TEMA DE PROIECTSa se proiecteze transmisia mecanica a tractorului U450formata din ambreiajul principal si reductorul de turatie echivalent cutiei de citeze conform schemei alaturate.cunoscand urmatoarele :1. Ambreiajul are forma constructivacorespunzatoare modelelor reale defunctionare si este destinat gamei de viteze: VII =3,4Autovehicolul tracteaza o masina de lucru cu greutatea GML= 10000 N.2. Turatia masinii de lucru 1 este nML1= 500 rot/min, iar masinii de lucru ML2 este actionata prin priza de putere cu turatia constanta nML2=536rot/min 3. Reductorul de turatie Reste de rip cu roti dintate(RRD)si utilizat pentru actionarea masini ML1 (sistem de rulare)Reductorul RRD este de tipul RCDI4. Pentru actionarea masinii de lucru ML2prin priza de putere se foloseste transmisiafinalaRcuraportul detransmitereiR=2, cuplajul cardanic(CC)si transmisia cu element flexibil sau articulate(TEF) de tipul TLT5. Intre reductor RDD si ML1 se va monta un cuplaj cu flanse standardizat CF, 6. Regimul de lucru se caracterizeaza prin :-consumul energetic al ML1 este =30% din puterea nominala a motorului -consumul la ML3 este =70% Sarcinile la ML sunt variabile ,periodic ca in nomogram:11.PROIECTAREA PARTIALA A AMBREIAJULUI1.1MEMORIU TEHNIC DE CALCUL AL AMBREIAJULUIn acest capitol sunt prezentate tipuri reprezentative de ambreiaje de uz general, exemple de utilizare ale acestora n construcia de maini, tipuri de ambreiaje utilizate n construcia de autovehicule i n final caracterizarea, rolul funcional i condiiile de material i tehnologie ale principalelor elemente componente ale ambreiajelor. Unele particulariti constructiv-funcionale ale ambreiajelor cu discuri sunt sintetizate mai jos, ele fiind nsoite de numerele figurilor n care evideniate n continuare n lucrare.Criterii de clasificare:1) Modul de cuplare i decuplare:a) cuplare prin construcie i decuplare prin mecanismul de comand (ambreiaje normal cuplate);b) cuplare i decuplare prin mecanismul de comand (ambreiaje facultativ cuplate)2) Numrul ambreiajelor componente ale ansamblului:a) un singur ambreiaj (ambreiaje simple);b) dou ambreiaje simple (ambreiaj dublu).3) Numrul de discuri:a) un disc (ambreiaj monodisc);b) dou discuri (ambreiaj bidisc);c) mai mult de dou discuri (ambreiaj multidisc).4) Forma i construcia discurilor de friciune:a) garnitura de friciune: cu garnitur; fr garnitur.b) canale de ungere: fr canale; cu canale.c) geometria discului plane; conice; ondulate (sinus); cu sectoare ondulate; cu arcuri lamelare.5) Condiiile de funcionare i materialele suprafeelor active:a) cu ungere: oel clit/oel clit; font/font sau oel clit; textolit/oel; aliaje metaloceramice/oel clit;2 materiale din pulberi metalice/oel clit.b) fr ungere: font/font; azbest/font sau oel; aliaje metaloceramice/oel clit; materiale din pulberi metalice/oel clit.6) Forma canelurilor care asambleaz discurile cu semicuplele:a) dreptunghiular;b) n evolvent.TIPURI DE AMBREIAJE DE UZ GENERALExist ambreiaje multidisc duble, formate din dou ambreiaje multidisc simple; ele au o larg ntrebuinare n contrucia de maini unelte, pentru cuplarea diferitelor viteze sau pentru inversarea sensului de micare.Ambreiajele monodisc trebuie s asigure un coeficient de frecare mare pe suprafeele de frecare pentru a rezulta un gabarit redus n condiiile unui numr restrns al acestor suprafee.n acest scop, ambreiajul funcioneaz uscat (trebuie luate msuri pentru ca uleiul s nu ptrund ntre suprafeele de frecare), iar cuplul de material