Reduction transmission box for production line with two pairs of gears by Or Hirshfeld and Anton Tabakman

510510 - פרויקט חלקי מכונות
תכנון תיבת הפחתה
טכניון - מכון טכנולוגי לישראל
מנחים: חיים מיכלין, רמי כתב
מגישים: אור הירשפלד, אנטון טבקמן
תאריך: 2 למרץ 2512

טכניון - מכון טכנולוגי לישראל 510510 - פרויקט חלקי מכונות אור הירשפלד, אנטון טבקמן
תוכן עניינים
תוכן עניינים ................................................................................................................................. 2
תכנון ........................................................................................................................................... 2
חישובים ראשוניים ומציאת מימדים ........................................................................................... 2
בחירת מנוע: ....................................................................................................................... 2
יחסי העברה ........................................................................................................................ 0
מציאת קטרים לגלים ............................................................................................................ 6
בחירת מיסבים .................................................................................................................... 7
בחירת מצמדים ................................................................................................................... 9
מימדי הגל ......................................................................................................................... 15
מימדי התיבה והמכסה ....................................................................................................... 11
אשנב לבדיקת השמן.......................................................................................................... 11
מימדי הגג"ש ..................................................................................................................... 12
מימדי השגמים .................................................................................................................. 10
מהלכי כוחות על גלים ............................................................................................................ 16
מהלכי מומנטים גל ראשון )גל כניסה, הקרוב למנוע( ........................................................... 10
מהלכי מומנטים גל שני )גל מעבר( ..................................................................................... 19
מהלכי מומנטים גל שלישי )גל יציאה, הקרוב למסוע( ........................................................... 25
עמידה במקדמי ביטחון .......................................................................................................... 21
בדיקת מקדמי ביטחון עבור מיסבים .................................................................................... 21
מציאת מקדמי התיקון והרגישות לגלים ............................................................................... 21
מקדמי ביטחון של הגלים .................................................................................................... 20
חומר סיכה ............................................................................................................................ 15
מחזירי שמן ....................................................................................................................... 11
סיבולות, אפיציות, גימור וחומרים ............................................................................................... 12
שגמים: ................................................................................................................................. 12
מיסבים: ................................................................................................................................ 11
בחירת רמת גימור למשטח הגל במגע עם המיסב ............................................................... 11
גל: ........................................................................................................................................ 10
אפיצות ופני שטח הגל מתחת למחזיר שמן )אטם( .............................................................. 10
סיבולת צורה ..................................................................................................................... 10
מכסה: ................................................................................................................................... 10
סיבולת וטיב פני שטח של מכסה מעל המחזירי שמן )אטמים(. ............................................ 10
מצמד: ................................................................................................................................... 19
גלגלי שיניים: ......................................................................................................................... 19
בחירת חומר: .................................................................................................................... 19
חישובים ראשוניים ומציאת מימדים תכנון עמוד 2 מתוך 75

חספוס משטחי גג"ש .......................................................................................................... 25
סיבולות גיאומטריות בגג"ש ................................................................................................ 22
בחירת ברגים ............................................................................................................................ 20
סיכום ........................................................................................................................................ 01
סיכום מידות גג"ש .................................................................................................................. 01
טבלת חומרים ....................................................................................................................... 01
סיכום מקדמי ביטחון .............................................................................................................. 01
ביבליוגרפיה .............................................................................................................................. 00
נספחים......................................................................................................................... 00
מסמך דרישות - 1 עמוד
שרטוטים - 6 עמודים
מסמך חישובים ראשי - 92 עמודים
מסמך חישובים צמד גג"ש ראשון - 4 עמודים
מסמך חישובים צמד גג"ש שני - 5 עמודים
2 עמודים - SKF הגדרות סיבולת למיסבים קוניים בעלי שורה אחת של
קטלוג חומרים - 1 עמוד
טבלאות הגדרת סיבולות - 1 עמוד
הגדרת סיבולות גיאומטריות - 1 עמוד

תכנון
חישובים ראשוניים ומציאת מימדים
בחירת מנוע:
קיבלנו מפרט דרישות עבור הנעת סרט מסוע: כוח מועיל, מהירות המועיל, קוטר התוף. בנוסף קיבלנו
גם משך החיים הדרוש למוצר.
ידועות לנו נצילויות של גג"שים והחלקה על סרט המנוע.
מתוך נתונים אלה מצאנו את ההספק הנדרש מן המנוע.
לפי נתוני ההספק מצאנו מנוע מתאים לפי קטלוג שסופק לנו בחוברת הקורס.

יחסי העברה
כעת נמצא את יחס ההעברה הנדרש מן התמסורת ע"י יחס המהירות הסיבובית בין המנוע לתוף.
ברצוננו למנוע עומס יתר על זוג גג"ש יחיד נבחר לעשות שתי זוגות גג"ש.
לכן לפי גרף שסופק לנו בקורס נוציא את ההמלצות ראשוניות של היחס ההעברה עבור הזוגות גג"ש
השונים.
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
y = 0.1822x + 2.3556
R² = 1
7.5
7
6.5
6
5.5
5
4.5
4
3.5
3
i1
i1*i2
לפי היחסים המומלצים, מהירות סיבוב המנוע וזמן עבודה נדרש פנינו לחישובים של הגג"שים כפי
שמפורט בנספחי החישובים.
בדקנו כי הגג"שים עומדים במקדמי ביטחון ומצאנו את יחסי ההעברה הנדרשים והמימדים
הגיאומטריים הדרושים.

מציאת קטרים לגלים
כעת נחשב את המונטים שיפעלו על הגלים בכדי לקבוע את הקטרים הנורמלים שלהם
מצאנו קטרים נורמליים מומלצים להלן

בחירת מיסבים
ע"פ קטרי הגלים נבחר מיסבים ונעשה חישובים אם הם עומדים במקדמי ביטחון, זהו תהליך
איטראטיבי שבסופו נמצא את המיסב הרצוי מתוך הקטלוג כך שלא יהיה יקר מידי ועדיין יעמוד
.SKF , בדרישות. נעבוד עם קטלוג של חברה בעלת שם בתחום המיסבים
:SKF 30203 J2 מיסבים של גל כניסה

skf 33205/Q * מיסבים של גל מעבר
skf 33207/Q מיסבים של גל יציאה
כדי לדעת את הכוחות הפועלים על המיסב נצטרך לדעת את כל המימדים של המערכת לכן נחזור
לחישוב מקדמי ביטחון של המיסבים אחרי מציאת כל המימדים של המערכת.

בחירת מצמדים
לפי טבלאות מתוך חוברת הקורס נבחר את הפקטורים של תנאי סביבה וסוג עבודה.
לאחר חישובים בחרנו את המצמדים הדרושים וחישבנו את הכוחות שהם מפעילים על הגל.
סכמת מצמד לפי קטלוג החברה המצורף לחוברת הקורס

מימדי הגל

חישבנו אורכים של הגג"ש מתוך סכמה עם נוסחאות שניתנה לנו בחוברת הקורס, להלן:
מימדי התיבה והמכסה
גם את מימדי התיבה מצאנו לפי ההמלצות בסכמה ובנוסף מימדי גג"ש.

. את מימדי התיבה והמכסה הנוספים הבאנו מהמלצות ספר אטלס תכנון בעמ' 176-170
החישובים והבחירות מצורפים בנספח חישובים.

אשנב לבדיקת השמן
. תכנון לפי המלצות אטלס תכנון בעמ' 102

מימדי הגג"ש
מעגלי החלוקה מחושבים בנספחי החישוב בנוסף לזה רצינו לחשב את הקוטר החיצוני והפנימי של
הישניים זאת לפי הגדרות אדנדום ודנדנום.

מימדי השגמים
את מימדי השגמים בחרנו לפי המלצות מספר אטלס תכנון, עמ' 29 , פרק דגמים ויתדות. וגם
בחוברת הקורס בעמ' 27 . הפרמטרים לבחירה הם קוטר הגל בנקודה.
יש לנו שגם עבור כל גג"ש גדול שלא מיוצר כחלק מן הגל.
בנוסף בגל יציאה והכניסה יש חיבור למצמד המצריך גם שגמים.
עבור כל שגם הוצאנו בנפרד מן הטבלאות כי קוטר הגל שונה אפילו אם זה אותו גל.
. למציאת אורך השגמים השתמשנו בנוסחה מתוך חוברת הקורס בעמוד 27
כאשר בחלק מן המקרים העלנו את המאמץ המותר ל 255- מגה פסקל כדי להתאים את שגם
למימדים הקטנים של הגג"ש והמצמדים.
כל החישובים מפורטים בנספחי החישובים.

מהלכי כוחות על גלים
נחשב מהלכי כוחות בעזרת הדיאגרמות הבאות מתוך חוברת הקורס.
מהלכי כוחות על גלים תכנון עמוד 06 מתוך 75

כל החישובי הכוחות מפורטים בנספחי החישוב. תוצאות החישובים מוראות כאן באמצעות גרף.
מודלי הגלים, מערכת צירים וסימון נקודות חשודות לבדיקה.

מהלכי מומנטים גל ראשון )גל כניסה, הקרוב למנוע(
: Y מהלך מומנטים על גל ראשון )גל כניסה, הקרוב למנוע( בציר
המקסימום הוא 7.2 ניוטון-מטר.
0 0.05 0.1
x
: Z מהלך מומנטים על גל ראשון )גל כניסה, הקרוב למנוע( בציר
40
30
Mz 1(x)
20
10
0 0.05 0.1
x
מהלך מומנטים משוכלל על גל ראשון )גל כניסה, הקרוב למנוע( :
גם כאן המקסימום הוא 22.0 ניוטון-מטר.
6
4
M1y(x)
2
0
0
40
30
M1tot(x)
20
10
0 0.05 0.1
0
x

מהלכי מומנטים גל שני )גל מעבר(
: Y מהלך מומנטים על גל שני )גל מעבר( בציר
60
40
My2(x)
20
0 0.05 0.1
x
: Z מהלך מומנטים על גל שני )גל מעבר( בציר
המינימום הוא -91.5 ניוטון-מטר.
0
 50
Mz2(x)
 100
0 0.05 0.1
x
מהלך מומנטים משוכלל על גל שני )גל מעבר( :
0
150
100
50
0 0.05 0.1
M2tot(x)
x

מהלכי מומנטים גל שלישי )גל יציאה, הקרוב למסוע(
: Y מהלך מומנטים על גל שלישי )גל יציאה, הקרוב למסוע( בציר
מינימום -63.1 ניוטון-מטר.
0
 20
My 3(x)
 40
 60
0 0.02 0.04 0.06 0.08
x
: Z מהלך מומנטים על גל שלישי )גל יציאה, הקרוב למסוע( בציר
מינימום -608 ניוטון מטר.
0
 200
Mz 3(x)
 400
 600
0 0.05 0.1 0.15
x
מהלך מומנטים שקול על גל שלישי )גל יציאה, הקרוב למסוע(:
גם כאן המקסימום הוא 650 ניוטון-מטר.
600
M3tot(x)
400
200
0 0.05 0.1 0.15
x
מתוך מהלכי מומנטים אלה הוצאנו גם את הכוחות הפועלים על המיסבים.
0

עמידה במקדמי ביטחון
בדיקת מקדמי ביטחון עבור מיסבים
נבדוק עמידה במקדמי ביטחון לפי נוסחאות בחוברת הקורס ובנוסף השתמשנו בנוסחה מתוך חוברת
.) קורס של תכן מכני 1 בטכניון בגלל שרצינו לשנות את מקדם איכות )נביל סמעאן, 2557 , עמ' 29-05
הפרמטרים שדרושים הם אורך החיים הדרוש, תכונות המיסבים והכוחות הפועלים על המיסבים
שכבר חושבו.
זהו תהליך איטראטיבי שבסופו בחרנו את המיסבים שפורטו למעלה עם מקדמי ביטחון הבאים:
1.22 עבור מיסבים בגל ראשון )גל כניסה(, 1.50 עבור מיסבים בגל שני )גל מעבר( ו 1.00- עבור
מיסבים בגל השלישי )גל יציאה(.
.)90%( מקדם איכות הנבחר בסוף התהליך הוא 5.90
עמידה במקדמי ביטחון תכנון עמוד 20 מתוך 75

דוגמה לחישוב מקדמי ביטחון למיסבים, בדוגמה זאת החישוב הוא עבור מיסבים של גל ראשון )גל
כניסה, הקרוב למנוע והקוטר הנורמלי הקטן ביותר(.

