés nem oszlik el egyenletesen a fog egész hosszán. Ennek oka a fogirányvonal túl nagy hibája vagy a hajtóműház hibás elkészítése.

Fogtörés

A leggyakoribb fogfelületi sérülések:

• kopás
• gödrösödés (pitting)
• karcok és berágódás
• repedések

A kopást a fogfelületek egymáson való csúszása okozza. Kiváltója a helytelen kenés vagy szennyezett kenőanyag.

Kopott fogazat

A gödrösödés oka az anyagfelület kifáradása melynek következtében gödröcskék jelennek meg a felületen. Az anyag kitöredezését hajszálrepedések előzik meg. Leginkább egyenes fogú hengeres kerekeknél jelentkezik. A gödrösödés következtében megnő a zaj és a rezgés.

Gödrösödés

Karcok és barázdák a fogmagasság irányában jelentkező hornyok. A kenőanyagba került apró szennyeződések okozzák. A mélységük néhány μm.

Karcolások

Berágódás akkor jelentkezik ha a nem megfelelő kenés következtében a fogfelületek felmelegszenek és a kiálló részecskék egymással érintkezve összehegednek, majd kiszakadnak. Ez igen gyorsan játszódik le és a fogak hirtelen tönkremenetelét okozza. Olyan fogaskerékpároknál jelentkezik ahol a fogfelületek keménysége egyforma. Ezért ajánlatos a kiskerék fogait keményebbre edzeni.

Berágódott fogaskerék

A  repedések megjelenésének az oka lehet anyaghiba és megmunkálási hiba. Hajszálrepedésként jelentkezik, de idővel megnövekedik és kiváltja a fogak letörését.

Repedezett fog

 

Fogaskerekek és fogak méretei

A fogaskerekek hat geometriai adattal jellemezhetők: modul, alapprofilszög, fogszám, fogszélesség, foghajlásszög, profileltolás tényező.

Modul: A modul az osztókör és a fogszám hányadosa vagy kifejezhető még az osztás és a π hányadosával is.

Két fogaskerék kapcsolódásának szükséges feltétele hogy moduljaik egyenlőek legyenek.

Alapprofilszög (α): egyenes fogazatú hengeres kerekeknél az alapprofilszög megegyezik a szabványos profillal.

A profilszög az alapprofil oldalának dőlésszögét fejezi ki.

Fogszám (z): A fogszám a kerék teljes kerületén levő fogak számát fejezi ki. A két kapcsolódó fogaskerék fogszámviszonya határozza meg az áttétel nagyságát.

Fogszélesség (b): A fogszélesség a fogaskeréktest szélességét fejezi ki.

Foghajlásszög (β): Ferde fogazatnál a fogirányvonal érintője és az osztóhenger alkotója által bezárt szög. A fogirányvonal β szöget zár be a fogaskerék tengelyének irányával.

Profileltolás tényező (x): A profileltolási tényező a szerszámállítás nagyságát fejezi ki. A profileltolás növeli a fog vastagságát is. Ha a szerszámot kifelé állítjuk az a pozitív, ha pedig befelé akkor negatív eltolást kapunk.

Pozitív eltolásnál nő a fogvastagság, a fejszalag keskenyebb lesz és a fogoldalak jobban hajlanak egymáshoz.

Negatív eltolásnál a fog vastagsága csökken, a fogtő gyengül és a fejszalag szélessége nő.