se alege corespunztor, de obicei compoziie pe baz de azbest (cu denumirea comercial de ferodou) pe oel.1.1.1 ANALIZA TIPURILOR SI SOLUTIILOR CONSTRUCTIVE DE AMBREIAJE UTILIZATE IN COSTRUCTIA DE MASINI n construcia de autovehicule, ambreiajele cu friciune cu comand mecanic au cptat o larg utilizare, deoarece ndeplinesc majoritatea cerinelor caracteristice acestui domeniu (simplitate, pre de cost redus, siguran n exploatare, manevrabilitate uoar, momente de giraie reduse ale pieselor prii conduse). Ambreiajele de autovehicule pot fi att facultativ cuplate (cuplarea i decuplarea se realizeaz numai prin acionarea mecanismului de comand, ct mai ales normal cuplate (cuplate permanent prin construcia lor, mecanismul de comand realiznd numai decuplarea).AMBREIAJE NORMAL CUPLATE La ambreiajele normal cuplate cele mai rspndite n construcia de maini fora de apsare necesar a suprafeelor de frecare se realizeaz cu ajutorul arcurilor. Exist dou variante de montare a arcurilor:a) dispunerea unui numr de arcuri elicoidale pe unul sau dou cercuri concentrice cu arborele ambreiajului, axele arcurilor fiind normale pe suprafaa discului de presiune;b) utilizarea unui singur arc central (elicoidal sau tip diafragm).3La tractoarele pe roi, asiuri autopropulsate i combine autopropulsate, o larg rspndire au primit-o ambreiajele normal cuplate cu discuri de friciune.Aceste ambreiaje se prezint ntr-o mare varietate de forme constructive, alegerea tipului de ambreiaj depinde de funciile pe care trebuie s le ndeplineasc, de tipul i destinaia tractorului, asiului, combinei i n primul rnd de condiiile de exploatare.Astfel, se ntlnesc ambreiaje normal cuplate simple i duble cu posibilitatea de ramificare a fluxului de putere i fr ramificarea fluxului de putere.Specific tractoarelor cu roi care au vaste ntrebuinri n transporturi, agricultur i sivicultur sunt ambreiajele simple cu ramificarea fluxului de putere i duble.Ambreiajele duble permit transmiterea puterii de la motor pe dou fluxuri: la transmisia tractorului i la transmisia arborelui prizei de putere. Ambreiajul dublu reprezint reunirea a dou ambreiaje simple ntru-un singur ansamblu, care pot fi comandate fiecare n mod separat prin sisteme proprii de prghii de la pedale separate i comandate de acelai sistem de prghii i de aceeai pedal cu comand n serie. Prima categorie ofer posibilitatea de manevrare a ambreiajelor complet independent a doua categorie condiioneaz manevrarea ambreiajelor care se efectueaz n serie, prima etap este destinat decuplrii ambreiajului principal, iar a doua, decuplrii ambreiajului prizei de putere.Ambreiajele de autovehicule sunt prevzute cuarbore, caredup cums-a menionat anterior este i arborele primar al schimbtorului de viteze. La toate autovehiculele, arboreleareoporiune canelat pe care ghideaz butucul unui disc de friciunelaambreiajelebidisc, al doileadiscghideazprinbutucul su, fiedirect pe arborele ambreiajului, fie pe un arbore tubular care reprezint un al doilea arbore, n special la ambreiajele bidisc ale tractoarelor.Arborelecanelat semonteaz cuun captntr-un alezajdin volant saucaptul arborelui motor, cellalt capt fiind rezemat n carterul ambreiajului. De regul, rezemarea se face pe rulmeni; exist i situaii (ambreiajul Renault) n care rezemarea n partea motorului se face ntr-o buc (lagr radial de alunecare).Piesele canelate se execut din oeluri pentru cementare (care au de regul n jur de 0,2% C, STAS 880-80) i oeluri aliate (STAS 791-80). Dup