מציאת מקדמי התיקון והרגישות לגלים
אשר מובא בחוברת קורס תכן מכני 1 )נביל סמעאן, International Nickel Co. בחרנו חומר מתוך
2557 , עמ' 159 ( והוצאנו את הנתונים עבורו.
.) חישבנו את גבול ההתעייפות המתוקן לפי חוברת קורס תכן מכני 1 )נביל סמעאן, 2557 , עמ' 11

את רגישות הגג"ש שהם חלק מגלים הוצאנו לפי טבלה שסופקה לנו ע"י מנחה הקורס, ד"ר חיים
מיכלין.
.(Richard Budynas, 2008) את רגישות ההעגלות עבור כפיפה ופיתול הוצאנו מתוך ספר שיגלי
.)SKF( את ההעגלות הרצויות מצאנו לפי הגדרות בקטלוג של המיסבים

) חישבנו את שאר מקדמי התיקון לפי ספר תכן מכני 1 )נביל סמעאן, 2557 , עמ' 11-12
העמסה העיקרית היא פיתול וכפיפה ולכן זה שווה 1
מקדמי התיקון לגודל הוצאנו לפי הנוסחאות המופרטות לגבי קוטר הגל.
עבור משטח הגל בחרנו עיבוד שבבי וחישבנו ע"פ הנוסחאות המצורפות התלויות בתכונות החומר
הנבחר.
. אנו צפויים לעבוד בטמפרטורות יחסית לא גבוהות לכן מקדם הטמפרטורה הוא 1
מקדם האמינות נבחר לפי המיסבים והוא 90% ומתוך טבלה הוצאנו את מקדם התיקון לאמינות.

לאחר מציאת כל המקדמי תיקון יכלנו למצוא גבול התעייפות מתוקן עבור שלושת הגלים.
כעת נמצא את מקדמי רגישות לשינוי קוטר בגל בעזרת גרפים ונוסחאות עבור כפיפה ופיתול מתוך
חוברת קורס תכן מכני 1 )נביל סמעאן, 2557 (. הפרמטרים הם הקטרים ורדיוס ההעגלה.
פה למטה דוגמא לחישוב מקדמי הרגישות עבור גל ראשון )גל כניסה(.

מקדמי ביטחון של הגלים
. נחשב את המומנטים לפי מודלי ההעמסה עבור כפיפה ופיתול מחוברת הקורס בעמ' 29
כפי שמפורט בחוברת הקורס בעמ' 29 , משוואה Westinghouse code formula נשתמש בנוסחת
.10-22
מקדמי הביטחון להלן:
עבור גל ראשון )גל כניסה(

עבור גל שני )גל מעבר(
עבור גל שלישי
זה היה תהליך איטראטיבי שבסופו הגענו למקדמי ביטחון הרצויים שהכי נמוך הוא 2.0 של הגל
הראשון.

חומר סיכה
על מנת לשמור על אורך חיים ארוך ככל הניתן של חלקי תיבת ההפחתה נשתמש בחומרי סיכה.
שימון של חלקי התיבה, מיסבים ותשלובות גלגלי שיניים, נעשה על ידי שמן תעשייתי המתאים
לעומסים מכאניים הנוצרים בחלקים הנעים ולתווך טמפרטורות עבודה. השמן הנבחר הוא :
.Mobil 1 Synthetic Gear Lubricant LS 75W-140
בשמן זה נעשה שימוש בתיבות הפחתה והניעם סופיים שונים. להלן נתונים הטכניים של השמן:
כמות השמן המינימלית הנדרשת לסיכה של תיבת הפחתה מחושבת לפי 5.20 ליטרים עבור 1
קילווט הספק וקמות השמן המקסימלית בתיבה נקבעת ע"י שליש גובה רדיואס של גלגל שיניים גדול
ביותר. 1 מילימטרים הינו מרווח בין גלגל גדול ביותר לתחתית התיבה.
b dw mm
1 1 144.58
H max  r  3 mm   3 mm   3 mm  27.1
mm
3 3 
2 6
גובה שמן מקסימלי מתחתית:
max max 141 248 27.1 0.95 box V  A H     liter : נפח שמן מקסימלי מתחתית התיבה
V min  0.25liter 1.9kW  0.475liter  475000mm : נפח שמן מינימלי הנדרש בתיבה
min
V
H min 14
mm
  : גובה שמן מינימלי מתחתית התיבה
A
box
במקרה של מפלס שמן מינימלי גלגל שיניים נשאר תבול בשמן כ 11- מילימטרים. הדבר נעשה בכדי
לייצר גריפת השמן על ידי גלגל שיניים ויצירת ענן של שמן בתוך תיבה בזמן עבודת התיבה. כך שמן
מועבר לרוב חלקי התיבה.
חומר סיכה תכנון עמוד 30 מתוך 75

מחזירי שמן
מחזירי שמן הינם רכיבים המונעים את דליפות השמן ממקומות בהם קיימת אינטראקציה בין חלקים
הנעים לבין חלקים נייחים. לדוגמה בין גלים למכסים הנועלים את מיסבים. במקומות בהם גל עובר
בתוך דופן המכסה קיימת אפיצות מרווח די גדולה. הדבר יכול לגרום לדליפת שמן חזקה ממקומות
אלו. לצורך מניעת דליפת השמן נשתמש במחזיר שמן המורכב בתוך מכסה באפיצות מדחק ועכב
מבנהו המיוחד , כאשר המחזיר בנוי מפולימר מיוחד עם שילדת מתכת, יבוא במגע עם גל המסתובב
וימנע משמן לדלוף החוצה. תפקיד נוסף למחזירי שמן הוא מניעת כניסת לכלוך מסביבה אל תוך פנים
התיבה.
בחירת מחזיר לגל יציאה 10 מילימטרים:
בחירת מחזיר לגל כניסה 17 מילימטרים:
חומר סיכה תכנון עמוד 30 מתוך 75

סיבולות, אפיציות, גימור וחומרים
שגמים:
בחרנו את האפיצויות והמידות לפי ספר אטלס. מתוך האפשרויות לאפיצויות שונות בחרנו בעומס
בינוני כי רצינו ליצור שגמים שיתאימו למידות הקטנות של המערכת ולכן יצרנו יותר לחץ בחיבור, 255
) מגה פסקל במקום 155 מגה פסקל, המחפה על גודל השגם. )גולומב, 1900
סיבולות צורה גם בחרנו לפי המלצות ספר אטלס תיכנון.
שגמים: סיבולות, אפיציות, גימור וחומרים עמוד 32 מתוך 75

מיסבים:
(SKF, 2014) בחירת הטולרנס הרצוי על הגל
בחירת רמת גימור למשטח הגל במגע עם המיסב
.(SKF-surface_finish) SKF נבחר לפי המלצות
מיסבים: סיבולות, אפיציות, גימור וחומרים עמוד 33 מתוך 75

מיסבים: סיבולות, אפיציות, גימור וחומרים עמוד 34 מתוך 75

גל:
אפיצות ופני שטח הגל מתחת למחזיר שמן )אטם(
5.0 מיקרון Ra בחרנו בטיב פני שטח של SKF של )Seals( לפי המלצות של בקטלוג של מחזירי שמן
.(SKF, 2013, pp. 70-71) h11 וסבולת של גל ISO לפי
סיבולת צורה
השתמשנו בהמלצות עובר גלים של מיסבים מתוך קורס תהליכי ייצור,
ועבור 10 מ"מ זה תחום אפיצות של 5.511 מ"מ IT5 אנו משתמשים במיסבים סטנדטרטים לכן זה
אבל נעגל את זה ל 5.51- מ"מ
גל: סיבולות, אפיציות, גימור וחומרים עמוד 37 מתוך 75

בנוסף השתמשנו בספר אטלס כדי לקבוע את שאר סיבולות הצורה.

מכסה:
סיבולת וטיב פני שטח של מכסה מעל המחזירי שמן )אטמים(.
בקטלוג המחזירי שמן SKF סיבולת וטיב פני-שטח במגע עם המחזיר שמן )אטם( בחרנו לפי המלצות
1.2 מיקרון. Ra וטיב פני השטח הוא H8 עמ' 76 ( לכן הסיבולת היא ,SKF, 2013( )Seals(
מכסה: סיבולות, אפיציות, גימור וחומרים עמוד 38 מתוך 75

מצמד:
נבחר את אפיצות הגל במגע עם המצמד לפי המלצות היצרן של המצמד, ראינו כי ההמלצה היא
(siemens, 2011, p. 262) .j6 אפיצות
גלגלי שיניים:
בחירת חומר:
בגלל מאמצי מגע נדרשנו לעמוד בהגבלה של הקשייה של הגלגל שיניים לפחות 01.0 בדירוג
ערך בריינל הוא 211 , לכן בחרנו את החומר הכי .(BUEHLER) Brinell- המרנו את הדירוג ל .HR15N
.Stainless steel type 17-4 cond. H 900 210 בריינל עבור (Pivot Point Inc.) קשה בטבלה
נוסף על זה נצטרך להקשות את הקצה של הגג"ש
מצמד: סיבולות, אפיציות, גימור וחומרים עמוד 39 מתוך 75

חספוס משטחי גג"ש
צריך לחשב את היחס בין האורך הטבור והקוטר בכדי לדעת באיזה חספוס להשתמש
הסב על חספוס מתוך מצגת של פרופ' אייל זוסמן בקורס תהליכי ייצור 2511
חשוב לבחור טיב פני שטח נכונים כדי למנוע חיכוך ושחיקה כפי שמובא באיור הבא
ה
גלגלי שיניים: סיבולות, אפיציות, גימור וחומרים עמוד 40 מתוך 75

בנוסף סוג עיבוד פני השטח יכול להעלות את חוזק העובד.
טבלה המרכזת סוגי עיבוד שונים וטווח איכות פני השטח שניתן להגיע.

