UNIVERSITEATE TEHNICA CLUJ-NAPOCA

UNIVERSITEATE TEHNICA CLUJ-NAPOCAProiect MecanismeAdrian Fetti

Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaFacultatea Constructii De Masini

PROIECT DE SEMSESTRU-Mecanisme

Student: Fetti Adrian Cosmin

Inginerie Industriala gr.1124/1 An universitar: 2011-2012 Coordonator proiect: Teutan Emil CONSIDERATII GENERALE

Orice 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.

PREZENTAREA 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.

\

Se consider o main universal de mortezat a crei lan cinematic este prezentat n figura 1.

Micarea principal de achiere este rectilinie alternativ pe direcie vertical. Micarea alternativ a capului port-scul 5 se obine de la electromotorul EM prin intermediul lanului cinematic principal format din transmisia prin curele avnd aibele de diametre D1 , D2 , reductorul planetar R, roile dinate z4 ,z5 i mecanismul cu bare O1AO2CB .

Micarea de avans a semifabricatului este realizat intermitent la sfritul cursei pasive printr-un mecanism patrulater O1MNO3 care prin balansierul O3N , cu ajutorul unui clichet, pune n micare de rotaie roata de clichet z6 fixat pe urubul conductor E al saniei trasversale .

Fora rezistent de achiere se consider c acioneaz pe direcie vertical i este constant de-a lungul cursei active de achiere.

n vederea acionrii unui dispozitiv de fixare a semifabricatului se folosete un mecanism cu cam cu culegtor de translaie.

I. DATE INIIALE

Datele iniiale pentru cele ase variante sunt cuprinse n tabelul 1 la care se mai adaug urmtoarele elemente generale :

2.0. Turaia electromagnetului de antrenare, nm=1440 rot/min.

2.1. Raportul de reducere al transmisiei prin curele , Ic= D2/D1=3.

2.2. Poziia centrului de greutate G4 al bielei BC dat de raportul

(G4=lCG4/lCB=0,33.

2.3. Reaciunile din cuple se vor determina pentru poziia manivelei O2C dat de unghiul (=300( .

II. SE CERE

1. S se fac sinteza mecanismului cu bare articulate.

2. S se determine spaiile, vitezele i acceleraiile capului port-scul 5 pentru cel puin 18 poziii ale manivelei din care cel puin 8 poziii s fie situate n intervalul de achiere. Se vor reprezenta grafic aceste mrimi n funcie de unghiul de rotaie al elementului 1.

3. S se determine raportul de transmitere al reductorului planetar R .

4. S se calculeze elementele geometrice inclusiv gradul de acoperire al angrenajului format din roile dinate cilindrice z4 i z5. Deplasrile de profil se vor alege astfel nct s se asigure egalizarea alunecrilor relative .

5. S se proiecteze mecanismul cu cam cu culegtor de translaie considernd urmtoarele legi de micare

la naintare ( urcare ) : sinus,

la napoiere (coborre) : sinusi excentricitatea aceea care d raza cercului de baz minim.

Nr.

Crt.Denumirea parametruluiSimbolulU. M.Valori

1Lungimea semifabricatuluil Sm0,10

2Lungimea de trecerel trm0,015

3Turaia elementului 1Nrot/min80

4Raportul dintre

manivel i biel(-0,30

5Lungimea maniveleiO2Am0,07

6Excentricitatea relativ( k=O2A/O1O2-4.5

7Masa saniei port-scul 5m 5kg40

8Masa bielei 4m 4kg10

9Masa culisei rotative 3m 3kg20

10Momentul de inerie al bielei 4I G4daNms20,010

11Momentul de inerie al culisei

rotative n raport cu O2I O2 daNms20,03

12Momentul de inerie redus al

pieselor situate ntre motor

i manivela 1IrO1daNms20,4

13Gradul de neregularitate(-0,02

14Fora rezistent de achiereFadaN600

15Numrul de dini al roilor dinatez4-18

z5-38

16Modulul roilor dinate z4 i z5mmm4

17Cursa maxim a culegtorului cameihm0,08

18Unghiul de transmitere admisibil(agrade40

19Unghiurile de

rotaie ale

camei-de naintare (urcare)( ugrade80

-de repaus superior( rgrade110

-de revenire(coborre)( cgrade135

1. Sinteza mecanismului cu bare articulate

Se dau:

1. Raportul biel manivel: (=0,302. Lungimea manivelei: O2A=0,07 [m]

3. Lungimea semifabricatului: ls=0,10 [m]

4. Lungimea de trecere la intrare i ieire: l tr=0,015 [m]

5. Excentricitatea relativ: ( k=O2A/O1O2=4,5

Lungimea elementului 1 este:

AO1 = O2A - O1O2Din datele iniiale avem excentricitatea relativ:

O1O2 = 0.015 mDin relaiile anterioare putem calcula lungimea A O1:

AO1 = 0.055 mCursa sculei achietoare este lungimea semifabricatului la care se adaug de dou ori lungimea de trecere. Pentru a calcula lungimea elementului 3 trebuie aflat lungimea O2C care reprezint jumtate din curs.

