510510 - פרויקט חלקי מכונות תכנון תיבת הפחתה טכניון- מכון טכנולוגי לישראל מנחים: חיים מיכלין, רמי כתב מגישים: אור הירשפלד, אנטון טבקמן תאריך:2 למרץ2512
Jul 20, 2015
פרויקט חלקי מכונות - 510510
תכנון תיבת הפחתה
מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
חיים מיכלין, רמי כתבמנחים:
אור הירשפלד, אנטון טבקמןמגישים:
2512למרץ 2תאריך:
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 2עמוד תכנון מימדים ומציאת ראשוניים חישובים
תוכן עניינים
2 ................................................................................................................................. עניינים תוכן
2 ........................................................................................................................................... תכנון
2 ........................................................................................... מימדים ומציאת ראשוניים חישובים
2 ....................................................................................................................... :מנוע בחירת
0 ........................................................................................................................ העברה יחסי
6 ............................................................................................................ לגלים קטרים מציאת
7 .................................................................................................................... מיסבים בחירת
9 ................................................................................................................... מצמדים בחירת
15 ......................................................................................................................... הגל מימדי
11 ....................................................................................................... והמכסה התיבה מימדי
11 ..........................................................................................................השמן לבדיקת אשנב
12 ..................................................................................................................... ש"הגג מימדי
10 .................................................................................................................. השגמים מימדי
16 ............................................................................................................ גלים על כוחות מהלכי
10 ........................................................... (למנוע הקרוב, כניסה גל) ראשון גל מנטיםמו מהלכי
19 ..................................................................................... (מעבר גל) שני גל מומנטים מהלכי
25 ........................................................... (למסוע הקרוב, יציאה גל) שלישי גל מומנטים מהלכי
21 .......................................................................................................... ביטחון במקדמי עמידה
21 .................................................................................... מיסבים עבור ביטחון מקדמי בדיקת
21 ............................................................................... לגלים והרגישות התיקון מקדמי מציאת
20 .................................................................................................... הגלים של ביטחון מקדמי
15 ............................................................................................................................ יכהס חומר
11 ....................................................................................................................... שמן מחזירי
12 ............................................................................................... וחומרים גימור, אפיציות, סיבולות
12 ................................................................................................................................. :שגמים
11 ................................................................................................................................ :מיסבים
11 ............................................................... המיסב עם במגע הגל חלמשט גימור רמת בחירת
10 ........................................................................................................................................ :גל
10 .............................................................. (אטם) שמן למחזיר מתחת הגל שטח ופני אפיצות
10 ..................................................................................................................... צורה סיבולת
10 ................................................................................................................................... :מכסה
10 ............................................ (.אטמים) שמן המחזירי מעל מכסה של שטח פני וטיב סיבולת
19 ................................................................................................................................... :מצמד
19 ......................................................................................................................... :שיניים גלגלי
19 .................................................................................................................... :חומר בחירת
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 3עמוד תכנון מימדים ציאתומ ראשוניים חישובים
25 .......................................................................................................... ש"גג משטחי חספוס
22 ................................................................................................ ש"בגג גיאומטריות סיבולות
20 ............................................................................................................................ ברגים בחירת
01 ........................................................................................................................................ סיכום
01 .................................................................................................................. ש"גג מידות סיכום
01 ....................................................................................................................... חומרים טבלת
01 .............................................................................................................. ביטחון מקדמי סיכום
00 .............................................................................................................................. ביבליוגרפיה
00.................................................................................נספחים........................................
עמוד 1 -מסמך דרישות
עמודים 6 -שרטוטים
עמודים 92 -מסמך חישובים ראשי
עמודים 4 -מסמך חישובים צמד גג"ש ראשון
עמודים 5 -מסמך חישובים צמד גג"ש שני
עמודים SKF - 2למיסבים קוניים בעלי שורה אחת של הגדרות סיבולת
עמוד 1 -קטלוג חומרים
עמוד 1 -טבלאות הגדרת סיבולות
עמוד 1 -הגדרת סיבולות גיאומטריות
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 4עמוד תכנון מימדים ומציאת ראשוניים חישובים
תכנון
חישובים ראשוניים ומציאת מימדים
בחירת מנוע:
קוטר התוף. בנוסף קיבלנו קיבלנו מפרט דרישות עבור הנעת סרט מסוע: כוח מועיל, מהירות המועיל,
גם משך החיים הדרוש למוצר.
מנוע.הוהחלקה על סרט יםלנו נצילויות של גג"ש ותידוע
מתוך נתונים אלה מצאנו את ההספק הנדרש מן המנוע.
לפי נתוני ההספק מצאנו מנוע מתאים לפי קטלוג שסופק לנו בחוברת הקורס.
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 7עמוד תכנון מימדים ומציאת ראשוניים חישובים
יחסי העברה
מהירות הסיבובית בין המנוע לתוף.הרש מן התמסורת ע"י יחס כעת נמצא את יחס ההעברה הנד
ברצוננו למנוע עומס יתר על זוג גג"ש יחיד נבחר לעשות שתי זוגות גג"ש.
של היחס ההעברה עבור הזוגות גג"ש ראשוניות לכן לפי גרף שסופק לנו בקורס נוציא את ההמלצות
השונים.
המנוע וזמן עבודה נדרש פנינו לחישובים של הגג"שים כפי לפי היחסים המומלצים, מהירות סיבוב
שמפורט בנספחי החישובים.
בדקנו כי הגג"שים עומדים במקדמי ביטחון ומצאנו את יחסי ההעברה הנדרשים והמימדים
הגיאומטריים הדרושים.
y = 0.1822x + 2.3556
R² = 1
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
7.5
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
i1
i1*i2
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 6עמוד תכנון מימדים ומציאת ראשוניים חישובים
מציאת קטרים לגלים
מלים שלהםכעת נחשב את המונטים שיפעלו על הגלים בכדי לקבוע את הקטרים הנור
מצאנו קטרים נורמליים מומלצים להלן
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 5עמוד תכנון מימדים ומציאת ראשוניים חישובים
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
.SKFבעלת שם בתחום המיסבים, נעבוד עם קטלוג של חברה בדרישות.
: 2J 30203 SKFשל גל כניסה יםמיסב
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 8עמוד תכנון מימדים ומציאת ראשוניים חישובים
skf 33205/Q* של גל מעבר יםמיסב
skf 33207/Qמיסבים של גל יציאה
כדי לדעת את הכוחות הפועלים על המיסב נצטרך לדעת את כל המימדים של המערכת לכן נחזור
מציאת כל המימדים של המערכת.לחישוב מקדמי ביטחון של המיסבים אחרי
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 9עמוד תכנון מימדים ומציאת ראשוניים חישובים
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
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 00עמוד תכנון מימדים ומציאת ראשוניים חישובים
מימדי הגל
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 00עמוד תכנון מימדים ומציאת ראשוניים חישובים
חישבנו אורכים של הגג"ש מתוך סכמה עם נוסחאות שניתנה לנו בחוברת הקורס, להלן:
והמכסה מימדי התיבה
את מימדי התיבה מצאנו לפי ההמלצות בסכמה ובנוסף מימדי גג"ש.גם
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 02עמוד תכנון מימדים ומציאת ראשוניים חישובים
.176-170את מימדי התיבה והמכסה הנוספים הבאנו מהמלצות ספר אטלס תכנון בעמ'
מצורפים בנספח חישובים. החישובים והבחירות
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 03עמוד תכנון מימדים ומציאת ראשוניים חישובים
אשנב לבדיקת השמן
.102תכנון לפי המלצות אטלס תכנון בעמ'
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 04עמוד תכנון מימדים ומציאת ראשוניים חישובים
מימדי הגג"ש
מעגלי החלוקה מחושבים בנספחי החישוב בנוסף לזה רצינו לחשב את הקוטר החיצוני והפנימי של
הישניים זאת לפי הגדרות אדנדום ודנדנום.
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 07עמוד תכנון מימדים ומציאת ראשוניים חישובים
מימדי השגמים
, פרק דגמים ויתדות. וגם 29בחרנו לפי המלצות מספר אטלס תכנון, עמ' את מימדי השגמים
. הפרמטרים לבחירה הם קוטר הגל בנקודה.27בחוברת הקורס בעמ'
יש לנו שגם עבור כל גג"ש גדול שלא מיוצר כחלק מן הגל.
בנוסף בגל יציאה והכניסה יש חיבור למצמד המצריך גם שגמים.
מן הטבלאות כי קוטר הגל שונה אפילו אם זה אותו גל.עבור כל שגם הוצאנו בנפרד
.27למציאת אורך השגמים השתמשנו בנוסחה מתוך חוברת הקורס בעמוד
מגה פסקל כדי להתאים את שגם 255-כאשר בחלק מן המקרים העלנו את המאמץ המותר ל
.למימדים הקטנים של הגג"ש והמצמדים
ם.כל החישובים מפורטים בנספחי החישובי
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 06עמוד תכנון גלים על כוחות מהלכי
מהלכי כוחות על גלים
נחשב מהלכי כוחות בעזרת הדיאגרמות הבאות מתוך חוברת הקורס.
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 05עמוד תכנון גלים על כוחות מהלכי
כל החישובי הכוחות מפורטים בנספחי החישוב. תוצאות החישובים מוראות כאן באמצעות גרף.
.יקהלבד דותות חשמון נקודוסירים וערכת צימ, גליםהמודלי
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 08עמוד תכנון גלים על כוחות מהלכי
מהלכי מומנטים גל ראשון )גל כניסה, הקרוב למנוע(
: Yמהלך מומנטים על גל ראשון )גל כניסה, הקרוב למנוע( בציר
מטר.-ניוטון 7.2המקסימום הוא
: Zמהלך מומנטים על גל ראשון )גל כניסה, הקרוב למנוע( בציר
מטר.-ניוטון 22.0המקסימום הוא
מהלך מומנטים משוכלל על גל ראשון )גל כניסה, הקרוב למנוע( :
מטר.-ניוטון 22.0 סימום הואקמגם כאן ה
0 0.05 0.10
2
4
6
M1y x( )
x
0 0.05 0.10
10
20
30
40
Mz1 x( )
x
0 0.05 0.10
10
20
30
40
M1tot x( )
x
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 09עמוד תכנון גלים על כוחות מהלכי
מהלכי מומנטים גל שני )גל מעבר(
: Yבציר (מעבר גל) שני גלמהלך מומנטים על
מטר.-ניוטון 62.0המקסימום הוא
: Zבציר (מעבר גל) שני גלמהלך מומנטים על
מטר.-ניוטון 91.5-המינימום הוא
: (מעבר גל) שני גלמהלך מומנטים משוכלל על
מטר.-ניוטון 115.022הוא סימוםהמק
0 0.05 0.10
20
40
60
My2 x( )
x
0 0.05 0.1
100
50
0
Mz2 x( )
x
0 0.05 0.1
50
100
150
M2tot x( )
x
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 20עמוד תכנון גלים על כוחות מהלכי
מהלכי מומנטים גל שלישי )גל יציאה, הקרוב למסוע(
: Yמהלך מומנטים על גל שלישי )גל יציאה, הקרוב למסוע( בציר
מטר.-ניוטון 63.1-מינימום
: Zמהלך מומנטים על גל שלישי )גל יציאה, הקרוב למסוע( בציר
ניוטון מטר. 608-מינימום
מומנטים שקול על גל שלישי )גל יציאה, הקרוב למסוע(:מהלך
מטר.-ניוטון 650גם כאן המקסימום הוא
מתוך מהלכי מומנטים אלה הוצאנו גם את הכוחות הפועלים על המיסבים.
0 0.02 0.04 0.06 0.08
60
40
20
0
My 3 x( )
x
0 0.05 0.1 0.15600
400
200
0
Mz3 x( )
x
0 0.05 0.1 0.150
200
400
600
M3tot x( )
x
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 20עמוד תכנון ביטחון במקדמי עמידה
עמידה במקדמי ביטחון
בדיקת מקדמי ביטחון עבור מיסבים
נוסחאות בחוברת הקורס ובנוסף השתמשנו בנוסחה מתוך חוברת נבדוק עמידה במקדמי ביטחון לפי
. (29-05, עמ' 2557)נביל סמעאן, בטכניון בגלל שרצינו לשנות את מקדם איכות 1קורס של תכן מכני
יסבים הפרמטרים שדרושים הם אורך החיים הדרוש, תכונות המיסבים והכוחות הפועלים על המ
שכבר חושבו.
