UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAOV

Catedra Design de Produs i Robotic Disciplina Organe de Maini

PROIECT DE AN LA DISCIPLINA Organe de Maini

Autor: Student ing. Marius. GEORGESCU Programul de studii: ................................ Grupa .............

Coordonatori tiinifici: Prof. dr. ing. Gheorghe MOGAN ef. lucr. dr. ing. Silviu BUTNARIU

2011

UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAOV FACULTATEA DE INGINERIE TEHNOLOGIC

Disciplina Organe de Maini

PROIECT DE AN LA DISCIPLINA Organe de Maini

Autor: Student ing. Marius GEORGESCU

Coordonatori tiinifici: Prof. dr. ing. Gheorge MOGAN ef. lucr. dr. ing. Silviu BUTNARIU

CUPRINSIntroducere................................................................................................................................. 5 A. MEMORIUL DE CALCUL.................................................................................................. 7 1.ntocmirea schemei structurale............................................................................................... 9 1.1. Schema structural........................................................................................................... 1.2. Momentele de torsiune i turaiile.................................................................................... 2. Proiectarea transmisiei prin curele trapezoidale nguste........................................................... 2. Proiectarea transmisiei prin curele trapezoidale nguste........................................................... 2.1. Schema de calcul.............................................................................................................. 2.2. Calculul de proiectare...................................................................................................... 2.3. Proiectarea roilor de curea.............................................................................................. 2.4. Verificare cu MDESIGN................................................................................................. 3. Proiectarea transmisiei cu angrenaj (reductor de turaie).......................................................... 3.1. Schema structural........................................................................................................... 3.2. Proiectarea angrenajului................................................................................................... 3.2.1 Calculul de predimensionare................................................................................ 3.2.2 Calculul geometriei............................................................................................... 3.2.3 Calculul forelor..................................................................................................... 3.2.2 Proiectarea formei tehnologice.............................................................................. 3.2.2 Verificarea cu MDESIGN..................................................................................... 3.3. Proiectarea arborilor........................................................................................................ 3.3.1 Calculul de predimensionare................................................................................. 3.3.2 Scheme de calcul................................................................................................... 3.3.3 Proiectarea formei.................................................................................................. 3.3.4 Verificarea cu MDESIGN.................................................................................... 3.4. Alegerea i verificarea lagrelor cu rulmeni.................................................................. 3.5. Alegerea i verificarea lagrelor cu rulmeni.................................................................. 3.6. Alegerea i verificarea asamblrilor............................................................................... 3.6. Alegerea sistemelor de ungere i de etanare................................................................. 3.6. Aspecte de securitatea muncii......................................................................................... Bibliogarafie.................................................................................................................................. Anexe ........................................................................................................................................... Anexa I. Tema de proiect i graficul de desfurare..............................................................

Anexa II. Fiier cu rezultate MDESIGN verificare curele.................................................... Anexa III. Fiier cu rezultate MDESIGN verificare angrenaj............................................... Anexa IV. Fiier cu rezultate MDESIGN verificare arbori................................................... B. DESENE.................................................................................................................................. Desen de ansamblu (format A2)............................................................................................ Desen de execuie (format ).............................................................................................. Desen de execuie (format )...............................................................................................

