Calcul Cutie de Viteze

Sheet1CALCULUL CUTIEI DE VITEZETema de proiectareS se proiecteze o cutie de viteze al unui autoturism capabil s preia i s transmitmomentul maxim al unui motor cu aprindere prin comprimare cu puterea maxim=59.65 kW,la turaia n =4000 rot/min.GeneralitIRezistenele la naintare ale automobilului variaz mult n funcie de cond.concrete de deplasare si corespunztor acestora trebuie s se schimbe si fora detraciune la roile motoare. Marea majoritate a automobilelor actuale sunt echipa-te cu motoare cu ardere intern, a cror particularitate const n faptul cputerea maxim este dezvoltat la turaii foarte ridicate. automobilul necesitputeri mari si la viteze mici,care ns nu pot fi asigurate de motor datorit valoriirelativ ridicate a turaie minime stabile de funcionare a acestora. In consecin,automobilul trebuie s fie nzestrat cu un dispozitiv care s permit schimbareaturaiei si momentul roilor motoare n timpul mersului si s asigure utilizareaintegral a puterii motorului la toate regimurile de funcionare. Acestui scop Iservete cutia de viteze, care ndeplinete funcia unui variator de cuplu si turaien transmisia automobilului, asigurnd totodat posibilitatea mersului napoisi funcionarea motorului la regim de mers ncet n gol, atni cnd automobilulst pe loc.1. DATE DE INTRAREPUTEREA NOMINALA59.65[KW]TURATIA4000[rot/min]MOMENTUL MAXIM155.0215.502[DN*m]TURATIA Mmax2900[rot/min]RAPORTUL RED.C.2.61RAPOARTELE PE TREPTEi155.000i23.333.330i32.222.220i41.481.480i511.000MOM. LA ARB. SEC.73.6374NMODULUL ROTILOR DINTATEse adopta Diametrul Pitch=12modulul =2.1166666667Se adopta modulul =2.252. Alegerea schemei de organizare a cutiei de viteze3. Calculul cutiei de vitez3.1. Calculul roilor dinateDistana dintre arbori (C)64.83mmSe adopt C =59.8mmTreapta IC1z1z2z9z10Cg 1,2g 9,10i1noui1461729311459.83032.093.785.00Treapta IIC1z7z8Cg 7,8i2noui246261459.841.143.173.33Treapta IIIC1z5z6Cg 5,6i3noui346241859.837.752.272.22Treapta IVC1z3z4Cg 3,4i3noui346202459.834.071.421.48Calculul de dimensionare I verificare2.252.25pentru dinI cementaI I cliIDistana dintre axe (C)59.76mmSe adopta C(STAS) =60mmAlegerea materialelor i a tensiunilor limitSe alege oel aliat destinat construciei de maini : 18MoCrNi13 STAS 791 - 80Tratamentul aplicat : cementare I clire3.2. Determinarea elementelor geometrice ale tuturor roilorElementele geometriceElementele profilului de referinUnghiul de presiune de referin :20Coefic. inlimii capului de referin:1Coefic. jocului la capul dintelui de referin:0.25Modulul profilului de referin:2.25Pasul profilului de referin:7.07mmRaza de racordare la piciorul dintelui de referin0.855mmTREAPTA I0.43023.25Raportul de angrenare (u)3.78Distana dintre axe (a)60.0mmDiametre cercuri de divizare38mm82mmVERIFICARE60Diametre cercuri de baz35mm75mmDiametre cercuri de rostog.39mm81mmDiametre cercuri de picior32mmda2-df2da1-df176mm5.55.5Diametre cercuri de cap43mm87mmTREAPTA IIDistana dintre axe (a)60mm0.48325.795Diametre cercuri de divizare42mmVERIFICARE59.577mmDiametre cercuri de baz3869Diametre cercuri