UNIVERSITATEA TEHNIC DIN CLUJ-NAPOCA

Facultatea: Construcii de MainiSecia: Roboi industriali

PROIECT

Main de gurit radial

Student: Pop Andrei

Grupa: 1532

TEMA DE PROIECT

Sa se proiecteze lanul cinematic principal pentru o main de gurit radial avndurmatoarele caracteristici:

Numarul de trepte de turatii Z =9;

Turatia maxima a arborelui principal nmax = 2240 rot/min;

Ratia seriei geometrice a turatiilor = 1.25;

Puterea transmisa prin lantul cinematic principal P=2.2 KW.

Proiectul va cuprinde :

- Memoriu tehnic de prezentare a mainii de gurit si caracteristicile lanului cinematicprincipal al acesteia.

- Memoriu justificativ de calcule: cinematice, de dimensionare organologic.

- Desen de ansamblu in seciune desfurat a lanului cinematic principal- Desen de execuie al arborelui principal

1.Memoriul tehnic de prezentare

1.1 Consideraii generale privind proiectarea Mainilor-Unelte:

Proiectarea unei maini-unelte noi impune o bun cunoatere a caracteristicilor iperformanelor utilajelor similare in exploatare, a soluilor cinematice i constructive, arealizrilor celor mai bune i a tendinelor pe plan mondial.

Maina-unealt proiectat trebuie s rspund intregal prescripiilor cerute prin tema deproiectare. Prin construcia mainii se va asigura posibilitatea de alegere a unui regim degurire cat mai apropiat de cel optim. Maina-unealt trebuie s fie astfel proiectat, incat spermit utilizarea unor regimuri de gurire intensive.

O atenie desebit se va acorda automatizrii, astfel incat s se reduc timpi auxiliari, sse elimine subiectivitatea muncitorului i solicitarea fizic i psihic a acestuia.

Proiectantul trebuie, de asemenea, s urmareasc ca maina-unealt s se realizeze cu unpre de cost cat mai redus. In cosecin, pisele componente i intreaga main se vor proiectacu o greutate cat mai redus, economisindu-se in special materialele scumpe i cele deficitare.

In proiectarea piselor trebuie s se ina seama i de tehnologia prelucrriilor, evitandu-seconstruciile netehnologice, dificil de realizat sau cele care necesit consum mare de materiali energie in procesul de prelucare. Montajul subansamblelor i asamblarea intregii mainitrebuie, de asemenea, s se realizeze uor, cu cheltuieli minime de manoper, timp i energie.

Utilajul trebuie s-i pstreze timp indelungat caracteristicile tehnice i economiceiniiale. Proiectul va conine elemente care s asigure o protecie eficient a mainii laeventuale suprasolicitri, comenzi greite etc. Prin prevederea unei accesibiliti uoare incazul unor intervenii, se va urmri ca reparaiile s se efectueze rapid i cu cheltuieli minime.

O atenie deosebit se va acorda esteticii mainii-unelte, pentru realizarea unui climat demunc plcut i asigurarea competivitii i din acest punct de vedere.

Proiectantul trebuie s in seama i de seria in care urmeaz s se produc mainaunealt proiectat. Astfel, dac maina reprezint unicat sau urmeaz s se produc intr-unnumar mic de buci, pisele componente vor fi astfel concepute incat s poat fi fabricate cu odotare tehnic minim.

1.2. Proiectarea lanurilor cinematice

Proiectarea cinematicii sistemelor de acionare a micrii principale se bazeaz peelementele impuse prin tema de proiect.

In tem pot fi indicate urmtoarele elemente:

- numrul z al treptelor de turaii;

- turaiile limit ( minime i maxime );

- raia seriei geometrice a turaiilor;

- puterea N transmis prin lanul cinematic principal;

Elementele strict necesare pentru proiectarea cinematicii unei maini unelteuniversale, raia seriei geometrice, i numrul Z al turaiilor cuprinse intre cele dou limite.

1.2.1. Ecuaia structural

Ecuaia structural a sistemului de acionare a micrii are forma:

Z = a1*a2*a3*...*an;

unde Z este numrul treptelor turaiilor, iar a1,a2,a3,...,an reprezint numrul derapoarte pariale de transfer ale grupurilor de angrenaje 1,2,...,n.

In stabilirea corect a ecuaiei structurale se va ine seama de urmtoarele:

a) Numrul de rapoarte de transfer din cadrul fiecrui grup de angrenaje se alege 2 sau3.