זהו תהליך איטראטיבי שבסופו בחרנו את המיסבים שפורטו למעלה עם מקדמי ביטחון הבאים:
עבור 1.00-עבור מיסבים בגל שני )גל מעבר( ו 1.50עבור מיסבים בגל ראשון )גל כניסה(, 1.22
מיסבים בגל השלישי )גל יציאה(.
(.90%) 5.90מקדם איכות הנבחר בסוף התהליך הוא
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 22עמוד תכנון ביטחון במקדמי עמידה
דוגמה לחישוב מקדמי ביטחון למיסבים, בדוגמה זאת החישוב הוא עבור מיסבים של גל ראשון )גל
כניסה, הקרוב למנוע והקוטר הנורמלי הקטן ביותר(.
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 23עמוד תכנון ביטחון במקדמי עמידה
מציאת מקדמי התיקון והרגישות לגלים
)נביל סמעאן, 1אשר מובא בחוברת קורס תכן מכני .International Nickel Coבחרנו חומר מתוך
והוצאנו את הנתונים עבורו. (159, עמ' 2557
.(11, עמ' 2557)נביל סמעאן, 1חישבנו את גבול ההתעייפות המתוקן לפי חוברת קורס תכן מכני
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 24עמוד תכנון ביטחון במקדמי עמידה
טבלה שסופקה לנו ע"י מנחה הקורס, ד"ר חיים את רגישות הגג"ש שהם חלק מגלים הוצאנו לפי
מיכלין.
.(Richard Budynas, 2008)הוצאנו מתוך ספר שיגלי עבור כפיפה ופיתול את רגישות ההעגלות
(.SKFאת ההעגלות הרצויות מצאנו לפי הגדרות בקטלוג של המיסבים )
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 27עמוד תכנון ביטחון במקדמי עמידה
(11-12, עמ' 2557)נביל סמעאן, 1לפי ספר תכן מכני דמי התיקוןחישבנו את שאר מק
1העמסה העיקרית היא פיתול וכפיפה ולכן זה שווה
מקדמי התיקון לגודל הוצאנו לפי הנוסחאות המופרטות לגבי קוטר הגל.
התלויות בתכונות החומר עבור משטח הגל בחרנו עיבוד שבבי וחישבנו ע"פ הנוסחאות המצורפות
הנבחר.
.1אנו צפויים לעבוד בטמפרטורות יחסית לא גבוהות לכן מקדם הטמפרטורה הוא
.לאמינות ומתוך טבלה הוצאנו את מקדם התיקון 90%מקדם האמינות נבחר לפי המיסבים והוא
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 26עמוד תכנון ביטחון במקדמי עמידה
שלושת הגלים.לאחר מציאת כל המקדמי תיקון יכלנו למצוא גבול התעייפות מתוקן עבור
כעת נמצא את מקדמי רגישות לשינוי קוטר בגל בעזרת גרפים ונוסחאות עבור כפיפה ופיתול מתוך
. הפרמטרים הם הקטרים ורדיוס ההעגלה.(2557)נביל סמעאן, 1חוברת קורס תכן מכני
)גל כניסה(.פה למטה דוגמא לחישוב מקדמי הרגישות עבור גל ראשון
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 25עמוד תכנון ביטחון במקדמי עמידה
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 28עמוד תכנון ביטחון במקדמי עמידה
מקדמי ביטחון של הגלים
.29בעמ' נחשב את המומנטים לפי מודלי ההעמסה עבור כפיפה ופיתול מחוברת הקורס
, משוואה 29כפי שמפורט בחוברת הקורס בעמ' Westinghouse code formulaנשתמש בנוסחת
10-22.
:מקדמי הביטחון להלן
עבור גל ראשון )גל כניסה(
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 29עמוד תכנון ביטחון במקדמי עמידה
עבור גל שני )גל מעבר(
עבור גל שלישי
של הגל 2.0זה היה תהליך איטראטיבי שבסופו הגענו למקדמי ביטחון הרצויים שהכי נמוך הוא
הראשון.
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 30עמוד תכנון סיכה חומר
סיכה חומר
על מנת לשמור על אורך חיים ארוך ככל הניתן של חלקי תיבת ההפחתה נשתמש בחומרי סיכה.
תעשייתי המתאים נעשה על ידי שמן , מיסבים ותשלובות גלגלי שיניים,שימון של חלקי התיבה
השמן הנבחר הוא :ולתווך טמפרטורות עבודה. לעומסים מכאניים הנוצרים בחלקים הנעים
Mobil 1 Synthetic Gear Lubricant LS 75W-140.
ים של השמן:להלן נתונים הטכניבשמן זה נעשה שימוש בתיבות הפחתה והניעם סופיים שונים.
1ליטרים עבור 5.20המינימלית הנדרשת לסיכה של תיבת הפחתה מחושבת לפי כמות השמן
דיואס של גלגל שיניים גדול קילווט הספק וקמות השמן המקסימלית בתיבה נקבעת ע"י שליש גובה ר
מילימטרים הינו מרווח בין גלגל גדול ביותר לתחתית התיבה. 1 ביותר.
11 144.58max 3 3 3 27.1
3 3 2 6
bdw mmH r mm mm mm mm
: גובה שמן מקסימלי מתחתית
max max 141 248 27.1 0.95boxV A H liter נפח שמן מקסימלי מתחתית התיבה:
min 0.25 1.9 0.475 475000V liter kW liter mm נפח שמן מינימלי הנדרש בתיבה :
minmin 14
box
VH mm
A גובה שמן מינימלי מתחתית התיבה:
מילימטרים. הדבר נעשה בכדי 11-שאר תבול בשמן כשיניים נבמקרה של מפלס שמן מינימלי גלגל
ענן של שמן בתוך תיבה בזמן עבודת התיבה. כך שמן לייצר גריפת השמן על ידי גלגל שיניים ויצירת
מועבר לרוב חלקי התיבה.
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 30עמוד תכנון סיכה חומר
מחזירי שמן
את דליפות השמן ממקומות בהם קיימת אינטראקציה בין חלקים מחזירי שמן הינם רכיבים המונעים
הנעים לבין חלקים נייחים. לדוגמה בין גלים למכסים הנועלים את מיסבים. במקומות בהם גל עובר
מקומות מבתוך דופן המכסה קיימת אפיצות מרווח די גדולה. הדבר יכול לגרום לדליפת שמן חזקה
שתמש במחזיר שמן המורכב בתוך מכסה באפיצות מדחק ועכב לצורך מניעת דליפת השמן נאלו.
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.
מילימטרים: 10 בחירת מחזיר לגל יציאה
מילימטרים: 17בחירת מחזיר לגל כניסה
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 32עמוד וחומרים גימור, אפיציות, סיבולות :גמיםש
סיבולות, אפיציות, גימור וחומרים
שגמים:לאפיצויות שונות בחרנו בעומס האפשרויותבחרנו את האפיצויות והמידות לפי ספר אטלס. מתוך
255שיתאימו למידות הקטנות של המערכת ולכן יצרנו יותר לחץ בחיבור, שגמיםבינוני כי רצינו ליצור
(1900)גולומב, .השגםעל גודל המחפהמגה פסקל, 155מגה פסקל במקום
סיבולות צורה גם בחרנו לפי המלצות ספר אטלס תיכנון.
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 33עמוד וחומרים גימור, אפיציות, סיבולות :מיסבים
מיסבים:
(SKF, 2014) בחירת הטולרנס הרצוי על הגל
הגל במגע עם המיסב בחירת רמת גימור למשטח
.SKF (SKF-surface_finish)נבחר לפי המלצות
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 34עמוד וחומרים גימור, אפיציות, סיבולות :מיסבים
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 37עמוד וחומרים גימור, אפיציות, סיבולות :גל
גל:
אפיצות ופני שטח הגל מתחת למחזיר שמן )אטם(
מיקרון Ra 5.0בחרנו בטיב פני שטח של SKF( שלSealsבקטלוג של מחזירי שמן ) לפי המלצות של
.h11 (SKF, 2013, pp. 70-71)וסבולת של גל ISOלפי
סיבולת צורה
השתמשנו בהמלצות עובר גלים של מיסבים מתוך קורס תהליכי ייצור,
ממ" 5.511 תחום אפיצות של מ"מ זה 10ועבור IT5אנו משתמשים במיסבים סטנדטרטים לכן זה
מ"מ 5.51-אבל נעגל את זה ל
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 36עמוד וחומרים גימור, אפיציות, סיבולות :גל
השתמשנו בספר אטלס כדי לקבוע את שאר סיבולות הצורה. בנוסף
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 35עמוד וחומרים גימור, אפיציות, סיבולות :גל
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 38עמוד וחומרים גימור, אפיציות, סיבולות :מכסה
מכסה:
וטיב פני שטח של מכסה מעל המחזירי שמן )אטמים(. תסיבול
בקטלוג המחזירי שמן SKFשטח במגע עם המחזיר שמן )אטם( בחרנו לפי המלצות -וטיב פני סיבולת
(Seals )(SKF, 2013 '76, עמ) לכן הסיבולת היאH8 וטיב פני השטח הואRa 1.2 מיקרון.
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 39עמוד וחומרים גימור, אפיציות, סיבולות :מצמד
מצמד:
, ראינו כי ההמלצה היא של המצמדנבחר את אפיצות הגל במגע עם המצמד לפי המלצות היצרן
j6. (siemens, 2011, p. 262)אפיצות
שיניים: יגלגל
בחירת חומר:
בדירוג 01.0בגלל מאמצי מגע נדרשנו לעמוד בהגבלה של הקשייה של הגלגל שיניים לפחות
HR15Nהמרנו את הדירוג ל .-Brinell (BUEHLER) לכן בחרנו את החומר הכי 211. ערך בריינל הוא ,
.Stainless steel type 17-4 cond. H 900בריינל עבור 210 (.Pivot Point Inc)קשה בטבלה
נוסף על זה נצטרך להקשות את הקצה של הגג"ש
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 40עמוד וחומרים גימור, אפיציות, סיבולות :שיניים גלגלי
חספוס משטחי גג"ש
להשתמש הקוטר בכדי לדעת באיזה חספוסצריך לחשב את היחס בין האורך הטבור ו
2511הסב על חספוס מתוך מצגת של פרופ' אייל זוסמן בקורס תהליכי ייצור
חשוב לבחור טיב פני שטח נכונים כדי למנוע חיכוך ושחיקה כפי שמובא באיור הבא
ה
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 40עמוד וחומרים גימור, אפיציות, סיבולות :שיניים גלגלי
סוג עיבוד פני השטח יכול להעלות את חוזק העובד. בנוסף
.וטווח איכות פני השטח שניתן להגיע םהמרכזת סוגי עיבוד שוניטבלה
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 42עמוד וחומרים גימור, אפיציות, סיבולות :שיניים גלגלי
בחרנו אפיצות בין הגל לגג"ש בעזרת המלצות מתוך ספר אטלס, יש מספר אפציויות המומלצות
יקח בחשבון את אפיצות כבושה. נלגג"ש אמנם נרצה שהגג"ש לא יחליק במהלך עבודה לכן ניקח
ץ רב.שבעת הרכבה נצטרך ליצור לח
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 43עמוד וחומרים גימור, אפיציות, סיבולות :שיניים גלגלי
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 44עמוד וחומרים גימור, אפיציות, סיבולות :שיניים גלגלי
סיבולות גיאומטריות בגג"ש
עבור H7 לקביעת הסיבולות הגיאומטריות השתמשנו בהמלצות ספר אטלס תיכנון, בחרנו טולרנס
מיקרון 7.0מיקרון. לכן הגליליות תהיה 20מ"מ שדה הטולרנס הוא 22הקדח בגג"ש ועבור קוטר של
.מ"מ 0-אמנם מעגל מעלה ל
מיקרון 17מיקרון. המקבילות היא 62לכן התחום הוא J9בנוסף הסיבולת של החיבור לשג"ם הוא
מיקרון. 20והסימטריות היא
עבור 7, הומלץ על דיוק מדרגה 117לפי טבלת המלצות לדיוק גג"ש של ספר אטלס תכנון, עמ'
.ממסרות
בהתאם לקוטר החיצוני של הגג"ש שהוא הבעזרת טבל סיבולת מרכזיותק למיר את הדרגת הדיונ
ד(. , טבלה9אטלס תכנון, עמ' פר ס)מתוך מיקרון 05ולכן הסיבולת תהיה מ"מ 112
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 47עמוד ברגים בחירת :שיניים גלגלי
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
.הסטנדרטיותבמידה אחת לפי המידות
גם מספר וגודל הברגים למכסה בחרנו מתוך אטלס תכנון
בטבלה מייצג את קוטר המיסבים הנבחרים. D1כאשר
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 46עמוד ברגים בחירת :שיניים גלגלי
את הבנייה מסביב לברגים לקחנו לפי המלצות אטלס גם כן.