בחרנו אפיצות בין הגל לגג"ש בעזרת המלצות מתוך ספר אטלס, יש מספר אפציויות המומלצות
לגג"ש אמנם נרצה שהגג"ש לא יחליק במהלך עבודה לכן ניקח את אפיצות כבושה. ניקח בחשבון
שבעת הרכבה נצטרך ליצור לחץ רב.

סיבולות גיאומטריות בגג"ש
עבור H7 לקביעת הסיבולות הגיאומטריות השתמשנו בהמלצות ספר אטלס תיכנון, בחרנו טולרנס
הקדח בגג"ש ועבור קוטר של 22 מ"מ שדה הטולרנס הוא 20 מיקרון. לכן הגליליות תהיה 7.0 מיקרון
אמנם מעגל מעלה ל 0- מ"מ .
לכן התחום הוא 62 מיקרון. המקבילות היא 17 מיקרון J9 בנוסף הסיבולת של החיבור לשג"ם הוא
והסימטריות היא 20 מיקרון.
לפי טבלת המלצות לדיוק גג"ש של ספר אטלס תכנון, עמ' 117 , הומלץ על דיוק מדרגה 7 עבור
ממסרות.
נמיר את הדרגת הדיוק לסיבולת מרכזיות בעזרת טבלה בהתאם לקוטר החיצוני של הגג"ש שהוא
112 מ"מ ולכן הסיבולת תהיה 05 מיקרון )מתוך ספר אטלס תכנון, עמ' 9, טבלה ד(.

בחירת ברגים
גדלי הברגים נבחרו לפי המלצות בספר אטלס אמנם הוא ספר יחסית ישן ועם
התפתחות הטכנולוגיה והאיכות ניתן לבחור במידות קטנות יותר לכן ירדנו
במידה אחת לפי המידות הסטנדרטיות.
גם מספר וגודל הברגים למכסה בחרנו מתוך אטלס תכנון
בטבלה מייצג את קוטר המיסבים הנבחרים. D1 כאשר
גלגלי שיניים: בחירת ברגים עמוד 47 מתוך 75

את הבנייה מסביב לברגים לקחנו לפי המלצות אטלס גם כן.
הבאנו את מודל התיב"ם של הברגים והאומים מאתרי אינטרנט של ספק
אמריקאי.
)fastenal( M8 0 - ברגי Figure

)tracepartsonline, 2014( ANSI B18.2.3.2M - 0 איור
)fastenal, 2014( m8 2 - שיבה Figure
בנינו לפי הגדרות הספק. )Washer( את המודל של השיבה
בחרנו שיבה עם רדיוס חיצוני קטן בגלל אילוצים שנבעו מקרבה עם ברגי הידוק
של המכסה.

(fastenal, 2014) קוטר חיצוני 04 מ"מ ועובי 0 מ"מ m8 3 - שיבה Figure
לשם שינוע. את קוטר )Machinery Eye Bolt) הוספנו טבעות תפיסה למכסה
.m8 , ההברגה בחרנו לפי הבורג הכי שיומושי במודל שלנו
הורדנו את התיב"ם מספק באינטרנט.
.(trace parts) Lifting eye bolt M8 x 1.25 DIN 580 Steel
.)trace parts( Lifting eye bolt M8 x 1.25 DIN 580 Steel - 4 Figure

בחירת שיבה לברגי מכסה ופקק ריקון שמן, לקחנו שיבה יחסית קטנה מבחינת קוטר חיצוני כדי
שיכנס במרחב המוגבל של הקוטר המכסה. הורדנו את התיב"ם כפי שמפורט באיור מתחת.
(traceparts, 2014) איור 2 - שיבה להידוק מכסים
בנוסף רצינו אותו קצר לכן הלכנו ,m8 לבחירת בורג לפקק שמן, לקחנו קוטר הכי שימושי במודל שלנו
הוספנו את התיב"ם מן .DIN 558 - d M8 x 16 , על הכי נמוך הציעו במפרט המוצר באיור למטה
האתר.

(traceparts, 2014) איור 3 - בורג פקק שמן
.DIN 558 - d M8 x 25 , עבור ברגי המכסים והחיבור בין בחרנו את אותו מוצר אך יותר ארוך

להחזקת המיסבים הפנימיים במקומם, בחרתי ברגים באורך 00 מ"מ. M10 ברגי
(tracepartsonline-m10-L55mm, 2014) ברגים להחזקת מיסבי פנים - DIN EN 28765 - d M10 x p 1.25 x l 55 - 4 איור
(traceparts-washer-m10, 2014) Washer ISO 7092 - 10 - A 350 - m10 איור 7 - שיבה

ואורך 6 מ"מ m6 פיני מירכוז – בחרתי
(traceparts-pin-6m, 2014) - Cylindrical pin DIN 7 6 x 6 - איור 6 - פיני מירכוז

סיכום
סיכום מידות גג"ש
סימון תכונה זוג גג"ש
ראשון
זוג גג"ש
שני
יחידות
1.21 ללא יחידות יחס העברה 0.62 u
19.00 מ"מ קוטר מעגל חלוקה גג"ש קטן 20.22 dw1s
115.12 מ"מ קוטר מעגל חלוקה גג"ש גדול 122.00 dw2
10 מ"מ רוחב גג"ש קטן 10 bs
11 מ"מ רוחב גג"ש גדול 12 bb
19 ללא יחידות מספר שיניים גג"ש קטן 16 Z1
62 ללא יחידות מספר שיניים גג"ש גדול 91 Z2
אדנדום 1.0 מ"מ mn
מרחק בין צירים 00 מ"מ a
זווית לחץ )הליקס( 10 מעלות β1
זווית מעלה 17.627 מעלות β
איכות גג"ש 6 ללא יחידות Q
טבלת חומרים
חלק סוג החומר תנאי עיבוד מאמץ כניעה
MPa
מאמץ שבר
MPa
HB קשיחות
גלים
)כולם(
AISI Carbone
Steel 1040
y
192 612 212 Q&T @ 1200°F
AISI Stainless גג"שים
Steel type 17-4
210 1179 1270 Cond. H 900
סיכום מקדמי ביטחון
סימון חלק מיקום סימון מקדם
ביטחון
הערות
מיסב כניסה 1.22 דינמי עבור nc1
מיסבים
מיסב מעבר 1.50 דינמי עבור nc2
מיסבים
מיסב יציאה 1.00 דינמי עבור nc3
מיסבים
גל כניסה בסמוך למיסב n11
ראשון
2.27 העגלה ושינוי 1
קוטר
9.06 גג"ש מובנה בגל גל כניסה מרכז גג"ש 2 n12
גל מעבר מרכז גג"ש n21
שני
11.51 גג"ש מובנה בגל 1
גל מעבר בסמוך למיסב n22
שני
11.0 שינוי קוטר 2
והעגלה
גל מעבר בסמוך לגג"ש n23
שני
והעגלה
גל יציאה בסמוך למיסב n31
יציאה
והעגלה
סיכום מידות גג"ש סיכום עמוד 73 מתוך 75

סיכום מקדמי ביטחון סיכום עמוד 74 מתוך 75

ביבליוגרפיה
BUEHLER: אוחזר מתוך .Hardness Conversion Charts .) אין תאריך ( .BUEHLER
http://www.buehler-asia.com/brochure/download-02_Hardness_Table_01.pdf
fastenal: אוחזר מתוך .M8-1.25 DIN 439B Zinc Hex Jam Nut .)2512( .fastenal
http://www.fastenal.com/web/products/details/0141490?locale=en_US
אוחזר מתוך .X14X1 Hardened Spring Steel DIN 988 Precision Shim Ring8 .)2512( .fastenal
fastenal:
http://www.fastenal.com/web/products/details/11511046?searchMode=productSe
=filterByVendingMachine&=filterByStore&=zipcode&arch
אוחזר .M8-1.25 x 100mm DIN 931 Class A2 Stainless Steel Cap Screw .) אין תאריך ( .fastenal
fastenal: מתוך
http://www.fastenal.com/web/products/details/M72580100A20000?isPunchout=fa
lse
אוחזר מתוך . Mechanical Properties of Steel .) אין תאריך ( .Pivot Point Inc
http://www.pivotpins.com/pdf/mechanical_properties_of_steel.pdf
.Singapore: McGraw-Hill .Shigley's Mechanical Engineering Design .)2550( .Richard Budynas
rlhudson: אוחזר מתוך .Surface Finish Specifications .) אין תאריך ( .rlhudson
http://rlhudson.com/Shaft%20Seal%20Book/design-shaft3.html
אוחזר ב- 2512 , מתוך .FLENDER Standard Couplings - catlog 10.1 .)2511( .siemens
http://www.automation.siemens.com/:
http://www.automation.siemens.com/mcms/infocenter/dokumentencenter/md/Do
cumentsu20Catalogs/MD10_1_FLENDER_Standard_Couplings_EN_2011.pdf
.Industrial shaft seals .)June 2013( .SKF
SKF: אוחזר מתוך .Tapered roller bearings, single row .)2512( .SKF
http://www.skf.com/group/products/bearings-units-housings/roller- bearings/
tapered-roller-bearings/single-row/index.html?prodid=1310003207
SKF: אוחזר מתוך .Raceways on shafts and in housings .) אין תאריך ( .SKF-surface_finish
http://www.skf.com/group/products/bearings-units-housings/ball-bearings/
principles/application-of-bearings/radial-location-of-bearings/raceways- on-
shafts-and-in-housings/index.html
trace parts: אוחזר מתוך .Lifting eye bolt DIN 580 .) אין תאריך ( .trace parts
http://www.tracepartsonline.net/(S(fvuln155dk5w1puetqixviyo))/partdetails.aspx?C
&VwAutoRefresh=0&ExportCADModel=1&CF=7&FSUB=1
&Lang=en&WebSite=GLOBALV3&VwMode=3D&Vw3DManualRefreshDone=0
&ManId=DIN&ClsID=%2FS_DIN%2FC53%2FC53.020%2FC53.020.030%2F&Class=DIN
sid
סיכום מקדמי ביטחון ביבליוגרפיה עמוד 77 מתוך 75