de rostog.VERIFICAREda2-df2da1-df143mm5576mmDiametre cercuri de picior37mm72mmDiametre cercuri de cap47mm82mmTREAPTA IIIDistana dintre axe (a)60mm0.46024.717Diametre cercuri de divizareVERIFICARE6052mm68mmDiametre cercuri de baz48mm61mmDiametre cercuri de rostog.53mm67mmDiametre cercuri de picior46mm62mmVERIFICAREda2-df2da1-df1Diametre cercuri de cap5.55.557mm73mmTREAPTA IVDistana dintre axe (a)60mm0.43923.720Diametre cercuri de divizare66mmVERIFICARE6054mmDiametre cercuri de baz61mm49mmDiametre cercuri de rostog.67mm53mmDiametre cercuri de picior60mm48mmVERIFICAREda2-df2da1-df15.55.5Diametre cercuri de cap71mm59mmVerificarea dinilor la incovoiere I presiune de contactPentru ca dantura inclinat se ine seama de caracterul dinamic al solicitrii, de concentratoriide eforturi de la baza dintelui I de gradul de acoperire avem conform teoremelor lui Lewis:Mm =155.02N - momentul maxim al motoruluiKd = coeficient care ine sema de caracterul dinamic al solicitriia = 9 (pentru clasa a-II-a de precizie)-coeficient care ine sema de precizia de prelucrare a danturiiv = viteza tangenial a roii pe cercul de divizarej = 3,5,7,9u =1.7058823529raportul de angrenare al angrenajului permanentdj+1 = diametrul de divizare al roii Zj+1p1 = planul normal al profilului de referin5.72Y = -coeficient care ine sema de forma I numrul dinilorz = numrul de dinIKc = 1,4 -coeficient care ine sema de gradul de acoperireKe = (0,8 . . 0,9)E -b =grosimea de baz a dinteluirb = raza de rotunjire a dintelui la baz0.9Zj+1 = nr. de dinI ai roii conductoareZj = nr. de dinI ai roii conduseValoarea efectiv calculat a efortului de incovoiere se compar cu efortul admisibil laincovoiere sai = 800 MPaCalculul la presiunea de contactValoarea efectiv a presiunii de contact are o mare influen asupra duratei de funcionare aroilor dinate. Dac presiunea de contact este prea mare atunci se poate produce deteriorareasuprafeei de lucru a danturii.modulul de rezisten pentru oelFn = fora normal din angrenajl = lungimea suprafeelor de contactSe adopta limea rotilor dinate dup cum urmeaz:b1=18mmb2=15mmb3=15mmb4=18mmFnlTreaptaI17482.843819887821.25TreaptaII17795.037459528619.92TreaptaIII13688.490353483518.97TreaptaIV10294.649769975221.73Rezultatele calculelor sunt prezentate n tabelul 3.1.Tabelul 3.1.Nr. dinIz10z9z8z7z6z5z4z3Y0.11280.13960.11280.13440.12200.13190.13190.1258dj+1;dj3882427752686654e1.5441.5441.5251.5251.5651.5651.5831.583Kc1.41.41.41.41.41.41.41.4v [m/s]5.77012.4516.37711.6927.89610.32510.0228.200Kd1.20390.63571.11340.67170.93730.74810.76740.9086Ke1.38981.38981.37211.37211.40841.40841.42431.4243si368.391261.286365.048276.977315.532279.657277.724300.713di9.05419.53712.66523.21914.22318.59916.44813.458dj+1;dj81.995446828264.3999990328107.0282189353196.218401381571.005963038592.853951665760.615691797349.5946569251pc91.490153643168.799473937181.118120136579.8306036111Valoarea efectiv calculat a presiunii de contact se compar cu presiunea admisibil decontact Pac = 1500 Mpa3.3. Calculul roilor dinate pentru treapta I-a dup metoda