PROIECT DE AN - ORGANE DE MASINI - REDUCTOR MELCAT-CILINDRICUNIVERSITATEA DE NORD BAIA MAREFacultatea de Inginerie MecanicaDisciplina: Organe de masiniPROIECT DE ANREDUCTOR MELCAT-CILINDRIC P1=4KWn1=1000 rot/min i=63 PROIECT DE AN-TEMA PROIECTULUI-Sa se proiecteze: Reductor Melcat-Cilindric-antrenarea motorului se face printr-un cuplaj corespunzator (sau curele):-puterea motorului de antrenare: P=4 KW,-turatia: n=1000 rot/min-raportul de transmitere total: iT=63-reductorul este cu doua trepte:-treapta 1 fiind angrenajul melcat-treapta 2 fiind angrenaj cilindric-pentru treapta de intrare in reductor se va monta o transmisie prin curele trapezoidale Proiectul va cuprinde:1. Memoriu tehnic:-consideratii generale-alegere schemei cinematice-alegerea solutiei constructive2. Memoriu justificativ de calcul-intocmirea schemei cinematice (analizarea ei);-calculul cinematic si dinamic (rapoarte de transmitere, turatii, momente, randamente, etc.);-calculul organologic (roti dintate, arbori, lagare, cuplaje, suruburi, pene, etc.);-alegerea materialelor;-consideratii de precizie;-consideratii economice si de protectie a muncii;3. Desene:-desenul de ansamblu general;-desenul de executie a doua organe reprezentative;CUPRINSPag. 1.Memoriul tehnic.1 1.1.Consideratii teoretice.1 1.2.Alegerea variantei constructive.42.Memoriul justificativ de calcul.9 2.1.Intocmirea schemei cinematice.9 2.2.Stabilirea rapoartelor de transmitere pe trepte10 2.3.Stabilirea momentelor de torsiune pe arbori10 2.4.Alegerea motorului electric.11 2.5.Diametrul axului motorului.11 2.6.Randamentul total al transmisiei.11 2.7.Calculul organologic12 2.7.1.Calculul transmisiei prin curele.12 2.7.2.Calculul angrenajului melc-roata melcata.15 2.7.3.Calculul angrenajului cilindric cu dinti drepti19 2.8.Calculul arborilor26 2.8.1.Calculul arborelui de iesire (4)..26 2.8.2.Calculul arborelui intermediar (3).32 2.8.3.Calculul arborelui melcat (2)40 2.9.Alegerea rulmentilor..45 2.10.Etansarea rulmentilor50 2.11.Calculul asamblarilor cu pene..50 2.12.Calculul cuplajului elastic cu bolturi51 2.13.Calculul termic al angrenajului si ungerea reductorului..52Bibliografie541. MEMORIUL TEHNIC 1.1. Consideratii teoreticeReductoarele fac parte din marea categorie a transmisiilor mecanice si servesc la reducerea (micsorarea)numarului de turatii si la marirea (cresterea) momentului de torsiune. Se incadreaza in categoria transmisiilor prin angrenaje cu roti dintate cu raport de transmitere constant i>1 montate in carcase inchise.Dupa tipul angrenajelor componente, reductoarele pot fii:-cu roti dintate cilindrice; -cu roti dintate conice;-cu roti dintate elicoidale;-cu roti dintate pseudoconice;-cu roti dintate melcate si combinate;Elementele principale a unui reductor, indiferent de tip sunt urmatoarele:-carcasa (corp+capac);-angrenajele;-arborii si lagareleCarcasa se executa in general din fonta rin turnare. Este prevazuta cu nervuri care au urmatoarele scopuri: mareste rigiditatea ansamblului, reduc zgomotul si vibratiile, mareste suprafata de racire a reductorului.La reductoarele de dimensiuni mari, netipizate si la unicate se utilizeaza cu succes carcase sudate.Carcasele trebuie sa asigure pozitii relativ corecte a arborilor prin intermediu lagarelor si rotilor dintate, servind si ca baie de ulei.In planul de separatie corpul si capacul reductorului se prelucreaza finit si se acopera, inainte de asamblare cu lacuri, vopsele sau sticla solubila pentru asigurarea etanseitatii. Suprafata de separatie corp-capac poate fi prevazuta cu canale de ungere care sa impiedice iesirea lubrifiantului in afara si sa-l ghideze spre lagare.Corpul reductorului este prevazut la partea inferioara cu un dop de golire a uleiului uzat, dupa rodaj sau dupa timpul normal de utilizare.Capacul reductorului are prevazut, in partea superioara, un orificiu de vizitare acoperit cu un capac metalic sau transparent. Prin capacul de vizitare se urmareste periodic starea angrenajelor si se introduce lubrifiant in reductor.Carcasa compusa din corp si capac se asambleaza prin suruburi si se centreaza cu ajutorul unor stifturi cilindrice sau conice. In dreptul lagarelor sunt