אוחזר מתוך .M 5 to M 36 hexagon head screws threaded up to the head .)2512( .traceparts
tracepartsonline.net:
http://www.tracepartsonline.net/(S(ld4gs455pxnpwgbd03fgrefm))/partDetails.aspx
&VwAutoRefresh=0&ExportCADModel=1&CF=7&?CFSUB=1
&Lang=en&WebSite=GLOBALV3&VwMode=3D&Vw3DManualRefreshDone=0
&Class=TRACE
ClsID=%2FROOT%2FC21%2FC21.060%2FC21.060.010%2FC21.060.010.T
tracepartsonline.net: אוחזר מתוך .Thrust washers .)2512( .traceparts
http://www.tracepartsonline.net/(S(ld4gs455pxnpwgbd03fgrefm))/partdetails.aspx?
PartID=10-10052001-&PartFamilyID=10-10052001-167851
&/ClsID=/ROOT/C21/C21.060/C21.060.030&Class=TRACE&=sk_Reference&167851
=ManId&fwsid=GLOBALV3
tracepartsonline.net: אוחזר מתוך .ANSI B18.2.3.2M .)2512( .tracepartsonline
http://www.tracepartsonline.net/(S(cpjpv4550xuosb45cac3vr55))/partdetails.aspx?
&Class=TRACE&=sk_Reference&113276
&fwsid=GLOBALV3&/ClsID=/ROOT/C21/C21.060/C21.060.010/C21.060.010.T01
=ManId
אוחזר מתוך .DIN EN 28765 - d M10 x p 1.25 x l 55 .)2512( .tracepartsonline-m10-L55mm
tracepartsonline:
http://www.tracepartsonline.net/(S(cpjpv4550xuosb45cac3vr55))/partdetails.aspx?
&Class=TRACE&=sk_Reference&116982
&fwsid=GLOBALV3&/ClsID=/ROOT/C21/C21.060/C21.060.010/C21.060.010.T01
=ManId
traceparts: אוחזר מתוך .Cylindrical pin DIN 7 .)2512( .traceparts-pin-6m
http://www.tracepartsonline.net/(S(15r4giins4yqqu551kolecig))/partdetails.aspx?CF
Vw3DManualRefreshDone=0&VwAutoRefresh=0&ExportCADModel=1&CF=7&SUB=1
&Class=TRACE&Lang=en&WebSite=GLOBALV3&VwMode=3D&
אוחזר מתוך .Plain washer - Small series - Product grade A .)2512( .traceparts-washer-m10
traceparts:
http://www.tracepartsonline.net/(S(15r4giins4yqqu551kolecig))/partdetails.aspx?CF
Vw3DManualRefreshDone=0&VwAutoRefresh=0&ExportCADModel=1&CF=7&SUB=1
&Class=TRACE&Lang=en&WebSite=GLOBALV3&VwMode=3D&
גולומב, א' מ'. ) 1900 (. שגמים ויתדות. ב- א' מ' גולומב, אטלס תיכנון )עמ' 29 (. תל-אביב: הוצאת
אט-גל.
נביל סמעאן, ר' ג'. ) 2557 (. תכן מכני 1 )כרך מהדורה שביעית(. חיפה: טכניון - מכון טכנולגי
לישראל.

Generated by CamScanner from intsig.com

Ra 0.8
Ra 3.2 Ra 3.2
17
55 6 13 28 31
5 30 -
0
0.2
0
0.2
5 39 -
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:
DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS
SURFACE FINISH:
TOLERANCES:
LINEAR:
IT 14
1
•
0.005
Ra 0.8
Ra 3.2
Ra 3.2
If not symboled otherwise chamfers are 45
Ra 6.3
0.0025 A-B
06/03/2014
A-B
DO NOT SCALE DRAWING REVISION
Technion
Output Shaft
ANGULAR:
Or Hirshfeld 06/03/2014
TITLE:
0.005 A-B
DEBUR AND
Stainless steel type 17-4 cond. H 900 A3
WEIGHT:
DWG NO.
SCALE:1:1 SHEET 1 OF 7
MATERIAL:
NAME SIGNATURE DATE
DRAWN Anton Tabakman
EDGES
FINISH:
BREAK SHARP
DRAWN
Gear
Ra 3.2
0.01
Ra 3.2
A
A-B
Ra 0.5
0.01 A-B
0.012
B
1 X 45°
35
11.50
2 X R5
5 X 45°
20
35 j5
j5
TYPE R1 max.
54
2 X R6
R1
135 42.50
31
TYPE 2 X 45°
35 h11
2
2
B
B
A
A
A-B
0.16
SECTION A-A
C
0.025 C
0.012
C
10 N9
2 X R0.50 max.
35 j6
SECTION B-B
0.16 C
0.025 C
0.012 A-B
2 X R0.50 max.
12 N9
44 r6

2.50
0.008
R1 TYPE
•
the profile of the gear teeth is hardend to
SURFACE FINISH:
TOLERANCES:
LINEAR:
IT 14
•
minimum of 83.5 HR15N
1
If not symboled otherwise chamfers are 45
Ra 6.3
0.05 0.037 A
06/03/2014
Technion
Output Gear
ANGULAR:
TITLE:
0.025 A
DEBUR AND
WEIGHT:
DWG NO.
MATERIAL:
NAME SIGNATURE DATE
EDGES
FINISH:
BREAK SHARP
DRAWN
Gear
Ra 1.6
12 J9
19
2 X R0.5 max.
4 X R9
4.73
13.50
134.12 h7
E E
F
SECTION E-E
Ra 1.6
Ra 3.2
0.01 F
Ra 0.8
0.022
0.006 F
F
31
10.50
2 1 1
44 H7

90 ±0.05
45°
0
-
28.5
0.1 47 4x 9 THRU
O
O
70
+0.1
15
0.20
0.10
+-
C
N8
2
• 06/03/2014
Gear
chamfers are 45
Technion
Output Cover
SURFACE FINISH:
TOLERANCES:
LINEAR:
ANGULAR:
TITLE:
DEBUR AND
WEIGHT:
DWG NO.
MATERIAL:
NAME SIGNATURE DATE
EDGES
FINISH:
BREAK SHARP
DRAWN
IT 14
1
If not symboled otherwise
and 1mm length
Ra 6.3
A
A
0.1
B
110
72 m6
SECTION
0.1
O-O
B
0.1 B
W
30
58 H8
72
8
20 0
35.50
64
DETAIL W
SCALE 2 : 1
0.2 A
R1 TYPE
0.50
R0.30
0.50
R2
10

SECTION G-G
SCALE 1 : 2
18.50
17.50
33
34
46
9
12.50
20
6.50 73
14.50
5
35
72
40
17
52
25
24
56
49
6
12
35
147.58
28.42
31
18
36
10
43.78
14
134.12
4
G G
ANGULAR:
FINISH:
DRAWN Anton Tabakman 06/03/2014
Technion
Assmbely plane
WEIGHT:
A3
TITLE:
DWG NO.
SCALE 1:2 SHEET 4 OF 7
MATERIAL:
DATE
DRAWN
NAME
DEBUR AND
BREAK SHARP
SIGNATURE
EDGES
SURFACE FINISH:
TOLERANCES:
LINEAR:
Gear
85
27
45.50
37.50

29
24
6
16
12
11
22
3
18
8 15
7
25
31
32 26
27
30
34
06/03/2014
Technion
Assmbely
SURFACE FINISH:
TOLERANCES:
LINEAR:
ANGULAR:
WEIGHT:
A3
TITLE:
DWG NO.
SCALE 1:2 SHEET 5 OF 7
MATERIAL:
NAME SIGNATURE DATE
DEBUR AND
EDGES
FINISH:
BREAK SHARP
DRAWN
Gear
17
10
19
13
23
24
2
4
1
14
9
21
20

ITEM NO. DESCRIPTION PART QTY. STANDART COMMENTS
1 Box Base GEAR-1-001.101 1 CAST
2 Box Cover GEAR-1-001.102 1 CAST
3 Bearings House GEAR-1-001.103 1
4 Shaft GEAR-1-001.201 1 17 MM DIAMETER
7 Gear GEAR-1-001.301 1 35 MM INNER DIAMETER
8 Gear GEAR-1-001.302 1 25 MM INNER DIAMETER
9 Cover GEAR-1-001.401 1 17 MM INNER DIAMETER
10 Cover GEAR-1-001.402 1 NO SHAFT HOLE
11 Cover GEAR-1-001.403 1 NO SHAFT HOLE
12 Cover GEAR-1-001.404 1 35 MM INNER DIAMETER
13 Parallel Pin GEAR-1-001.501 1 FOR 17 MM SHAFT
17 Window GEAR-1-001.601 1 TRANSPERT WHITE
18 Oil Window GEAR-1-001.602 1 TRANSPERT WHITE
19 Bearing GEAR-1-001.701 2 SKF 30203_J2
20 Bearing GEAR-1-001.702 2 SKF 33205_Q
21 Bearing GEAR-1-001.703 2 SKF 33207_Q
22 Seal GEAR-1-001.801 1 35X58X10_HMSA10_RG
23 Seal GEAR-1-001.802 1 17X30X7_HMSA10_RG
24 Bolt GEAR-1-001.901 2 DIN 580 M8x1.25
25 Screw GEAR-1-001.902 3 DIN 931 M8x100
26 Screw GEAR-1-001.903 20 DIN 558 M8x25
27 Screw GEAR-1-001.904 1 DIN 558 M8x16
28 Screw GEAR-1-001.905 3 ANSI B18.2.3.2M M8x80
29 Screw GEAR-1-001.906 2 DIN EN 28765 m10x55
30 Nut GEAR-1-001.907 10 DIN 439 M8
31 Washer GEAR-1-001.908 19 M8X1X15
32 Washer GEAR-1-001.909 16 ISO 7092 M8X1X14
33 Washer GEAR-1-001.910 2 ISO 7092
34 Pin GEAR-1-001.911 2 DIN 7 6x6
06/03/2014
Technion
Bill Of Materials
SURFACE FINISH:
TOLERANCES:
LINEAR:
ANGULAR:
WEIGHT:
A3
TITLE:
DWG NO.
SCALE SHEET 6 OF 7
MATERIAL:
NAME SIGNATURE DATE
DEBUR AND
EDGES
FINISH:
BREAK SHARP
DRAWN
Gear

חישובים ראשוניים
Pbc  2000 [N] הכוח המועיל על הסרט
Vbc  0.9 מהירות המועיל על סרט המסוע [m/s]
קוטר תוף המסוע [m]
Dbc  0.23
tl  20000 משך החיים [hours]
η_bc  0.97 החלקה המסוע
η_gear  0.9852  0.97 נצילות שני זוגות גלגלי שיניים
η  η_bcη_gear  0.941 נצילות כללית
הספק נדרש אידאלי
Nd  PbcVbc  1.8  103
w
Ne
Nd
η
  1.913  103 w הספק נדרש אמיתי - עם הפסדים
PE 100LA מנוע נבחר
Nm 2200 הספק מנוע נבחר [W]
ωm 14202 π
   148.7 מהירות סיבובית של מנוע נבחר [Rad/sec]
60
ωbc
Vbc
  8.07 מהירות סיבובית של המסוע כולל החלקת סרט
0.5Dbcη_bc
[rad/s]
u ωm
יחס   18.43 העברה נדרש כולל החקלת סרט המסוע
ωbc
לפי גרף האקסל
u1  5.71 u2
u
u1
  3.228