INTRODUCEREAcest ghid se adreseaz, n mod special, studenilor de la programele de studii Ingineria transporturilor i Mecatronic. Scopul proiectului de an la disciplina Organe de maini este s dezvolte abilitile practice ale studenilor de proiectare i sintetizare a cunotinelor de mecanic, rezistena materialelor, tehnologia materialelor i reprezentare grafic n decursul anilor I i II, precum i modul n care acetia pot rezolva n mod independent o lucrare de proiectare, pe baza algoritmilor, metodelor specifice i programelor din domeniu. Pentru elaborarea acestui proiect este necesar s se studieze bibliografia n domeniu, cu precdere, cea n form electonic de la adresa www.ivr.ro/mg (user name, student; parola, mogan) unde se pune la dipoziia studenilor majoritatea datelor i informaiilor pentru soluionarea aspectelor de calcul dar i de reprezentare grafic. Proiectul se finalizeaz, pe de-o parte, cu un memoriu de calcul i de justificare a alegerilor materialelor, semifabricatelor i soluiilor constructive i, pe de alt parte, cu o parte grafic care conine desenul de ansamblu i dou desene de execuie, conform temei de proiect din anexa 1. Modul de redactare a capitolelor, subcapitolelor, relaiilor de calcul, tabelelor, schielor din memoriul de calcul este prezentat, n continuare. Toate materialele realizate n cadrul proiectului, att ca parte scris (electronic sau de mn) ct i grafic (desene realizate de mn) vor fi prinse ntr-un dosar n ordinea urmtoare: copert, subcopert, introducere, memoriul de calcul i de justificare, anexe (tema de proiect, graficul de desfurare, documente MDESIGN) i desene. Toate documentele scrise vor fi paginate , numerotarea ncepnd cu subcoperta. Activitatea la Proiectul de an la disciplina Organe de Maini se ncheie cu predarea proiectului i susinerea acestuia. La predare (penultima sptmn din semestru) cadrul didactic ndrumtor, verific dac proiectul a fost ntocmit conform cerinelor impuse prin teme de proiect i graficul de desfurare, adic dac proiectul este complet. Corectarea proiectului va fi realizat de cadrul didactic ndrumtor i de titularul de curs care vor verifica avnd la baz documentele predate (memoriu scris i desene) dac au fost respectate fazele de elaborare i redactare urmrind: acurateea calculelor, respectarea ordinii calculelor, existena i corectitudinea schemelor de calcul, modul de scriere a relaiilor de calcul i tabelelor, adoptarea dimensiunilor soluiilor i dimensiunilor constructive. La documentaia grafic se verific modul de ntocmire a desenului de ansamblu i a celor de execuie, n sensul respectrii regulilor specifice desenului tehnic, completarea corect a indicatorului i tabelului de componen, noatrea caracteristicilor tehnice, a condiiilor tehnice, a tratamentului termic etc. Susinerea i notarea proiectului este faza final (ultima sptmn a semestrului) n care studentul ia la cunotin rezultatele corecturii i trebuie s rspund la ntrebri legate direct de proiect. Nota acordat nglobez modul de realizare a proiectului, calitatea rspunsului la ntrebri, precum i activitatea din timpul semestrului conemnat n caietul de lucru. Pentru edificarea studenilor asupra ntrebrilor la care trebuie s rspund, se prezint n Anexa 2 exemple de ntrebri posibile. Titualar disciplin, Prof. univ. dr. ing. Gheorghe MOGAN

MEMORIUL DE CALCUL

1. NTOCMIREA SCHEMEI STRUCTURALE1.1 SCHEMA STRUCTURAL

1.2 MOMENTELE DE TORSIUNE I TURAIILE..

9

PROIECTAREA TRANSMISIEI PRIN CURELE TRAPEZOIDALE NGUSTE2.1 SCHEMA DE CALCUL

.

2.2.

CALCULUL DE PROIECTARE

2.3.

PROIECTAREA ROILOR DE CUREA

2.4

VERIFICAREA CU MDESIGN

10

PROIECTAREA TRANSMISIEI CU ANGRENAJ (REDUCTOR DE TURAIE)3.1

SCHEMA STRUCTURAL

..

3.2

PROIECTAREA ANGRENAJULUI

3.2.1

ALEGEREA MATERIALULUI

Deoarece reductorul de turaie este de uz general cu ncrcri reduse, momentul de torsiune la arborele de intrare, T1 = 23470 Nmm, se adopt pentru roile angrenajului material de mbuntire 41MoCr11 cu caracteristicile menionate n tab. 3.1 Tab 3.1 Materialul 41MoCr11 Tratamentul termic mbuntire Duritile flancurilor HB1= 300, HB2= 260 Duritatea miezului HB1= 300, HB2= 260 Tensiunea limit la contact Hlim [MPa] 680 Tensiunea limit la ncovoiere Flim [MPa] 250