prevazute capace care se pot monta prin fixare cu suruburi pe carcasa sau in niste locasuri prevazute anume in peretii carcasei. Angrenajele constituie partea functionala principala a unui reductor.Cele mai frecvent utilizate in constructia de reductoare sunt: -cilindrice cu: -dintii drepti; -dintii inclinati; -in V; -conice cu: -dintii drepti; -dintii inclinati; -dintii curbi; -melc-roata melcata:In functie de cerintele locului de utilizare se va alege angrenajul sau combinatia de angrenaje care sa intruneasca cele mai multe avantajeLa reductoarele cu mai multe trepte se impune impartirea rationala a rapoartelor de transmitere pe fiecare treapta, in vederea obtineri unor conditii de gabarit optime, ungere satisfacatoare a tuturor treptelor, etc.Arborii pe care sunt fixate angrenajele sunt arbori dreptii. Ei sunt proiectatii cat mai scurt pentru a avea o rigiditate cat mai mare care este foarte importanta in functionare si a asigura o constructie compacta a reductoarelor.Orice reductor are un arbore de intrare si un arbore de iesire. La reductoarele cu mai multe trepte exista si arbori intermediarii. Arborii pot fii verticali sau orizontali in functie de tipul si pozitia relativa a angrenajelor, locul de utilizare a reductorului, etc. Existe constructii de reductoare cu doua capete de cuplare la iesire sau cu iesire pe arbori intermediari.Lagarele sunt in marea majoritate a cazurilor cu rulmentii. Tipul si marimea rulmentilor vor fi in functie de valoarea si sensul fortelor ce solicita arborii, tipul constructiei alese, etc.In afara de aceste elemente principale orice reductor mai are o serie de elemente auxiliare strict necesare pentru buna functionare a reductorului si anume:-elemente de etansare;-elemente pentru masurarea si controlul nivelului de ulei di baia reductorului (joje, vizoare);-elemente pentru deplasarea si transportul reductorului (inele de ridicat, umeri de ridicat);-elemente pentru fixarea si pozitionare rulmentilor si rotilor dintate pe arbori si in carcase (capace laterale, piulite si saibe de siguranta pentru rulmentii, placute de reglare, bucse si inele de distantare, pene, etc.)-aerisitoare, pentru a se evita crearea unei suprapresiuni in interiorul reductorului, care ar perturba in primul rand ungere corespunzatoare a rotilor dintate si rulmentilor si ar forta sistemul de etansare. Ungerea reductoarelor de uz general se face cu uleiuri. Metoda de ungere se alege in functie de viteza periferica a rotilor dintate, in primul rand.Pentru viteze periferice pana la 1215m/s ungerea angrenajelor se face prin barbotare.La angrenajele cilindrice, nivelul uleiului la roata mare trebuie sa treaca peste dinti cu 0,75 din latimea lor dar nu mai putin de 10 mm.Rotile de turatie mica de pe treapta a doua sau a treia se pot scufunda pana la 1/3 din diametrul exterior al lor.La angrenajele conice roata mare va fii scufundata in ulei pe toata inaltimea dintelui cel putin.Limita maxima de scufundare in ulei este tot de 1/3din diametrul exterior al rotii.Melcul se recomanda a fii scufundat in ulei pe o inaltime de 2,34 mx. Daca roata melcata este cea care se afla in ulei, se vor aplica recomandarile de la angrenajele cilindrice sau se va opta pentru solutia ungerii prin presiune.Rulmenti reductoarelor se ung in general prin barbotarea uleiului de catre rotile dintate. La viteze sub 4 m/s rulmentii se vor unge cu unsori consistente, prevazandu-se in astfel de cazuri elemente de protectie pentru a evita patrunderea produselor de uzura in rulmenti si spalarea unsori.Elemente pentru etansare utilizarea mai frecvent in constructia reductoarelor sunt mansetele de etansare cu buza de etansare si inele de pasla. Dispozitivele de ungere sunt necesare pentru asigurarea ungeri cu ulei sau unsori consistente a rulmentilor, uneori chiar a angrenajelor cand nici una din rotile dintate nu ajunge in baia de ulei. Conducere lubrifiantului la locul de ungere se realizeaza folosind diverse constructii de dispozitive de ungere: canale de ungere, ungatoare, roti de ungere, inele de ungere, lant de ungere, etc.Capacele servesc la fixarea si reglarea jocurilor din rulmenti, la asigurarea etansari, fiind