carburare, clire i o uoar detensionare a pieselor, suprafeele canelurilor devin dure i rezistente la uzur, iar miezul rmne tenace, rezistent la solicitri dinamice. Clirea superficial este urmat de rectificarea canelurilor.Cel mai utilizat profil al canelurilor este cel evolventic, care introduce o concentrare mai redus a eforturilor unitare avantaj esenial n cazul solicitrilor variabile la care este supus arborele.1.1.2. ALEGEREA CUPLULUI DE FRECARE NECESAR PROCESULUI DE AMBREIERE.In costructia de masini se folosesc cupluri de frecare compuse din materiale diferite, respectiv volantul si discul de presiune din metal, iar garniturile discului de frecare din material nemetalic. Materialul debazapentrufabricareagarniturilor defrictiuneeste azbastul. Acesta poate fi sub forma unor fire scurte sau tesaturi care impreuna cu insertii metalice sau plastice se preseaza cu lianti de tipul rasinilor sintetice ale caror proprietati influenteaza functionarea ambreiajului.4Tip TRACTOR .Putere [kW]Pn= 33kW Turatia [rot/min] nn = 1500 rot/minGreutate [N] GT = 24000 NViteza [km/h] VII = 3,4 km/h VIII=6,9 km/hGreutate ML2 [N] GML2 = 10000 NTuratia masinii nML1 = 500 rot/minTipul reductorului RCDI- reductor cilindric cu dinti inclinati Transmisie cu element flexibil TLT- transmisie prin lantAleg cuplul de material de frecare = FERODOU PE OTELFunctionarea in mediu uscat cu caracteristicile:MPa poa3 , 0 2 , 0 alegMPa poa25 . 0 304 , 0 25 , 0 034 , 0 28 , 0 034 , 0 28 , 025 , 0 25 , 0 + + p 1.1.3 DETERMINAREA ELEMENTELOR GEOMETRICE ALE SUPRAFETELOR DE FRECARE SI STANDARDIZAREA LORFluxul de for la ambreiaje setransmite prinfrecarea dintre suprafeele de contact ca urmare a eforturilor normale (presiunilor) generate de fora de ambreiere.n acest proces de frecare (static n timpul funcionrii normale i dinamic n timpul decuplrii - ambreierii) pentrutransmitereasiguraunui moment detorsiune rezistent (Mtrez), trebuie s fie ndeplinit condiia:trez fM M > sautrez s fM c M ;(cs fiind coeficient de serviciu, sau de rezerv sau de suprasarcin).Dar: eiRRr f i e f fif f fR Q i R R i p d p i M i M ) (3223 3 2unde:2 23 332i ei erR RR RR , raza redus de frecare; Ri, Re raza interioar,respectivexterioaragarniturii de friciune; if numrulsuprafeelor defrecareise recomand a avea valorile if = 2 pentru Mtr 700 Nm, if = 3...4 pentru ) 10 700 (3 trMNmiif>4pentruMtr>103Nm; coeficientul de frecare static; Q fora de ambreiere.Din expresia precedent se poate face dimensionarea, acceptnd valorile presiunii admisibile statice:oae ftrez spR iM cp ) 1 ( 233 3 n care: 7 , 0 5 , 0 / e iR R ;533) 1 ( 23oa ftrez sep iM cR Din STAS 7793-83 se aleg valorile cele mai apropiate de cele rezultate din calcul.Dac gabaritul exterior al ambreiajului este impus (Re), atunci se determin raza interioar a suprafeei de frecare:3323oa ftrez se ip iM cR R DacReiRisuntimpuse sau se aleg preliminar,atunci se determin numrul suprafeelor de frecare:) ( 233 3i e oatrez sfR R pM ci Dup stabilirea geometriei de frecare se poate determina fora de ambreiere necesar meninerii suprafeelor de contact:r ftrez sR iM cQ Motorul cu care este echipat tractorul U-450 are o putere P = 33 kW i o turaie nominal n = 1500 rot/ min.Momentul rezistent este: 085 , 21030150010 3331 ntrPM Nm, unde: viteza unghiular079 , 157301500301 nn rad/sPentru a se asigura transmiterea fluxului de for trebuie s se ndeplineasc condiia: Mf Mtr. La limit, Mf= Cs Mtr cs - coeficiet de suprasarcin ;cs = 1,3 Mf = 1,3 210,085 = 357,14 Nm.