Torsion force calculations
u1
91
16
  5.688 u2
62
19
  3.263 calculated new ratios
T1
Ne
ωm
 Ne  1.913  103 ωm  148.702
w
rad
sec
T1  12.862 Nm moment provide by the motor
ω2 ωm
  26.145 ω2_rpm ω2
u1
60
2π
   249.67 ωm_rpm ωm
60
2π
Rad    1.42  103
s rpm rpm
N2  Ne η_gear  1.884  103
w
T2
N2
ω2
  72.056
Nm
N3  N2 η_gear  1.856  103
w
ω3 ω2
  8.012
u2
T3
N3
ω3
  231.603
ω3_rpm ω3
60
2π
   76.512
rpm
τ  25106 MPa
Chossing basic diamaters for Shafts
D1
3
5
T1
τ
   0.014
D1  0.017
m
D2
3
5
T2
τ
   0.024
D2  0.025
m
D3
3
5
T3
τ
   0.036
D3  0.035
m

חישובי ממדים גיאומטריים של התיבה
היחס בין המידות בגופים יצוקים - טבלה א מרחק בין צירים
a
90
1000
  0.09 q  0.003 ממסרת כפולה
m
δ 0.025a  q 5.25 10  3    חייב להיות גדול מ 7- מ"מ עובי דופן בגוף התיבה
m
δ  0.007 7- הגדלנו ל
δ1 0.002a  q 3.18 10  3    עובי דופן במכסה
m
s  1.5δ  0.011 m עובי האוגן במישור החלוקה
s 10 10 3  
m נעגל עד לרמה של 0.5 מ"מ
s1 1.5δ1 4.77 10 3   
m
s1 5 10 3  
m
g  2.35δ  0.016
m עובי האוגן בבסיס התיבה
e 0.8δ 5.6 10 3    עובי הצלעות בגוף
ו
amin 1.1δ 7.7 10 3    מרווח מינימלי בין הגוף וגלגל השיניים
aclearance 1.2δ 8.4 10 3    מרווח מחושב בין הגוף וגלגל השיניים
חישובי ברגים מטבלה ה ו- ו
d1  0.012 m קוטר בורג היסוד
רוחב האוגן
K1  0.033
m
לפי טבלה ו' עבור ממסרת כפולה
בדקנו לפי סכימת המרחקים בין צירים שהוא 180 מ"מ
ddrill1  0.013 m
Dbolt1  0.036 m
m1  K1  1.5δ  0.044 רוחב שטח תמיכה בבסיס התיבה
לכן זה מחוץ לסקלת הטבלה שהמינמום שלה הוא בורג בקוטר 16
לכן בחרנו בבורג הסטנדטי מתחת שהוא 12 מ"מ
m

d2 0.75d1 9 10 3    קוטר בורג גדול המחבר את שני חלקי התיבה
m
d2  0.01
m עיגלנו כלפי מעלה להגיע לבורג סטנדרטי - ISO 262
k2  0.028 רוחב האוגן - לפי טבלה ה
m
d3 0.6d1 7.2 10 3    קוטר בורג קטן המחבר את שני חלקי התיבה
m
d3  0.008 עיגלנו כלפי מעלה להגיע לבורג סטנדרטי - ISO 262
k3  0.024 pg 176 atlas
m

Selected bearings proporties
R  0.95 general quialty factor Lh  20000 required working period
hours
B - bearing width C - Basic dynamic load ratings
Selected input bearing - SKF 30203 J2
B1  0.01325 D1  0.017 C1  19000 e1  0.35 Y1  1.7
m N
dbmin1  0.025 ramax1  0.001 m Damin1  0.040 Damax1  0.041
m m m
damax1  0.025
m
Selected transfer bearing - SKF 33205/Q *
B2  0.022 D2  0.025 C2  54000 e2  0.35 Y2  1.7
m m N
db2  0.034 ramax2  0.001
m m
ramax is choseen to be excetly the maximum limit allowed by the bearing
therefor the tollrance should be maximum 0
Selected output bearing - SKF 33207/Q
B3  0.028 D3  0.035 C3  84200 e3  0.35 Y3  1.7
m m N
db3  0.044 ramax3  0.001
m m
SKF 30203 J2 - sketch

Gear dimennsions
First gear second gear
mn1  0.0015 mn2  0.002
dw1b  0.14458 dw1s  0.02542 dw2b  0.13012 dw2s  0.03988
dedendum1 1.25mn1 1.875 10 3    dedendum2 1.25mn2 2.5 10 3   
m m
d'w1b  dw1b  2dedendum1  0.141 d'w2b  dw2b  2dedendum2  0.12512
m m
d''w1b  dw1b  2mn1  0.14758 d''w2b  dw2b  2mn2  0.13412
m m
dw1s  2mn1  0.02842 d'w2s  dw2s  2dedendum2  0.035
m m
d''w2s  dw2s  2mn2  0.04388
m
Clutch Schema (from N-EPEX catalog)

Clutch calculations
Load classification is "M" for Belt conveyors (bulk matrial) according to table 8.1 at N-EUPEX
f  1.25 service factor for electric mototrs according to table 8.11
Tk1  f T1  16.078 Flexible Coupling for input clutch
Tk3  f T3  289.503 Flexible Coupling for output clutch
Selected clutch for input : B 59 according to table 15.1 (pg. 15) in N-EUPEX-DS-Coupling
Selected clutch for output : B 140 according to table 15.1 (pg. 15) in N-EUPEX-DS-Coupling
Lc1  0.02 Lc3  0.055 length of clutchs according to table 15.1 (pg.15)
m m
dm1  0.04 dm3  0.1 diameter of clutchs according to table 15.1 (pg.15)
m m
Km  0.15 enviromental factor
Fm1
2Tk1
dm1
  803.88 Fm3
2Tk3
dm3
  5.79  103
N N

Shaft dimensaions
according to sketch in First stageH.doc
k  0.01 h  0.002 i  0.012 t  0.006 ac  0.009
עובי גלגל שיניים
b3  0.031 b23  0.035 b21  0.014 b1  0.018
C2  0.0015 C3  0.002 C1  0.001
n 4C1 4 10 3   
f1  0.0015 f2 1.5C2 2.25 10 3    f3 1.5C3 3 10 3   
q3  0.5B3  0.014
q1 0.5B1 6.625 10 3   
b
ouput shaft
l31  Lc3  k  q3  i  0.5B3  0.105 distance between output clutch to bearing
m
l32  0.5B3  h  ac  0.5b3  0.041 distance between output bearing to gear
m
l33  0.5b3  ac  h  0.5B3  0.041
m distance between output gear to bearing
input shaft
l11  Lc1  k  q1  i  0.5B1  0.055 distance between input clutch to bearing
m
l12  0.5B1  h  ac  0.5b1  0.027
m distance between input bearing to gear
l13  0.5b1  ac  h  0.5B1  0.027
m
distance between input gear to bearing
Transfer shaft
l23  0.5B2  h  ac  0.5b1  0.031 m distance between output gear to bearing

distance between input
l22  0.5B1  ac  h  b1  t  n  B1  h  ac  0.5b1  0.079 gear to output gear
m
l21  0.5b3  ac  h  0.5B2  0.038 distance between bearing to input gear
m
Box dimeensions
s δ 7 10 3    clearance around gears
box_length dw1b  2δ  2s
dw1s
2

dw2b
2
   0.2504
box_length  0.251 rounding up (adding 0.6 mm in middle between bearings)
inner_box_length  box_length  2δ  0.237
Lbox_outter_width  ac  b1  ac  h  B1  t  n  B3  h  ac  b3  ac  0.14025
m
Lbox_outter_width  0.141 rounding up by 0.75mm
m
Parllel pins calculations
Calcuations according to ISO DIN 6885 - Atlas Golomb book

units are in SI: distance in meters, pressure in pascal
Clutch parllel pins
D1  0.017
m
bt1  0.005 width of tenon ht1  0.005 height of tenon t11  0.0029 Mortise depth
σcr1  100106
pa
lk1
2T1
7.206 10 3   
σcr1D1ht1  t11
m
D3  0.035
σcr3  200106
pa
lk3
2T3
  0.0201
σcr3D3ht3  t13
m
Gear parllel pins

dbmin1  0.025
m
bt1g  0.008 width of tenonht1g  0.007 height of tenon t11g  0.0054 Mortise depth
m m
σcr1g  200106
pa
lk1g
2T1
3.216 10 3   
σcr1gdbmin1ht1g  t11g
m
lk1g 3.5 10 3  
m
db2  0.034
σcr2  200106
pa b21  0.014
lk2
2T2
6.422 10 3   
σcr2db2ht2  t12
m
rounding up
lk2 6.5 10 3  
m
db3  0.044
bt3g  0.014 width of tenon ht3g  0.009 height of tent1o3ng  0.0055 Mortise depth
m m m
σcr3g  200106
pa
lk3g
2T3
  0.015
σcr3gdb3ht3g  t13g
m
חישובי הכוחות הפועלים על המיסבים

ϕn 20
(2π)
360
  0.349 dw1 25.42 10 3   קוטר מעגל החלוקה גג"ש ראשון
rad m
ψ1 19.245
(2π)
360
   0.336 זווית הליקס זוג גג"ש ראשון
rad
Wt1
T1
dw1
2
  1.012  103 הכוח הטנגנטי בגג"ש הראשון
N
Wr1  Wt1tanϕn  368.325 הכוח הרדיאלי בגג"ש ראשון
N
Wa1  Wt1tanψ1  353.295 הכוח הצירי בגג"ש ראשון
N
Ax1  0 Bx1  Wa1  353.295
N
My1 Wa1
dw1
2
   4.49
Nm ממונט כפיפה מכוח צירי בקצה הגג"ש הראשון
Bz1
Wr1l12  My1
  99.836 כוח על מיסב הקרוב למנוע
2l12
N
Az1  Wr1  Bz1  268.489 כוח על מיסב שני בגל הכניסה
N
By1
Wt1 l12  Fm1 2l12 l11      


  1.132  103
2l12
N
Ay1  Wt1  By1  Fm1  1.34  103
N
  2  1.136  103
2 Bz1
B1tot By1
N
  2  1.367  103
2 Az1
A1tot Ay1
N
M13(x)  Az1x M13l12  7.149 Nm
M12(x)  M13l12  Az1  Wr1x  l12  My1 M12l12  2.658 Nm
M1y(x) M13(x) if x  l12
M12(x) if l12  x  2l12
0 if 2l12  x


0 0.05 0.1
6
4
2
0
M1y(x)
x
Mz13(x)  Ay1x Mz13l13  35.679
Nm
Mz12(x)  Mz13l13  Ay1  Wt1x  l13 Mz12l12  l13  44.414
Nm
Mz11(x)  Mz12l12  l13  Ay1  Wt1  By1x  l12  l13
Mz11l11  l12  l13 2.132 10 14  
Nm
Mz1(x) Mz13(x) if x  l13
Mz12(x) if l13  x  l13  l12
Mz11(x) if l13  l12  x  l11  2l12