אינטרנט של ספק יהבאנו את מודל התיב"ם של הברגים והאומים מאתר
.אמריקאי
Figure 0 - ברגיM8 (fastenal)
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 45עמוד ברגים בחירת :שיניים גלגלי
ANSI B18.2.3.2M (tracepartsonline, 2014) - 0 איור
Figure 2 - שיבהm8 (fastenal, 2014)
( בנינו לפי הגדרות הספק.Washerאת המודל של השיבה )
רדיוס חיצוני קטן בגלל אילוצים שנבעו מקרבה עם ברגי הידוק בחרנו שיבה עם
של המכסה.
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 48עמוד ברגים בחירת :שיניים גלגלי
Figure 3 - שיבהm8 מ"מ 0מ"מ ועובי 04קוטר חיצוני (fastenal, 2014)
( לשם שינוע. את קוטר (Machinery Eye Boltהוספנו טבעות תפיסה למכסה
.m8ההברגה בחרנו לפי הבורג הכי שיומושי במודל שלנו,
.הורדנו את התיב"ם מספק באינטרנט
Lifting eye bolt M8 x 1.25 DIN 580 Steel (trace parts).
Figure 4 - Steel DIN 580Lifting eye bolt M8 x 1.25 (trace parts).
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 49עמוד ברגים בחירת :שיניים גלגלי
, לקחנו שיבה יחסית קטנה מבחינת קוטר חיצוני כדי ופקק ריקון שמן בחירת שיבה לברגי מכסה
.ם כפי שמפורט באיור מתחתשיכנס במרחב המוגבל של הקוטר המכסה. הורדנו את התיב"
(traceparts, 2014) שיבה להידוק מכסים - 2 איור
, בנוסף רצינו אותו קצר לכן הלכנו m8לבחירת 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.
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 70עמוד ברגים בחירת :שיניים גלגלי
(traceparts, 2014)בורג פקק שמן - 3 איור
.DIN 558 - d M8 x 25בחרנו את אותו מוצר אך יותר ארוך, ברגי המכסים והחיבור בין עבור
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 70עמוד ברגים בחירת :שיניים גלגלי
מ"מ. 00, בחרתי ברגים באורך להחזקת המיסבים הפנימיים במקומם M10גי בר
(tracepartsonline-m10-L55mm, 2014)ברגים להחזקת מיסבי פנים - DIN EN 28765 - d M10 x p 1.25 x l 55 - 4 איור
m10 - Washer ISO 7092 - 10 - A 350 (traceparts-washer-m10, 2014)שיבה - 7 איור
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 72עמוד ברגים בחירת :שיניים גלגלי
מ"מ 6ואורך m6בחרתי –פיני מירכוז
Cylindrical pin DIN 7 6 x 6 - (traceparts-pin-6m, 2014) -פיני מירכוז - 6 איור
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 73עמוד סיכום ש"גג מידות סיכום
סיכום
גג"שסיכום מידות
זוג גג"ש תכונה סימון ראשון
זוג גג"ש שני
יחידות
u ללא יחידות 1.21 0.62 יחס העברה
dw1s מ"מ 19.00 20.22 קוטר מעגל חלוקה גג"ש קטן
dw2 מ"מ 115.12 122.00 קוטר מעגל חלוקה גג"ש גדול
bs מ"מ 10 10 רוחב גג"ש קטן
bb מ"מ 11 12 רוחב גג"ש גדול
Z1 ללא יחידות 19 16 מספר שיניים גג"ש קטן
Z2 ללא יחידות 62 91 מספר שיניים גג"ש גדול
mn מ"מ 1.0 אדנדום
a מ"מ 00 מרחק בין צירים
1β )מעלות 10 זווית לחץ )הליקס
β מעלות 17.627 זווית מעלה
Q ללא יחידות 6 איכות גג"ש
טבלת חומרים
מאמץ כניעה תנאי עיבוד סוג החומר חלקMPa
מאמץ שבר
MPa
HBקשיחות
גלים )כולם(
AISI Carbone Steel 1040
Q&T @ 1200°F 212 612 192
AISI Stainless גג"שיםSteel type 17-4
Cond. H 900 1270 1179 210
סיכום מקדמי ביטחון
מקדם סימון מיקום חלק סימון ביטחון
הערות
nc1 דינמי עבור 1.22 מיסב כניסה מיסבים
nc2 דינמי עבור 1.50 מעבר מיסב מיסבים
nc3 דינמי עבור 1.00 מיסב יציאה מיסבים
n11 בסמוך למיסב גל כניסה ראשון
העגלה ושינוי 2.27 1 קוטר
n12 גג"ש מובנה בגל 9.06 2 מרכז גג"ש גל כניסה
n21 מרכז גג"ש גל מעבר ישנ
גג"ש מובנה בגל 11.51 1
n22 בסמוך למיסב גל מעבר שני
קוטר שינוי 11.0 2 והעגלה
n23 בסמוך לגג"ש גל מעבר שני
שינוי קוטר 2.651 0 והעגלה
n31 ב סבסמוך למי גל יציאה יציאה
שינוי קוטר 2.70 6 והעגלה
y
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 74עמוד סיכום ביטחון מקדמי סיכום
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 77עמוד ביבליוגרפיה ביטחון מקדמי סיכום
ביבליוגרפיהBUEHLER .)אין תאריך( .Hardness Conversion Charts. אוחזר מתוךBUEHLER:
http://www.buehler-asia.com/brochure/download-02_Hardness_Table_01.pdf
fastenal( .2512 .)M8-1.25 DIN 439B Zinc Hex Jam Nut אוחזר מתוך .fastenal:
http://www.fastenal.com/web/products/details/0141490?locale=en_US
fastenal( .2512 .)8X14X1 Hardened Spring Steel DIN 988 Precision Shim Ring אוחזר מתוך .
fastenal:
http://www.fastenal.com/web/products/details/11511046?searchMode=productSe
arch&zipcode&=filterByStore&=filterByVendingMachine=
fastenal .)אין תאריך( .M8-1.25 x 100mm DIN 931 Class A2 Stainless Steel Cap Screw אוחזר .
:fastenalמתוך
http://www.fastenal.com/web/products/details/M72580100A20000?isPunchout=fa
lse
Pivot Point Inc .)אין תאריך( .Mechanical Properties of Steel . אוחזר מתוך
http://www.pivotpins.com/pdf/mechanical_properties_of_steel.pdf
Richard Budynas( .2550 .)Shigley's Mechanical Engineering Design. Singapore: McGraw-Hill.
rlhudson .)אין תאריך( .Surface Finish Specifications אוחזר מתוך .rlhudson:
http://rlhudson.com/Shaft%20Seal%20Book/design-shaft3.html
siemens( .2511 .)FLENDER Standard Couplings - catlog 10.1. מתוך 2512 -אוחזר ב ,
http://www.automation.siemens.com/:
http://www.automation.siemens.com/mcms/infocenter/dokumentencenter/md/Do
cumentsu20Catalogs/MD10_1_FLENDER_Standard_Couplings_EN_2011.pdf
SKF( .June 2013 .)Industrial shaft seals.
SKF( .2512 .)Tapered roller bearings, single row אוחזר מתוך .SKF:
http://www.skf.com/group/products/bearings-units-housings/roller-
bearings/tapered-roller-bearings/single-row/index.html?prodid=1310003207
SKF-surface_finish .)אין תאריך( .Raceways on shafts and in housings אוחזר מתוך .SKF:
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 .)אין תאריך( .Lifting eye bolt DIN 580 אוחזר מתוך .trace parts:
http://www.tracepartsonline.net/(S(fvuln155dk5w1puetqixviyo))/partdetails.aspx?C
FSUB=1&CF=7&ExportCADModel=1&VwAutoRefresh=0&
Vw3DManualRefreshDone=0&VwMode=3D&WebSite=GLOBALV3&Lang=en&
Class=DIN&ClsID=%2FS_DIN%2FC53%2FC53.020%2FC53.020.030%2F&ManId=DIN&
sid
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 76עמוד ביבליוגרפיה ביטחון מקדמי סיכום
traceparts( .2512 .)M 5 to M 36 hexagon head screws threaded up to the head אוחזר מתוך .
tracepartsonline.net:
http://www.tracepartsonline.net/(S(ld4gs455pxnpwgbd03fgrefm))/partDetails.aspx
?CFSUB=1&CF=7&ExportCADModel=1&VwAutoRefresh=0&
Vw3DManualRefreshDone=0&VwMode=3D&WebSite=GLOBALV3&Lang=en&
Class=TRACE&
ClsID=%2FROOT%2FC21%2FC21.060%2FC21.060.010%2FC21.060.010.T
traceparts( .2512 .)Thrust washers אוחזר מתוך .tracepartsonline.net:
http://www.tracepartsonline.net/(S(ld4gs455pxnpwgbd03fgrefm))/partdetails.aspx?
PartFamilyID=10-10052001-167851&PartID=10-10052001-
167851&sk_Reference&=Class=TRACE&ClsID=/ROOT/C21/C21.060/C21.060.030&/
fwsid=GLOBALV3&ManId=
tracepartsonline( .2512 .)ANSI B18.2.3.2M אוחזר מתוך .tracepartsonline.net:
http://www.tracepartsonline.net/(S(cpjpv4550xuosb45cac3vr55))/partdetails.aspx?
PartFamilyID=10-10012002-113276&PartID=10-10012002-
113276&sk_Reference&=Class=TRACE&
ClsID=/ROOT/C21/C21.060/C21.060.010/C21.060.010.T01&/fwsid=GLOBALV3&
ManId=
tracepartsonline-m10-L55mm( .2512 .)DIN EN 28765 - d M10 x p 1.25 x l 55 אוחזר מתוך .
tracepartsonline:
http://www.tracepartsonline.net/(S(cpjpv4550xuosb45cac3vr55))/partdetails.aspx?
PartFamilyID=10-22072008-116982&PartID=10-22072008-
116982&sk_Reference&=Class=TRACE&
ClsID=/ROOT/C21/C21.060/C21.060.010/C21.060.010.T01&/fwsid=GLOBALV3&
ManId=
traceparts-pin-6m( .2512 .)Cylindrical pin DIN 7 אוחזר מתוך .traceparts:
http://www.tracepartsonline.net/(S(15r4giins4yqqu551kolecig))/partdetails.aspx?CF
SUB=1&CF=7&ExportCADModel=1&VwAutoRefresh=0&Vw3DManualRefreshDone=0
&VwMode=3D&WebSite=GLOBALV3&Lang=en&Class=TRACE&
ClsID=%2FROOT%2FC21%2FC21.060%2FC21.060.050%2FC21.060.050.T
traceparts-washer-m10( .2512 .)Plain washer - Small series - Product grade A אוחזר מתוך .
traceparts:
http://www.tracepartsonline.net/(S(15r4giins4yqqu551kolecig))/partdetails.aspx?CF
SUB=1&CF=7&ExportCADModel=1&VwAutoRefresh=0&Vw3DManualRefreshDone=0
&VwMode=3D&WebSite=GLOBALV3&Lang=en&Class=TRACE&
ClsID=%2FROOT%2FC21%2FC21.060%2FC21.060.030%2FC21.060.030.T
אביב: הוצאת -(. תל29)עמ' אטלס תיכנוןא' מ' גולומב, -(. שגמים ויתדות. ב1900א' מ'. )גולומב,
גל.-אט
מכון טכנולגי -)כרך מהדורה שביעית(. חיפה: טכניון 1תכן מכני (. 2557נביל סמעאן, ר' ג'. )
לישראל.