Lungimea elementului 3 este:

Din datele iniiale:

O2C = 0.065 m

AC= 0.135 mLungimea elementului 4 :

Cunoscnd raportul dintre manivel i biel:

Lungimea bielei:

BC = 0.216 m

Mecanismul are:numarul de elemente: n=5;

numarul de cuple cinematice: Ck=7 (2 de translatie si 5 de totatie)

VxVyVzxyz

1-----+

2++---+

3++---+

4++---+

5-+----

Mecanismul este de familia 3 => m=3

M=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 independenteCiclul 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]

13sBR3'R3"33vBaB

0192.830.15271.0000-0.22788.3776-15.99040.08553.0422

30221.090.16270.8868-0.19357.4294-13.58280.24402.0826

60246.380.18090.8064-0.10766.7559-7.55000.35171.4159

902700.20500.777906.516600.42360.8750

120293.620.23300.80640.10766.75597.55000.4530-0.0624

150318.910.26070.88680.19357.429413.58280.3908-2.1646

180347.170.27951.00000.22788.377615.99040.1564-5.3919

210378.910.27701.11320.19359.325813.5828-0.2525-7.0776

240413.620.24781.19360.10769.99937.5500-0.6197-3.7683

2704500.20501.2221010.23860-0.66552.1601

300486.380.17071.1936-0.10769.9993-7.5500-0.42694.7311

330521.090.15401.1132-0.19359.3258-13.5828-0.14044.1907

360552.830.15271.0000-0.22788.3776-15.99040.08553.0422

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

1. Turaia electromotorului de antrenare: nm =1385 rot/min.

2. Raportul de reducere al transmisiei prin curele :iC = D2/ D1=3.

3. Turaia elementului 1: n1 =80 rot/min.

4. Numrul de dini ai roilor dinate: z4 =18, z5 =38.

iTOT=

iTOT=

iTOT=ic*iR*i4,5

i4,5=

nm=ni

ic*iR*i4,5=

iR=

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

Deplasrile de profil se vor alege astfel nct s se egalizeze alunecrile relative.

z4 =18, z5 =38, modulul roilor : 4[mm]

Deci, vom avea:

X4=0,67

X5=0,82

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:

1,214. Lungimile peste dinti:

5. Proiectarea mecanismului cu cam cu culegator de translaie, considernd urmatoarele legi:

la naintare (urcare): sinus

la napoiere (coborare): sinusFaza de urcare sinus;

Ecuatiile in acest caz se vor scrie astfel:

Faza de coborare sinus;

Ecuatiile in acest caz se vor scrie astfel

Z5

Z2

Z1

Z3

ieire

Z4

D1

irtrare

E.M.

R

Page 2 of 16

_1240254729.unknown

_1302167281.unknown

_1303978928.unknown

_1303979210.unknown

_1303979346.unknown

_1303979492.unknown

_1303979552.unknown

_1303979694.unknown

_1303979708.unknown

_1303979515.unknown

_1303979445.unknown

_1303979480.unknown

_1303979424.unknown

_1303979267.unknown

_1303979325.unknown

_1303979241.unknown

_1303979041.unknown

_1303979113.unknown

_1303979158.unknown

_1303979076.unknown

_1303978979.unknown

_1303979005.unknown

_1303978947.unknown

_1303978712.unknown

_1303978888.unknown

_1303978908.unknown

_1303978859.unknown

_1303978599.unknown

_1303978684.unknown

_1303978568.unknown

_1302034903.unknown

_1302164723.unknown

_1302165164.unknown

_1302165981.unknown

_1302165154.unknown

_1302108205.unknown

_1302108214.unknown

_1302164286.unknown

_1302034948.unknown

_1302029089.unknown

_1302029745.unknown

_1302029824.unknown

_1302029379.unknown

_1302028717.unknown

_1302028988.unknown

_1240254937.unknown

_1240255390.unknown

_1165031406.unknown

_1165033248.unknown

_1165033729.unknown

_1165035332.unknown

_1165041559.unknown

_1165102767.unknown

_1240254168.unknown

_1166472819.unknown

_1165102588.unknown

_1165035436.unknown

_1165035025.unknown

_1165035135.unknown

_1165035168.unknown

_1165033774.unknown

_1165033531.unknown

_1165033652.unknown

_1165033464.unknown

_1165031952.unknown

_1165033001.unknown

_1165033222.unknown

_1165032212.unknown

_1165031652.unknown

_1165031737.unknown

_1165031434.unknown

_1165029399.unknown

_1165030773.unknown

_1165030951.unknown

_1165031284.unknown

_1165030883.unknown

_1165030433.unknown

_1165030517.unknown

_1165030572.unknown

_1165030405.unknown

_1165028596.unknown

_1165029131.unknown

_1165029222.unknown

_1165028874.unknown

_1165028517.unknown

_1165028575.unknown

_1165028478.unknown

_1027173505.unknown