prinse in peretele reductorului cu ajutorul unor suruburi.Indicatorul nivelului de ulei din reductor, in cele mai multe cazuri, este executat sub forma unei tije pe care sunt marcate nivelul maxim, respectiv minim al uleiului, sau sub forma unor vizoare montate pe corpul reductorului. Exista si indicatoare care functioneaza pe principiul vaselor comunicante, realizate pe baza unui tub transparent care comunica cu baia de ulei.Elementele pentru ridicarea reductorului si manipularea lui sunt realizate sub forma unor inele de ridicare cu dimensiuni standardizate si fixate in carcasa prin asamblare filetata. Uneori, tot in scocul posibilitati de ridicare si transportare a reductorului, pe carcasa se executa niste umeri de ridicare (inelare sau tip carlig). La reductoarele de dimensiuni mari intalnim ambele forme inele de ridicare in capacul reductorului si umeri de prindere pe corp. 1.2. Alegerea solutiei constructive1.3.1.Constructia unui reductor melcato-cilindric este aratat in figura 1.3.1. avand carcasa realizata prin turnare din doua bucati si cu planul de separatie orizontal, situat in planul rotilor conduse. Arborele melcului este fixat pe doi rulmenti radial-axial, cu role conice. Jocul din rulmenti se poate regla cu ajutorul capacului montat pe carcasa reductorului, pe capacul de intrare a arborelui. Celelalte lagare de sustinere sunt cu rulmenti radiali-axiali cu bile, ungerea angrenajelor si a rulmentilor se realizeaza cu ulei din baia reductorului, al carui nivel trebuie sa ajunga peste dantura melcului si a roti conduse di a doua treapta de reducere, dar trebuie tinut seama de recomandarea ca nivelul de ulei sa nu depaseasca o treime din diametrul exterior al roti conduse. Pentru buna functionare a reductorul este prevazut cu capac de vizitare a danturi, aerisitor, dop de golire, indicator al nivelului de ulei cu vizor si inele de ridicare executate in capac prin turnare. Etansarea arborelui de intrare si iesire se realizeaza cu mansete de rotatie.1.3.2.Reductorul melcato-cilindric din figura 1.3.2. are carcasa realizata din trei parti, cu doua plane de separatie orizontale. Axele arborilor, rotilor conduse sunt cuprinse intr-un plan vertical. In aceasta constructie creste inaltimea reductorului in detrimentul reducerii lungii. Arborele melcului este fixat pe doi rulmenti radial-axiali. Jocul din rulmenti si pozitia melcului se poate regla cu ajutorul celor doua capace. Ungerea angrenajului melcat si a rulmentilor de pe arborele melcului se face cu uleiul din baia reductorului. Pentru ungerea angrenajului cilindric se foloseste un pinion executat dintr-un material moale, care transporta uleiul pe dintii rotii conducatoare di a doua treapta de reducere. Rulmenti de pe arbori rotilor sunt de tipul radial-axial cu role conice, iar ungerea lor se face cu vaselina, a carui scurgere in baia de ulei este oprita de niste capace. Etansarea arborelui de intrare si de iesire este realizata cu mansete de rotatie. Reductorul mai este prevazut cu capac de vizitare, aerisitor, indicator al nivelului de ulei cu vizor, dop de golire si inele de ridicare.1.3.3. In figura 1.3.3. este reprezentat un reductor la care melcul este plasat deasupra rotii melcate. Carcasa este turnata din doua parti cu planul de separatie orizontal. Arborele melcului este montat pe rulmenti radial-axial cu role conice si un rulment radial cu bile. Rulmentii radial-axial sunt fixati pe arborele melcului cu ajutorul unei piulite pentru rulmenti si introdusi intr-o caseta cu care se poate reglare pozitia axiala a melcului. Pentru scoaterea jocului din rulmenti se foloseste capacul in care este montat si elementul de etansare. Acesti rulmenti formeaza impreuna rulmentul conducator. Latul opus al melcului se afla un rulment radial cu inelul interior fixat pe arbore, iar inelul exterior montat liber in alezaj. Acest rulment formeaza rulmentul liber al montajului. Roata melcata avand dimensiuni mai mari este realizata din doua bucati. i. Ea angrenajelor se face prin scufundarea in baia de ulei a rotilor conduse. Rulmenti se ung cu uleiul din ceata ulei obtinuta prin barbotarea uleiului din baia reductorului de catre rotile dintate. Reductorul mai este prevazut cu inele de ridicare turnate, capac de vizitare, aerisitor, indicator de nivel de ulei cu vizor si dop de golire. Melcul nefiind scufundat in baia de ulei exista posibilitate incalzirii mai intense a angrenajului melcat. 