UNIVERSITATEA DIN CRAIOVA FACULTATEA DE MECANIC

LABORATOR - DISCIPLINA MECANISME Specializarea TCM

ROI DINATE. CUTII DE VITEZEObiectivele lucrrii:1. 2. 3. Cunoaterea roilor dinate i a angrenajelor. Vizualizarea liniei angrenrii n timpul procesului de angrenare i a alunecrii relative dintre flancuri (se folosete metoda Reuleaux pentru construirea liniei angrenrii i a profilului evolventic conjugat). Trasarea evolventei prin dou metode: - cerc de baz fix, dreapt cu micare de rostogolire fr alunecare pe cercul de baz; - cerc de baz n micare de rotaie, dreapt n micare de translaie; Aplicaie: trasarea evolventei cu ajutorul unui mecanism cu elemente de lungime variabil. Trasarea a dou profiluri evolventice de nfurare reciproc cu ajutorul machetei. Generarea evolventelor cu cremaliera analiza machetei existente n laborator. Determinarea teoretic i experimental a rapoartelor de transmitere la transmisii cu roi dinate (cutii de viteze).

4. 5. 6.

Echipamente / instrumente utilizate: Roi dinate, angrenaje, cutii de viteze, mecanisme cu roi dinate, tahometru.

Partea teoretic Angrenajul este un mecanism elementar, format din dou roi (sectoare) dinate mobile n jurul a dou axe avnd poziie relativ invariabil, una dintre aceste roi antrennd-o pe cealalt prin aciunea dinilor aflai succesiv i continuu n contact. Cele dou roi ale unui angrenaj se numesc roi conjugate. Trenul de angrenaje este orice mecanism compus din mai multe angrenaje. Angrenarea este procesul prin care se transmite continuu micarea de la un dinte al unei roi la dintele altei roi prin intermediul unei fore. Raportul de transmitere n sens cinematic dintre dou elemente cinematice ntre care se transmite micarea prin intermediul unui lan cinematic este definit astfel: def n i xy x x . y ny Semnul plus sau minus arat faptul c elementele se rotesc n acelai sens, respectiv n sens diferit. Pentru un angrenaj conic nu se poate vorbi de semn, deoarece roile nu se rotesc n acelai plan sau n plane paralele. La o transmisie cu roi conice la care roata conductoare i roata condus ajung n plane paralele se poate stabili semnul raportului de transmitere cu regula punctului cel mai apropiat de ochiul observatorului. Se deseneaz o sgeat pe roata conductoare care reprezint sensul vitezei liniare a punctului cel mai apropiat de ochiul observatorului de pe roata respectiv. La roata care angreneaz cu aceasta se stabilete sensul sgeii astfel: dac sgeat de pe prima roat intr n polul angrenrii i sgeata de pe a doua roat din transmisie va intra n acest pol, i invers. Regula se aplic i pentru celelalte roi din transmisie. Raportul de transmitere al unui angrenaj sau tren de angrenaje este raportul dintre viteza unghiular a roii dinate conductoare a unui angrenaj (respectiv a roii conductoare a unui tren de angrenaje) i viteza unghiular a unei roi dinate conduse (respectiv a unei roi conduse a unui tren de angrenaje). Cilindrii de rostogolire sunt acei cilindri fictivi descrii de axa instantanee a micrii relative a roii conjugate n raport cu roata considerat, care realizeaz acelai raport de transmitere ca i angrenajul real. Cercurile de rostogolire se obin prin secionarea cilindrilor de rostogolire cu plane transversale pe axele roilor (razele cercurilor de rostogolire se noteaz: rw1 , rw 2 ). Linia angrenrii pentru angrenarea plan evolventic este o dreapt. Deoarece n polul angrenrii vitezele liniare ale punctelor de pe cele dou profiluri care se afl n contact sunt egale ( vC1 v C2 ), exist relaia: 1 rw1 2 rw 2 . Raportul de transmitere dintre dou roi n angrenare devine:

i12

1 rw2 . 2 rw1

Pentru situaia cnd punctul de contact de pe profilurile conjugate este chiar polul angrenrii, se pot scrie relaiile:

rb1 rw1 cos rb2 rw2 cos Prin mprirea relaiilor se obine:r b2 r b1

r w2 r w1

Pe cercurile de rostogolire se pot scrie relaiile: 2 rw1 p w1 z1

2 rw 2 p w2 z 2

unde z1 ,z 2 reprezint numerele de dini ale roilor conjugate, iar p w1 , p w2 paii pe cercurile de rostogolire ale roilor conjugate ( p w1 p w2 ) . Prin mprirea relaiilor se obine:rw 2 rw 1

z2 z1

Raportul de transmitere pentru un angrenaj (fig. 1) devine:

i12

1 rw2 rb2 z 2 2 rw1 rb1 z11

2

Fig. 1 Angrenaj Transmisia n serie se caracterizeaz prin faptul c pe fiecare arbore din transmisie este o singur roat dinat. Raportul de transmitere pentru o transmisie n serie (fig. 2): z z n n n z i13 1 1 2 i12 i 23 ( 2 )( 3 ) 3 n3 n 2 n3 z1 z2 z1 Roata 2 este o roat parazit; numrul ei de dini nu influeneaz valoarea raportului de transmitere, dar introducerea unei roi parazite schimb sensul de rotaie.1

2

3

Fig. 2 Transmisie in serie Transmisia n cascad se caracterizeaz prin faptul c exist cel puin un arbore n transmisie pe care exist mai mult de o roat dinat. Raportul de transmitere pentru o transmisie n cascad (fig. 3): n n n z z i14 1 1 3 i12 i34 ( 2 )( 4 ); n 4 n2 n4 z1 z3 unde n2=n3

1

4

2

3

Fig. 3 Transmisie in cascada Partea experimental Se consider cutia de viteze cu 4 trepte, cu schema cinematic din figura 4, existent n dotarea laboratorului de Mecanisme.

Fig.4 Atentie! Poziionati roata 10 in dreptul rotii 4, iar 6 poate fi desenata decalat Z1=17; Z2=23; Z3=29; Z4=34; Z5=38; Z6=38; Z7=33; Z8=27; Z9=21; Z10=13; Z11=15. Treapta a IV-a Cuplajul C1 este acionat pe poziia stnga; cuplajul C2 este pe pozitia "0"; se cupleaz arborele de intrare cu arborele de iesire. Micarea se transmite direct de la arborele de intrare la arborele de ieire. Raportul de transmitere este: iie=.... Treapta a III-a Cuplajul C1 este acionat pe poziia "dreapta"; cuplajul C2 este pe pozitia "0"; se solidarizeaz roata 2 cu arborele de ieire; micarea se transmite de la roata 1 la roata 7, la roata 8, la roata 2 i la arborele de ieire. Raportul de transmitere este: i12= i17*i82= ... Treapta a II-a Cuplajul C2 este acionat pe poziia "stanga"; cuplajul C1 este pe pozitia "0"; se cupleaz roata 3 cu arborele de ieire. Micarea se transmite de la roata 1 la roata 7, la roata 9, la roata 3 i la arborele de ieire. i13= i17*i93=... Treapta I Cuplajul C2 este acionat pe poziia "dreapta"; cuplajul C1 este pe pozitia "0"; se cupleaz roata 5 cu arborele de ieire. Miscarea se transmite de la roata 1 la roata 7, la roata 11, la roata 5 i la arborele de ieire. i15=i17*i11 5= ...

Mersul inapoi Cuplajul C1 este pe poziia 0; cuplajul C2 este pe poziia 0; se cupleaz roata baladoare 6 realizandu-se transmisia n serie de la roata 10 la roata 6, la roata 4. Micarea se transmite de la roata 1, la roata 7, la roata 10, la roata 6, la roata 4 i la arborele de ieire. i14= i17*i10 4=.... Se efectueaza calcule de rapoarte de transmitere pentru alte mecanisme. 3. Concluzii In urma aplicarii formulelor de calcul s-au obtinut rapoartele de transmitere pentru cele patru trepte ale cutiei de viteze si pentru mersul inapoi. Se observa ca in cazul mersului inapoi semnul raportului de transmitere este minus, ceea ce semnifica faptul ca sensul de rotatie al arborelui conducator este invers fata de sensul de rotatie al arborelui condus.