Utilizarea unui numr mai mare de angrenaje in cadrul unui grup duce la dimensiuniaxiale exagerate, precum i alte inconveniente. Astfel, manevrarea grupurilor baladoaredevine greoaie, dac acestea sunt constituite dintr-un numr mai mare de roi dinate. In unelecazuri apare necesitatea descompunerii grupurilor baladoare cu mai multe roi. Astfel, lagrupurile baladoare cu patru roi se practic descompunerea acestuia in dou grupuribaladoare cu dou roi. Se obin astfel, dimensiuni axiale mai mici i o manevrare mai uoara dou angrenaje.

b) Utilizarea motoarelor electrice cu numr comutabil de poli duce la construcii maieconomice i de gabarit mai redus, facand posibil eliminarea unui arbore i a unui grup deangrenaje.

c) Se recomand s se analizeze diferite variante ale ecuaiei structurale, intocmindpentru fiecare variant schema cinematic a sistemului de acionare.

Schema cinematic permite s se intrevad modul de compartimentare a carcasei, deamplasare a arborilor i a lagrelor lor de susinere, precum i a grupurilor de angrenaje.

d) Pentru reducerea timpilor necesari accelerrii i franrii cutiei de viteze i pentru anu se atinge valori exagerate ale energiei necesare accelerrii sau a aceleia transformate incaldur la franare, se recomand ca grupurile de angrenaje cu numr mai mare de angrenaje (3sau 4) s nu fie amplasate la captul de ieire al lanului cinematic. Modulul mai mare alroilor dinate face ca dimensiunile i greutile lor s fie mai mari, iar ineria sistemului esteridicat.

1.2.2. Construcia grupurilor de angrenaje

Modul in care sunt construite i amplasate grupurile de angrenaje in ansamblulvariatorului in trepte are o deosebit importan. de corecta alegere a soluiilor de construire iplasament depinde in mare masur gabaritul axial al cutiei de viteze, compartimentareaacesteia, modul de manevrabilitate a grupurilor baladoare, soluiile de lagruire a arborilor.

Se recomand ca schema cinematic iniial adoptat s se realizeze dup determinareanumrului de dini a roilor dinate, a modulelor i a limii danturilor, elaborandu-se diferitevariante i alegand varianta care d gabarite reduse, soluii convenabile de execuie i montaj.

In afara construciilor obinuite, de variatoare in trepte cu blocuri baladoare, se potadopta i unele soluii ce utilizeaz mecanisme specifice, cum sunt cele cu angrenaje in spirsau cele cu arbore intermediar.

1.2.3. Determinarea salturilor

Saltul unui grup de angrenaje reprezint raportul dintre dou rapoarte de transmiteresuccesive sau, altfel spus, raia seriei geometrice a rapoartelor pariale de transfer din cadrulunui grup de angrenaje.

Dac saltul coincide cu raia seriei geometrice a turaiilor mainii unelte , grupul deangrenaje respectiv devine grupul de angrenaje de baz al variatorului in trepte.

Celelalte grupuri se numesc grupuri de angrenaje de multiplicare.

La o structura normal a cutiei de viteze sau a cutiei de avansuri, exist un singur grupde angrenaje de baz, toate celelalte fiind grupuri de angrenaje de multiplicare.

Teoretic, oricare din grupurile de angrenaje poate fi ales ca grup de angrenaje de baz.

Soluii constructive avantajoase se obin, insa, in cazul in care grupul de angrenaje debaz este unul din grupurile de la intrare, iar ultimul grup de angrenaje are saltul minim.

Se obinuiete s se indice in ecuaia structural valoarea salturilor sub form de indicipe ling factorii ce indic numrul de angrenaje din fiecare grup.

Observaii:

- pentru unele tipuri de maini-unelte, la care turaiile finale au valori reduse, raportulde transmitere in incet poate fi coborat sub limita de 1:4 in cadrul unui angrenaj final unic.

- la grupurile cu trei sau mai multe angrenaje este necesar s se verifice dac saltultotal, calculat ca raport intre cel mai mare i cel mai mic dintre rapoartele pariale de transfer,nu depete saltul maxim admis.

- se recomand ca salturile mai mari s se atribuie grupelor de angrenaje cu douangrenaje, la care saltul total coincide cu cel parial.

1.2.4. Schema cinematic i reeaua structural

Schema cinematic prezint intr-o forma simplificat structura sistemului de acionarea micrii.