ISOCalculul de predimensionareNumrul de dinI ptr. pinion respectiv pentru roata17.00017dini29diniRaportul de agrenare real1.710.028Numrul critic de dinI pentru predimensionare23.094023.094Dac Cw=C pentru angrenaj zero deplasatcoeficientul normal respectiv frontal al deplasrii de profilDiametrele cercurilor de divizareVERIFICARE45mm6075mmDiametre cercuri de baz42mm68mmDiametre cercuri de rostog.46mm73mmDiametre cercuri de piciorVERIFICAREda2-df2da1-df139mm402569mmNr. critic de dinI0.93060485911.802121535.06859084117.38Tensiuni admisibile pentru solicitarea de contact respectiv de incovoiere pentru predimensionare1305Mpa633Mpa640MPa1110.9891Criteriul siguranei n funcionare a angrenajului pentru predimensionare171,1 . . 1,29.1630.64821.896Condiia de evitare a ascuirii dintelui0.93>0.75150.83>0.7515Diametrele cercurilor de vrf48.68mm80.83mm29.6929Viteza periferic pe cercul de divizare9.4247779608m/sAlegerea treptei de precizie I a procedeului tehnologic de execuie a roilor angrenajuluiSe alege treapta de precizie 6Procedeul tehnologic de execuie : danturare prin everuireRugozitatea flancului : Ra1,2 = 0,4Se alege ulei T 80 EP 2Factorul de elasticitate a roilorFactorul zonei de contact I factorul de form al dintelui pentru solicitarea de ncovoiere0.883Factorii gradului de acoperire pentru solicitarea de contact respectiv pentru ncovoiere41.352.41.971.2171.502Factorii nclinrii dinilor pentru solicitarea de contact respectiv de ncovoiere0.9310.8380.850Factorul dinamicKv =1.1Factorul de repartizare a sarcinii pe limea danturii pentru solicitarea de contact respectiv deincovoiere111.11.11.14. Stabilirea forelor din angrenaje pentru fiecare treapt de vitezIncrcrile arborilor din cutia de viteze sunt determinate de forele din angrenajele roilordinate. Aceste fore dau natere la reaciuni corespunztoare n lagrele arborilor, a crordeterminare este necesar att pentru calculul de rezisten al arborilor ct I pentru calcululde alegere al rulmenilor.In fiecare angrenaj acioneaz o for tangenial Ft, una radial Fr, si una axial Fa ale crorvalori sunt date de relaiile:unde:Ii = raportul de la motor la roata respectiva = unghiul de angrenareg = unghiul de nclinare al danturiird = raza cercului de divizare3.5. Calculul reaciunilor din lagrele arborilor din cutia de vitezepentru fiecare treaptArborele secundarArborele intermediarArborele primarRezultatele calculelor sunt sitetizate n tabelul 4.1Tabelul 4.1.Diametre cercuri dedivizarebazarostogolirepiciorcapTreaptaIIIIIIIVVtreapta132.0914z100.0380.0350.0390.0320.043F'ti=Fti13918.204334365312592.661064425810170.99547511318013.51158645288013.511586452831z90.0820.0750.0810.0760.087F'ri=Fri5979.48474901836086.26126239364681.73943261053520.97758981453367.8916076486treapta241.14F'ai=Fai8728.068415961211002.07568363397874.44824021225419.05552216094626.603071592714z80.0420.0380.0430.0370.047RCH5210.0230128644713.83034497223807.32450940062999.71021952782999.710219527826z70.0770.0690.0760.0720.082RCV324.6691303576304.06310894461973.18354367812023.0543410913367.8916076486treapta