Fluxul tehnologic principal este .. 3.2.2 .. Alegerea parametrilor de calcul . Distana dintre a din solicitarea de contact estea =(u + ) 3 1 T K K K K 1 A v H H (Z Z Z Z )2 = 2 E H 2 u a H P 1 5 1 1 5 1 5 ,2 ,1 ,1 ,1 2 0 3 5 0 ,3 3 2 = 8 ,5 [m ] 3 m

CALCULUL DE PREDIMENSIONARE

(3 + ) 3 1

240 37

(1 0 0 3 2 0 1 ) 3 ,9 .4 .9 2

11

Fig. 13.2.3 CALCULUL GEOMETRIEI

. 3.2.4 CALCULUL FORELOR .3.2.5 PROIECTAREA FORMEI TEHNOLOGICE

3.2.6 VERIFICAREA ANGRENAJULUI CU MDESIGN

12

3.3.

PROIECTAREA ARBORILOR

3.3.1 CALCULUL DE PREDIMENSIONARE . 3.3.2 SCHEME DE CALCUL 3.3.3 PROIECTAREA FORMEI ..3.3.4 VERIFICAREA ARBORILOR CU MDESIGN

13

3.4.

ALEGEREA I VERIFICAREA LAGRELOR CU RULMENI ALEGEREA I VERIFICAREA ASAMBLRILOR

3.5

.

3.6

ALEGEREA SISTEMELOR DE UNGERE I DE ETANARE ASPECTE DE SECURITATEA MUNCII

3.7.

14

BIBLIOGRAFIE 1. Jula, A. .a. Proiectarea angrenajelor evolventice. Craiova, Editura Scrisul romnesc, 1989. 2. Jula, A. .a. Organe de maini, vol. I,II. Universitatea din Braov, 1986, 1989. 3. Mogan, Gh. Organe de maini. Bazele teoretice, proiectare i aplicaii (Note de curs), Universitatea Transilvania din Braov, 2011. 4. Radulescu, C. Organe de maini, vol. I, II, III. Universitatea Transilvania din Braov, 1985. 5. Moldovean, Gh. .a. Proiectarea arborilor drepi din transmisiile mecanice. Universitatea Transilvania din Braov, 1995. 6. Culegerea de norme i extrase din standarde pentru proiectarea elementelor componente ale mainilor, vol. I. i II. Universitatea din Braov, 1984. 7. Cataloage de rulmeni, C.I.R.O.A, FAG, SKF etc.

15

ANEXAUniversitatea "Transilvania" Braov Facultatea: Design de Produs i Mediu Catedra: Design de Produs i Robotic

nr. 1

Student(): . Facultatea Secia.. Anul: .. Grupa: .........................

TEMA DE PROIECTS se proiecteze transmisia mecanic compus din: motor electric; transmisie prin curele trapezoidale nguste; reductor cilindric cu o trept; DATE DE PROIECTARE (v. tab. 1) 1. puterea motorului electric (v. anex), P = kW; 2. turaia la mersul n gol motorului electric, n = rot/min; 3. raportul de transmitere al transmisiei prin curele, ic = ; 4. raportul de transmitere al reductorului , ir = ; 5. durata de funcionare impus, Lh = ore; 16