אור הירשפלד, אנטון טבקמן פרויקט חלקי מכונות - 510510 מכון טכנולוגי לישראל -טכניון
75מתוך 75עמוד ביבליוגרפיה ביטחון מקדמי סיכום
28 31 55 13 6
5
30 -00.2
5 39 -00.2
IT 141
•
Ra 0
.8
If not symboled otherwise chamfers are 45
Ra 6.3
0.0025 A-B
06/03/2014
Output Shaft
Technion06/03/2014Or Hirshfeld
WEIGHT:
Stainless steel type 17-4 cond. H 900 A3
SHEET 1 OF 7SCALE:1:1
DWG NO.
TITLE:
REVISIONDO NOT SCALE DRAWING
MATERIAL:
DATESIGNATURENAME
Anton TabakmanDRAWN
EDGES
FINISH:BREAK SHARP DEBUR AND
DRAWN
ANGULAR:
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERSSURFACE FINISH:TOLERANCES: LINEAR:
Gear
A-B
Ra 3
.2 0.01
Ra 3
.2
A
A-B0.005
Ra 0.5
0.01 A-B
Ra 3.2 Ra 3.2Ra 0.8
0.005 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
17
31
TYPE 2 X 45°
35
h11
2
2
B
B
A
A
A-B
0.16
SECTION A-A
C
Ra 3.2
0.025C
0.012
C
10
N9
2 X
R0.
50 m
ax.
35
j6
SECTION B-B
C0.16
Ra 3.2
0.025C
0.012 A-B
2 X R0.50 max.
12
N9
44 r6
2.50
•the profile of the gear teeth is hardend to
IT 14
•minimum of 83.5 HR15N
1
If not symboled otherwise chamfers are 45
Ra 6.3
06/03/2014
Output Gear
Technion06/03/2014Or Hirshfeld
WEIGHT:
Stainless steel type 17-4 cond. H 900 A3
SHEET 2 OF 7SCALE:1:1
DWG NO.
TITLE:
REVISIONDO NOT SCALE DRAWING
MATERIAL:
DATESIGNATURENAME
Anton TabakmanDRAWN
EDGES
FINISH:BREAK SHARP DEBUR AND
DRAWN
ANGULAR:
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERSSURFACE FINISH:TOLERANCES: LINEAR:
Gear
Ra 1
.6
A0.0250.037 A0.05
12 J9 19
4 X R9
13.50
2 X R0.5 max.
4.7
3
13
4.12
h7
E E
F
SECTION E-E
Ra 1.6
0.008
Ra 3
.2
F0.
01
Ra 0
.8
0.022
0.00
6F
F
31
10.
50
2 1 1 R
1 TYP
E
44 H7
90 ±0.05
45° 0 -
28.5
0.
1 4
7
4x 9 THRU
O
O
06/03/2014
Output Cover
Technion06/03/2014Or Hirshfeld
WEIGHT:
Stainless steel type 17-4 cond. H 900 A3
SHEET 3 OF 7SCALE:1:1
DWG NO.
TITLE:
REVISIONDO NOT SCALE DRAWING
MATERIAL:
DATESIGNATURENAME
Anton TabakmanDRAWN
EDGES
FINISH:BREAK SHARP DEBUR AND
DRAWN
ANGULAR:
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERSSURFACE FINISH:TOLERANCES: LINEAR:
Gear•chamfers are 45
IT 141
and 1mm lengthIf not symboled otherwise
Ra 6.3
A
A
0.1B
110
m6 72
70
SECTION
0.1
O-O
B
0.1
B
W
30
58 H
8
72
8 15
20 00.1
+
35
.50
+ -0.20
0.10
64
DETAIL W
C
SCALE 2 : 1
N8
0.2 A
2
R1 TYPE
0.5
0
R0.30
0.50
R2
10
SECTION G-G SCALE 1 : 2
18.
50
17.
50
33
46
34
9 12.
50
20
6.5
0 7
3
14.
50
5
35
72
40
17
52
25
24
49
6
56
12
35
147.58
31
28.42
18
36
10
43.78
14
134.12
4
G G
DRAWN Anton Tabakman 06/03/2014
Assmbely plane
Technion06/03/2014Or Hirshfeld
WEIGHT:
A3
SHEET 4 OF 7SCALE 1:2
DWG NO.
TITLE:
REVISIONDO NOT SCALE DRAWING
MATERIAL:
DATE
DRAWN
ANGULAR:
NAME
DEBUR AND BREAK SHARP
SIGNATURE
FINISH:
EDGES
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERSSURFACE FINISH:TOLERANCES: LINEAR:
Gear
85
27
45.50
37.50
29
24
6
16
12
11
22
3
18
8 157
25
31
263227
30
34
06/03/2014
Assmbely
Technion06/03/2014Or Hirshfeld
WEIGHT:
A3
SHEET 5 OF 7SCALE 1:2
DWG NO.
TITLE:
REVISIONDO NOT SCALE DRAWING
MATERIAL:
DATESIGNATURENAME
Anton TabakmanDRAWN
EDGES
FINISH:BREAK SHARP DEBUR AND
DRAWN
ANGULAR:
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERSSURFACE FINISH:TOLERANCES: LINEAR:
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 CAST2 Box Cover GEAR-1-001.102 1 CAST3 Bearings House GEAR-1-001.103 14 Shaft GEAR-1-001.201 1 17 MM DIAMETER5 Shaft GEAR-1-001.202 1 25 MM DIAMETER6 Shaft GEAR-1-001.203 1 35 MM DIAMETER7 Gear GEAR-1-001.301 1 35 MM INNER DIAMETER8 Gear GEAR-1-001.302 1 25 MM INNER DIAMETER9 Cover GEAR-1-001.401 1 17 MM INNER DIAMETER
10 Cover GEAR-1-001.402 1 NO SHAFT HOLE11 Cover GEAR-1-001.403 1 NO SHAFT HOLE12 Cover GEAR-1-001.404 1 35 MM INNER DIAMETER13 Parallel Pin GEAR-1-001.501 1 FOR 17 MM SHAFT14 Parallel Pin GEAR-1-001.502 1 FOR 25 MM SHAFT15 Parallel Pin GEAR-1-001.503 1 FOR 35 MM SHAFT16 Parallel Pin GEAR-1-001.504 1 FOR 35 MM SHAFT17 Window GEAR-1-001.601 1 TRANSPERT WHITE18 Oil Window GEAR-1-001.602 1 TRANSPERT WHITE 19 Bearing GEAR-1-001.701 2 SKF 30203_J220 Bearing GEAR-1-001.702 2 SKF 33205_Q21 Bearing GEAR-1-001.703 2 SKF 33207_Q22 Seal GEAR-1-001.801 1 35X58X10_HMSA10_RG23 Seal GEAR-1-001.802 1 17X30X7_HMSA10_RG24 Bolt GEAR-1-001.901 2 DIN 580 M8x1.2525 Screw GEAR-1-001.902 3 DIN 931 M8x10026 Screw GEAR-1-001.903 20 DIN 558 M8x2527 Screw GEAR-1-001.904 1 DIN 558 M8x1628 Screw GEAR-1-001.905 3 ANSI B18.2.3.2M M8x8029 Screw GEAR-1-001.906 2 DIN EN 28765 m10x5530 Nut GEAR-1-001.907 10 DIN 439 M831 Washer GEAR-1-001.908 19 M8X1X1532 Washer GEAR-1-001.909 16 ISO 7092 M8X1X1433 Washer GEAR-1-001.910 2 ISO 709234 Pin GEAR-1-001.911 2 DIN 7 6x6
06/03/2014
Bill Of Materials
Technion06/03/2014Or Hirshfeld
WEIGHT:
A3
SHEET 6 OF 7SCALE
DWG NO.
TITLE:
REVISIONDO NOT SCALE DRAWING
MATERIAL:
DATESIGNATURENAME
Anton TabakmanDRAWN
EDGES
FINISH:BREAK SHARP DEBUR AND
DRAWN
ANGULAR:
UNLESS OTHERWISE SPECIFIED:DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERSSURFACE FINISH:TOLERANCES: LINEAR:
Gear
חישובים ראשוניים
Pbc 2000 [N] הכוח המועיל על הסרט
Vbc 0.9 [m/s] מהירות המועיל על סרט המסוע
[m] קוטר תוף המסועDbc 0.23
tl 20000 [hours] משך החיים
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 אידאליNd Pbc Vbc 1.8 10
3
w
NeNd
η1.913 10
3 w הספק נדרש אמיתי - עם הפסדים
PE 100LA מנוע נבחר
Nm 2200 [W] הספק מנוע נבחר
ωm 1420 2π
60 148.7 [Rad/sec] מהירות סיבובית של מנוע נבחר
ωbcVbc
0.5 Dbc η_bc8.07 מהירות סיבובית של המסוע כולל החלקת סרט
[rad/s]
uωm
ωbc18.43 יחס העברה נדרש כולל החקלת סרט המסוע
u1 5.71 לפי גרף האקסל
u2u
u13.228
Torsion force calculations
u191
165.688 u2
62
193.263 calculated new ratios
T1Ne
ωm Ne 1.913 10
3 ωm 148.702
wrad
sec
T1 12.862 N m moment provide by the motor
ω2ωm
u126.145 ω2_rpm ω2
60
2π 249.67 ωm_rpm ωm
60
2π 1.42 10
3Rad
s rpm rpm
N2 Ne η_gear 1.884 103
w
T2N2
ω272.056
Nm
N3 N2 η_gear 1.856 103
w
ω3ω2
u28.012
T3N3
ω3231.603
ω3_rpm ω360
2π 76.512
rpm
τ 25 106
MPa
Chossing basic diamaters for Shafts
D13
5T1
τ 0.014
D1 0.017m
D23
5T2
τ 0.024
D2 0.025m
D33
5T3
τ 0.036
D3 0.035m
חישובי ממדים גיאומטריים של התיבה מרחק בין צירים היחס בין המידות בגופים יצוקים - טבלה א
a90
10000.09 q 0.003 ממסרת כפולה
m
δ 0.025a q 5.25 103
עובי דופן בגוף התיבה חייב להיות גדול מ-7 מ"מm
δ 0.007 הגדלנו ל-7
δ1 0.002 a q 3.18 103
עובי דופן במכסהm
s 1.5 δ 0.011 m עובי האוגן במישור החלוקה
s 10 103
m נעגל עד לרמה של 0.5 מ"מ
s1 1.5 δ1 4.77 103
m
s1 5 103
m
g 2.35 δ 0.016m עובי האוגן בבסיס התיבה
e 0.8 δ 5.6 103
עובי הצלעות בגוףו
amin 1.1 δ 7.7 103
מרווח מינימלי בין הגוף וגלגל השיניים
aclearance 1.2 δ 8.4 103
מרווח מחושב בין הגוף וגלגל השיניים
חישובי ברגים מטבלה ה ו-ו
d1 0.012 m קוטר בורג היסוד
רוחב האוגןK1 0.033
m
לפי טבלה ו' עבור ממסרת כפולהבדקנו לפי סכימת המרחקים בין צירים שהוא 180 מ"מלכן זה מחוץ לסקלת הטבלה שהמינמום שלה הוא בורג בקוטר 16לכן בחרנו בבורג הסטנדטי מתחת שהוא 12 מ"מ
ddrill1 0.013 m
Dbolt1 0.036 m
m1 K1 1.5 δ 0.044 רוחב שטח תמיכה בבסיס התיבהm
d2 0.75d1 9 103
קוטר בורג גדול המחבר את שני חלקי התיבהm
d2 0.01m ISO 262 - עיגלנו כלפי מעלה להגיע לבורג סטנדרטי
k2 0.028 רוחב האוגן - לפי טבלה הm
d3 0.6d1 7.2 103
קוטר בורג קטן המחבר את שני חלקי התיבהm
d3 0.008 ISO 262 - עיגלנו כלפי מעלה להגיע לבורג סטנדרטי
k3 0.024 pg 176 atlasm
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 1.7m N
dbmin1 0.025 ramax1 0.001 m Damin1 0.040 Damax1 0.041m m m
damax1 0.025m
Selected transfer bearing - SKF 33205/Q *
B2 0.022 D2 0.025 C2 54000 e2 0.35 Y2 1.7m m N