Reeaua structural constituie o reprezentare grafic a structurii variatorului in trepte.

Ea d informaii privind:

- numrul arborilor variatorului in trepte;

- numrul angrenajelor din cadrul fiecrui grup ( numrul rapoartelor de transfer);

- numrul treptelor turaiilor pentru fiecare arbore, inclusiv cele finale.

- valorile salturilor pariale i totale.

Reeaua structural nu da informaii privind valorile efective ale turaiilor i ale rapoartelorpariale de transfer.

1.2.5. Diagrama turaiilor

Diagrama turaiilor conine informaiile date prin ecuatia i reeaua structural,evideniind in plus valorile efective ale turaiilor finale i ale celor de pe arborii intermediari.Pentru aceeiai ecuaie i reea structural se pot construi mai multe variante de diagrame ale

turaiilor. Se pune deci problema alegerii unei variante optime, deoarece de corecta alegere adiagramei turaiilor depinde in mare masur dimensiunea organelor de transmitere a micrii,buna funcionare a variatorului in trepte, forma i gabaritul intregii construcii.

Elementele iniiale de la care se pornete construcia diagramei turaiilor , sunt celedate prin reeaua structural i schema cinematic, adic numrul arborilor, numrulgrupurilor de angrenaje i cel al angrenajelor din fiecare grup, precum i valorile salturilor.

Se mai cunosc, de asemenea, valorile turaiilor finale i evident, valoarea raiei.Trasarea diagramei incepe cu firul ei superior, ale crui capete sunt determinate de turaiamotorului electric de acionare i de turaia maxim a arborelui principal. In continuarediagrama se traseaz pe baza reelei structurale.

2.Memoriul justificativ de calcul

2.1 Schema cinematic

Se alege urmatoarea ecuatie structurala care va realiza numarul de turatii cerut:

Z = a1*a2*a3= 3*3*1

2.1 Trasarea reelei structurale

2.2 Diagrama de turatii

n1 =355 rot/min n7=1400 rot/min

n2 =450 rot/min n8=1800 rot/min

n3 =560 rot/min n9=2240 rot/min

n4 =710 rot/min

n5 =900 rot/min

n6=1120 rot/min

Determinarea rapoartelor pariale de transfer:

ic = = = 0,63a1=

= = . = 1.25= = 1= . = 0.75 a2= = = = 2= = 1= = 0.5

Calculul numerelor de dinti

u = . = =u = = =u = . = = =>

+ = 9+ = 2+ = 9 => KN=18 => q=5

u = =u = =u = = =>

+ = 3+ = 2+ = 3 => KN=6 => q=12

= = 90 = 50= = 90 = 40 I11= = 1.25= = 90 = 45= = 90 = 45 I12= = 1= = 90 = 40= = 90 = 50 I13= = 0.8= = 90 = 60= = 90 = 30 I21= = 2.0= = 90 = 45= = 90 = 45 I22= = 1.0= = 90 = 30= = 90 = 60 I23= = 0.5

Calculul rapoartelor partiale efective:

ic = = 0,63

i11 = = 1,25

i12 = = 1

i13 = = 0,8

i21 = = 2.0

i22 = = 1

i23 = = 0,5

2.7 Determinarea turatiilor finale efective i al abaterilor relative:

= = 1420 0,63 0,5 0,8 = 357,8= 100 = , 100 = 0,7 %= = 1420 1 0,63 0,5 = 447,3= 100 = , 100 = 0.7%

= = 1420 0,63 1,25 0,5 = 559,1= 100 = , 100 = 0,1%= = 715,6

= 100 = , 100 = 0,8%= = 894,6= 100 = 894,6 900900 100 = 0,6%= = 1118,2= 100 = 1118,2 11201120 100 = 0,1%= = 1431,3= 100 = 1431,3 14001400 100 = 2,2%= = 1789,2= 100 = 1789,2 18001800 100 = 0,6%= = 2236,5= 100 = 2236,5 22402240 100 = 0,1%

Calculul modulului

Calculul puterilor pentru fiecare arbore a cutiei de viteze:

c =0.97 rul =0.99

P=2,2 KW = = 0.97 0.99 2,2 = 2.11= = 0,97 0.99 2,2 = 2,02= = 0,97 0,99 2,2 = 1,93Calculul momentului de torsiune pentru arborii cutiei de viteze:

= 9550 10 1n1 = 2,23 10 = 9550 10 2n2 = 2,71 10 = 9550 10 3n3 = 5,19 10 Calculul organologic pentru primul grup de angrenaje.