6. poziia spaial a axelor arborilor reductorului : orizontal (a), vertical cu intrarea pe jos (b), vertical cu intrarea pe sus (c); 7. poziia spaial a axei motorului i a axei arborelui de intrare al reductorului: orizontal (m), vertical cu motorul jos (n), vertical cu motorul sus(p) CONINUTUL PROIECTULUI A. MEMORIU DE CALCUL 1. ntocmirea schemei structurale a transmisiei i determinarea momentelor de torsiune i a turaiilor pentru fiecare arbore. 2. Proiectarea transmisiei prin curele trapezoidale nguste 3. Calculul de predimensionare a angrenajului 4. ntocmirea schemei cinematice a reductorului, la scara 1:1. 5. Calculul geometric al angrenajului 6. Calculul forelor din angrenaje. 6.1. ntocmirea schemei de calcul i stabilirea sensurilor forelor. 6.2. Calculul mrimii forelor. 7. Calculul arborilor. 7.1. Calculul de predimensionare al arborilor. 7.2. Verificarea arborelui de ieire la solicitri compuse. 8. Alegerea i verificarea montajului cu rulmeni al arborelui intermediar. 9. Alegerea i verificarea asamblrii prin pan paralel dintre roata condus i arborele de ieire. 10. Alegerea i justificarea sistemului de ungere. 11. Alegerea i justificarea dispozitivelor de etanare. 12. Memoriu justificativ cu privire la alegerea materialelor, modele, calcule i soluii constructive pentru principalele piese din componena transmisiei (roi, arbori, carcase). 13. Norme de tehnica i securitatea muncii. B . DESENE: 1. Schema structural a transmisiei (format, A4) 2. Desenul de ansamblu al reductorului (la scara 1:1 sau 1:2). 3. Desenul de execuie al arborelui de intrare (la scara 1:1 sau 1:2). 4. Desenul de execuie al roii conduse (la scara 1:1 sau 1:2). Observaii: 1. La desenul de ansamblu al reductorului, se vor prezenta, obligatoriu, n seciune: buonul de golire, buonul de aerisire, capacul de vizitare, dispozitivul de control al nivelului de ulei, gurile de prindere al reductorului pe fundaie, uruburile de prindere a carcaselor. 2. Desenele se pot executa pe hrtie, n creion. 3. Calculul angrenajelor se va executa tabelar. 4. Este obligatoriu s se respecte toate recomandrile cu privire la forma de redactare a memoriului de calcul, date de cadrul didactic ndrumtor. 5. Susinerea proiectului se poate face numai dac graficul de desfurare conine toate vizele obligatorii. n caz contrar, se schimb tema de proiect. 6. Prezena la orele de proiect este obligatorie, astfel c proiectele trebuie executate n perioada planificat.

17

Braov, februarie 2011

NDRUMTOR DE PROIECT

Universitatea "Transilvania" Braov Facultatea: Design de produs i Mediu Catedra: Design de Produs i Robotic Student(): ........................................................ Facultatea: Secia: .. Anul: I I Grupa: .........................

GRAFIC DE DESFURARE a orelor aplicative n semestrul II al anului universitar 2010-2011Nr. crt. 0 1 Perioad a (spt.) 1 1 Nr. viz obligatori e 3

Etapa de lucru planificat 2 Darea temei de proiect i a graficului de desfurare. Documentare. Prezentare de reductoare de turaie. ntocmirea schemei structurale a transmisiei. Determinarea momentelor de torsiune i a turaiilor pentru fiecare arbore. Proiectarea (calculul) transmisiei prin curele trapezoidale nguste. Verificare cu MDESIGN 18

I

2

2

3 4 5 6 7

3 4 5 6 7

8

8

9

9

10

10

11

11

12

12

13 14

13 14

Calculul de predimensionare al angrenajului; ntocmirea schemei cinematice a reductorului, la scara 1:1. Calculul geometric al angrenajelor; calculul parametrilor de control la execuie Calculul forelor din angrenaje, stabilirea sensurilor acestora i descompunerea lor n dou plane perpendiculare nceperea desenului de ansamblu al reductorului. Verificarea angrenajului cu MDESIGN Continuare desen de ansamblu Calculul de predimensionare al arborilor. Verificarea arborilor la solicitri compuse cu MDESIGN Continuarea desenului de ansamblu. Alegerea i verificarea montajelor cu rulmeni Verificarea cu MDESIGN a rulmenilor Continuarea desenului de ansamblu. Alegerea i verificarea asamblrilor prin pan paralel Verificarea asamblri prin pan paralel cu MDESIGN Continuarea desenului de ansamblu. Alegerea i justificarea sistemului de ungere. Alegerea i justificarea dispozitivelor de etanare. Desenul de ansamblu complet al reductorului. Desenul de execuie al arborelui de intrare Memoriu justificativ cu privire la alegerea materialelor, modele, calcule i soluii constructive Desenul de execuie al arborelui de ieire Memoriu justificativ cu privire la alegerea materialelor, modele, calcule i soluii constructive (continuare) Memoriu justificativ cu privire la alegerea materialelor, modele, calcule i soluii constructive (finalizare) Predarea proiectului. Analiza, prezentatrea i susinerea proiectului

