Reductor Conico Cilindric M3

72
PROIECT ORGANE DE MAŞINI Reductor conico- cilindric

Transcript of Reductor Conico Cilindric M3

Page 1: Reductor Conico Cilindric M3

PROIECTORGANE DE MAŞINI

Reductor conico-cilindric

Student:Scorte Marius Indrumator: Tarca Ioan

Grupa:232B

Page 2: Reductor Conico Cilindric M3

CUPRINS:

Memoriu tehnic.................................................................................................................4

Variante constructive.....................................................................................................4

Tema de proiect..............................................................................................................6

Memoriu de calcul.............................................................................................................6

Calculul rapoartelor de transmitere pe trepte..................................................................7

Calculul puterilor pe trepte................................................................................................7

Calculul turaţiilor pe trepte.............................................................................................8

Calculul momentelor de torsiune pe trepte.......................................................................8

Calculul angrenajului conic................................................................................................9

Calculul angrenajului cilindric.........................................................................................13

Calculul forţelor din angrenaje........................................................................................18

Forţele din angrenajul conic.........................................................................................18

Forţele din angrenajul cilindric......................................................................................19

Verificarea rezistenţei danturii roţilor dinţate...............................................................21

Page 3: Reductor Conico Cilindric M3

Rezistenţa danturii roţii dinţate conice ....................................................................21

Rezistenţa danturii roţii dinţate cilindrice.................................................................22

Calculul transmisiei prin curele.......................................................................................24

Calculul arborilor.............................................................................................................30

Forţele din reductor.........................................................................................................30

Determinarea lungimilor tronsoanelor la arbore I ..........................................................33

Determinarea minarea lungimilor tronsoanelor la arbore II ....................................34

Determinarea lungimilor tronsoanelor la arbore III .................................................35

Calculul reacţiunilor la arbore I..................................................................................35

Calculul reacţiunilor la arbore II ................................................................................40

Calculul reacţiunilor la arbore III ..............................................................................46

10.Alegerea penelor........................................................................................................57

11.Alegerea rulmenţilor..................................................................................................59

12.Alegerea lubrifiantului...............................................................................................64

13.Calculul randamentului total al reductorului............................................................67

14.Construcţia carcaselor................................................................................................60

1.Memoriu tehnic:

Prin prezenta lucrare se prezintă detaliat elaborarea proiectului de an la disiciplina Organe de Maşini, lucrare în cadrul căruia sunt prezentate elementele necesare proiectării unei transmisii mecanice de uz general compusă din reductor cu roţi dinţate cilindrice şi conice. Schema de principiu a unei transmisii mecanice a cărei proiectare este elaborată în prezenta lucrare, este indicată in figura 1.1

Page 4: Reductor Conico Cilindric M3

Figura 1.1. Schema cinematică reductor conico-cilindric

1.1.Variante constructive :

Reductoarele se pot clasifica in funcţie de tipul roţilor dinţate din interior(roţi clindrice, conice, melcate) numărul de trepte de reducere incluse în reductor(reductor cu o treaptă, reductor cu două trepte de demultiplicare, poziţia arborilor)orizontale, verticale , înclinate Fig 1.2 )

Page 5: Reductor Conico Cilindric M3

Figura 1.2 Variante constructive de reductoare

Pornind de la această schemă simplă se pot obţine foarte multe variante constructive care diferă prin poziţionarea în spaţiu a elementelor transmisiei. Mecanismele cu roţi dintate formate dintr-un angrenaj sau tren de angrenaje se pot constitui sub forma:

Mecansim reductor la care raportul de transmitere

Mecanism multiplicator la care raportul de transmitere

Toate aceste mecanisme funcţionează în carcase închise.

Page 6: Reductor Conico Cilindric M3

1.2.Date de proiect :

In continuare se prezintă detaliat calculul şi construcţia unui reductor conico-cilindric având următoarele date de proiect:

Putere maximă : P=15KW Turaţia motorului electric : T=2800rot/min Turaţia de ieşire din reductor : Ties=190rot/min

2.Memoriu de calcul :

Etapele de proiect sunt următoarele:

1. Alegerea tipului de reductor şi schemei funcţionale2. Divizarea raportului de transmitere pe trepte3. Calculul momentelor de torsiune pe fiecare treaptă4. Predimensionarea arborilor din condiţia de rezistenţă la torsiune. Un prim indiciu

este acela că arborele de intrare trebuie să aibă diametrul apropiat de cel al motorului de acţionare. Arborii următori trebuie să suporte momente multiplicate cu rapoartele de transmitere, deci cresc cu numărul de trepte.