db2 0.034 ramax2 0.001m
m
ramax is choseen to be excetly the maximum limit allowed by the bearingtherefor the tollrance should be maximum 0
Selected output bearing - SKF 33207/Q
B3 0.028 D3 0.035 C3 84200 e3 0.35 Y3 1.7m m N
db3 0.044 ramax3 0.001m
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 1.875 103
dedendum2 1.25 mn2 2.5 103
m
md'w1b dw1b 2dedendum1 0.141 d'w2b dw2b 2dedendum2 0.12512
m m
d''w1b dw1b 2mn1 0.14758 d''w2b dw2b 2mn2 0.13412m m
dw1s 2 mn1 0.02842 d'w2s dw2s 2dedendum2 0.035m m
d''w2s dw2s 2mn2 0.04388m
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 4 103
f1 0.0015 f2 1.5 C2 2.25 103
f3 1.5 C3 3 103
q3 0.5 B3 0.014q1 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 bearingm
l32 0.5B3 h ac 0.5 b3 0.041 distance between output bearing to gearm
l33 0.5 b3 ac h 0.5 B3 0.041m distance between output gear to bearing
input shaft
l11 Lc1 k q1 i 0.5 B1 0.055 distance between input clutch to bearingm
l12 0.5 B1 h ac 0.5 b1 0.027m distance between input bearing to gear
l13 0.5 b1 ac h 0.5 B1 0.027m
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 inputgear to output gearl22 0.5 B1 ac h b1 t n B1 h ac 0.5b1 0.079
ml21 0.5 b3 ac h 0.5 B2 0.038 distance between bearing to input gear
m
Box dimeensions
s δ 7 103
clearance around gears
box_length dw1b 2 δ 2 sdw1s
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 0.14025m
Lbox_outter_width 0.141 rounding up by 0.75mmm
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 0.017m
bt1 0.005 width of tenon ht1 0.005 height of tenon t11 0.0029 Mortise depth
σcr1 100 106
pa
lk12 T1
σcr1 D1 ht1 t11 7.206 10
3
m
D3 0.035
bt3 0.01 width of tenon ht3 0.008 height of tenon t13 0.0047 Mortise depth
σcr3 200 106
pa
lk32 T3
σcr3 D3 ht3 t13 0.0201
m
Gear parllel pins
dbmin1 0.025m
bt1g 0.008 width of tenonht1g 0.007 height of tenon t11g 0.0054 Mortise depthm
m
σcr1g 200 106
pa
lk1g2 T1
σcr1g dbmin1 ht1g t11g 3.216 10
3
m
lk1g 3.5 103
m
db2 0.034
bt2 0.01 width of tenon ht2 0.008 height of tenon t12 0.0047 Mortise depth
σcr2 200 106
pa b21 0.014
lk22 T2
σcr2 db2 ht2 t12 6.422 10
3
m
rounding uplk2 6.5 10
3
m
db3 0.044
bt3g 0.014 width of tenon ht3g 0.009 height of tenont13g 0.0055 Mortise depthm
m m
σcr3g 200 106
pa
lk3g2 T3
σcr3g db3 ht3g t13g 0.015
m
חישובי הכוחות הפועלים על המיסבים
ϕn 202π( )
3600.349 dw1 25.42 10
3 קוטר מעגל החלוקה גג"ש ראשון
radm
ψ1 19.2452π( )
360 0.336 זווית הליקס זוג גג"ש ראשון
rad
Wt1T1
dw1
2
1.012 103
הכוח הטנגנטי בגג"ש הראשוןN
Wr1 Wt1 tan ϕn 368.325 הכוח הרדיאלי בגג"ש ראשוןN
Wa1 Wt1 tan ψ1 353.295 הכוח הצירי בגג"ש ראשוןN
Ax1 0 Bx1 Wa1 353.295N
My1 Wa1
dw1
2 4.49
N m ממונט כפיפה מכוח צירי בקצה הגג"ש הראשון
Bz1
Wr1 l12 My1 2l12
99.836 כוח על מיסב הקרוב למנועN
Az1 Wr1 Bz1 268.489 כוח על מיסב שני בגל הכניסהN
By1
Wt1 l12 Fm1 2l12 l11
2l121.132 10
3
N
Ay1 Wt1 By1 Fm1 1.34 103
N
B1tot By12
Bz12
1.136 103
N
A1tot Ay12
Az12
1.367 103
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( ) x l12if
M12 x( ) l12 x 2l12if
0 2l12 xif
0 0.05 0.10
2
4
6
M1y x( )
x
Mz13 x( ) Ay1 x Mz13 l13 35.679Nm
Mz12 x( ) Mz13 l13 Ay1 Wt1 x l13 Mz12 l12 l13 44.414Nm
Mz11 x( ) Mz12 l12 l13 Ay1 Wt1 By1 x l12 l13
Mz11 l11 l12 l13 2.132 1014
Nm
Mz1 x( ) Mz13 x( ) x l13if
Mz12 x( ) l13 x l13 l12 if
Mz11 x( ) l13 l12 x l11 2l12 if
0 0.05 0.10
10
20
30
40
Mz1 x( )
x
l13 0.027 M1tot x( ) Mz1 x( )2
M1y x( )2
M1tot l13 l12 44.414
0 0.05 0.10
10
20
30
40
M1tot x( )
x
מהלך כוחות על גל שלישי - גל יציאה, הגדול ביותר והקרוב למסוע
dw3 130.12 103
קוטר מעגל החלוקה גג"ש אחרוןm
ψ3 17.6472π( )
360 0.308 זווית הליקס זוג גג"ש אחרון
rad
Wt3T3
dw3
2
3.56 103
הכוח הטנגנטי בגג"ש אחרוןN
Wr3 Wt3 tan ϕn 1.296 103
הכוח הרדיאלי בגג"ש אחרוןN
Wa3 Wt3 tan ψ3 1.132 103
הכוח הצירי בגג"ש אחרוןN
Ax3 Wa3 1.132 103
Bx3 0N
My3 Wa3
dw3
2 73.678
Nm ממונט כפיפה מכוח צירי בקצה הגג"ש החאורן
Bz3
Wr3 l32 My3 2 l32
261.767 כוח על מיסב הראשון בגל היציאה בציר זדN
l32 0.041Az3 Wr3 Bz3 1.557 10
3
N כוח על מיסב הקרוב למסוע בציר זד
Ay3
Wt3 l32 Fm3 2l32 l31 2l32
1.152 104
כוח על מיסב הקרוב למסוע בציר וויN
By3 Wt3 Fm3 Ay3 9.286 103
כוח על מיסב הראשון בגל היציאה וויN
B3tot By32
Bz32
9.289 103
כוח שקול על מיסב הראשון בגל היציאהN
A3tot Ay32
Az32
1.162 104
כוח שקול על מיסב הקרוב למסועN
My33 x( ) Az3 x My33 l32 63.076
My32 x( ) My33 l32 Az3 Wr3 x l32 My3 My32 l32 l32 0
My32 l32 10.602My3 x( ) My33 x( ) x l32if
My32 x( ) x l32if
0 0.02 0.04 0.06 0.0860
40
20
0
My3 x( )
x
Mz31 x( ) Fm3 x Mz31 l31 607.957 l32 0.041N
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( ) x l31if
Mz32 x( ) l31 x l31 l32 if
Mz33 x( ) l31 l32 x l31 2l32 if
0 0.05 0.1 0.15600
400
200
0
Mz3 x( )
x
M3tot x( ) Mz3 x( )2
My3 x( )2
0 0.05 0.1 0.150
200
400
600
M3tot x( )
x
Transfer shaft calculations
קוטר מעגל החלוקה של גג"ש קטן בזוג שניdw2s 39.88 10
3 m
B2x Wa3 Wa1 779.164 A2x 0
Ma3
dw2s
2Wa3 22.581 Ma1
dw1b
2Wa1 25.54
Nm Nm XZ Plane
B2z
Wr3 l21 Wr1 l21 l22 Ma3 Ma1
l21 l22 l23600.5
N
A2z Wr3 Wr1 B2z 1.064 103
N
My21 x( ) A2z x My21 l21 39.883Nm
My22 x( ) My21 l21 Ma3 Wr3 A2z x l21 My22 l21 l22 44.15Nm
My23 x( ) My22 l21 l22 Ma1 Wr1 Wr3 A2z x l21 l22
My23 l23 l22 l21 7.105 1015
Nm
My2 x( ) My21 x( ) 0 x l21if
My22 x( ) l21 x l21 l22 if
My23 x( ) l21 l22 x l21 l22 l23 if
My2 l21 62.464Nm
0 0.05 0.10
20
40
60
My2 x( )
x
B2y
Wt3 l21 Wt1 l21 l22
l21 l22 l23106.708
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 1015
Nm
Mz2 x( ) Mz21 x( ) 0 x l21if
Mz22 x( ) l21 x l21 l22 if
Mz23 x( ) l21 l22 x l21 l22 l23 if
0 0.05 0.1
100
50
0
Mz2 x( )
xM2tot x( ) Mz2 x( )
2My2 x( )
2
0 0.05 0.1
50
100
150
M2tot x( )
x
B2tot B2y2
B2z2
609.87 A2tot A2y2
A2z2
2.663 103
M2tot l21 110.824N 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 10
61.704 10
3
ab10
33.333 מקדם למיסב גלילי
milions of revoultion
e1a_check
Ax1
A1tot0 e1 0.35 e1b_check
Bx1
B1tot0.311
X1a 0.4 e1a_check e1if
1 otherwise
1 X1b 0.4 e1b_check e1if
1 otherwise
1
Y11a Y1 e1a_check e1if
0 otherwise
0 Y11b Y1 e1b_check e1if
0 otherwise
0
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
ln1
R
1
1.17 ab
1.532 104
N
Expected dynamic loading on input bearing
לפי חוברת קורס תכן מכני 1 - הנדסת מכונות - טכניון - עמ' 49
nc1C1
Cbin1.24
safety factor for dynamic loading on input bearing
L3
60 ω3_rpm Lh 10
691.814 milions of revoultion
e3a_check
Ax3
A3tot0.097 e3 0.35 e3b_check
Bx3
B3tot0
X3a 0.4 e3a_check e3if
1 otherwise
1 X3b 0.4 e3b_check e3if
1 otherwise
1
Y33a Y3 e3a_check e3if
0 otherwise
0 Y33b Y3 e3b_check e3if
0 otherwise
0
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
C30.138 for chossing shaft tolrance according to SKF recommandation
Expected dynamic loading on output bearingCb3
P3max
L3
6.84
1
ab
ln1
R
1
1.17 ab
5.424 104
לפי חוברת קורס תכן מכני 1 - הנדסת מכונות - טכניוןN
nc3C3
Cb31.552 Safety factor for dynamic loading on output bearing
L2
60 ω2_rpm Lh 10
6299.604 milions of revoultion
e2a_check
A2x
A2tot0 e2 0.35 e2b_check
B2x
B2tot1.278
X2a 0.4 e2a_check e2if
1 otherwise
1 X2b 0.4 e2b_check e2if
1 otherwise
0.4
Y22a Y2 e2a_check e2if
0 otherwise
0 Y22b Y2 e2b_check e2if
0 otherwise
1.7
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 - טכניוןCb2
P2max
L2
6.84
1
ab
ln1
R
1
1.17 ab
1.772 104
N
nc2C2
Cb23.047 Safety factor for dynamic loading on transfer bearing
Calculating of concetration of loadselected metrail : Carbon steel - 1040 Q&T @1200 F International Nickel Co.