337.75RC5220.12929330114723.62687935894288.25992879693618.15011686174510.094819625118z60.0520.0480.0530.0460.057RDH8708.18132150136599.36248296112773.9078568491628.41411917228013.511586452824z50.0680.0610.0670.0620.073RDV5654.81561866075454.72469269782708.55588893231497.92324872353367.8916076486treapta434.07RDA8728.068415961211002.07568363397874.44824021225419.05552216094626.603071592724z40.0660.0610.0670.0600.071RD13564.237534151813940.99264769378777.1165475655853.34685072129847.056301715420z30.0540.0490.0530.0480.059F'tp=Ftp6889.77777777786889.77777777786889.77777777786889.7777777778ang. perm.30F'rp=Frp2895.6125546222895.6125546222895.6125546222895.61255462217z10.0450.0420.0460.0390.050F'ap=Fap3977.81505465673977.81505465673977.81505465673977.815054656729z20.0750.0680.0730.0690.080REH-1920.2884080208-4021.6408835139-8237.0650881435-9663.145799734REV4734.99674280285869.45024124316000.6416097685589.0390892008RE5109.56962222187115.057380680710191.022568672511163.0526598925RFH9373.23867766737258.68155657323610.8075180691777.0277502696RFV4140.10056083753289.15528474941576.7103774646827.5510552357RFA4750.25336130457024.26062897723896.63318555551441.2404675042RF11294.376607805810622.95805370295541.45258300742433.0726375145RAH1.928959181-91.9932243842-263.5818289746-416.4516767005567.8022915535RAV-164.1775405918-168.0779660736147.8626876438157.3025171541637.4937685906RA164.1888720904191.606252539302.2230218942445.169721488853.696519429RBH-1677.8258057328-2267.9406571898-3346.0350973517-4306.51923495053567.5125110812RBV3056.10414438783031.59769749315016.6587859445075.96941286724005.3853762393RBA3977.81505465673977.81505465673977.81505465673977.8150546567RA5289.41249901925491.5527888787223.97597285267754.64931575995363.7913390542L1L2L30.02650.1870.189l10.140l20.020l30.007l60.007l4l5I0.117I0.070II0.098II0.089III0.051III0.136IV0.038IV0.149l7l8I0.124I0.059II0.106II0.077III0.065III0.118IV0.041IV0.1423.6. Calculul de rezisten al arborilor la ncovoiere si torsiuneCalculul de predimensionare al arborilor din cutia de vitezeArborele primar12.67mmArborele intermediar si secundar25.93mmArborele secundarTabelul 3.1.TreaptaIIIIIIIVRezultatele calculelor suntM4vst37986.28825183929798.1846765707100632.36072758576876.0649614576prezentate n tabelul 3.1.M4vdr-319864.516802571-393781.729143335-167098.879439629-69438.4341368867M4H-609.5726925051-461.9553738073-194.1735499794-113.9889883421Mi437991.178897465829801.7652629237100632.54805963376876.149470741d330302520Wi2650.71880146642650.71880146641533.9807878856785.3981633974Wt5301.43760293285301.43760293283067.96157577131570.7963267949Mt47751516.2166344.1444229.4296si414.332411.242965.602297.8818tt41.46210.09740.11220.1461sech414.627711.24565.60397.882Arborele intermediarRezultatele calculelor sunt prezentate n tabelul 3.2.Tabelul 