2. Memoriu justificativ de calcul2.1. Intocmirea schemei cinematice2.2. Stabilirea rapoartelor de transmitere pe trepteValorile limita a rapoartelor de transmitere3-4 (pentru roti dintate cilindrice cu dinti drepti) max=83-5 (pentru roti dintate cilindrice cu dinti inclinati) max=10 2-4 (pentru roti dintate conice) max=68-10( pentru melc roata melcata) max=160conform STAS 6012Pentru transmisia prin curele ICT raportul este 1-32.1.1. Stabilirea rapoartelor de transmitere pe trepte la reductor:2.1.2.Reducerea melcato-cilindricaDin STAS rezulta:31,583,1535,5103,224012,5445165502056256331,5714080639080 2.3. Stabilirea momentului de torsiune [daNm] [KW] randamentul curelelor [rot/min][daNm] [KW] randamentul melcului cu doua inceput randamentul lagarelor cu rulmenti [rot/min] [daNm] [KW] randamentul rotilor dintate cilindrice cu dinti drepti [rot/min] [daNm]2.4.Alegerea motorului electricMotor electric asincron cu colivieAT 132 M 42 S P=4KW n=1000 rot/min2.5. Diametrul axului motorului=42 mm 2.6.Randamentul total al transmisiilor t=ctrmrcr=0,990,99250,80,99250,970,9925=0,704 2.7.Calculul organologic 2.7.1.Calculul transmisiei prin curele2.7.1.1. Puterea de calcul a arborelui condusPc=4 KW2.7.1.2. Turatia roti de curea condusan1=1000 rot/min2.7.1.3. Turatia rotii de curea condusa [rot/min]2.7.1.4. Regimul de lucru al transmiteri-continuu cu 16 ore/zi2.7.1.5. Raportul de transmitere 2.7.1.6. Tipul curelei-se alege din monograme si anume-curea trapezoidala de tip SPA-2.7.1.7. Diametrul primitiv al rotii mici [mm]-se alege constructiv functie de tipul curelei respectandu-se prescriptiile din STAS 1162-672.7.1.8. Diametrul primitiv al roti mari [mm]-se rotunjeste la valoarea cea mai apropiata din STAS 11622.7.1.9. Diametrul primitiv mediu al rotilor de curea [mm]2.7.1.10. Diametrul primitiv al rolei de intindere [mm]2.7.1.11. Distanta intre axePreliminaraDefinitivaPentru orice valoare a unghiului 1pentru in care2.7.1.12 Unghiul dintre ramurile curelei 2.7.1.13. Unghiul de infasurare la roata mica2.7.1.14. Unghiul de infasurare la roata mare2.7.1.15. Lungimea primitiva a curelei Lp-pentru -Pentru orice valoare a lui 2.7.1.16. Viteza periferica a curelei-se recomandav=5,23 m/s curea trapezoidala clasica2.7.1.17. Coeficientul de functionarecf=1,12.7.1.18. Coeficientul de lungimecl=0,862.7.1.19. Coeficientul de infasurarec=12.7.1.20. Puterea nominala transmisa de o curea se alege din tabele2.7.1.21. Numarul de curelePreliminaracureleDefinitiva2.7.1.22. Coeficientul numarului de curele2.7.1.23. Numarul de roti ale transmisieiX=52.7.1.24. Frecventa incovoierilor cureleiHz la curele cu insertie reteaHz la curele cu insertie snur2.7.1.25. Forta periferica transmisa[N]2.7.1.26. Forta de intindere a curelelor[N]2.7.1.27. Cotele de modificare a distantei dintre axe2.7.2. Calculul angrenajului melc-roata melcata2.7.2.1. Turatia rotii melcate este[rot/min]2.7.2.2. Puterea pe roata melcata[KW]2.7.2.3. Raportul de transmitere 2.7.2.4.Materialul rotii melcate este CuSn12 STAS197/2-83Grupam de materialDenumirea materialului si standardele aferenteMarcaModul de turnareCaracteristici mecaniceDomeniu de vitezeValRezistentala rupere la tractiunertLimita de curgere la tractiunectDuritate BrinellDBModulul de elasticitate longitudinalEN/mm2N/mm2N/mm2N/mm2m/s1Aliaje cupru-staniuSTAS 197/2-83CuSn12NC2202501301601301608009000,7510525Materialul melcului este OLC45 STAS 880-88Marca oteluluiStareCaracteristici statice conform STASHB1mimimumRezistenta la oboseala 0,2r5ZKCU300/2o-ak1NB=107daN/mm2daN/mm2%%daN/cm2daN/mm2daN/mm2daN/mm2OLC 45N36621835-175432742I406617356210453050 2.7.2.5. Distanta intre axe 2.7.2.6. Numarul de inceputuri al melcului2.7.2.7. Numarul de dinti ai rotii melcate2.7.2.8. Raportul de angrenare efectiv esteRaportul de angrenare standardizat este STAS 6012-922.7.2.9. Abaterea raportului de angrenarepentru 2.7.2.10. Diametru de