Sy 434 106
Tensile Yeild Strength Sut 634 106
Ultimate Tensile Strengthpa
pa
S'e 0.5 Sut Sut 1400 106
if
700 106
Sut 1400 106
if
3.17 108
"techan" book, p.32-35pa
Sut [pa]KfKfs6E+081.551.468E+081.651.521E+091.721.58
1.2E+091.751.6
Gear
Kf_gear 1.56
Gear senstivtyKfs_gear 1.52
ramax1 1 103
ramax2 1 103
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 HBq22 0.7 qs22 0.9
q23 0.7 qs23 0.9Bending
q31 0.7 qs31 0.9
Torsion
Cload 1 Torsion and Bending
C1size 1.189D10.097
1.765 C2size 1.189D20.097
1.701
C3size 1.189D30.097
1.646
Asurf 4.51 bsurf 0.265 Machined
Csurf Asurf
Sut
106
bsurf
0.816 Csurf 1 Csurf 1if
Csurf otherwise
0.816
Ctemp 1 for T<450C
Creliab 0.868 for 95% reliability
Se1 Cload C1size Csurf Ctemp Creliab S'e 3.963 108
pa
Se2 Cload C2size Csurf Ctemp Creliab S'e 3.818 108
pa
Se3 Cload C3size Csurf Ctemp Creliab S'e 3.695 108
pa
dbmin1
D11.471
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 l12B1
2
42.246Nm
n1132
π D13
Kf11 M'11
Se1
2T1
Sy
Kfs11 T1
Se1
2
1
2
1
2.477
M'12 M1tot l13 36.388Nm
n1232
π dw13
Kf_gear M'12
Se1
2T1
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 0.025Nm Nm mm
Kf_gear 1.56 Kfs_gear 1.52 d3gear 0.03988 db2 0.034mm mm
n2132
π d3gear3
Kf_gear M'21
Se2
2T2
Sy
Kfs_gear T2
Se2
2
1
2
1
11.026
fillet factor for Bending load on transfer shaft ramax2 1 103
db2
D21.36
AB22 0.95 bB22 0.23 From "Techan Mechani 1" course book
Kt22 AB22
ramax2
D2
bB22
1.992 Kf22 1 q22 Kt22 1 1.694
M'22 M2tot
B2
2
29.29Nm
n2232
π D23
Kf22 M'22
Se2
2
1
2
1
11.8
fillet factor for Bending load on transfer shaft r23 0.002 d23 0.03d'w2s
d231.163
AB23 0.96 bB23 0.22 From "Techan Mechani 1" course book
Kt23 AB23
r23
d23
bB23
1.742 Kf23 1 q23 Kt23 1 1.519
fillet factor for Torsion load on transfer shaft r23 2 103
d23 0.03d'w2s
d231.163
As23 0.87 bs23 0.17 From "Techan Mechani 1" course book
Kts23 As23
r23
d23
bs23
1.379 Kfs23 1 qs23 Kts23 1 1.341
M'23 M2tot l23
b23
2
99.337Nm
n2332
π d233
Kf23 M'23
Se2
2T2
Sy
Kfs23 T2
Se2
2
1
2
1
4.601
Output Shaft Calculations
fillet factor for Bending load on output shaft ramax3 1 103
db3
D31.257
AB31 0.96 bB31 0.22 From "Techan Mechani 1" course book
Kt31 AB31
ramax3
D3
bB31
2.099 Kf31 1 q31 Kt31 1 1.769
fillet factor for Torsion load on output shaft ramax3 1 103
db3 0.044db3
D31.257
As31 0.839 bs31 0.22 From "Techan Mechani 1" course book
Kts31 As31
ramax3
D3
bs31
1.834 Kfs31 1 qs31 Kts31 1 1.751
B3 0.028M'31 M3tot l31
B3
2
527.89Nm
n3132
π db33
Kf31 M'31
Se3
2T3
Sy
Kfs31 T3
Se3
2
1
2
1
2.78
Or_Anton-GEAR4-1-ver3.xmcd 1/4 17/03/2014
Calculation of first gearsu2
62
193.263 utot 18.4
Gear ratio (never less than 1) [1,p.4]u
utot
u25.639 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 3Nitrided steel grade 2, min surface hardness 83.5 HR15NσHP 1035
nL t 60 n1 nL 1.704 109
ZN 1.4488 nL0.023
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. ?]
requirePar Paz CSF Par 2.387
n1 1420 rpm n1 1.42 103
ω1π
30n1
ω1 148.7 rad/s
----------------------------------------
kb 0.5
kω 1.91 107
Or_Anton-GEAR4-1-ver3.xmcd 2/4 17/03/2014
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
a 85 *mm
dw1a 2a
u 1 dw1a 25.607 operating pitch diameter of pinion, mm
oz1 16 β1 15
mn1dw1a
z1cos β1
π
180
mn1 1.546
mn 1.5 [3, p.835, Table 13-2]
z12 z1 u z12 90.219 z2 91
β acosz1 z2
2 amn
180
π β 19.245
dw1s
mn
cos βπ
180
z1 dw1s 25.42 mm
3 π mn 14.1
b kb dw1s 12.71b 14 mm
5 π mn 23.6
mt
dw1s
z1 mt 1.589
dw2
mn
cos βπ
180
z2 dw2 144.58 mm
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 20π
180 ϕt atan
tan ϕn( )
cos βπ
180
ϕt 0.368
mt
mn
cos βπ
180
mt 1.589 transverse metric module, mm. [1, p. 3]
rpπ mt z1
2 rG π mt
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
Or_Anton-GEAR4-1-ver3.xmcd 3/4 17/03/2014
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
mNPN
0.95 Z
mN 0.595
ZIcos 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 25.4F
10 d0.025
F
10 d0.0375 0.0125
F
25.4
F==b
Cpf b dw1s 0.03
Cpm 1 Cpm=1 for symmetry; 1.1 - non symmetry
Cma F( ) 0.127 0.0158F
25.4 0.093 10
4
F
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 6B 12 Qv
2
3 1
4 A 50 56 1 B( ) for 5<=Q
KνA 200 v( )
0.5
A
B
Kν 1.262
-------------------------------------------------------------------------------------------
Or_Anton-GEAR4-1-ver3.xmcd 4/4 17/03/2014
Transmitted tangential load, N. [1, p.12, # 7.1]
Par 2.387 kW ω1 148.7 rpmFt 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 KsKH
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 Ks1
b mt
KH KB
YJ Bending stress number [1,# 5.2.1, eq (10)]
σF 167 N/mm2Ft 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].Nitrided steel grade 2σFP 0.568 HB 83.8
σFP 254 N/mm291
YN 1.3558nL0.0178
stress cycle factor for bending strength [1, #17,p.37, Fig. 18]
YN 0.929
SF 1 safety factor for bending strenth [2, #5.1.1]
σF.all
σFP
SF
YN
Yθ YZ allowable contact stress number [1, eq(6), p.10]
σF.all 236 N/mm2
SFf
σF.all
σF SFf 1.41
SHf
σH.all
σH SHf
21.077
Or_Anton-GEAR4-2-05-ver3.xmcd 1/7 17/03/2014
Calculation of seconed gearsQ 6 איכות גלגלי שיניים הוא 6
u1 5.71 Gear ratio (never less than 1) [1,p.4]
u18.43
u1 u 3.228 t 20000 hr נניח כי אין החלקה במערכת
n11420
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 3Nitrided steel grade 2, min surface hardness 83.5 HR15N
מאמצי מגעσHP 1035
nL t 60 n1 nL 2.984 108
ZN 1.4488 nL0.023
nL is number of load cycles - מספר מחזורי עומסfor 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 השינייםאמנם אין עומס גבוה לכן לא משפיע
σH.all
σHP
SH
ZN ZW
Yθ YZ allowable contact stress number [1, eq(6), p.10]
σH.all 957 MPa = N/mm2
-----------------------------------------קN- הספק על גלגל שיניים קטן בזוג הראשון
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
Or_Anton-GEAR4-2-05-ver3.xmcd 2/7 17/03/2014
n1 249 rpm n1 248.7 ω1π
30n1
ω1 26 rad/s
----------------------------------------
kb 0.8 bending - כפיפה אם גל לא סימטרי אז בגלל לחצים בין גלגלי שיניים הגל יתעקם והגלגל שיניים יפתח זווית
kω 1.91 107
k1
ZI
Ko Kν Ks KH ZR k1 0.161
[p.14]dw1
3
Par
kω
k1 kb ZE
2
1
n1 σH.all2
dw1 38.1 mm קוטר איטרציה ראשונה
operating pitch diameter of pinion pinion - גלגל שיניים קטן
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
o לפי חישובים שלא נתעסק בהם כדאי מספר שיניים גדול מ-16z1 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
mn1dw1
z1cos β1
π
180
mn1 1.937 mm
mn 2 עיגלנו כלפי ערך סטנדרטי[3, p.835, Table 13-2]
קוטר מעגל חלוקה dw1s mn
z1
cos β1π
180
dw1s 39.34 mm
a1 - מרחק בין צירים 3 π mn 18.8 מינימום מודל נורמלירוחב גלגל שיניים
a1dw1s
2u 1( ) b kb dw1s b 31.472
5 π mn 31.4 מקסימום מודל נורמלי
a1 83.16 mm b 31 mmנעגל את המספרים לערכים סטנדרטים
a 85 mm
z12 z1 u z12 61.326 z2 62
β acosz1 z2
2 amn
180
π β 17.647 טווח מומלץ הוא בין 10 ל-25
dw1s
mn
cos βπ
180
z1 dw1s 39.88 mm
קטרי מעגל החלוקהאסור לעגל את הערכים
dw2
mn
cos βπ
180
z2 dw2 130.12 mm
v ω1
dw1s
2000 v 0.519 m/s
_____________________________________________________________________
Or_Anton-GEAR4-2-05-ver3.xmcd 3/7 17/03/2014
Pitting-resistance geometry factor calculation [3, p.919] ZI [1]==I [3]
ZI 0.22 omG
z2
z1 mG 3.263 β 17.647
ϕn 20π
180 rad ϕt atan
tan ϕn( )
cos βπ
180
ϕt 0.365 rad
mt
mn
cos βπ
180
mt 2.099 transverse metric module, mm. [1, p. 3]
rpπ mt z1
2 rG π mt
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
mNPN
0.95 Z
mN 0.59
ZIcos ϕt( ) sin ϕt( )
2 mN
mG
mG 1 ZI 0.216
Or_Anton-GEAR4-2-05-ver3.xmcd 4/7 17/03/2014
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 25.4F
10 d0.025
F
10 d0.0375 0.0125
F
25.4
F==b
Cpf b dw1s 0.055
Cpm 1.1 Cpm=1 for symmetry; 1.1 - non symmetry
Cma F( ) 0.127 0.0158F
25.4 0.093 10
4
F
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 6B 12 Qv
2
3 1
4 A 50 56 1 B( ) for 5<=Q
KνA 200 v( )
0.5
A
B
Kν 1.139
-------------------------------------------------------------------------------------------
Transmitted tangential load, N. [1, p.12, # 7.1]
Ft Par2 10
6
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 KsKH
dw1 b
ZR
ZI σH 938 N/mm2
Or_Anton-GEAR4-2-05-ver3.xmcd 5/7 17/03/2014
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
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 Ks1
b mt
KH KB
YJ Bending stress number [1,# 5.2.1, eq (10)]
σF 191 N/mm2Ft 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].Nitrided steel grade 2σFP 0.568 HB 83.8
σFP 254 N/mm2
YN 1.3558nL0.0178
stress cycle factor for bending strength [1, #17,p.37, Fig. 18],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
21.042
Group Products 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) Cylindrical Needle roller Tapered CARB 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 Conveyors, 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 normally to heavily loaded ball bearings (P > 0,05 C), radial clearance greater than Normal is often needed when the shaft
tolerance classes in the table
above are used. Sometimes the working conditions require tighter fits to prevent ball bearing inner rings from turning (creeping) on the
shaft. If proper clearance, mostly larger than Normal clearance is selected, the tolerance classes below can
then be used:
k4 for shaft diameters 10 to 17 mm
n6 for shaft diameters (140) to 300 mm
k5 for shaft diameters (17) to 25 mm
p6 for shaft diameters (300) to 500 mm
m5 for shaft diameters (25) to 140 mm
For additional information 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 diameter range 17 to 30 mm, the tolerance class j5 applies.
4) Bearings with radial internal clearance greater than Normal may be necessary.
