FACULTATEA: CONSTRUCTII DE MASINICATEDRA: MECANISMEDISCIPLINA: MECANISME

PROIECT DE SEMESTRU

MEMORIUL TEHNIC

1. GENERALITATIOrice sistem mecanic este compus din unul sau mai multe mecanisme. In

constructia unui mecanism si prin extensiune a unei masini intra mai multe organe de masini. Unele sunt legate rigid intre ele, altele se pot misca relativ. Organul de masina sau organele de masini care formeaza un rigid mobil se numeste element cinematic. In afara elementelor cinematice rigide mai exista elemente cinematice elastice si elemente cinematice fluide.

Avind in vedere variatele forme constructive ale diferitelor organe de masini si cu atit mai mult a elementelor cinematice in vederea simplificarii reprezentarii lor, se face o schematizare, conforma careia elementul cinematic se reprezinta printr-un segment de dreapta sau o figura geometrica poligonala nedeformabila. Zona sau zonele de contact dintre doua elemente cinematice care determina posibilitatile de miscare ale celor doua elemente se numeste cupla cinematica. Cupla cinematica blocheaza anumite miscari relative dintre elementele cinematice ce o formeaza, permitind, in schimb, alte miscari relative.

In analiza cinematica a mecanismelor functiile de transmitere reprezinta acele functii care stabilesc o legatura intre starea cinematica a unui element condus si starea cinematica a elementului conducator.

Mecanismele cu came se compun in principal, dintr-o cama si un culegator. In vederea micsorarii pierderilor prin frecare si a uzurii, intre cama si culegator se interpune o rola. Cama este un element profilat si poate sa aiba o forma plana sau spatiala. In funvtie de aceasta vom distinge mecanisme cu cama plana si mecanisme cu cama spatiala.

In cazul mecanismelor cu cama plana, cama poate executa o miscare de rotatie, o miscare de translatie si uneori o miscare plan-paralela. La fel elementul condus – culegatorul- poate sa execute o miscare de rotatie, o miscare de translatie sau chiar plan-paralela.

Mecanismele cu came, prin profilarea corespunzatoare a camelor, ofera posibilitatea obtinerii la culegator a celor mai variate legi de miscare solicitate de procesele de mecanizare si automatizare in constructia de masini.

Cercul de baza al camei este cercul pe care se afla profilul camei in faza de repaus inferior. Pentru o cursa h a mecanismului cu cama, marimea cercului de baza alaturi de excentricitate se definesc dimensiunile de gabarit ale mecanismului. Deci determinarea razei cercului de baza in conditiile unei bune functionari a mecanismului cu cama constituie o problema importanta de proiectare. Dar buna functionare a mecanismului cu cama este conditionata de unghiul de transmitere.

2. DESCRIEREA MASINII DE MORTEZAT

Masinile de mortezat numite pe scurt si morteze, sunt asemanatoare sepingului, se deosebesc de acesta numai prin formele constructive si in special prin asezarea verticala a berbecului port scula.

Ele comporta in general urmatoarele parti principale:- un batiu din fonta prevazut cu ghidaje verticale pentru culisarea

berbecului port-cutit si ghidaje orizontale pentru deplasarea masei port-piesa;

- o masa pe care se fixeaza piesele si care se poate deplasa longitudinal, transversal sau circular;

- un berbec cu suportul sculei, la unele morteze berbecul se poate inclina;- mecanismul de antrenare si mecanismul de avans.

Miscarea principala de aschiere se realizeaza prin miscarea alternativa verticala a berbecului port-scula cu ajutorul mecanismului principal, care poate fi cu culisa cu excentric, hidraulic, etc. La unele masini berbecul este echilibrat cu contragreutate. Cursa berbecului este reglabila. Antrenarea se poate face mecanic (cu con in trepte sau cutie de viteze), prin motor individual sau hidraulic. Avansul piesei port scula se obtine cu ajutorul unei roti cu clichet si a unui angrenaj cu roti dintate.

Caracteristicile tehnice ale masinii de mortezat:- lungimea cursei berbecului;- numarul de curse duble pe minut (maxim si minim) ale berbecului;- distanta de la masa pina la capatul inferior al berbecului;- distanta de la suprafata de sprijin a sculei la marginea suportului vertical

superior si dimensiunile mesei.Masinile de mortezat au o cursa activa urmata de o cursa in gol care se face cu

viteza marita si corespunde ridicarii berbecului port-cutit. Aschierea se produce prin

atacul continuu al cutitului in timpul cursei active. Cursa cutitului trebuie sa fie mai lunga

decit lungimea de prelucrat a piesei. Depasirile cutitului fata de lungimile de prelucrat ale

pieselor sunt aceleasi ca si pentru rabotarea la seping.