Alegerea materialelor:

Pentru arbori am ales OL 60= 1390= 350

Pentru roti dintate am ales OLC 15+C+Ce= 1390= 350= 10

ZH=2.5 ZE=189.8 = 1.15 = = 1209 10ZH=2.5 ZE=189.8

Modulul primului grup de angrenaje va fi:

i12s=1

= 3.6 ( ) = 3.6 1,8 0.154 = 2= 2

Latimea rotilor dintate:

b1= 20 mm

Diametre de divizare:= Z = 2 50 = 100mm= Z = 2 40 = 80 mm= Z = 2 45 = 90mm= Z = 2 45 = 90mm= Z = 2 40 = 80mm= Z = 2 50 = 100mmDistanta axiala elementara:a = = 108 mmCoeficientul inaltimii capului de referinta: = 1Coeficientul jocului la capul dintelui de referinta:

c=0.25

Diametrele de vrf:= + 2 = 2 (60 + 1) = 104= + 2 = 2 (48 + 1) = 84= + 2 = 2 (54 + 1) = 94= + 2 = 2 (54 + 1) = 94= ( + 2 ) = 2 (48 + 1) = 84= + 2 = 2 (60 + 1) = 104Diametrul de fund:= 2 2 = 2 (60 2 0.25) = 95= 2 2 = 2 (48 2 0.25) = 75= 2 2 = 2 (54 2 0.25) = 85= 2 2 = 2 (54 2 0.25) = 85= 2 2 = 2 (48 2 0.25) = 75= 2 2 = 2 (60 2 0.5) = 95Inaltimea dintilor: = (2 + ) = 4.5Diametrul cercurilor de baza:= = 93.969= = 75.175= = 84.572= = 101,487= = 84.572= = 93.969

Calculul organologic pentru al doilea grup de angrenaje.

Alegerea materialelor:

Pentru roti dintate am ales OL 60= 1390= 350= 10

ZH=2.5 ZE=189.8 = 1.15 = = 1209 10Modulul celui de al doilea grup de angrenaje va fi:

=0,5

= 3.6 ( ) = 3.6 1,5 0.154 = 2,5= 2,5

Latimea rotilor dintate:

b2= 25 mm

Diametre de divizare:= Z = 2.5 60 = 150mm= Z = 2.5 30 = 75 mm= Z = 2.5 45 = 112.5mm= Z = 2.5 45 = 112.5 mm= Z = 2.5 30 = 75mm= Z = 2.5 60 = 150 mm

Distanta axiala elementara:= + 2 = 2.5 (60 + 2) = 155= + 2 = 2.5 (30 + 2) = 80= + 2 = 2.5 (45 + 2) = 117.5= + 2 = 2.5 (45 + 2) = 117.5= + 2 = 2.5 (30 + 2) = 80= + 2 = 2.5 (60 + 2) = 155Coeficientul inaltimii capului de referinta: = 1Coeficientul jocului la capul dintelui de referinta:

c=0.25

Diametrele de vrf:= 2 2 = 2.5 (60 2 0.5) = 143.75= 2 2 = 2.5 (30 2 0.5) = 68.75= 2 2 = 2.5 (45 2 0.5) = 106.25= 2 2 = 2.5 (45 2 0.5) = 106.25= 2 2 = 2.5 (30 2 0.5) = 68.75= 2 2 = 2.5 (60 2 0.5) = 143.75Inaltimea dintilor: = (2 + ) = 5.625Diametrul cercurilor de baza:= = 140.954= = 70.477= = 105.715

= = 105.715= = 70.477= = 140.9542.9 Proiectarea arborilor cutiei de viteze a strungului.

Pentru confectionarea arborilor cutiei de viteze se va folosi OLC60 avand urmatoareleproprietati:

Rezistenta la rupere:= 700 840Rezistenta admisibila la tractiune pentru cazul de solicitare alternanta:= 240Rezistenta admisibila la torsiune:= 0.6 = 72

Diametrele minime ale arborilor se vor determina pe baza formulelor:

Arbore I:

= , =568.15 = 8.28 Se adopt dmin1 =30 mm

Arbore II:

= , = 8.83 Se adopt dmin2 = 32 mm

Arbore III:

= = 10.97 Se adopt dmin3 = 34 mm