5) Bearings with radial internal clearance greater than Normal are recommended for d ≤ 150 mm. For d > 150 mm bearings with radial
internal clearance greater than Normal may be necessary.
6) Bearings with radial internal clearance greater than Normal are recommended.
7) Bearings with radial internal clearance greater than Normal may be necessary. For cylindrical roller bearings radial internal clearance
greater than Normal is recommended.
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 displacement.
G E N E R A L I N F O R M A T I O N
Mechanical Properties of Steel - Condition, Strength, Hardness, Machinability
S T A I N L E S S S T E E L S
AISI
Type 302 HQType 303Type 304Type 316Type 410Type 416Type 17-4
MaterialsCondition
Annealed BarsAnnealed BarsAnnealed BarsAnnealed BarsAnnealed BarsAnnealed BarsBars Cond. ACond. H 900Cond. H 1025
Tensile Strengthksi
75 - 9585 - 9580 - 9075 - 9070 - 10080 - 100
150200170
Yield Strengthksi
35 - 5530 - 4030 - 4030 - 4035 - 4555 - 65
110185165
HardnessBrinell Rockwell
150 - 180160 - 180150 - 180150 - 180150 - 200190 - 220
320415352
80 - 90B83 - 95B80 - 90B80 - 90B80 - 90B90 - 95B
35C44C38C
Machinability% of CD1212
60734540559045
PermeabilityAnnealed Drawn
Non-magnetic
Non-magnetic
Non-magnetic
Non-magnetic
Magnetic
Magnetic
Magnetic
Non-magnetic to slightly magnetic
Magnetic
Slightly magnetic
Non-magnetic to slightly magnetic
Magnetic
Magnetic
Magnetic
C A R B O N S T E E L S - Rephosphorized & Resulphurized
Grade
1006
1008
1010
1018
1022
1038
1045
1212
12L14
1215
1117
1141
1144
Type ofProcessing
Hot rolledCold drawnHot rolledCold drawnHot rolledCold drawnHot rolledCold drawnHot rolledCold drawnHot rolledCold drawnHot rolledCold drawnACD*Hot rolledCold drawnHot rolledCold drawnHot rolledCold drawnHot rolledCold drawnHot rolledCold drawnHot rolledCold drawn
Estimated Minimum ValuesTensile Strength psi Yield Strength psi
43,00048,00044,00049,00047,00053,00058,00064,00062,00069,00075,00083,00082,00091,00085,00056,00078,00057,00078,00057,00075,00062,00069,00094,000
105,10097,000
108,000
24,00041,00024,50041,50026,00044,00032,00054,00034,00058,00041,00070,00045,00077,00073,00033,50060,00034,00060,00034,00065,00034,00058,00051,50088,00053,00090,000
BrinellHardness
8695869595
105116126121137149163163179170121167121163121163121137187212197217
Average Machinability Rating(Cold Drawn 1212-100%)
50
55
55
70
70
65
5565
100
160
135
90
70
80* ACD: annealed, cold drawnAll SAE 1100 series steels are rated on the basis for 0.10 max silicon or coarse grain melting practice.The mechanical properties shown are expected minimums for the sizes ranging from 3/4” to 1-1/4”.REF: SAE J1397 Rev. May 1992
A L L O Y S T E E L S
SAE No.
40378620863041304140
MachinabilityRating
7065707065
Condition
Annealed & Cold DrawnHot Rolled & Cold DrawnAnnealed & Cold DrawnAnnealed & Cold DrawnAnnealed & Cold Drawn
Range of TypicalHardness (Brinell)
174-217179-235179-229187-229187-229
A P P R O X I M AT E H A R D N E S SC O N V E R S I O N S F O R S T E E L
566065717681859095
100105110114117120122125128132135138142145149153157162168171176181188194201208215222
Tensile Strength(Approx.)
ksi
65.769.874.078.782.986.087.890.792.894.696.497.899.0
100.0–––––––––––––––––––––––
Rockwell Hardness No.B Scale C Scale
–––––––––––2022232425262728293031323334353637383940414243444546
111121131143156167174187197207217226237243247253258264271279286294301311319327336344353362371381390400409421432
BrinellHardness
No.
The technical material presented in this appendix is for general reference only. Every attempt has been made to ensure the accuracy thereof; however, Pivot Point does not warrant in any way the accuracy or completeness of the informa-tion presented. It is the sole responsibility of the user to determine material and design suitability for their specific application.
Pivot Point Inc. – (800) 222-2231 – www.pivotpins.com
1836
- - - -
- - - -
----
---
--
-
-
-
-
-
-
-
-
Ú31.5
Ú28.5
Ú26.5
Ú23.5
Ú20.5
Ú17.5
Ú15.5
Ú12.5
Ú10.5
Ú9.5
Ú7.5
Ú6.5
Ú5.5Ú3
Ú4
Ú4.5
Ú5.5
Ú6.5
Ú8
Ú9.5
Ú11
Ú12.5
Ú14.5
Ú16
Ú18
Ú20Ú13.5
Ú12.5
Ú11.5
Ú10
Ú9
Ú7.5
Ú6.5
Ú5.5
Ú4.5
Ú4
Ú3
Ú2.5
Ú2
+64+77+54+67+45+56+40+51+34+43+28+36+20+26
+144+166+124+146+102+121+87+106+70+86+60+76+48+61+41+54
+33+44
+28+37+23+31+18+24
+146+171+134+159+122+147+104+126+91+113+75+94+66+85+54+70+48+64+41+54
+140+169+130+159+122+151+108+133+100+125+92+117+79+101+71+93+59+78+53+72
+43+59
+35+48
+28+39
+23+32+19+27+14+20
+132+172+126+166+114+150+108+144+98+130+94+126+84+113+80+109+77+106+68+93+65+90+63+88+54+76+51+73+43+62+41+60
+34+50
+28+41
+23+34
+19+28+15+23+10+16
+68+108
+62+98
+56+88
+50+79
+43+68
+37+59
+32+51
+26+42
+22+35
+18+29
+15+24+12+20+6+12
+40+80
+37+73
+34+66
+31+60
+27+52
+23+45
+20+39
+17+33
+15+28
+12+23
+10+19+8+16+4+10
+23+63
+21+57
+20+52
+17+46
+15+40
+13+35
+11+30
+9+25
+8+21
+7+18
+6+15+4+12+2+8
+23+50
+21+46
+20+43
+17+37
+15+33
+13+28
+11+24
+9+20
+8+17
+7+15
+6+12+4+9+2+6
+5+45
+4+40
+4+36
+4+33
+3+28
+3+25
+2+21
+2+18
+2+15
+1+12
+1+10+1+9
0+6
+5+32
+4+29
+4+27
+4+24
+3+21
+3+18
+2+15
+2+13
+2+11
+1+9
+1+7+1+6
0+4
-1550
-1400
-1300
-1150
-1000
-870
-740
-620
-520
-430
-360
-300
-250
-970
-890
-810
-720
-630
-540
-460
-390
-330
-270
-220
-180
-140
-630
-570
-520
-460
-400
-350
-300
-250
-210
-180
-150
-120
-100
-400
-360
-320
-290
-250
-220
-190
-160
-130
-110
-90-8
0-6
0
-270
-250
-230
-200
-180
-150
-130
-110
-90
-80
-60-5
0-4
0
-60-20
-54-18
-49-17
-44-15
-39-14
-34-12
-29-10
-25-9
-20-7
-17-6
-14-5-12-4-8-2
-47-20
-43-18
-40-17
-35-15
-32-14
-27-12
-23-10
-20-9
-16-7
-14-6
-11-5-9-4-6-2
-165-68
-151-62
-137-56
-122-50
-106-43
-90-36
-76-30
-64-25
-53-20
-43-16
-35-13-28-10-20-6
-131-68
-119-62
-108-56
-96-50
-83-43
-71-36
-60-30
-50-25
-41-20
-34-16
-28-13-22-10-16-6
-108-68
-98-62
-88-56
-79-50
-68-43
-58-36
-49-30
-41-25
-33-20
-27-16
-22-13-18-10-12-6
-290-135
-265-125
-240-110
-215-100
-185-85
-159-72
-134-60
-112-50
-92-40
-75-32
-61-25-50-20-39-14
-232-135
-214-125
-191-110
-172-100
-148-85
-126-72
-106-60
-89-50
-73-40
-59-32
-47-25-38-20-28-14
-198-135
-182-125
-162-110
-146-100
-125-85
-107-72
-90-60
-75-50
-61-40
-50-32
-40-25-32-20-24-14
-385-230
-350-210
-320-190
-285-170
-245-145
-207-120
-174-100
-142-80
-117-65
-93-50
-76-40-60-30-45-20
-327-230
-299-210
-271-190
-242-170
-208-145
-174-120
-146-100
-119-80
-98-65
-77-50
-62-40-48-30-34-20
-635-480-595-440-540-400-500-360-460-330-430-300-395-280-375-260-355-240-330-230-310-210-300-200-267-180-257-170-224-150-214-140-192-130-182-120
-162-110
-138-95
-116-80-100-70-85-60
-995-840-915-760-820-680-740-600-670-540-610-480-535-420-495-380-455-340-410-310-380-280-360-260-327-240-307-220-274-200-264-190-242-180-232-170
-212-160
-193-150
-186-150-170-140-165-140
x6u6t6s6r6p6n6m6m5k6k5js7js6js5h9h8h7h6h5g6g5f8f7f6e9e8e7d9d8c9b9
500
450
400
355
315
280
250
225
200
180
160
140
120
100
80
65
50
40
30
24
18
14
10
6
3
450
400
355
315
280
250
225
200
180
160
140
120
100
80
65
50
40
30
24
18
14
10
6
3
-
(mm)Om
+20
+4
n5+8
+16+8+13
+10
+12
+38
+17+28
+20+33
+23
-
-
-
-
-
*
+24+15
----
----
----
---
--
-
-
-
-77-56-67-46-56-38-51-33-43-28-36-24-30-20
-166-131-146-111-121-91-106-76-86-61-76-51-61-40-54-33
-44-26
-37-22-31-19-28-18
-171-131-159-119-147-107-126-91-113-78-94-64-85-55-70-45-64-39-54-33
-
-
-
-
-
-169-123-159-113-151-105-133-93-125-85-117-77-101-66-93-58-78-48-72-42
-59-34
-48-27
-39-21
-32-17-27-15-24-14
-172-109-166-103-150-93-144-87-130-78-126-74-113-67-109-63-106-60-93-53-90-50-88-48-76-41-73-38-62-32-60-30
-50-25
-41-20
-34-16
-28-13-23-11-20-10
-108-45
-98-41
-88-36
-79-33
-68-28
-59-24
-51-21
-42-17
-35-14
-29-11
-24-9-20-8-16-6
-95-55
-87-51
-79-47
-70-41
-61-36
-52-30
-45-26
-37-21
-31-18
-26-15
-21-12-17-9-12-6
-80-17
-73-16
-66-14
-60-14
-52-12
-45-10
-39-9
-33-8
-28-7
-23-5
-19-4-16-4-14-4
-67-27
-62-26
-57-25
-51-22
-45-20
-38-16
-33-14
-28-12
-24-11
-20-9
-16-7-13-5-10-4
-630
-570
-520
-460
-400
-350
-300
-250
-210
-180
-150
-120
-12-2
-50-10
-46-10
-41-9
-37-8
-33-8
-28-6
-24-5
-20-4
-17-4
-15-4
-12-3-9-1-8-2
-45+18
-40+17
-36+16
-33+13
-28+12
-25+10
-21+9
-18+7
-15+6
-12+6
-10+5-9+3-10
0
-32+8
-29+7
-27+5
-24+5
-21+4
-18+4
-15+4
-13+3
-11+2
-9+2
-7+2-6+2-6
0
Ú23.5
Ú20.5
Ú5.5
Ú6.5
Ú7.5
Ú9.5
Ú10.5
Ú12.5
Ú15.5
Ú17.5
Ú26.5
Ú28.5
Ú31.5Ú20
Ú18
Ú16
Ú14.5
Ú12.5
Ú11
Ú9.5
Ú8
Ú6.5
Ú5.5
Ú4.5
Ú4
Ú3
0+250
0+230
0+210
0+185
0+160
0+140
0+120
0+100
0+84
0+70
0+58
0+48
0+40
X7U7T7S7R7P7P6N7N6M7M6K7K6JS7JS6H10H9
0+155
0+140
0+130
0+115
0+100
0+87
0+74
0+62
0+52
0+43
0+36
0+30
0+25
0+97
0+89
0+81
0+72
0+63
0+54
0+46
0+39
0+33
0+27
0+22
0+18
0+14
0+63
0+57
0+52
0+46
0+40
0+35
0+30
0+25
0+21
0+18
0+15
0+12
0+10
0+40
0+36
0+32
0+29
0+25
0+22
0+19
0+16
0+13
0+11
0+9
0+8
0+6
+20+83
+18+75
+17+69
+15+61
+14+54
+12+47
+10+40
+9+34
+7+28
+6+24
+5+20+4+16+2+12
+20+60
+18+54
+17+49
+15+44
+14+39
+12+34
+10+29
+9+25
+7+20
+6+17
+5+14+4+12+2+8
+68+165
+62+151
+56+137
+50+122
+43+106
+36+90
+30+76
+25+64
+20+53
+16+43