Operatia de mortezat se aplica in general la prelucrarea suprafetelor plane, inguste si lungi, a pieselor cu contur complicat si cu generatoare drepte, a pieselor cu caneluri strimte care nu pot fi prelucrate prin frezare si in special a suprafetelor interioare si a gaurilor mari.

Mai exista si alte morteze cu forme constructive diferite, dupa forma, marimea sau felul pieselor pe care le prelucreaza. Astfel exista morteze cu berbec cu avans transversal, morteze prevazute cu doi montanti legati printr-o traversa orizontala pe care berbecul se poate deplasa si transversal, morteze pentru taiatul danturii la rotile dintate cilindrice, masini de mortezat prin copiere etc.

MEMORIU JUSTIFICATIV DE CALCUL

Se consideră o maşină universală de mortezat a cărei lanţ cinematic este prezentat în figura 1.

Mişcarea principală de aşchiere este rectilinie alternativă pe direcţie verticală. Mişcarea alternativă a capului port-sculă 5 se obţine de la electromotorul EM prin intermediul lanţului cinematic principal format din transmisia prin curele având şaibele de diametre D1, D2 , reductorul planetar R, roţile dinţate z4, z5 şi mecanismul cu bare O1AO2CB .Mişcarea de avans a semifabricatului este realizată intermitent la sfârşitul cursei pasive printr-un mecanism patrulater O1MNO3 care prin balansierul O3N, cu ajutorul unui clichet, pune în mişcare de rotaţie roata de clichet z6 fixată pe şurubul conducător E al saniei trasversale .

Forţa rezistentă de aşchiere se consideră că acţionează pe direcţie verticală şi este constantă de-a lungul cursei active de aşchiere.

În vederea acţionării unui dispozitiv de fixare a semifabricatului se foloseşte un mecanism cu camă cu culegător de translaţie.

I. DATE INIŢIALE

Datele iniţiale pentru cele şase variante sunt cuprinse în tabelul 1 la care se mai adaugă următoarele elemente generale :

2.0. Turaţia electromagnetului de antrenare, nm=1440 rot/min.2.1. Raportul de reducere al transmisiei prin curele , Ic= D2/D1=3.2.2. Poziţia centrului de greutate G4 al bielei BC dată de raportul

G4=lCG4/lCB=0,33.2.3. Reacţiunile din cuple se vor determina pentru poziţia manivelei O2C dată de

unghiul =300 .

II. SE CERE

1. Să se facă sinteza mecanismului cu bare articulate.2. Să se determine spaţiile, vitezele şi acceleraţiile capului port-sculă 5 pentru cel

puţin 18 poziţii ale manivelei din care cel puţin 8 poziţii să fie situate în intervalul de aşchiere. Se vor reprezenta grafic aceste mărimi în funcţie de unghiul de rotaţie al elementului 1.

3. Să se determine raportul de transmitere al reductorului planetar R .4. Să se calculeze elementele geometrice inclusiv gradul de acoperire al

angrenajului format din roţile dinţate cilindrice z4 şi z5. Deplasările de profil se vor alege astfel încât să se asigure egalizarea alunecărilor relative .

5. Să se proiecteze mecanismul cu camă cu culegător de translaţie considerând următoarele legi de mişcarela înaintare ( urcare ) : SINUS,la înapoiere (coborâre) : COSINUS,şi excentricitatea aceea care dă raza cercului de bază minimă.

Nr.Crt.

Denumirea parametrului Simbolul U. M. Valori

1 Lungimea semifabricatului l S m 0,152 Lungimea de trecere l tr m 0,0283 Turaţia elementului 1 N rot/min 55

4Raportul dintre

manivelă şi bielă - 0,28

5 Lungimea manivelei O2A m 0,106 Excentricitatea relativă k=O2A/O1O2 - 2.57 Masa saniei port-sculă 5 m 5 kg 608 Masa bielei 4 m 4 kg 159 Masa culisei rotative 3 m 3 kg 3210 Momentul de inerţie al bielei 4 I G4 daNms2 0,018

11Momentul de inerţie al culisei

rotative în raport cu O2I O2 daNms2 0,08

12Momentul de inerţie redus alpieselor situate între motor

şi manivela 1Ir

O1 daNms2 0,9

13 Gradul de neregularitate - 0,04514 Forţa rezistentă de aşchiere Fa daN 1600

15 Numărul de dinţi al roţilor dinţatez4 - 21z5 - 44

16 Modulul roţilor dinţate z4 şi z5 m mm 417 Cursa maximă a culegătorului camei h m 0,07518 Unghiul de transmitere admisibil a grade 52

19Unghiurile de

rotaţie alecamei

-de înaintare (urcare) u grade 105-de repaus superior r grade 120-de revenire(coborâre) c grade 85