0 0.05 0.1
40
30
20
10
0
Mz1(x)
x
l13 0.027  M1tot x ( ) Mz1 (x)2  M1y(x)2 M1totl13  l12  44.414
0 0.05 0.1
40
30
20
10
0
M1tot(x)
x
מהלך כוחות על גל שלישי - גל יציאה, הגדול ביותר והקרוב למסוע

dw3 130.12 10 3   קוטר מעגל החלוקה גג"ש אחרון
m
ψ3 17.647
(2π)
360
   0.308 זווית הליקס זוג גג"ש אחרון
rad
Wt3
T3
dw3
2
  3.56  103 הכוח הטנגנטי בגג"ש אחרון
N
Wr3  Wt3tanϕn  1.296  103 הכוח הרדיאלי בגג"ש אחרון
N
Wa3  Wt3tanψ3  1.132  103 הכוח הצירי בגג"ש אחרון
N
Ax3  Wa3  1.132  103 Bx3  0
N
My3 Wa3
dw3
2
   73.678
Nm ממונט כפיפה מכוח צירי בקצה הגג"ש החאורן
Bz3
Wr3l32  My3
  261.767 כוח על מיסב הראשון בגל היציאה בציר זד
2l32
N
l32  0.041
Az3  Wr3  Bz3  1.557  103
N כוח על מיסב הקרוב למסוע בציר זד
Ay3
Wt3 l32  Fm3 2l32 l31      

  1.152  104 כוח על מיסב הקרוב למסוע בציר ווי
2l32
N
By3  Wt3  Fm3  Ay3  9.286  103 כוח על מיסב הראשון בגל היציאה ווי
N
  2  9.289  103 כוח שקול על מיסב הראשון בגל היציאה
2 Bz3
B3tot By3
N
 2  Az3
2  1.162  104 כוח שקול על מיסב הקרוב למסוע
A3tot Ay3
N
My33(x)  Az3x My33l32  63.076
My32(x)  My33l32  Az3  Wr3x  l32  My3 My32l32  l32  0
My32l32  10.602
My3(x) My33(x) if x  l32
My32(x) if x  l32


0 0.02 0.04 0.06 0.08
0
 20
My3(x)
 40
 60
x
Mz31(x)  Fm3x Mz31l31  607.957 l32  0.041
N
Mz32(x)  Mz31l31  Fm3  Ay3x  l31 Mz32l32  l31  376.065
Mz33(x)  Mz32l32  l31  Fm3  Ay3  Wt3x  l31  l32
Mz33l33  l32  l31  0
Mz3(x) Mz31(x) if x  l31
Mz32(x) if l31  x  l31  l32
Mz33(x) if l31  l32  x  l31  2l32

0 0.05 0.1 0.15
0
 200
Mz3(x)
 400
 600
x
 (x)2  My3(x)2
M3tot x ( ) Mz3
0 0.05 0.1 0.15
600
400
200
0
M3tot(x)
x

Transfer shaft calculations
קוטר מעגל החלוקה של גג"ש קטן בזוג שני
dw2s 39.88 10 3   m
B2x  Wa3  Wa1  779.164 A2x  0
Ma3
dw2s
2
 Wa3  22.581 Ma1
dw1b
2
 Wa1  25.54
Nm Nm XZ Plane
B2z
Wr3l21  Wr1l21  l22  Ma3  Ma1
  600.5
l21  l22  l23
N
A2z  Wr3  Wr1  B2z  1.064  103
N
My21(x)  A2zx My21l21  39.883
Nm
My22(x)  My21l21  Ma3  Wr3  A2zx  l21 My22l21  l22  44.15
Nm
My23(x)  My22l21  l22  Ma1  Wr1  Wr3  A2zx  l21  l22
My23l23  l22  l21 7.105 10 15  
Nm
My2(x) My21(x) if 0  x  l21
My22(x) if l21  x  l21  l22
My23(x) if l21  l22  x  l21  l22  l23

My2l21  62.464
Nm
0 0.05 0.1
60
40
20
0
My2(x)
x

B2y
Wt3l21  Wt1l21  l22
  106.708
l21  l22  l23
N
A2y  Wt3  Wt1  B2y  2.441  103 N
Mz21(x)  A2yx Mz21l21  91.543 Nm
Mz22(x)  Mz21l21  Wt3  A2yx  l21 Mz22l21  l22  3.308 Nm
Mz23(x)  Mz22l21  l22  Wt3  Wt1  A2yx  l21  l22
Mz23l23  l22  l21 1.776 10 15   Nm
Mz2(x) Mz21(x) if 0  x  l21
Mz22(x) if l21  x  l21  l22
Mz23(x) if l21  l22  x  l21  l22  l23

0 0.05 0.1
0
 50
Mz2(x)
 100
x
M2tot(x)  Mz2(x)2  My2(x)2
0 0.05 0.1
150
100
50
M2tot(x)
x
 2  B2z
2  609.87 A2tot A2y
B2tot B2y
 2  A2z
2  2.663  103 M2totl21  110.824
N N Nm

checking alloweds loads on bearing
A1tot  1.367  103 B1tot  1.136  103 Radial force applied on input bearings
Ax1  0 Bx1  353.295 Axial force applied on input bearings
Lin
60ωm_rpmLh
  1.704  103
106
ab
10
3
  3.333 מקדם למיסב גלילי
milions of revoultion
e1a_check
Ax1
A1tot
  0 e1  0.35 e1b_check
Bx1
B1tot
  0.311
X1a 0.4 if e1a_check  e1
  1 X1b 0.4 if e1b_check  e1
1 otherwise
  1
1 otherwise
Y11a Y1 if e1a_check  e1
  0 Y11b Y1 if e1b_check  e1
0 otherwise
  0
0 otherwise
P1a  X1aA1tot  Y11aAx1  1.367  103 P1b  X1bB1tot  Y11bBx1  1.136  103
P1max  maxP1aP1b  1.367  103
N
R  0.95 Quailty Factor
Cbin
P1max
Lin
6.84


1
ab



  1.532  104
ln
1
R




1
1.17ab
N
Expected dynamic loading on input bearing
לפי חוברת קורס תכן מכני 1 - הנדסת מכונות - טכניון - עמ' 49
nc1
C1
Cbin
  1.24
safety factor for dynamic loading on input bearing

L3
60ω3_rpmLh
  91.814 milions of revoultion
106
e3a_check
Ax3
A3tot
  0.097 e3  0.35 e3b_check
Bx3
B3tot
  0
  1 X3b 0.4 if e3b_check  e3
1 otherwise
  1
1 otherwise
0 otherwise
  0
0 otherwise
P3a  X3aA3tot  Y33aAx3  1.162  104 P3b  X3bB3tot  Y33bBx3  9.289  103
N N
P3max  maxP3aP3b  1.162  104
P3max
C3
 0.138 for chossing shaft tolrance according to SKF recommandation
Expected dynamic loading on output bearing
Cb3
P3max
L3
6.84


1
ab



  5.424  104 לפי חוברת קורס תכן מכני 1 - הנדסת מכונות - טכניון
ln
1
R




1
1.17ab
N
nc3
C3
Cb3
  1.552 Safety factor for dynamic loading on output bearing
L2
60ω2_rpmLh
  299.604 milions of revoultion
106

e2a_check
A2x
A2tot
  0 e2  0.35 e2b_check
B2x
B2tot
  1.278
  1 X2b 0.4 if e2b_check  e2
1 otherwise
  0.4
1 otherwise
0 otherwise
  1.7
0 otherwise
P2a  X2aA2tot  Y22aA2x  2.663  103 P2b  X2bB2tot  Y22bB2x  1.569  103
P2max  maxP2aP2b  2.663  103
Expected dynamic loading on output bearing
לפי חוברת קורס תכן מכני 1 - הנדסת מכונות - טכניון
Cb2
P2max
L2
6.84


1
ab



  1.772  104
ln
1
R




1
1.17ab
N
nc2
C2
Cb2
  3.047 Safety factor for dynamic loading on transfer bearing
Calculating of concetration of load
selected metrail : Carbon steel - 1040 Q&T @1200 F International Nickel Co.

Sy  434106 Tensile Yeild Strength Sut  634106 Ultimate Tensile Strength
pa pa
S'e 0.5Sut if Sut  1400106
  3.17  108 "techan" book, p.32-35
700106 if Sut  1400106
pa
Gear
Kfs Kf Sut [pa]
1.46 1.55 6E+08
1.52 1.65 8E+08
1.58 1.72 1E+09
1.6 1.75 1.2E+09
Kf_gear  1.56
Gear senstivty
Kfs_gear  1.52
ramax1 1 10 3   ramax2 1 10 3   fillet radius maximum tollarnce R1
q11  0.7 qs11  0.9 Shigley 8th ed. - figure 6-20 and 6-21
q21  0.7 qs21  0.9
for brinell hardness 192 HB
q22  0.7 qs22  0.9
q23  0.7 qs23  0.9
Bending
q31  0.7 qs31  0.9
Torsion

Cload  1 Torsion and Bending
C1size 1.189D1 0.097   1.765 C2size 1.189D2 0.097   1.701
C3size 1.189D3 0.097   1.646
Asurf  4.51 bsurf  0.265 Machined
Csurf Asurf
Sut
106


bsurf
   0.816 Csurf 1 if Csurf  1
  0.816
Csurf otherwise
Ctemp  1 for T<450C

Creliab  0.868 for 95% reliability
Se1  CloadC1sizeCsurf CtempCreliabS'e  3.963  108
pa
pa
pa
dbmin1
D1
 1.471
fillet factor for Torssion load on input shaft

As11  0.84897 bs11  0.23161 From "Techan Mechani 1" course book
Kts11 As11
ramax1
D1


bs11
   1.636 Kfs11  1  qs11Kts11  1  1.573
fillet factor for Bending load on input shaft
AB11  0.93836 bB11  0.25759 From "Techan Mechani 1" course book
Kt11 AB11
ramax1
D1


bB11
   1.947 Kf11  1  q11Kt11  1  1.663

M'11 M1tot l13  l12
B1
2



  42.246
Nm
n11
32
πD13
Kf11M'11
Se1


2
T1
Sy
Kfs11T1
Se1



2


 1
2


 1
  2.477
M'12  M1totl13  36.388
Nm
n12
32
 3
π dw1
 
Kf_gearM'12
Se1


2
T1
Sy
Kfs_gearT1
Se1



2

1
2


 1
  9.859
n1tot  minn11n12  2.477 saftey factor fo input shaft

Transfer Shaft Calculations
M'21  M2totl23  82.546 T2  72.056 D2  0.025
Nm Nm mm
Kf_gear  1.56 Kfs_gear  1.52 d3gear  0.03988 db2  0.034
mm mm
n21
32
 3
π d3gear
Kf_gearM'21
Se2