divizare preliminar al melculuimm2.7.2.11. Diametru de divizare al rotii melcatemm2.7.2.12. Modulul axial al melculuiModulul standardizat se alege mm, iar coeficientul diametral q=102.7.2.13. Modulul frontal al rotii melcate estemm2.7.2.14. Unghiul de panta a elicei 2.7.2.15. Modulul normal2.7.2.16. Distanta axiala elementaramm2.7.2.17. Deplasarea specifica de profil2.7.2.18. Diametrele medii mmmm2.7.2.19. Verificaremm2.7.2.20. Diametrele cercurilor de capmmmm2.7.2.21. Diametrele cercurilor de piciormm2.7.2.22. Inaltimea dinteluimm2.7.2.23. Verificarimmmm2.7.2.24. Lungimea melculuimm2.7.2.25. Latimea rotii melcatemm2.7.2.26. Verificarea la presiunea de contactpentru melc din otel si roata melcata din CuSn12 centrifugatNmmpentru functionare fara socuri2.7.2.27. Verificarea la incovoierpentru melc din otel si roata melcata din CuSn12 centrifugatmmN2.7.2.28. Verificarea la incalzirepentru melci din otel de imbunatatire si roata melcata din CuSn12melc jos 2.7.2.29. Verificarea arborelui melcului la deformatiipentru melc imbunatatitmmpentru otelm/spentru m/sN2.7.3. Calculul angrenajului cilindric cu dinti drepti2.7.3.1. Turatia rotii conducatoare este2.7.3.2. Puterea pe roata motoare2.7.3.3. Raportul de transmitere2.7.3.4. Materialul rotilor dintate este 40Cr10 din STAS 192/2-83 2.7.3.5. Numarul de dinti al rotii conducatoare 12.7.3.6. Numarul de dintiai rotii conduse 22.7.3.7. Raportul de angrenare2.7.3.7. Abatere de la raportul standardizat2.7.3.8. Momentul de torsiune pe arborele rotii 1 esteNmm2.7.3.9. Raportul 2.7.3.10. Factorul zonei de contact2.7.3.11.Factorul de material 2.7.3.12. Consideratii pentru predimensionarepentru 40Cr10 N/mm22.7.3.13. Presiune de contact admisibila N/mm22.7.3.14. Modulul angrenajului tinand seama de presiunea de contact-se alege din STAS 822-82 2.7.3.15. Diametrele de divizare sunt mmmm2.7.3.16. Distanta elementara axiala estemm-distanta axiala standardizata estemm2.7.3.17. Unghiul de angrenarerad2.7.3.18. Suma deplasarilor de profil2.7.3.19. Coeficientul de modificare a distantei axiale2.7.3.20. Coeficientul de scurtare a inaltimi dintelui2.7.3.21. Diametrele cercurilor de capmmmm2.7.3.22. Diametrele cercurilor de piciormmmm2.7.3.23. Inaltimea dinteluimm2.7.3.23. Diametrul cercului de rostogoliremmmm2.7.3.24. Diametrul cercurilor de bazammmm2.7.3.25. Verificarimmmmmm2.7.3.26. Gradul de acoperire al angrenajuluiradradradradradrad2.7.3.26. Numarul de dinti care se pot executa fara sa apara ascutirea la varfmmradrad-deoarece ca=1,51,8;37.Verificarea la deformatii de incovoiere (rigiditate flexionala):Sageata maxima se determina utilizand metoda suprapunerii efectelor :38.Sageata maxima din planul H:fmaxH= fmaxFpH+fmaxFrH; fmaxH= fmaxFpH+fmaxFrH=0,00323+0,00161=0,00485[mm39.Sageata maxima din planul V :fmaxv= fmaxFrV+fmaxFpV;fmaxv= fmaxFrV+fmaxFpV=0,014+0,0038=0,018[mm];40.Sageata maxima totala :< 0,08=fadm;41.Rotirea din planul H:[rad];[rad];[rad][rad];[rad] [rad];42.Rotirea din planul V: [rad] [rad]; [rad]; [rad];[rad];[rad];43.Rotirea totala din lagare:[rad];[rad];2.8.2. Calculul arborelui melcat (2)1.Calculul de predimensionare:Calculul de predimensionare se face din conditia de torsiune: [Nmm]; ;[mm]; 2.Calculul la solicitari compuse:Solicitarile compuse se refera la solicitarea de incovoiere cu rasucire. Se stie:- diametrul cercului de rulare al melcului dm1=50 [mm];- unghiul de frecare =30;- coeficient de frecare melc roata-melcata =0,01;3.Forta axiala:[N];4.Forta radiala de pe roata melcata:;- unghiul de inclinare al spirei melcului:;5.Forta periferica de pe roata melcata:[6.Determinarea reactiunilor:- din planul orizontal:[N];- din planul vertical:[N]8.Incarcarea rezultanta pe lagare:[N]; [N];9.Momentul incovoietor maxim din H:MimaxH=l1HI=130750,68=97590[Nmm];10.Momentul incovoietor maxim din V:MimaxV=l1VI=13011860=1541000[Nmm];11.Momentul incovoietor maxim rezultant:[Nmm];12.Determinarea momentului echivalent conform teoriei a III-a de rezistenta:[Nmm];a=40 [N/mm2];[mm]; Se adopta din motive constructive d=70 [mm];13.Calculul momentelor incovoietoare din sectiunea periculoasa:MiH=HI10=750.6810= 7506.8[Nmm];MiV=VI 10=1186010=118600[Nmm];14.Momentul