Geometria discurilor de friciune se determin din solicitarea de presiune de contact (strivire) folosind urmtoarea relaie:6( )331 23oa ftr sep iM cR unde:eiRR : [0,5 0,7] 2iiDR raza interioar a garniturilor de friciune 2eeDR raza exterioara a garniturilor de friciuneAlegem = 0,6; poa = 0,25 MPa : = 0,305;( )489 , 13425 , 0 6 , 0 1 2 304 , 0 2357140 7 , 1 333 eR mm. De(STAS) = 2Re = 280 mm Di(STAS) = 165 mm a=3.5mmAlegerea lui De(STAS) i Di(STAS) s-a fcut conform STAS 7793 - 83PROCESUL DE AMBREIEREConsidernd schema de acionare, arborele motor ambreiaj arborele condus, n care momentele de inerie I1i I2ale prii motoare i conduse au fost reduse la arborii respectivi, se poate scrie ecuaia de bilan energetic care se poate exprima astfel: lucrul mecanic Llmdisponibil la arborele motor trebuie sa nving lucrul mecanic Laopus de forele de inerie ale maselor n micare reduse la arborele ambreiajului, lucrul mecanic pierdut prin frecare n ambreiaj Lp2 i lucrul mecanic rezistent Lr2 de pe arborele condus, care nglobeaz att rezistenele din transmisia mainii de lucru ct i rezistenele utile opuse de aceasta n procesul lucrului:2 2 r p a lmL L L L + + Urmrind caracteristica real i cea simplificat obinut prin liniarizarea curbelor reale ale procesului de ambreiere, se desprind urmtoarele: nstareadebreiat(discurileambreiajelorndeprtate)vitezaunghiular 1aarborelui motor esteconstanti egalcuvitezaunghiularlna motorului, iar arborele condus este n repaos (2 = 0). La ambreiere,momentul de frecare Mfncepe s creasc treptat n timp, iar arborele condus ncepe s se roteasc numai atunci cnd momentul de frecare atinge valoarea momentului rezistent Mtrez . n tot acest interval de timp(0-t1) ntreagaenergiecedatdearborelemotor setransformn cldur i uzura discurilor de friciune. nperioadaurmtoare(T-t1) corespunztoaretimpului t2, momentul de frecare trebuie sa nving pe lng momentul rezistent Mtrezi momentul 7dat de forele de inerie ale maselor n micare Mta (Mf = Mtrez + Mta). Acest moment se menine constant pn cnd 1 = 2 . Dup terminarea ambreierii, la timpul T, cnd cei doi arbori s-au cuplat, momentul de accelerare devine zero (Mta= 0), iar ambreiajul continu s transmit momentul rezistent Mtrez . ntoat perioada de timp t2ntre suprafeele de frecare ale ambreiajului existoalunecare dat de viteza relativ a celor dou discuri (2 1) ceea ce conduce de asemenea la producerea de cldur i uzur a discurilor. Estedeobservat cnsarcinviteza unghiular 1aarborelui motor nuse menine constant, ea avnd o uoar scdere fa de valoarea sa nominal. ln . Aceast variaieestemaipronunatlaacionarea cu motoarele electrice asincrone trifazate,la care turaia se consider practic constant.n vederea dimensionrii sau verificrii ambreiajului trebuiesc determinate:a) durata procesului de ambreiere (T);b) lucrul mecanic pierdut prin frecarea din ambreiaj (Lp2);c) nclzirea ambreiajului;d) durabilitatea discurilor de friciune.VERIFICAREA GARNITURILOR DE FRICIUNE Se face prin determinarea presiunii de contact efective cu relaia : admftr sefpiM cp ) 1 ( Re 210 33 33 Unde: padm= poa( 1-3 10-2 vmed)vmed- viteza medie de rotire a discurilor 1145 , 82 1405 , 82 14032322 23 32 23 3 i ei eR RR RRrmmn medRr v1 ; 907 , 17 079 , 157 10 1143 medv m/s.( ) 115 , 0 907 , 17 10 3 1 25 , 02 admpMPa;( )102 , 0) 5 . 82 140 ( 2 304 , 0 2210085 7 . 1 3210 33 3 3 33 i e ftr sefR R iM cp MPa;pef v v vL Lc c m.Pentru imbinarea capetelor curelei, lungimea minima a partii subtiate se recomanda a fi ls min = 130 mm pentru 63 < b < 90 mm, unde: b latimea curelei.Calculul frecventei indoirilor f30max1 fL x vfcHz,unde: x numarul de roti pe care se infasoara cureaua; fmax frecventa maxima admisa dependenta de materialul curelei.95 . 543 . 42 19 . 131cL x vfHz < 30Hz.Calculul latimii curelei b se determina din conditia de rezistenta la rupere, ca urmare a transmiterii fortei utile Fu:hK Fbuad u,unde:11 . 70819 . 1334 . 9 1000 10001vPFu N. Aproximam aceasta forta cu Fu = 710 N.63 forta utila Fu in [N], puterea P in [kW] si v1 in m/s; Kd coeficient dinamic, dependent de masina de lucru ce este actionata prin intermediul curelei. Coeficientul dinamic are valoarea Kd = 1,4 ; h grosimea curelei aleasa anterior [mm]; ua tensiunea utila admisibila din curea [MPa] se calculeaza cu relatia:tot iruaKDhE vc ee