1. Sinteza mecanismului cu bare articulate

Se dau:1. Raportul bielă manivelă: =0,282. Lungimea manivelei: O2A=0,10 [m]3. Lungimea semifabricatului: ls= 0,15 [m]4. Lungimea de trecere la intrare şi ieşire: l tr=0,028 [m]5. Excentricitatea relativă: k=O2A/O1O2=2.5

Lungimea elementului 1 este:AO1 = O2A - O1O2

Din datele iniţiale avem excentricitatea relativă:

O1O2 = 0.04 m

Din relaţiile anterioare putem calcula lungimea A O1: AO1 = 0.06 m

Cursa sculei aşchietoare este lungimea semifabricatului la care se adaugă de două ori lungimea de trecere. Pentru a calcula lungimea elementului 3 trebuie aflată lungimea O2C care reprezintă jumătate din cursă.Lungimea elementului 3 este:

Din datele iniţiale:

O2C = 0.103 m AC= 0.113 m

Lungimea elementului 4 :

Cunoscând raportul dintre manivelă şi bielă:

Lungimea bielei:

BC = 0.367 m

Mecanismul are:numarul de elemente: n=5;numarul de cuple cinematice: Ck=7 (2 de translatie si 5 de totatie)

  Vx Vy Vz ωx ωy ωz

1 - - - - - +

2 + + - - - +

3 + + - - - +

4 + + - - - +

5 - + - - - -Mecanismul este de familia 3 => m=3M=3n-2C5-C4=1 => M=1

2. Sa se determine spatiile, vitezele si acceleratiile capului port – scula 5 pentru

cel putin 18 pozitii ale manivelei din care cel putin 8 pozitii sa fie situate in

intervalul de aschiere. Se vor reprezenta grafic aceste marimi in functie de

unghiul de rotatie al elementului 1.

=> 2 cicluri independente

Ciclul independent :

unde

functia de transmitere de ordin 0 sub forma implicita:

Calculul derivatelor partiale:

Functiile de transmitere de ordinul I si II pentru elementul 3:

unde: se obtine din ecuatia:

Ciclul independent :

Calculul derivatelor partiale:

Functiile de transmitere de ordinul I si II pentru elementul 5:

Viteza , avansul , respectiv acceleratia ale saniei port-scula 5 se determina cu expresiile:

= [rad/sec]

1 i( )0

0.349

0.698

1.047

1.396

1.745

2.094

2.443

2.793

3.142

3.491

3.84

4.189

4.538

4.887

5.236

5.585

v5 i( )0

0.777

1.806

2.883

4.027

5.351

6.933

8.61

9.555

7.817

0.919

-11.465

-24.966

-32.502

-30.404

-21.247

-9.777

l5 i( )0.271

0.285

0.303

0.322

0.343

0.364

0.387

0.412

0.438

0.46

0.471

0.461

0.428

0.379

0.329

0.291

0.27

a5 i( )0

8.801

15.455

19.417

39.802

91.197

154.848

101.752

-448.4653-2.088·103-4.816·103-6.876·103-5.502·10

-165.32135.784·1038.951·1039.237·10

3. Determinarea raportului de transmitere al reductorului planetar RSe dau :

1. Turaţia electromotorului de antrenare: nm =1440 rot/min.2. Raportul de reducere al transmisiei prin curele :iC = D2/ D1=3.3. Turaţia elementului 1: n1 =55 rot/min.4. Numărul de dinţi ai roţilor dinţate: z4 =21, z5 =44.

iTOT=

iTOT=

iTOT=ic*iR*i4,5

i4,5=

Z5 Z2

Z1

Z3

ωieşire

Z4

D1

ωirtrare

E.M.

R

nm=ni

ic*iR*i4,5=

iR=

4.Calculul elementelor geometrice ale angrenajului format din rotile dintate clindrice drepte

Deplasările de profil se vor alege astfel încât să se egalizeze alunecările relative.z4 =21, z5 =44, modulul roţilor : 4[mm]

Deci, vom avea:X4=1.18X5=0.38 la incovoiere

Unghiul de angrenare:

- unghiul normal al profilului de referinta=

1. Distanta axiala:

2. Coeficientul de variatie a distantei axiale:

3. Scurtarea specifica a inaltimii dintelui:

4. Inaltimea dintelui:

5. Diametrul cercurilor de divizare:

6. Diametrul cercurilor de baza:

7. Diametrul cercurilor de rostogolire:

8. Diametrul cercurilor de cap:

9. Diametrul cercurilor de picior:

10. Arcele dintilor pe cercurile de divizare:

11. Corzi constanta:

12. Inaltimile la coarda constanta:

13. Gradul de acoperire:

≥1,2

14. Lungimile peste dinti: