Geometrie descriptivă şi desen tehnic 1

Capitolul 16. ROŢI DINŢATE. ANGRENAJE

16.1. Generalităţi

Roţile dinţate sunt organe de maşini constituite din corpuri de rotaţie (cilindru, con, hiperboloid etc.) prevăzute cu o dantură exterioară sau interioară.

Angrenajul este un mecanism constituit din două roţi dinţate care serveşte la transmiterea mişcării de rotaţie între arbori apropiaţi.

Transmiterea mişcării de rotaţie şi a puterii este realizată prin contact direct dintre dinţii roţilor conjugate constituind angrenajul.

Roata dinţată montată pe arborele care transmite mişcarea se numeşte roată conducătoare, iar roata dinţată montată pe arborele care primeşte mişcarea se numeşte roată condusă.

Raportul dintre turaţia n1 a roţii dinţate conducătoare şi turaţia n2 roţii conduse se numeşte raport de transmitere şi se notează cu i:

2

112 n

ni = .

Pentru un angrenaj, raportul de transmitere este constant şi exprimă legea fundamentală a angrenării care cere ca normala comună la profilul dinţilor (fig.1) în punctul de contact să treacă prin polul angrenării (P).

Fig. 1

16.2. Elemente geometrice ale roţilor dinţate

O roată dinţată este compusă din: coroană, butuc şi spiţele sau discul care fac legătura între

butuc şi coroană. Noţiunile de bază şi definiţiile pentru elementele geometrice ale danturii sunt date în ISO

1122/1-83, SR 915/1:1994 şi STAS 915/2,3,4,5,6-81. În fig. 1 se indică elementele geometrice principale:

2004 © Cioată V. G.

Geometrie descriptivă şi desen tehnic 2

- cercul de vârf, de diametru De, se obţine prin intersecţia cilindrului de vârf (care limitează dinţii înspre vârful lor) şi un plan frontal;

- cercul de divizare, de diametru Dd, este folosit ca bază pentru măsurarea parametrilor geometrici ai danturii; la angrenajele nedeplasate cercul de divizare se suprapune peste cercul de rostogolire;

- cercul de fund, de diametru Di, rezultă din intersecţia cilindrului de fund (cilindrul care limitează golul dintre dinţi înspre fundul acestora) şi un plan frontal;

- cercul de bază, de diametru Db, este cercul pe care rulează dreapta generatoare care dă naştere profilului în evolventă;

- înălţimea capului de divizare al dintelui a, cuprins între cercul de divizare şi cercul de vârf; - înălţimea piciorului de divizare al dintelui b, cuprins între cercul de divizare şi cercul de fund; - înălţimea dintelui h este distanţa, măsurată pe direcţia razei, cuprinsă între cercul de vârf şi

cercul de fund; - grosimea dintelui sd reprezintă arcul măsurat pe cercul de divizare; - mărimea golului td se măsoară pe cercul de divizare, între doi dinţi alăturaţi; - pasul circular p (lungimea arcului măsurată pe cercul de divizare între două flancuri omoloage

– flancuri consecutive orientate în acelaşi sens): ; dd tsp +=- pasul normal pn este pasul măsurat într-un plan pe direcţia dintelui; - pasul frontal pf este pasul măsurat într-un plan frontal al danturii;

- modulul m este dimensiunea normalizată de bază pentru danturi: πp

zD

m d == . Valorile

modulului sunt date în STAS 822-82. Toate dimensiunile caracteristice ale danturii se obţin prin înmulţirea modulului cu coeficienţi. Două roţi în angrenare au acelaşi modul.

- linia centrelor este dreapta ce uneşte centrele roţilor dinţate într-o secţiune dată; mărimea acesteia se notează cu A;

- profilul dintelui este linia de intersecţie a unui dinte cu o suprafaţă frontală. 16.3. Elementele geometrice necesare trasării profilului dintelui

Forma profilului dintelui este are o importanţă deosebită în asigurarea unei valori constante a raporturilor de transmitere şi a continuităţii în mişcare. Pentru trasarea profilului dintelui se porneşte de la modul (stabilit prin calcule de rezistenţă) şi apoi se stabilesc mărimile următoarelor elemente geometrice:

• pasul circular: z/Ddmp =⋅= π ; • grosimea dintelui: ; 2/psd =• mărimea golului: t ; 2/pd =• înălţimea capului: a ; m=• înălţimea piciorului: b m, ⋅= 251 ; • înălţimea dintelui: m,bah ⋅=+= 252 ; • diametrul cercului de divizare: mzDd ⋅= ; • diametrul cercului de vârf: ( )22 +⋅=⋅+= zmaDdDe ; • diametrul cercului de fund: ( )522 ,zmbDdDi −⋅=⋅−= ; • diametrul cercului de bază: αcosDdDb ⋅= .

16.4. Reguli generale de reprezentare şi cotare a roţilor dinţate

Regulile pentru reprezentarea şi cotarea roţilor dinţate cilindrice cu profil în evolventă, cu dinţi drepţi, înclinaţi sau în V sunt stabilite prin STAS 5013/1-82, pentru roţi dinţate conice, conform STAS 5013/3-82 iar pentru roţi melcate conform STAS 5013/4-82.

2004 © Cioată V. G.

Geometrie descriptivă şi desen tehnic 3

Pe desenele de execuţie ale roţilor dinţate se indică elementele de bază necesare pentru prelucrarea şi controlul danturii.

În secţiune, la roţile dinţate se reprezintă cu linie continuă groasă cercul de vârf şi cercul de fund, considerându-se în mod convenţional că secţionarea s-a efectuat prin golul dintre doi dinţi alăturaţi (fig.2). Cercul de divizare se reprezintă cu linie punct subţire. În proiecţie laterală, cu excepţia cremalierelor şi melcilor şi în proiecţie longitudinală în cazul cremalierelor şi melcilor (fig. 2, fig. 4 şi fig. 5) roţile dinţate se reprezintă nesecţionate, chiar dacă suprafaţa de secţionare este perpendiculară pe axa roţii, respectiv o conţine sau este paralelă cu aceasta.

În vedere, se reprezintă cu linie continuă groasă cercul de vârf şi cu linie punct subţire cercul de divizare. Cercul de fund nu se reprezintă.

În proiecţie longitudinală, cremalierele şi melcii nu se reprezintă în secţiune (fig. 6, fig. 7).

Fig. 2 Fig. 3

Fig. 4 Fig. 5

Fig. 6 Fig. 7

Pe desenul de execuţie al unei roţi dinţate, în colţul din dreapta sus, se amplasează un tabel în

care se înscriu următoarele elemente: • modulul pentru danturi cu dinţi drepţi, respectiv modulul normal şi modulul frontal pentru

danturi cu dinţi înclinaţi sau în V;

2004 © Cioată V. G.

Geometrie descriptivă şi desen tehnic 4

• numărul de dinţi (pentru un sector dinţat se va indica numărul de dinţi corespunzător roţii complete);

• cremaliera de referinţă, notată conform STAS 821-82; • unghiul de înclinare de divizare pentru danturi cu dinţi înclinaţi; • sensul înclinării dintelui (se înscrie dreapta sau stânga) numai pentru danturi cu dinţi

înclinaţi; • diametrul de divizare; • deplasarea specifică a profilului; • lungimea (normală) peste n dinţi; • clasa de precizie a danturii şi simbolul jocului dintre flancuri, conform STAS 6273-82; • distanţa dintre axe şi abaterile limită; • date despre roata conjugată (numărul de dinţi şi numărul desenului de execuţie);

Forma şi dimensiunile tabelului pentru înscrierea elementelor danturii sunt indicate în fig. 3.

Fig. 8

Roţile dinţate conice se reprezintă după aceleaşi reguli expuse pentru reprezentarea roţilor dinţate cilindrice. Pe desenele de execuţie ale roţilor dinţate conice se indică următoarele elemente: diametrul exterior (valoarea nominală şi abaterile limită); lungimea generatoarei conului de divizare; lăţimea danturii (pe generatoarea conului de divizare); semiunghiurile conurilor de vârf, de divizare, de fund şi suplimentare; diametrul alezajului; distanţa de la baza funcţională la vârful conului de divizare, rugozitatea suprafeţei flancurilor dinţilor etc.

2004 © Cioată V. G.

Geometrie descriptivă şi desen tehnic 5

În fig. 8 este reprezentat desenul de execuţie al unei roţi dinţate cilindrice cu dinţi drepţi, cu indicarea elementelor danturii, iar în fig. 9 este reprezentat desenul de execuţie al unei roţi dinţate conice cu dinţi drepţi.

Fig. 9

16.5. Reprezentarea angrenajelor Regulile de reprezentare a angrenajelor sunt stabilite prin STAS 734-82, cu următoarele

precizări: • în cazul angrenajelor conice, pentru roata sau roţile conice reprezentate în proiecţie pe un

plan paralel cu axele (vedere sau secţiune), generatoarea suprafeţei de rostogolire se prelungeşte până la intersecţia acesteia cu axa roţii respective;

• nici una din roţile care formează un angrenaj nu se consideră acoperită de roata conjugată în zona de angrenare, cu excepţia cazului în care una din roţi este situată în întregime în faţa celeilalte şi o acoperă efectiv sau ambele roţi sunt reprezentate în secţiune longitudinală, caz în care una din roţile angrenajele se consideră acoperită parţial de roata conjugată.

În fig. 10 este reprezentat un angrenaj cilindric cu dantură exterioară dreaptă iar în fig. 11 un angrenaj cilindric cu dantură interioară.

2004 © Cioată V. G.

Geometrie descriptivă şi desen tehnic 6

Fig. 10

Fig. 11

În fig. 12 este reprezentat un angrenaj cu cremalieră, în fig. 13 un angrenaj cu roţi dinţate conice cu dinţi drepţi iar în fig. 14 este exemplificată indicarea direcţiei înclinării dinţilor în cazul unui angrenaj conic cu dinţi înclinaţi. direcţiei

Fig. 12

2004 © Cioată V. G.

Geometrie descriptivă şi desen tehnic 7

Fig. 13

Fig. 14

În fig. 15 este reprezentat un angrenaj melcat cu melc cilindric, iar în fig. 16 un angrenaj

melcat cu melc globoidal.

Fig. 15 Fig. 16

2004 © Cioată V. G.