,_

1213101 ,in care: coeficient de frecare dintre curea si roata si este dependent, in principal, de materialul curelei; = 0.5; unghiul de infasurare pe roata conducatoare [rad] =1 = 172.12o; masa specifica (densitatea) a materialului curelei [kg/dm3] se adopta o data cu materialul curelei; = 1.2 kg/m3; v1 viteza curelei[m/s]; Ei modulul de elasticitate la incovoierea al materilaului curelei[Mpa] ; Ei = 50Mpa ; r rezistenta la rupere a materialului curelei[Mpa] ; r = 50Mpa ; c coeficientul de siguranta la rupere (c = 510); c = 5 ; Ktot coefiecient total de geometrie si de exploatare a transmisiei prin curea ;f t p totK K K K K ; K coeficient al unghiului de infasurare ;K = 1 0.003 (180o 1o) = 1 0.003 (180o 172.12o) = 0.97 ; 1o fiind unghiul de infasurare al curelei pe roata conducatoare Kp coefiecint de pozitie al transmisiei; Kp = 0.8 pentru transmisii verticale; Kt coeficient de tensionare a curelei, Kt=0.8 pentru transmisii cu tensionarea curelei pe baza elasticitatii acesteia; Kf coeficientul de frecventa dependent de regimul de functionare si de raportul f/fmax; Kf = 0.9806 . 0 98 . 0 8 . 0 8 . 0 97 . 0 f t p totK K K K K ;tot iruaKDhE vc ee

,_

1213101 ;98 . 3 6 . 0280750 19 . 13 2 . 1 10550 12 33 5 . 03 5 . 0 ,_

eeua Mpa;67 . 357 98 . 34 . 1 710hK Fbuad u mm.Astfel, alegem latimea curelei, b = 45 mm.64Calculul fortei de intindere initiala, F0, se determina cu ajutorul relatiei urmatoare:( )22 10F FF+ ; cos 22 12221 + + F F F F Faunde: Forta din ramura conducatoare, F1 si forta din ramura condusa, F2, se determina in functie de forta utila de transmis si de unghiul de infasurare pe roata de curea conducatoare = 1 = 172.12o = 3 radiani.92 . 91313 5 . 03 5 . 071011 eeeeuF F N 914N;92 . 20311710113 5 . 01 e eF Fu N 204 N;( ) ( )5592204 91422 10++F FF N;42 . 1116 88 . 7 cos 204 914 2 204 914 cos 20 2 22 12221 + + + + F F F F FaNDETERMINAREA DURABILITII CURELEICureaua, fiind supusa continuu la tensiuni variabile intre o valoare maxima si alta minima, au limitata durata de functionare.ha rqb bhL K KfNL

,_

max3600unde: Nb numarul de cicluri de baza; Nb = 107 cicluri; b tensiunea limita pentru un numar de cicluri de baza; b = 6 Mpa; q exponent; q = 5; max tensiunea maxima din curea:

,_

+ +

,_

+ + 280750 19 . 13 2 . 1 107 45914102 31213 11 max maxDhE vh bFi max= 4.36 MPa; K coeficient ce tine seama de faptul ca tensiunea maxima difera de la roata mica la cea mare;65qK

,_

+1 max2 max12; max2 tensiunea din ramura condusa a curelei:

,_

+ +

,_

+ + 500750 19 . 13 2 . 1 107 40204102 32213 22 maxDhE vh bFi max2 = 1.55 MPa; Kr coeficent al regimului de lucru ; Kr 1,8.98 . 136 . 455 . 1121251 max2 max