II -

III -

-

-

IV

-

V

-

Braov, februarie 2011

NDRUMTOR DE PROIECT

19

ANEXAExemple de ntrebri la susinerea proiectului

nr. 2

Din domeniul studiului materialelor i tehnologiei de execuie 1. Ce reprezint simbolul (de ex. 40MoCr11) ? (explicaii privind grupa din care face materialul, simbolul i tratamentele termice) 2. Care este fluxul tehnologic de realizare a roilor angrenajului ? 3. De ce s-a materialul . (simbolul) pentru un element constructive ? 4. Care sunt duritile care se obin n urma unui tratatement termic ? 5. n ce const tratamentul de mbuntire ? 6. n ce const tratamentul termochimic de cementare ? 7. Ce procedee de prelucrare prin achiere a danturii roilor cunoatei ? 8. Ce procedee de finisare a danturii roilor cunoatei ? 9. Ce material i tehnologie conduc la roi cu dini cu rezisten mrit la suprafaa dintelui i redus n interior ? . Din domeniul reprezentrii grafice (desenului tehnic) 1. Cum se reprezint pe desenul de execuie toleranele dimensiunilor liniare ? 2. Cum se reprezint pe desenul de execuie toleranele de form ?

20

3. Cum se reprezint pe desenul de execuie toleranele poziie ? 4. Care este sistemul de coatre folosit ? 5. Ce conin condiiile tehnice ? 6. Reprezentarea gurilor de centrare ? 7. Cum se reprezint pe desen calitatea suprafeelor ? 8. Cum se menionez pe desen caracteristicile materialelor i tratamentele termice ? . Din domeniul mecanic, mecanisme i rezistena materialelor 1. Care este dependena dintre momentul de torsiune, putere i viteza unghiular (turaia) n ce se msoar acestea ? 2. Care sunt avantajele profilului evolventic ? 3. Care este relaia de calcul a diametrului de divizare 4. Dinte cei doi moduli, frontal (mt) sau normal (mn), se standardiz ? De ce ? 5. Cum se poate obine distana dintre axe a unui angrenaj impus ? 6. Ce este modulul i n ce se msoar ? 7. Care este modelul de calcul la contact a doi cilindrii n contact dup generatoare ? 8. Care sunt solicitrile simple (traciune-compresiune, forfecare, ncovoiere, torsiune) i cu ce relaii se efectueaz la aceste solicitri ? 9. Care sunt ciclurile standard de solicitri variabile ? 10. Cum se nsumeaz tensiunile - ? Dar cele - ? 11.Ce reprezint Wz i Wp ? n ce se msoar ? .

Din domeniul teoriei organelor de maini 1. Care sunt avantajele transmisiei prin curele trapezoidale nguste ? 2. Cum se transmite momentul de torsiune n cazul transmisiei prin curele trapezoidale nguste ? 3. De ce se face calculul de verificare a frecvenelor ncovoierilor curelei ? 4. Ce reprezint diametrul primitiv al roii de curea i lungimea primitiv a acestuia ? 5. Care este solicitarea principal a angrenajului ? Dar cea secundar ? 6. Care este rolul calculului la contact ?

21

7. Care este forma principal de cedare a angrenajului ? 8. Care sunt parametrii ce determin efectuarea calculelor de durabilitate nelimitat sau limitat? 9. Care este valoarea minim a modulului roilor din materiale de cementare ? De ce ? 10. La ce solicitri este supus arborele ? 11. Cum se determin diametrul capului arborelui de intrare ? 12.Care sunt componenele forei din angrenaj ? 13.Ce tip de rulmeni s-au ales ? 14.La ce s-au verificat rulmenii ? . Din domeniul construciei organelor de maini 1. Cum se realizeaz ntinderea curelei (curelelor) ? 2. Care este rolul unui element indicat pe desen ? 3. Care este rolul sistemului de ungere ? 4. Care este rolul sistemlui de etanare ? 5. Care este rolul capacului de vizitare ? 6. Cum se realizez etanarea n zona capacelor de fixare axial ? 7. Cum se fixez reductorul la fudaie ? 8. Cum se fixez axial arborii ? 9. Cum se fixeaz axial rulmentul X ?

22

DESENE

23

24