incovoietor rezultant:[Nmm];15.Solicitarea de incovoiere este produsa de un ciclu alternant simetric:[N/mm2];16.Tensiunea medie:;17.Amplitudinea:[N/mm2];18.Coeficientul de asimetrie:;19.Solicitarea de torsiune este produsa printr-un ciclu alternant pozitiv:[N/mm2]; [N/mm2];20.Tensiunea medie:[N/mm2];21.Amplitudinea:[N/mm2];22.Coeficientul de asimetrie R=0;Se determina dupa metoda SERENSEN coeficientul de siguranta pentru solicitarile de incovoiere si coeficientul de siguranta pentru solicitarile de torsiune: ; ;23.Coeficientii de material:; ;24.Coeficientul de siguranta pentru solicitarile compuse:;25Caracteristicile mecanice ale materialului OLC45 :- rezistenta la oboseala din incovoiere: -ciclu alternant simetric -1=0,5r=0,5637,64=318,82[N/mm2]; -ciclu pulsatoriu 0=0,5r=0,5637,64=318,82 [N/mm2]; - limita de curgere r=637,64 [N/mm2] , c=372,78 [N/mm2] conform STAS 880-66- rezistenta la oboseala din rasucire: -ciclu alternant simetric -1=0,275r=0,275637,64=175,353[N/mm2]; -ciclu pulsatoriu 0=0,495r=0,495637,64=315,636 [N/mm2]; 26Coeficientii care tin seama de concentratori de tensiune si dimensionali si de starea suprafetei:27.Din diagramele corespunzatoare solicitarii rezulta: k=1.7; k=1,3;28.Coeficientii dimensionali pentru solicitarea normala respectiv tangentiala: =0,65; =0,6;29.Coeficientul care tine cont de calitatea suprafetei si de tratamentul termic aplicat arborilor: ===12=2.4;30.Coeficientul de calitate a suprafetei: 1=1 , pentru Ra=1,6;31.Coeficientul dependent de tratamentul termic aplicat stratului superficial 2=2.4; ;;> ca=1,51,8;32.Verificarea la deformatii de incovoiere (rigiditate flexionala):Sageata maxima:[mm]; [mm];[mm];Rotirea din lagare:[rad];[rad];Rotirea totala din lagare:[rad]; 2.9. Alegerea lagarelor cu rulmentiIn constructia reductoarelor sunt foarte raspandite lagarele cu rulmenti. Rulmentii fiind tipizati, alegerea lor se face dupa standarde si cataloagele fabricilor producatoare pe baza diametrului fusului arborelui pe care se monteaza, a sarcinilor de pe lagar si a duratei de exploatare alese initial. Pentru alegerea lagarelor cu rulmenti trebuie sa se efectueze urmatoarele:- sa se intocmeasca schema cinematica functionala cu indicarea marimii directiei, sensului si locul de aplicare a fortelor;- sa se stabileasca reactiunile ce apar in reazeme;- sa se stabileasca cel mai potrivit tip de rulment in functie de marimea directia si sensul reactiunilor, de constructia ansamblului, de turatie, de conditii de exploatare si montaj;- sa se determine marimea rulmentului pe baza solicitarii, a durabilitatii si a turatiei limita;- sa se puna la punct in concordanta a tipului de rulment ales cu constructia ansamblului si tehnologia de executie a lui;- sa se stabileasca clasa de precizie a rulmentilor si a jocurilor functie de conditiile de exploatare ( precizie , vibratii);- stabilirea tipului ajustajului intre inelele rulmentului si arbori respectiv carcasa functie de modul de fixare a rulmentului, a marimii si directiei sarcinilor si clasa de precizie;- stabilirea felului ungerii si a sistemului de etansare functie de turatie, de mediul inconjurator de temperatura, de destinatie;- definitivarea solutiei constructive cu luarea in considerare a necesitatii asigurarii rigiditatii corespunzatoare si a rezistentei pieselor in contact cu rulmentii, a realizarii coaxialitatilor locului de asezare a rulmentilor;- o montare si demontare usoara si a asigurarii eliminarii caldurii; Schema cinematica functionala cu indicarea directiei si sensul fortelor care actioneaza asupra lagarelor: 1.Alegerea rulmentilor pentru arborele de iesire (4):Date de proiectare:- forta radiala care actioneaza in mijlocul lagarului FR=FrII=7087[N];- forta tangentiala FP=8921[N];- forta axiala Fa=0[N];- momentul de torsiune Mt=M4=1695000[Nmm];- coeficientul de frecare =0,0015;2.Alegerea rulmentilor :Se face in functie de durabilitatea maxima a rulmentilor: ; ;unde :L10 durabilitatea [milioane de rotatii];C capacitatea de incarcare dinamica a rulmentului, [daN];Pm sarcina dinamica echivalenta, [daN];p coeficient care este : 3 pentru rulmenti cu bile ;3,3 pentru rulmenti cu role;, [daN];Lh durabilitatea [ore];Durabilitatea impusa este de Lh=20000[ore];;unde :V coeficient care tine seama de inelul care se roteste; V=1, pentru inel interior rotitor;X si Y coeficienti care depind de raportul , si de tipul rulmentului;Avand in vedere ca Fa=0, Pm=Fr=7087[N];3.Capacitatea de incarcare dinamica este:, [daN];Se poate alege rulmentul cu simbolul 6015 care are : d=75[mm]; D=115[mm]; B=20[mm]; C=3100 [daN];4.Durabilitatea : [milioane de rotatii];5.Alegerea rulmentilor pentru arborele intermediar (3):Date de proiectare:- forta radiala care actioneaza in mijlocul lagarului FR=FrII=14627[N];- forta tangentiala FP=9313[N];- forta axiala Fa=1501[N];- momentul de torsiune Mt=M3=558793[Nmm];- coeficientul de frecare =0,0015;6.Alegerea rulmentilor :Se face in functie de durabilitatea maxima a rulmentilor: ; ;unde :L10 durabilitatea [milioane de rotatii];C capacitatea de incarcare dinamica a rulmentului, [daN];Pm sarcina dinamica echivalenta, [daN];p coeficient care este : 3 pentru rulmenti cu bile ;3,3 pentru rulmenti cu role;, [daN];Lh durabilitatea [ore];Durabilitatea impusa este de Lh=20000[ore];;unde :V coeficient care tine seama de inelul care se roteste; V=1, pentru inel interior rotitor;X si Y coeficienti care depind de raportul , si de tipul rulmentului;Conform STAS 7160-65 X=1; Y=0; Deci Pm=Fr=14627[N];7.Capacitatea de incarcare dinamica este:, [daN];Se poate alege rulmentul cu simbolul 6214 care are : d=70[mm]; D=125[mm]; B=24[mm]; C=4800 [daN]; C0=3800 [daN];e se determina din raportul ; i numarul de lagare;8.Durabilitatea : [milioane de rotatii];9.Alegerea rulmentilor pentru arborele melcat (2):Date de proiectare:- forta radiala care actioneaza in mijlocul lagarului FR=FrI=FrII=11880[N];- forta tangentiala FP=Fa=1501[N];- forta axiala Fp=5588[N];- momentul de torsiune Mt=M2=37534[Nmm];- coeficientul de frecare =0,0015;10.Alegerea rulmentilor :Se face in functie de durabilitatea maxima a rulmentilor: ; ;unde :L10 durabilitatea [milioane de rotatii];C capacitatea de incarcare dinamica a rulmentului, [daN];Pm sarcina dinamica echivalenta, [daN];p coeficient care este : 3 pentru rulmenti cu bile ;3,3 pentru rulmenti cu role;, [daN];Lh durabilitatea [ore];Durabilitatea impusa este de Lh=20000[ore];;unde :V coeficient care tine seama de inelul care se roteste; V=1, pentru inel interior rotitor;X si Y coeficienti care depind de raportul , si de tipul rulmentului;Conform STAS 7160-65 X=1; Y=0.75; Deci [N];11.Capacitatea de incarcare dinamica este:, [daN];Se poate alege rulmentul cu simbolul 3214 care are : d=70[mm]; D=125[mm]; B=39.7[mm]; C=7650 [daN]; C0=8300 [daN];e se determina din raportul ; i numarul de lagare;12.Durabilitatea : [milioane de rotatii];2.10.Etansarea rulmentilorConditiile impuse unei etansari eficiente sunt: - sa reziste in timp la regimul de functionare (temperatura, viteza medie, presiune);- sa aiba durata de functionare maxima;- constructie simpla cu montare si demontare usoara;- sa fie frecarea in etansare cat mai redusa;La reductor etansarea se rezolva cu garnituri de etansare, manseta de rotatie conform STAS 5907. Conditii de folosire a mansetelor de rotatie:- diferenta de presiune dintre cele doua medii sa fie mai mic 0,5 [bar];- viteza periferica maxima a arborelui sa fie sub 10 [m/s];- rugozitatea fusului sa fie Ra=1,6 m pentru diametre intre 40 pana la 300 [mm]; Ra=0,2 m pentru diametre mici si viteze periferice mari;- la viteze mai mari de 4 [m/s], este obligatoriu ca suprafata sa fie calita si cromata;- montarea mansetelor se va face cu respectarea STAS 7950 si a indicatiilor producatorului; 2.11. Calculul asamblarilor cu peneCalculul lungimii penei pentru arborele de iesire (4) se determina din conditia presiunii de contact admisibile. Materialul penei se alege un OLC45 cu as=70[N/mm2];1.Date de proiect:- M4=1695000[Nmm];- diametrul arborelui pe care se monteaza pana d=78[mm];- tensiunea admisibila la forfecare af=0,8a=0,840=32[N/mm2]; Conform STAS 1004-71 pentru d=78[mm], corespunde o pana cu: b=22[mm], h=14[mm]; l=45180[mm]; 2.Lungimea de calcul al penei:[mm]; se adopta conf. aceluias STAS lungimea l=90[mm];3.Verificarea la forfecare: [N/mm2];Se va utiliza o pana paralela A 22x14x90 STAS 1004-71.Calculul lungimii penei pentru arborele intermediar (3) se determina din conditia presiunii de contact admisibile. Materialul penei se alege un OLC45 cu as=70[N/mm2];4.Date de proiect:- M3=558793[Nmm];- diametrul arborelui pe care se monteaza pana d=80[mm];- tensiunea admisibila la forfecare af=0,8a=0,840=32[N/mm2]; Conform STAS 1004-71 pentru d=80[mm], corespunde o pana cu: b=22[mm], h=14[mm]; l=45180[mm];5. Lungimea de calcul al penei:[mm]; se adopta conf. aceluias STAS lungimea l=45[mm];6.Verificarea la forfecare: [N/mm2];Se va utiliza o pana paralela A 14x22x45 STAS 1004-71. 2.12. Calculul cuplajului elastic cu bolturiCalculul si proiectarea cuplajului elastic cu bolturi se face conform STAS 5982. 1.Date de calcul: [Nm]; [rot/min];P4= P324= 2.817 [kW]; Regimul de functionare 16 ore pe zi.2.Calculul de dimensionare:Momentul de torsiune de calcul: ; unde Ks- coeficient de siguranta.;K1- coeficient care depinde de masina motoare si masina antrenata, K1=1,4 pentru cazul functionarii neuniforme cu socuri medii de inertie;K2- coeficient care depinde de regimul zilnic de functionare, K2=1,25 pentru timpul de functionare 16 ore/zi;K3- coeficient ce depinde de durata totala de functionare, K3=1,65 pentru durata de functionare peste 160 ore.[Nm];3.Se adopta un cuplaj CE 9 CS 65 STAS 5982-74/OLC 35. 2.13. Calculul termic al angrenajelor si ungerea reductoruluiDeoarece functionarea angrenajelor are loc cu frecari o parte din puterea transmisa se disipeaza si ca urmare provoaca incalzirea angrenajului. Considerand ca intreaga caldura este obtinuta din puterea pierduta prin disipare cantitatea de caldura degajata din angrenaj este:;[Kcal/h];unde: Pn- puterea pe arborele motor [KW]; - randamentul total al angrenajului;1.Cantitatea de caldura degajata intr-o ora prin carcasa: ;- coeficient de transmitere al caldurii= 79 [Kcal/m2grad], pentru circulatie slaba a aerului;= 1215 [Kcal/m2grad], pentru circulatie buna a aerului;= 1824 [Kcal/m2grad], pentru racire cu ventilatorul;t si t0 -temperatura finala si initiala; t0=200C, iar t=600C700C.[m2]; S suprafata [m2];2.Suprafata estimata din calculele preliminare este: [mm2];care este de fapt 0,9582 [m2]; Deci nu sunt necesare modificari de distante axiale.3.Pentru o racire suplimentara se procedeaza astfel:- se introduc nervuri si aripioare de racire- se folosesc ventilatoare- se utilizeaza circuit fortat de racire prin exterior4.Ungerea reductoarelor:- ungere cu grafit sau bisulfura de molibden la viteze pana la 0,4 [m/s];- ungere cu unsoare consistenta la viteze pana la 0,8 [m/s]- ungere cu unsoare sau ulei la viteze intre 0,84 [m/s];- ungere cu uleiuri minerale sau sintetice la viteza mai mari de 4 [m/s];Alegem tipul de ulei mineral rafinat cu aditivi moderati TIN 82 EP.5.Alegerea sistemului de ungere:Se face ungerea prin imersiune (barbotare). Adancimea de scufundare este minim 1 modul sau 10 [mm] si maxim 6 module la treapta rapida. La angrenajul melcat cu melcul dedesupt nivelul uleiului trebuie sa ajunga la corpurile de rulare a rulmentilor.6.Cantitatea de ulei din baie 0,350,7 l pentru fiecare KW transmis. Deci se utilizeaza aproximativ 0,5 l de ulei.7. Perioada de schimbare a uleiului intre 2500 si 3000 ore.La ungerea cu circulatie fortata a uleiului pentru viteze sub 20 [m/s], timpul de recirculatie a uleiului este de 0,52,5 minute, cand uleiul este pompat din baia de ulei si de 4 pana la 30 minute cand exista un, circuit exterior de racire.Bibliografie ANTAL, A. , Elemente privind proiectarea angrenajelor. Cluj-Napoca, Editura ICPIAF, 1998ANTAL, A. , Indrumar de proiectare pentru reductoare. Universitatea Cluj-Napoca , 1994BUZDUGAN, Gh. , s.a. Rezistenta materialelor. Bucuresti, Editura tehnica, 1980CHISIU, A. , s.a. Organe de masini. Bucuresti, Editura Didactica si Pedagogica, 1981 CRUDU, I. , s.a. Atlas de reductoare cu roti dintate. Bucuresti, Editura Didactica si Pedagogica, 1981DRAGHICI, I. , s.a. Organe de masini. Culegere de probleme. Bucuresti, Editura Didactica si Pedagogica,1980 GAFITANU, M. , s.a. Organe de masini, vol. I si II . Bucuresti, Editura Tehnica, 1982,1983