,_

+

,_

+qK86 . 8211 8 . 1 98 . 136 . 4695 . 5 360010360057max ,_

,_

rqb bhK KfNL 8212 hSe recomanda ca durabilitatea de functinare admisa Lha a cureelelor late sa fie de Lha=7000.10000ore.Asadar, cu latimea curelei, b = 45 mm, durata de viata este cuprinsa intre 7000 < Lh < 10000, deci cureaua aleasa verifica relatia durabilitatii. Latimea b = 40 mm nu respecta aceasta durata de viata, deci, nu reprezinta o alegere viabila raportata la destinatia sa.PROIECTAREA ROILOR DE CUREARotile de curea sa satisfaca urmatoarele conditii: sa fie usoare, bine echilibrate, montate centric pe arbore, sa asigure o aderenta buna cu cureaua si sa nu o uzeze.Materialele rotilor de curea, cel mai frecvent utilizate sunt:fonta turnata (Fc 200 STAS 568-82), pentru viteze mai mici de 30m/s, otelul laminat sau aluminiul sub forma de tabla sudata STAS 43787, STAS 901-80.Partile principale ale unei roti de curea :obada, discul si butucul.Parametrii constructivi ai rotilor de curea executate din fonta au valorile recomandate dupa cum urmeaza:- diametrul butucului db = (1.82) d;- lungimea butucului Lb = (1.52) d;- grosimea obezii S1 = 0.005D + 3 mm(D este diametrul obezii rotii)- nervura de turnare e = S1 + 0.02B (B este latimea obezii rotii)B = 1.1b + (10.15) pentru transmisii obisnuiteB = (1.52) b pentru transmisii semiincrucisate sau incrucisate66Latimea rotii de curea, precum si abaterile acesteia, sunt standardizatepentru transmisii obisnuite in STAS 6011-83 si se alege in functie de latimea cureleiSpitele se fac drepte cu sectiune eliptica, avand axa mare a elipsei dispusa in planul obezii.Numarul de spite: D ib ,_