2
T2
Sy
Kfs_gearT2
Se2



2



1
2


 1
  11.026
fillet factor for Bending load on transfer shaft ramax2 1 10 3  
db2
D2
 1.36
Kt22 AB22
ramax2
D2


bB22
   1.992 Kf22  1  q22Kt22  1  1.694
M'22 M2tot
B2
2


  29.29
Nm
n22
32
πD23

Kf22M'2 22
Se2



1
2


 1
  11.8
fillet factor for Bending load on transfer shaft r23  0.002 d23  0.03
d'w2s
d23
 1.163
Kt23 AB23
r23
d23

 bB23
   1.742 Kf23  1  q23Kt23  1  1.519
fillet factor for Torsion load on transfer shaft r23 2 10 3   d23  0.03
d'w2s
d23
 1.163

Kts23 As23
r23
d23


bs23
   1.379 Kfs23  1  qs23Kts23  1  1.341
M'23 M2tot l23
b23
2



  99.337
Nm
n23
32
 3
π d23
Kf23M'23
Se2


2
T2
Sy
Kfs23T2
Se2



2



1
2


 1
  4.601

Output Shaft Calculations
fillet factor for Bending load on output shaft ramax3 1 10 3  
db3
D3
 1.257
Kt31 AB31
ramax3
D3


bB31
   2.099 Kf31  1  q31Kt31  1  1.769
fillet factor for Torsion load on output shaft ramax3 1 10 3   db3  0.044
db3
D3
 1.257
Kts31 As31
ramax3
D3


bs31
   1.834 Kfs31  1  qs31Kts31  1  1.751
B3  0.028
M'31 M3tot l31
B3
2



  527.89
Nm
n31
32
 3
π db3
Kf31M'31
Se3


2
T3
Sy
Kfs31T3
Se3



2



1
2


 1
  2.78

Or_Anton-GEAR4-1-ver3.xmcd 1/4 17/03/2014
Calculation of first gears
u2
62
19
  3.263 utot  18.4
Gear ratio (never less than 1) [1,p.4]
u
utot
u2
  5.639 n1  1420 rpm t  20000 hr
----------------------------------------------------------------------------------------
Ko  1 overload factor, [2,p.7]
Ks  1 size factor, [1,p.38]
ZR  1 surface condition factor for pitting resistance [2,p.7]
ZE  190 (N/mm2)^0.5 elastic coefficient
-----------------------------------
allowable contact stress number, N/mm2 . [1,p.23, table 3
σHP  1035 Nitrided steel grade 2, min surface hardness 83.5 HR15N
nL  t60n1 nL  1.704  109 ZN 1.4488 nL
 0.023  
nL is number of load cycles for n.L>10^7
ZN  0.889 stress cycle factor for pitting resistance [1,p.37, Fig. 17]
ZW 1 hardness ratio factor for pitting resistance [1,p.17]
Yθ  1 temperature factor [2, #5.1.1]]
YZ  1 reliability factor (R=0.99) [2, #5.1.1]
1
SH  1 safety factor for pitting [2, #5.1.1]
σH.all
σHP
SH
ZNZW
Yθ YZ
  allowable contact stress number [1, eq(6), p.10]
σH.all  920 MPa = N/mm2
-----------------------------------------
Paz  1.91 kW
CSF  1.25 application factor [1, p. ?]
require
Par  PazCSF Par  2.387
n1  1420 rpm n1  1.42  103 ω1
π
30
 n1
ω1  148.7 rad/s
----------------------------------------
kb  0.5
kω  1.91107

-----------------------------------------------------------------------------------------------------
a  85* mm
dw1a 2
a
u  1
  dw1a  25.607 operating pitch diameter of pinion, mm
o
z1  16 β1  15
mn1
dw1a
z1
cos β1 π
180
 

  mn1  1.546
mn  1.5 [3, p.835, Table 13-2]
z12  z1u z12  90.219 z2  91
β acos
z1  z2
2a
mn


180
π
  β  19.245
dw1s
mn
 z1 dw1s  25.42 mm
cos β
π
180
 

3πmn  14.1
b  kbdw1s  12.71
b  14 mm
5πmn  23.6
mt
dw1s
z1
 mt  1.589
dw2
mn
 z2 dw2  144.58 mm
cos β
π
180
 

v ω1
dw1s
2000
  v  1.89 m/s
_____________________________________________________________________
Pitting-resistance geometry factor calculation [3, p.919]
ZI [1]==I [3]
mG
z2
z1
 mG  5.688 β  19.245
ϕn 20 π
  ϕt atan
180
tan(ϕn)
cos β
π
180
 



 ϕt  0.368
mt
mn
 mt  1.589 transverse metric module, mm. [1, p. 3]
cos β
π
180
 

rp
πmtz1
 rG πmt
2
z2
2
  rbp  rpcos(ϕt) rbG  rGcos(ϕt)
ad  mn ad  1.5 addendum [3,p.836, Table 13-4]
A rp ad  ( )2 rbp2  

0.5
 A  18.12

B rG ad  ( )2 rbG2  

0.5
 B  85.774
C  (rp  rG)sin(ϕt) C  96.055
Ac  if (A  CAC) Ac  18.1
Bc  if (B  CBC) Bc  85.8
Z  Ac  Bc  C Z  7.839
PN  πmncos(ϕn) PN  4.428
mN
PN
0.95Z

mN  0.595
ZI
cos(ϕt)sin(ϕt)
2mN
mG
mG  1
  ZI  0.24
Load-Distribution Factor Km or KH Km=Cmf [3]
________________________________________________
Cmc  1 Cmc=1 for uncrowned teeth, Cmc=0.8 for crowned teeth
Cpf (Fd) if F  25.4 F
  0.025 F
10d
10d
 0.0375 0.0125
F
25.4
   

 F==b
Cpf bdw1s  0.03
Cpm  1 Cpm=1 for symmetry; 1.1 - non symmetry
  0.093 10 4  F
Cma(F) 0.127 0.0158
F
25.4
25.4


2
   Cma(b)  0.136
Ce  1 no gearing adjusted at assembly
Cmf (Fd)  1  Cmc(Cpf (Fd)Cpm  Cma(F)Ce)
Cmf bdw1s  1.166
KH  Cmf bdw1s
KH  1.166
--------------------------------------------------------------------------------------------------
Dynamic factor calculation K [1,p. 15]
Qv  6
B 12  Qv
2
3 1
4
  A  50  56(1  B) for 5<=Q
Kν
A  (200v)0.5
A


B
 Kν  1.262
-------------------------------------------------------------------------------------------

Transmitted tangential load, N. [1, p.12, # 7.1]
Par  2.387 kW ω1  148.7 rpm
Ft Par
2106
ω1dw1s
  N Ft 1 10 3
  N
--------------------------------------------------------------------------------------------------
Contact stress number [1, #5.1.1, p. 9]
σH ZE FtKo Kν  Ks
KH
dw1sb

ZR
ZI
   σH  886 N/mm2
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Bending strength [1,p.10, # 5.2.1]
KB  1.0 for mB>=1.2; where mB=tR/ht . [1, p.56, Fig.B.1] rim thickness factor [1, #5.2.5]
YJ  0.50
σF FtKo Kν  Ks 1
bmt

KHKB
YJ
  Bending stress number [1,# 5.2.1, eq (10)]
σF  167 N/mm2
Ft 1 10 3
  b  14 mm mt  1.589
Allowable bending stress number [1,p.10, # 5.2.2]
HB  300 core hardness, HB [1, Fig.10, p. 26]
allowable bending stress number [1, Fig.10, p. 26].
σFP  0.568HB  83.8 Nitrided steel grade 2
σFP  254 N/mm2
91
 0.0178  stress cycle factor for bending strength [1, #17,p.37, Fig. 18]
YN 1.3558nL
YN  0.929
SF  1 safety factor for bending strenth [2, #5.1.1]
σF.all
σFP
SF
YN
Yθ YZ
σF.all  236 N/mm2
SFf
σF.all
σF
 SFf  1.41
SHf
σH.all
σH
 SHf
2  1.077

Or_Anton-GEAR4-2-05-ver3.xmcd 1/7 17/03/2014
Calculation of seconed gears
Q  6 6 איכות גלגלי שיניים הוא
u1  5.71 Gear ratio (never less than 1) [1,p.4]
u
18.43
u1
 u  3.228 t  20000 hr נניח כי אין החלקה במערכת
n1
1420
u1
 rpm n1  249 rpm גלגל הקטן בזוג השני
----------------------------------------------------------------------------------------
Ko  1 overload factor, [2,p.7]
Kν  1.132 dynamic factor (first step - initial value)
Ks  1 size factor, [1,p.38]
KH  1.209 load distribution factor, (initial value) גגש קטן עובד יותר
ZR  1 surface condition factor for pitting resistance [2,p.7] טיב פני שטח
ZE  190 (N/mm2)^0.5 elastic coefficient מקדם אלסטיות - אצלנו שני הגלגלים מפלדה
ZI  0.22 geometry factor for pitting resistance (first step - initial value) גורם צורה של שן
-----------------------------------
allowable contact stress number, N/mm2 . [1,p.23, table 3
Nitrided steel grade 2, min surface hardness 83.5 HR15N
מאמצי מגע
σHP  1035
nL  t60n1 nL  2.984  108 ZN 1.4488 nL
 0.023  
nL is number of load cycles - מספר מחזורי עומס for n.L>10^7
ZN  0.925 stress cycle factor for pitting resistance [1,p.37, Fig. 17]
ZW 1 hardness ratio factor for pitting resistance [1,p.17] יחס בין קשיות גלגל קטן לגדול
Yθ  1 temperature factor [2, #5.1.1]] פחות מ 125- מעלות לכן לא משפיע
YZ  1 reliability factor (R=0.99) [2, #5.1.1] גורם אמינות
SH  1 safety factor for pitting [2, #5.1.1] pitting - גומות קטנות שנוצרות במגע בין שני גלגלי השיניים
אמנם אין עומס גבוה לכן לא משפיע
σH.all
σHP
SH
ZNZW
Yθ YZ
σH.all  957 MPa = N/mm2
-----------------------------------------
הספק על גלגל שיניים קטן בזוג הראשון -N ק
Paz  1.91 kW
CSF  1.25 application factor [1, ?] השימוש של המסוע - עומס כתוצאה ממשקל המוצר
ηg  0.985 נצילות זוג גלגל שיניים
Par  PazCSFηg Par  2.352 הספק של גלגל שיניים קטן בזוג השני

n1  249 rpm n1  248.7 ω1
π
30
 n1
ω1  26 rad/s
----------------------------------------
kb אם  גל לא סימטרי 0.8 אז בגלל לחצים - bending בין גלגלי שיניים הגל יתעקם והגלגל שיניים יפתח זווית
כפיפה k 1.91107
ω ZI
k1
 k1  0.161
Ko Kν  KsKHZR
[p.14]
dw1
3
Par
kω
k1kb
 2 1
  dw1  38.1 mm קוטר איטרציה ראשונה
 ZE
 2
n1 σH.all
operating pitch diameter of pinion pinion - גלגל שיניים קטן
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
o 16- לפי חישובים שלא נתעסק בהם כדאי מספר שיניים גדול מ
z1  19 β1  15 זווית הליקס
נגדיל זווית הליקס לקבלת עבודה יותר שקטה בזמן כניסה.
בגלל אי-דיוקים בייצור וקשיחות המערכת מתפלפלת בעומס
.ככל שהמערכת יותר קשיחה ניתן לעשות זווית קטנה יותר
mn1
dw1
z1
cos β1 π
180
 

 
mn1  1.937 mm
mn  2 [3, p.835, Table 13-2] עיגלנו כלפי ערך סטנדרטי
קוטר מעגל חלוק ה
dw1s mn
z1
cos β1 π
180
 

 
dw1s  39.34 mm
מרחק בין צירים - a1 3πmn  18.8 מינימום מודל נורמלי
רוחב גלגל שיניי ם
a1
dw1s
2
 (u  1) b  kbdw1s b  31.472
5πmn  31.4 מקסימום מודל נורמלי
a1  83.16 mm b  31 mm
נעגל את המספרים לערכים סטנדרטים
a  85 mm
z12  z1u z12  61.326 z2  62
β acos
z1  z2
2a
mn