3.2.TreaptaIIIIIIIVM2vst30777.478828218338151.426568080339004.170463491836328.7540798054M2vdr181934.450905173205219.658863662245850.55330564298864.547687148M3vst334439.60420111384791.311514508344254.25046905278027.138801207M3vdr158158.806403941153747.722158196139518.59622353499198.3065698971M2H-12481.8746521351-26140.6657428403-53540.9230729329-62810.4476982712M3H603734.807197733401897.845049131-196353.377971701-176518.536598478Mi3690177.923640186556404.736924651396315.074160579329329.445499265d75666660Wi41417.481272912328224.853798014128224.853798014121205.7504117311Wt82834.962545824656449.707596028256449.707596028242411.5008234622si316.663927946119.713290311714.041350824915.5301953058tt33.19244283124.68462802764.68462802766.2352399047sech417.845258740521.82651538716.880239690719.9173249437Arborele primarSe adopta diametrul arborelui primar d =25mmRezultatele calculelor sunt prezentate n tabelul 3.3.Tabelul 3.3.TreaptaIIIIIIIVMBv-22985-235312070122022Mivst-87390-87524-75371-74964Mivdr2110.31976.414129.814537.3MBH12.5-598.0-1713.3-2706.9MiH33608429215993675094MiB936309748296297106107Wi1534.01534.01534.01534.0Wt3068.03068.03068.03068.0ttB50.52950.52950.52950.529siB61.03763.54862.77669.171sech4118.060119.377118.968122.4633.7. Verificarea rigiditii arborelui intermediarsgeata la deplasarea roii p' n plan verticalRezultatele calculelor sunt prezentate ntabelul de mai jos.TreaptaIIIIIIIVf'pv10.0000310.0000320.0000320.000033f'pv20.0005030.0005630.0005030.000031f'pv30.0000350.0000940.0000740.000065f'pv4-0.000145-0.000040.0000580.00006f'pV-0.000070.0005820.0000740.000789f'pH1-0.00007-0.000070.0000170.000094f'pH20.0000740.0002070.0000940.000058f'pH-0.000010.000130.0000590.000078f'p0.0004240.000590.0005940.000059TreaptaIIIIIIIVf'iv10.002870.004030.00330.0035f'iv20.00370.00250.00430.0047f'iv30.0220.0150.0260.032Rezultatele calculelor sunt prezentate nf'iv40.0450.00360.00080.0009tabelul alturat.f'iV0.0330.02510.03410.0397f'iH10.0027-0.0064-0.0110.02f'iH20.01870.1140.0140.017f'iH0.02840.10760.0030.005f'I0.04350.11040.03450.031I358908.11553155415922031589263.8 Calculul de alegere al rulmenilorRulmentTipDimensiuniSarcina rad.de bazaSimboldDBDinamicStaticAradial cu role cilindrice25521834.134.2NU2205EBradial cu role cilindrice20471414.712.4NJ204Cradial-axial cu role conice254715253432005XADradial-axial cu role conice254715253432005XACapapcitate de ncrcare dinamic185.8889258152D- durata de funcionare n milioane rotaiiQ - sarcina echivalent , n NC - capacitatea de ncrcare dinamic, n Np - exponent ce depinde de tipul rulmentuluip =3rulmenI cu bilep =3.33rulmenI cu roleDurabilitatea283.49mil. rotaiiDh - durata de funcionare n orene - turaia echivalent a inelului rulmentuluiVa med =50km/h (pentru autoturisme)r =0.275m1574.9603672727rot/mina1 =1a2=3a3 =5a4 =16a5 =751.248n1=800rot/minb1 =0.508n2=1201.2012012012rot/minb2 =0.763n3=1801.8018018018rot/minb3 =1.144n4=2702.7027027027rot/minb4 =1.716n5=4000rot/minb5 =2.54028361.6249675325Qi - sarcina radial din rulment n treapta ISi - sarcina axial din rulment n treapta Im =1.5coeficientul reducerii sarcinii axialeQ1Q2Q3Q4Q53486.38379638953786.04535418956030.15889071746656.69387919875363.7913390542Qn1Qn2Qn3Qn4Qn59453.10637837459752.767936174511996.881472702512623.416461183811330.5139210392