81...51In locul de imbinare a spitei cu obada, sectiunea are h1 =0.8hs si a1 =0.8 as. Daca lungimea spitelor este de sub 100mm, in locul lor se prevede un disc. Pentru evitarea alunecarii laterale a curelei de pe obada, roata de curea se face bombata cu bm. Pentru transmisiile obinuite bm se recomanda:bm = (57.5)10-3 B pentru roata condusabm = (57.5)10-3 B / iTC pentru roata conducatoareIn cazul transmisiilor cu axe verticale:bm = (7.51) B pentru roata condusabm = (7.5.1) B / iTC pentru roata conducatoareIn cazul transmisiilor prin curele cu axe incrucisate, sau atunci cand cureaua trebuie deplasata axial, se utilizeaza roti de curea fara bombaj.Roata de curea este supusa unor solicitari complexe. De exemplu, obada este solicitata la tractiune, datorita fortelor centrifuge proprii si la incovoiere, ca rezultat al actiunii bratelor si al apasarii curelei pe obada rotii.Bratele (spitele) sunt solicitate la tractiune, datorita fortelor centrifuge si la incovoiere datorita fortelor utile Fu.Tensiunea de incovoiere din zona de incastrare a spitei cu butucul este data de relatia:6032 32 ais s buih a iR F MPa.In vederea maririi fortei de frecare dintre curea si obada rotii, cureaua trebuie intinsa(pretensionata).Intinderea curelei se poate realiza prin deplasarea motorului de actionare pe glisiere sau prin bascularea motorului electric de actionare. De asemenea, intinderea curelei poate fi realizata prin intermediul unei role de intindere care se plaseaza intodeauna pe ramura condusa a curelei. Diametrul rolei de intindere Dr este de obicei egal cu diametrul rotii conducatoare D. Daca se alege o rola de intindere cu D , D atunci diametrul minim este Dmin=0.8 D1. 52 . 99172 tM Nmm; = 20 MPa;33 . 292052 . 99172 1620163 3 tVMdmm. Alegem d = 32 mm, conform STAS 8724/3-74.Diametrul butucului:6764 32 2 2 d dbmm;48 32 5 . 1 5 . 1 d Lbmm;4 . 4 3 280 005 . 0 3 005 . 01 + + D S mm;( ) 5 . 59 10 45 1 . 1 15 ... 10 1 . 1 + + b B mm Adoptam B = 63 mm;66 . 5 63 02 . 0 4 . 4 02 . 01 + + B S e mm;34 . 3 28051511 1 D ib ib = 4 spite;47 . 4 50051512 2 D ib ib = 5 spite;as = 20 mm;hs = 35 mm;99 . 303235 2034228071032 322 2111 s s buih a iDF MPa < 60 ai MPa;27 . 443235 2035250071032 322 2222 s s buih a iDF MPa < 60 ai MPa.4.ALEGEREA SI VERIFICAREA CUPLAJELOR CF SI CC4.1CUPLAJUL CU FLANSE (STAS 769-73)Cuplajele cu flanse sunt cuplaje permanente, fixe, care nu pot compensa abateri de pozitie ale capetelor de arbori si se executa in doua variante constructive: Tipul CFO pentru cuplarea directa a capetelor de arbori orizontali Tipul CFV pentru cuplarea directa a arborilor verticaliMomentul de torsiune se transmite prin intermediul suruburilor de pasuire, cu ajutorul carora se realizeaza asamblarea semicuplelor cuplajului.Marimea cuplajului se allege in functie de momentul de torsiune de calcul Mtc, luand in consideratie regimul de lucru al masinii antrenate si al celei motoare, prin intermediul unui coeficient de serviciu cs, corelat cu diametrul capatului de arbore. Momentul de torsiune de calcul trebuie sa fie mai mic sau egal decat momentul de torsiune nominal indicat in STAS. Din aceasta conditie rezulta marimea cuplajului.68tn t s tcM M c M ,in care: Mtc - momentul de torsiune de calcul; Mt - momentul de torsiune nominal transmis prin arborele respectiv, in cazul nostru, arborele 2; cs - coeficientul de serviciucare, pentru o functionare uniforma, socuri moderate si frecvente, suprasarcini relativ mari de scurta durata si pentru motorul DIESEL cu 4 cilindri al tractorului U450 este cuprins intre 2,15...2,35. Alegem cs=2,2.4 , 546495 248407 2 . 2 t s tcM c M Nmm In functie de acest moment, un cuplaj care poate prelua si transmite o asemenea forta este cuplajul de marimea 9, cu diametrul nominal al capatului de arbore cuplat de 50 mm, lungimea de 82 mm, turatia maxima de 2000 rot/min, D=150 mm, L1=168 mm, L2=190 mm, D1=120mm ,d1=90 mm, , numarul de suruburi ns=3, dimensiunile unui surub M10X50, d2=11 mm, d3=68 mm, l1=18 mm, l2=2 mm, l3=12 mm, momentul de giratie =0,105 kgm3, masa=11 kg. SE ALEGE CFO 8/9-42/50 STAS 769-73Se recomanda, desi standardul nu prevede, verificarea elementelor de legtura ale cuplajului in timpul functionarii: verificarea suruburilor de pasuire la forfecare si la strivire.Momentul de torsiune se transmite de la o semicupla la alta prin intermediul suruburilor, care sunt montate fara joc. Forta tangentiala pe un surub, F1, se determina in functie de momentul de torsiune de calcul, de diametrul de montaj al suruburilor si 69de numarul de suruburi care asambleaza semicuplele. Tija surubului este in acest caz solicitata la forfecare si strivire.Tensiunea de forfecare a suruburilor este data de relatia:80 ... 504221 1 afsfdFAFMPaAlegem tensiunea de forfecare a suruburilor, af= 50 MPa pentru conditii normale de functionare si utilizare.In care: F1 forta tangential ape un surub;30363 1205 , 546495 2 211stcn D MFN Mtc momentul de torsiune de calcul transmis prin intermediul cuplajului; D1 diametrul de montaj al suruburilor; ns numarul de suruburi; d2 diametrul tijei surubului de pasuire este egal cu diametrul alezajului din semicupla.94 , 31113036 4 42 221 1 dFAFsf MPa af= 50 MPaVerificarea suruburilor (tijei suruburilor) la strivire se realizeaza pe suprafata cea mai mica cu lungimea de contact minima.120 ... 80min 21min1 macmpl dFAFpMPaAlegem presiunea de strivire admisibila a suruburilor, pma = 80 MPa.66 , 369 113036min 21min1 cml dFAFpMPa pma = 80 MPaunde: lc min lungimea minima de contact a tijei surubului cu o semicupla; se poate considera 1 min32...21l lc ,_