+13+35+10+28+6+20
+68+131
+62+119
+56+108
+50+96
+43+83
+36+71
+30+60
+25+50
+20+41
+16+34
+13+28+10+22+6+16
+68+108
+62+98
+56+88
+50+79
+43+68
+36+58
+30+49
+25+41
+20+33
+16+27
+13+22+10+18+6+12
+135+290
+125+265
+110+240
+100+215
+85+185
+72+159
+60+134
+50+112
+40+92
+32+75
+25+61+20+50+14+39
+135+232
+125+214
+110+191
+100+172
+85+148
+72+126
+60+106
+50+89
+40+73
+32+59
+25+47+20+38+14+28
+135+198
+125+182
+110+162
+100+146
+85+125
+72+107
+60+90
+50+75
+40+61
+32+50
+25+40+20+32+14+24
+230+480
+210+440
+190+400
+170+355
+145+305
+120+260
+100+220
+80+180
+65+149
+50+120
+40+98+30+78+20+60
+230+385
+210+350
+190+320
+170+285
+145+245
+120+207
+100+174
+80+142
+65+117
+50+93
+40+76+30+60+20+45
+230+327
+210+299
+190+271
+170+242
+145+208
+120+174
+100+146
+80+119
+65+98
+50+77
+40+62+30+48+20+34
+480+730+440+690+400+630+360+590+330+540+300+510+280+465+260+445+240+425+230+390+210+370+200+360+180+320+170+310+150+270+140+260+130+230+120+220
+110+194
+95+165
+80+138+70+118+60+100
+480+635+440+595+400+540+360+500+330+460+300+430+280+395+260+375+240+355+230+330+210+310+200+300+180+267+170+257+150+224+140+214+130+192+120+182
+110+162
+95+138
+80+116+70+100+60+85
+840+1090+760+1010+680+910+600+830+540+750+480+690+420+605+380+565+340+525+310+470+280+440+260+420+240+380+220+360+200+320+190+310+180+280+170+270
+160+244
+150+220
+150+208+140+188+140+180
500
450
400
355
315
280
250
225
200
180
160
140
120
100
80
65
50
40
30
24
18
14
10
6
3
450
400
355
315
280
250
225
200
180
160
140
120
100
80
65
50
40
30
24
18
14
10
6
3
-
H8H7H6G7G6F8F7F6E9E8E7D10D9D8C10C9B10(mm)
Om
’Technical Data»
Tolerance Table for Regularly Used Fits Excerpt from JIS B 0401(1999)
UnitClass of Tolerance Range for Shafts
or LessBeyond
Dimensional Tolerances of Shaft, Regularly Used Fitting
Note:*n5 is the previous version of JIS. Presented here because many Misumi products conform to this version.In each column, the upper value is the upper dimensional tolerance, and the lower figure is the lower dimensional tolerance.
UnitClass of Tolerance Range for Holes
or LessBeyond
BasicSize
Dimensional Tolerances of Shaft, Regularly Used Fitting
BasicSize
1835
H6
h8
h7
n6
n5
h6
h5
h9
x6
u6
t6
s6
r6
p6
n6
m6
k6
js6
h6
r5
p5
m5
k5
js5
h5
f8
f7
c9
e9
d9
e8
d9
g6
f7
e7
g5
f6
H9H8H7
h9h8h7h6h6h5
000
h6h5
H10H9
H8H7H6
H9H8E9E8D1D9D8C1C9B1H9H8F8E9E8D9D8H8H7F8F7E7X7U7T7S7R7P7P6K7 N7N6M7M6K6JS7JS6G7 H7H6G6F7F6P6N6M6K5JS6M6
h9h8h7
200
150
100
50
0
-50
(Om)
d8 d9c9b9h9h8e9g8d9c9h8h7f8f7e9e8d9x6u6t6s6r6p6n6m6k6js7js6h7h6g6f7f6e7p6n6m6m5k6k5js6js5h6h5g6g5f6
-200
-150
-100
-50
0
50
H10H9H8H7H6
h9
h8
h7
h6
h5
D8
X7U7T7S7R7
P6N6
H9
B10C9C10
D9D10
D8D9
E9E8E9E8
E7
F8F8F7F7F6 G6
G7
H6H6H7H7H8
H9H8
H8
JS6JS6JS7
K6K6K7
M6M6M7
N6N7
P6P7x6u6t6s6r6p6
p6n6n6
m6m6m5
k6k6k5
js7js6js6js5
h8
h8h9
h7h7h6h6h5
g6g6g5
f6f6f7f7f8
e7
e8e9e8e9
d9d8
d9d9
c9c9
b9H10
H9
H8
H7
H6 **
* *
*
*
*
(Om)
’Technical Data»
Excerpt from JIS B0401(1999)¤Drawing Manual"in JIS¤How to Use"SeriesDescription of Fits/Graphical Representation of Standard Fits
Application ExampleFunctional ClassificationApplicable Part
Fixing the Rim of a Drive Gear and a Boss TogetherAttaching and Fixing a Bearing Bush
Insertion of a Suction Valve and Valve GuideFixing a Coupling Flange and a Shaft Together(High Torque)
Attaching and Fixing a Bearing Bush
Coupling and Shaft
Insertion of a Suction Valve and Valve GuideFixing a Gear and a Shaft Together(Low Torque)Shaft of a Flexible Coupling and a Gear(Drive Side)
Flexible-Axis Coupling and Gear(Passive Side)Precision FittingInsertion of a Suction Valve and Valve Guide
Reamer BoltFixing the piston of hydraulic equipment and a shaft togetherFitting a Coupling Flange and a Shaft Together
Reamer Bolt to Fix the Shaft of a Gear Pumpand a Casing Together
Fitting Coupling Flanges TogetherGovernor Path and PinFitting a Gear Rim and a Boss Together
Fitting a rim and a boss together.Fitting the gear of a precision gear device.
Link Device Pin and LeverKey and its GroovePrecision Control Valve Rod
Part in which a cooled exhaust valve box is inserted.Regular Shaft and BushLink Device Lever and Bush
Fitting of the Exhaust Valve BoxMain Bearing for the CrankshaftRegular Sliding Part
Crank Web and Pin Bearing(Side)Exhaust Valve Box and the Sliding Part of a Spring BearingPiston Ring and the Ring Groove
Piston Ring and Ring GrooveFitting by means of a loose set pin.
Considerable force canbe transmitted by thefitting force alone.
Slight force can betransmitted by thefitting force alone.
Force cannot be transmittedby the fitting force alone.
Hard to disassemblewithout damagingcomponent parts.
Can be disassembled/re-assembledwithout damagingcomponent parts.
Part required to make a precision motionwith virtually no play.
Regular Fitting
Regular Rotary or Sliding Part
Cost needs to be reduced.
(Often comes apart.)
(Must be well greased.)
Maintenance CostManufacturing Cost
LongInflates. Large position error
Part whose structure needs a gap.
Firmly coupled together and requires shrinkage press fitting, cold press fitting or forced
press fitting. Permanent assembly, which can not come apart. Press fitting or the like is
required for light alloy members.
Fitting which requires much force for assembling/disassembling. Shrinkage press fitting,cold press fitting or forced press fitting is required for large component parts.
Fitting which requires considerable force for assembling/disassembling.Precision stationary fitting(a key or the like is necessary for high-torquetransmission purposes)
Fitting which requires much force for assembling/disassembling(a key or the like is necessaryfor high- torque transmission). Light press fitting or the like is necessary for non-ferrous componentparts. Standard press fitting is required for iron component parts and a bronze part and a copper part.
Requires an iron hammer or hand press for assembling/disassembling.Precision positioning which allows no gap.
Fitting which requires an iron hammer or hand press for assembling/disassembling(a key or the like is necessary to prevent inter-part shaft rotation).
Precision positioning.
Fitting which accommodates a light gap.Precision fitting which locks both parts while the unit is used.Fitting which allows assembling and disassembling with a wooden or lead hammer.
Fitting so as to permit movement by hand, with a lubricant applied.(high-quality positioning)Special High-Precision Sliding PartUnimportant Stationary Part
Continuously rotating part of a precision machine under a light load.Fitting with a narrow gap so as to permit movement(spigot and positioning).Precision sliding part.
Fitting so as to provide an appropriate gap to permit movement(high-quality fitting).Regular normal-temperature bearing lubricated with grease or oil.
Part which accommodates a wide gap or needs a gap.Fairly wide gap, well greased bearing.Bearing subjected to a high temperature, high speed and heavy load (high-degree forced lubrication).
Part which accommodates or needs a gap.
Part which accommodates a wide gap or moving part which needs a gap. Part whichaccommodates a wide gap to facilitate assembling. Part which needs an appropriate gapeven at a high temperature.
Can
Be M
oved
Rel
ativ
ely
Clea
ranc
e Fi
t
Loos
e Fi
tSl
idin
g Fi
tPu
sh F
itDr
ivin
g Fi
tLig
ht Pr
ess F
itPr
ess
Fit
Strong
Press
Fit, S
hrinka
ge Fit,
Freeze
FitRo
ll Fi
tFin
e Roll
Fit
Ligh
t Rol
l Fit
Cann
ot B
e M
oved
Rel
ativ
ely
Tran
sitio
n Fi
tIn
terfe
renc
e Fi
t
Dim
ensi
on T
oler
ance
Reference Shaft
*Values in cases where the measurement exceeds the reference, 18 mm, but does not exceed 30 mm.
Class of ToleranceRange for Hole
Clearance FitInterference FitTransition FitClearance Fit
Class of Tolerance Range for Shafts
Reference Hole
* Values in cases where the measurement exceeds the reference, 18 mm, but does not exceed 30 mm.
1.2 Interrelation between Tolerance Ranges-Fitting with Regularly Used Hole Adopted as Reference
Note:*An exception may arise according to the dimensional sectioning scheme.
2.2 Interrelation between Tolerance Ranges-Fitting with Regularly Used Shaft Adopted as Reference
Note:*An exception may arise according to the dimensional sectioning scheme.
Reference Shaft Class of Tolerance Range for ShaftsClearance Fit Transition Fit Interference FitInterference FitTransition FitClearance Fit
Class of Tolerance Range for ShaftsReference Hole
2.1 Fitting, with Regularly Used Shaft Adopted as Reference1.1 Fitting, with Regularly Used Hole Adopted as Reference
Dim
ensi
on T
oler
ance
Cleara
nce F
it
Cleara
nce F
it
Cleara
nce F
it
Tran
sition
Fit
Interf
erenc
e Fit
Slid
ing
Fit
Driv
ing
Fit
Stron
g Pres
s Fit
Shrin
kage
Fit
Loos
e Fit
Rol
l Fit
Light
Roll
Fit
Pres
s Fit
Clea
ranc
e Fi
t
Tran
sition
Fit
Tran
sition
Fit
Interf
erenc
e Fit
Interf
erenc
e Fit
Cleara
nce F
it
Cleara
nce F
it
Cleara
nce F
it
Cleara
nce F
it
FitFit
Metric_1801-1886 3/1/06 10:31 Page 1834