180
π
  β  17.647 25- טווח מומלץ הוא בין 10 ל
dw1s
mn
 z1 dw1s  39.88 mm
cos β
π
180
 

קטרי מעגל החלוקה
אסור לעגל את הערכים
dw2
mn
 z2 dw2  130.12 mm
  
cos β
π
180
v ω1
dw1s
2000
  v  0.519 m/s
_____________________________________________________________________

Pitting-resistance geometry factor calculation [3, p.919]
ZI [1]==I [3]
ZI  0.22 o
mG
z2
z1
 mG  3.263 β  17.647
ϕn 20 π
  rad ϕt atan
180
tan(ϕn)
cos β
π
180
 



 ϕt  0.365 rad
mt
mn
 mt  2.099 transverse metric module, mm. [1, p. 3]
cos β
π
180
 

rp
πmtz1
 rG πmt
2
z2
2
  rbp  rpcos(ϕt) rbG  rGcos(ϕt)
ad  mn ad  2 addendum [3,p.836, Table 13-4]
A rp ad  ( )2 rbp2  

0.5
 A  27.46
B rG ad  ( )2 rbG2  

0.5
 B  78.36
C  (rp  rG)sin(ϕt) C  95.279
Ac  if (A  CAC) Ac  27.5
Bc  if (B  CBC) Bc  78.4
Z  Ac  Bc  C Z  10.541
PN  πmncos(ϕn) PN  5.904
mN
PN
0.95Z

mN  0.59
ZI
cos(ϕt)sin(ϕt)
2mN
mG
mG  1
  ZI  0.216

Load-Distribution Factor Km or KH Km=Cmf [3]
________________________________________________
KH  1.209
Cmc  1 Cmc=1 for uncrowned teeth, Cmc=0.8 for crowned teeth
Cpf (Fd) if F  25.4 F
  0.025 F
10d
10d
 0.0375 0.0125
F
25.4
   

 F==b
Cpf bdw1s  0.055
Cpm  1.1 Cpm=1 for symmetry; 1.1 - non symmetry
  0.093 10 4  F
Cma(F) 0.127 0.0158
F
25.4
25.4


2
   Cma(b)  0.146
Ce  1 no gearing adjusted at assembly
Cmf (Fd)  1  Cmc(Cpf (Fd)Cpm  Cma(F)Ce)
Cmf bdw1s  1.207
KH  Cmf bdw1s
KH  1.207
--------------------------------------------------------------------------------------------------
Dynamic factor calculation K [1,p. 15]
Kν  1.132
Qv  6
B 12  Qv
2
3 1
4
  A  50  56(1  B) for 5<=Q
Kν
A  (200v)0.5
A


B

Kν  1.139
-------------------------------------------------------------------------------------------
Transmitted tangential load, N. [1, p.12, # 7.1]
Ft Par
2106
ω1dw1s
  N Ft  4529 N Par  2.352 kW ω1  26 rpm
--------------------------------------------------------------------------------------------------
Contact stress number [1, #5.1.1, p. 9]
σH ZE FtKo Kν  Ks
KH
dw1b

ZR
ZI
   σH  938 N/mm2

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Bending strength [1,p.10, # 5.2.1]
KB  1.0 for mB>=1.2; where mB=tR/ht . [1, p.56, Fig.B.1] rim thickness factor [1, #5.2.5]
YJ  0.50
σF FtKo Kν  Ks 1
bmt

KHKB
YJ
  Bending stress number [1,# 5.2.1, eq (10)]
σF  191 N/mm2
Ft 5 10 3
  b  31 mm mt  2.099
Allowable bending stress number [1,p.10, # 5.2.2]
HB  300 core hardness, HB [1, Fig.10, p. 26]
allowable bending stress number [1, Fig.10, p. 26].
σFP  0.568HB  83.8 Nitrided steel grade 2
σFP  254 N/mm2
 0.0178  stress cycle factor for bending strength [1, #17,p.37, Fig. 18],
YN 1.3558nL
upper curve for for nL>3*10^6 [2, p.8, #5.2.1.1]
YN  0.958
SF  1 safety factor for bending strenth [2, #5.1.1]
σF.all
σFP
SF
YN
Yθ YZ
  allowable bending stress number [1, eq(6), p.10]
σF.all  244 N/mm2
SFf
σF.all
σF
 SFf  1.272
מקדם ביטחון שקרוב לאחד הוא טוב עברונו
SHf
σH.all
σH
 SHf
2  1.042

G roup P roducts Bearings, ... Roller bearings Tapered roller bearings Tapered roller bearings, single row
Radial bearings with cylindrical bore - Fits for solid steel shafts - Radial bearings with cylindrical bore
Radial bearings with cylindrical bore (except high-precision bearings)
Conditions1 ) Examples Shaft diameter, mm Tolerance
class
Ball
bearings1 ) C ylindrical Needle roller Tapered C ARB and
roller bearings with roller spherical roller
bearings machined rings bearings bearings
(with an inner
ring)
Rotating inner ring load or direction of load indeterminate
Light and variable C onveyors, lightly ≤ 17 - - - - js5 (h5)2 )
loads (P ≤ 0,05 C ) loaded gearbox (17) to 100 ≤ 25 - ≤ 25 - j6 (j5)2 )
bearings - - ≤ 10 - - k5
(100) to 140 (25) to 60 (10) to 25 (25) to 60 - k6
- (60) to
140
(25) to 100 (60) to
140
- m6
Normal and Bearing applications ≤ 10 - - - - js5
heavy loads generally, (10) to 17 - - - - j5 (js5)2 )
(P > 0,05 C ) electric motors, (17) to 100 - ≤ 25 - k53 )
turbines, pumps, - ≤ 30 - ≤ 40 - k6
gearing, wood- (100) to 140 (30) to 50 - - 25 to 40 m5
working machines, (140) to 200 - (25) to 60 (40) to 65 - m6
wind mills - (50) to 65 - - (40) to 60 n54 )
(200) to 500 (65) to
100
(60) to 100 (65) to
200
(60) to
100
n64 )
- (100) to
280
(100) to 400 (200) to
360
(100) to
200
p65 )
> 500 - - - - p74 )
- (280) to
500
- (360) to
500
(200) to
500
r64 )
- > 500 - > 500 > 500 r74 )
Heavy to very Axleboxes for heavy - (50) to 65 - - (50) to 70 n54 )
heavy loads and railway vehicles, - (65) to 85 (50) to 100 (50) to
110
- n64 )
shock loads traction motors, - (85) to
140
(100) to 200 (110) to
200
(70) to
140
p66 )
with difficult rolling mills - (140) to
300
> 200 (200) to
500
(140) to
280
r67 )
working conditions - (300) to
500
- - (280) to
400
s6min ± IT6/26 )
(P > 0,1 C ) - > 500 - > 500 > 400 s7min ± IT7/26 )
High demands on Machine tools 8 to 240 - - - - js4
running accuracy - 25 to 40 ≤ 40 25 to 40 - js4 (j5)8 )

with light loads - (40) to
140
(40) to 140 (40) to
140
- k4 (k5)8 )
(P ≤ 0,05 C ) - (140) to
200
(140) to 200 (140) to
200
- m5
- (200) to
500
> 200 (200) to
500
- n5
Stationary inner ring load
Easy axial
displacement of
Wheels on non-rotating
g69 )
the inner ring on axles
the shaft necessary
Easy axial
displacement of
Tension pulleys,
rope
h6
the inner ring on the
shaft
sheaves
unnecessary
Axial loads only
Bearing applications
of
≤ 250 - - ≤250 ≤ 250 j6
all kinds > 250 - - > 250 > 250 js6
1) For norm ally to heavily loaded ball bearings (P > 0,05 C), radial clearance greater than Norm al is often needed when the shaft
tolerance classes in the table
above are used. Som etim es the working conditions require tighter fits to prevent ball bearing inner rings from turning (creeping) on the
shaft. If proper clearance, m ostly larger than Norm al clearance is selected, the tolerance classes below can
then be used:
k4 for shaft diam eters 10 to 17 m m
n6 for shaft diam eters (140) to 300 m m
k5 for shaft diam eters (17) to 25 m m
p6 for shaft diam eters (300) to 500 m m
m 5 for shaft diam eters (25) to 140 m m
For additional inform ation please contact the SKF application engineering service.
2) The tolerance class in brackets applies to stainless steel bearings.
3) For stainless steel bearings within the diam eter range 17 to 30 m m , the tolerance class j5 applies.
4) Bearings with radial internal clearance greater than Norm al m ay be necessary.
5) Bearings with radial internal clearance greater than Norm al are recom m ended for d ≤ 150 m m . For d > 150 m m bearings with radial
internal clearance greater than Norm al m ay be necessary.
6) Bearings with radial internal clearance greater than Norm al are recom m ended.
7) Bearings with radial internal clearance greater than Norm al m ay be necessary. For cylindrical roller bearings radial internal clearance
greater than Norm al is recom m ended.
8) The tolerance class in brackets apply to tapered roller bearings. For lightly loaded tapered roller bearings adjusted via the inner ring,
the tolerance class js5 or js6 should be used.
9) The tolerance class f6 can be selected for large bearings to provide easy displacem ent.

Reduction transmission box for production line with two pairs of gears by Or Hirshfeld and Anton Tabakman

Reduction transmission box for production line with two pairs of gears by Or Hirshfeld and Anton Tabakman

Recommended

Recommended

More Related Content

Featured

Featured (20)

Reduction transmission box for production line with two pairs of gears by Or Hirshfeld and Anton Tabakman