; 9 1821211 min l lcmm l1 latimea semicuplei in zona de montaj a suruburilor.Cum relatiile de verificare sunt respectate, se considera ca toate elementele geometrice ale cuplajului corespund conditiilor reale de functionare si, deci, marimea de cuplaj aleasa este corecta.4.2 CUPLAJUL CARDANIC70Cuplajul cardanic permite transmiterea miscarii de rotatie si a momentului de torsiune intre doi arbori, a caror pozitie relativa se poate modifica chiar in timpul functionarii.La transmiterea cardanica cu o articulatie la care arborii se intersecteaza sub unghiul , turatia arborelui condus, n2 este variabila, desi turatia arborelui conducator n1 este constanta.=max=10o; 77110 cos760cos2max 2 nnrot/min;748 10 cos 760 cos1 min 2 n n rot/min,iar gradul de neregularitate al miscarii arborelui condos are expresia:03 . 0 10 sin 10 sin1min 2 max 2 tg tgnn n Pentru a obtine o turatie constanta la arborele condus, in conditiile in care turatia arborelui conducator este constanta, trebuiesc folosite doua articulatii cardanice (cuplaje cardanice), iar arborele condus trebuie sa ramana paralel cu arborele conducator. La o astfel de solutie, cu doua articulatii cardanice si arborii paraleli, turatia arborelui condus este egala cu aceea a arborelui conducator.71Alegerea dimensiunilor principale ale cuplajului cardanic se poate face in functie de momentul de torsiune de calcul Mtc, care trebuie sa fie mai mic sau egal decat momentul de torsiune nominal Mtc, indicat in catalog.179526 89763 2 t s tcM c MNm 240 NmSe alege cuplajul cardanic marimea 3, cu urmatoarele caracteristici: H=90mm; d=17mm; h1=17mm; h2=4mm; lagarul cu ace RNA 4904, C=19.30 kN; Co=15.30 kN; D=30mm; dr=2mm; l=13.8mm; b1=12mm; b2=4mm; B=20.5mm.Pentru conditiile corecte de functionare este necesara verificarea elementelor componente ale cuplajului cardanic si anume: capetele de arbori, lagarele, crucile si furcile cardanice.Fortele maxime care iau nastere in articulatia cardanica, ca urmare a unui moment de torsiune constant Mt1, transmis de arborele conducator, se pot calcula in functie de momentul de torsiune Mt2 max si au expresiile:Mt1=MIIIG=89763Nmm; 99 , 11778 . 13 908976311l HMFttN;1160 10 cos8 . 13 9089763cosmax1 max 2max 2 l HMl HMFt ttN;7271 , 207 10 99 , 1177max 1 max 1 tg tg F Ft aN;55 , 204 10 sin 99 , 1177 sinmax 1 max 2 t aF FN;9114710 cos89763cosmax1max 2 ttMMNmm,unde: Mt2max momentul de torsiune maxim pe arborele condus; H cota de gabarit a crucii cardanice; l lungimea acelor de la rulmentii cu ace; unghiul maxim dintre axa arborelui motor si axa arborelui intermediar.Arborii transmisiei cardanice se calculeaza in general la torsiune, fiind solicitati de momentele Mt1, respectiv Mt2 max. Arborele intermediar al transmisiei cardanice este solicitat la rasucire si la incovoiere, datorita cuplului de forte Fa2. Momentul de incovoiere maxim are expresia:15587 10 sin 89763 sin ) (max 1 max 2 max t a tM l H F MNmmRulmentii cu ace, utilizati la realizarea articulatiei cardanice, se calculeaza la durabilitate, stabilindu-se numarul de ore de functionare. Se considera ca sub actiunea fortei tangentiale maxime Ft2 max se atinge capacitatea dinamica de incarcare C. Durabilitatea rulmentului, exprimata in milioane de cicluri, are expresia:3 / 10max 2

,_

tFCL milioane cicluriin care: L durabilitatea exprimata in milioane de cicluri de functionare; C capacitatea dinamica de incarcare a rulmentului cu ace.117571160193003 / 10 ,_

Lmilioane cicluriDurata de functionare Lh a articulatiei cardanice, exprimata in ore de functionare, este:3000 ... 2500601026 hadmfhLnLLhunde: n2f turatia relativa a fusurilor in lagare;73134 10 7601 2 tg tg n nfrot/minunde: n1 turatia arborelui conducator [rot/min].1462313134 6010 117576hL h Lh admTensiunea de incovoiere maxima din zona de incastrare a fusului crucii cardanice este:100 ... 8021 323max 2maxmax

,_

aititidlh FWMMpa; 80 aiMpa;29 , 241728 , 1317 1160 323max

,_

iMpa 80 aiMpaTensiunea admisibila la incovoiere este recomandata pentru fusuri din otel calit.Dimensiunile furcii se aleg constructiv, in functie de dimensiunile crucii si lagarelor. Dupa stabilirea dimensiunilor furcii cardanice se pot face verificarile acesteia la incovoiere si rasucire.74