&C&P26VERIFICAREVERIFICARE

Sheet2

&APage &P

Sheet3

&APage &P

Sheet4

&APage &P

Sheet5

&APage &P

Sheet6

&APage &P

Sheet7

&APage &P

Sheet9

&APage &P

Sheet10

&APage &P

Sheet11

&APage &P

Sheet12

&APage &P

Sheet13

&APage &P

Sheet14

&APage &P

Sheet15

&APage &P

Sheet16

&APage &P

MBD00078FD8.unknown

MBD000A494B.unknown

MBD000E3B18.unknown

MBD000E3B1C.unknown

MBD000F708C.unknown

MBD00108746.unknown

MBD000FA25D.unknown

MBD000E3B1D.unknown

MBD000E3B1A.unknown

MBD000E3B1B.unknown

MBD000E3B19.unknown

MBD000D3E58.unknown

MBD000E3B14.unknown

MBD000E3B16.unknown

MBD000E3B17.unknown

MBD000E3B15.unknown

MBD000E3B12.unknown

MBD000E3B13.unknown

MBD000E0F07.unknown

MBD000E3B0E.unknown

MBD000C779C.unknown

MBD000CAD9E.unknown

MBD000C381A.unknown

MBD00097F67.unknown

MBD00097F6C.unknown

MBD00097F6E.unknown

MBD00097F6F.unknown

MBD00097F6D.unknown

MBD00097F69.unknown

MBD00097F6B.unknown

MBD00097F68.unknown

MBD00097F61.unknown

MBD00097F63.unknown

MBD00097F65.unknown

MBD00097F62.unknown

MBD0007F74F.unknown

MBD0008205B.unknown

MBD0008E0C3.unknown

MBD00091E24.unknown

MBD00097F5F.unknown

MBD0008F2B0.unknown

MBD0008E0C0.unknown

MBD0008935D.unknown

MBD000806EF.unknown

MBD0007E07D.unknown

MBD0007F74E.unknown

MBD0007C43E.unknown

MBD0007E079.unknown

MBD0007C43C.unknown

MBD000798FB.unknown

MBD00037F4D.unknown

MBD00063EF7.unknown

MBD0006BAFA.unknown

MBD00071506.unknown

MBD00078093.unknown

MBD000781B3.unknown

MBD00077E39.unknown

MBD000722E1.unknown

MBD0006E043.unknown

MBD00070236.unknown

MBD0006D82B.unknown

MBD00067D88.unknown

MBD00069528.unknown

MBD0006A4A6.unknown

MBD00066060.unknown

MBD0006592E.unknown

MBD00041774.unknown

MBD0005B13F.unknown

MBD00061793.unknown

MBD000629C0.unknown

MBD000618FD.unknown

MBD0005DB01.unknown

MBD0005DF10.unknown

MBD0005B745.unknown

MBD00051919.unknown

MBD000523D4.unknown

MBD00059AB7.unknown

MBD00044C31.unknown

MBD00044CAD.unknown

MBD00042802.unknown

MBD0004398E.unknown

MBD000423D5.unknown

MBD00039F4C.unknown

MBD0003CA52.unknown

MBD0003EF95.unknown

MBD0003FBEB.unknown

MBD0003D0A7.unknown

MBD0003D066.unknown

MBD0003AA39.unknown

MBD0003A138.unknown

MBD00039AA6.unknown

MBD00039F4A.unknown

MBD000385BE.unknown

MBD000385BB.unknown

MBD00015321.unknown

MBD0002ECC1.unknown

MBD0003501D.unknown

MBD00035BB5.unknown

MBD00037441.unknown

MBD00035EE0.unknown

MBD00035020.unknown

MBD00035189.unknown

MBD0003244D.unknown

MBD0003301F.unknown

MBD00032618.unknown

MBD00031AE5.unknown

MBD00031AE8.unknown

MBD000314A1.unknown

MBD000309FA.unknown

MBD00022ED6.unknown

MBD0002ADAC.unknown

MBD0002BBB4.unknown

MBD0002D20E.unknown

MBD000269CB.unknown

MBD0002943D.unknown

MBD0001C172.unknown

MBD0001D5CC.unknown

MBD00021B77.unknown

MBD00021B7D.unknown

MBD0001F77C.unknown

MBD0001CF5D.unknown

MBD000184D1.unknown

MBD0001AD68.unknown

MBD0001A5F9.unknown

MBD00017232.unknown

MBD0000CFF2.unknown

MBD0000E637.unknown

MBD00012497.unknown

MBD0001424E.unknown

MBD000148FB.unknown

MBD0001303F.unknown

MBD000100BD.unknown

MBD00010BE1.unknown

MBD0000D1F6.unknown

MBD0000E12E.unknown

MBD0000CFF5.unknown

MBD00002463.unknown

MBD000074FA.unknown

MBD00008009.unknown

MBD0000B091.unknown

MBD00005731.unknown

MBD000074DB.unknown

MBD000042CE.unknown