5. Calculul angrenajului care formează prima treaptă (angrenajul conic cu dinţi drepţi)

6. Desenarea roţilor dinţate şi figurarea arborilor care formează prima treaptă.7. Calculul angrenajului care formează treapta a doua.8. Desenarea treptei a doua începând cu pinionul care se poziţionează la 5...10mm de

roata condusă a primei trepte.9. Trasarea conturului interior al carcasei reductorului se face la aceeaşi distanţă la

care s-au poziţionat roţile dinţate.10. Se proiectează arborii de susţinere ai roţilor dinţate respectând predimensionarea ,

şi verificarea.11. Se aleg rulmenţii şi se verifică. Acestea trebuie sa aibă durabilitate mai mare decât

cea prestabilită.

Page 7: Reductor Conico Cilindric M3

2.1.Calculul rapoartelor de transmitere pe trepte:

Raportul total de transmitere a reductorului :

It=ic*i12*i34=

unde, T - turaţia motorului , Ties- turaţia de ieşire din reductor

Raportul de transmitere pentru curea:

Ic=2.......4(MAX7)-curele trapezoidale Raportul de transmitere pentru angrenajul cilindric:

icilindric=3..................4(MAX8)-dinti drepti;

Angrenajul conic:

iconic=2...............3(MAX6) concic cu dinti drepti se alege adin STAS.Se alege: i12=2

Raportul de transmitere cilindric: 3.15, 3.55, 4-valori STAS

Se alege: i34=3.15.

i12-conic; i34-cilindric

irest=

iT=

irest=

i12*i34<iT

2*3.15<14.37=6.3<14.37 conditie indeplinita;

2.2 Calculul puterilor pe arbori :

Page 8: Reductor Conico Cilindric M3

Puterea pe arbore I : PI=Pme*µc*µrul=15*0.94*0.99=13.95KW

unde : randamentul pentru o pereche de rulmenţi

randamentul cuplaj µc =(0,94.....................0,96)

Puterea pe arborele II :

PII=PI*µ12*µrul=13,95*0,94*0,99=12,98KW

unde : randamentul pentru o pereche de rulmenţi

randamentul angrenajului conic (0,95.............0,98)

Puterea pe arborele III : PIII=PII*µ34* µrul =12,98*0,96*0,99=12,33KW

unde : randamentul pentru o pereche de rulmenţi ,

randamentul angrenajului cilindric

2.3. Calculul turaţiilor pe arbori :

Turaţia pe arbore I : n1=

Turaţia pe arbore II :

n2=

Turaţia pe arborele de ieşire : n3=190rot/min

2.4 Calculul momentelor de torsiune pe arbori :Cunoscând turaţiile pe fiecare arbore se calculează momentele de torsiune pe

fiecare arbore cu relaţia :

Momentul pe arbore I :

Mt1=

Momentul pe arbore II :

Mt2=

Momentul pe arbore III :

Page 9: Reductor Conico Cilindric M3

Mt3=

3.Calculul angrenajului conic :

Figura3.1. Elemente geometrice pentru angrenajul conic

La predimensionarea unui angrenaj conic se detrmină diametrul de divizare al

pinionului şi modulul danturii pe conul frontal exterior( , respectiv m) şi numerele de

dinţi ale celor două roţi ( si ) . Se va proiecta un nagrenaj conic cu dinţi drepţi cu

dantură nedeplasată.

Se parcurg urmatoărele etape :

3.1 Diametru de divizare al pinionului conic: DM1min

DM1min=

Page 10: Reductor Conico Cilindric M3

Mt1H=Mt1=110860N/mmKa=2Kv=1,344 [tab. 14-86]Khβ=1,3Khα=1[1 tab14.96]Zh=2,5[2 tab 14-15]Ze=189,8Zε=0,88Zβ=1Ψdm=0,40[tab A14-26 pg209]Гh lim b=700[1 tab A14-16]SHp=1,15Zn=1,30ZL=1[1 tab 14.96, p.188]Zr=1[1 tab 14.96, p.188]Zv=1[1 tab 14.96, p.188]Zw=1[1 tab 14.96, p.188]Zx=1[1 tab 14.96, p.188]U=i34

Hb=2500

DM1min=

3.1. Calculul geometric al angrenajelor conice cu dinti drepti.

Date initiale:Z=18; Z2=36U=2 Modulul exterior (standardizat): me=4Elementele de referinta:α=20ha =1c =0,25Deplasarile radiale specifice:Xr1=-Xr2Xr1=-0,36Xr2=0,36

3.2. Numarul de dinti al rotilor plane: zp

Page 11: Reductor Conico Cilindric M3

Zp=

Zp= dinti

3.3. Latimea danturii:

mm

Re=0,5*me*zp=107,944mm

B2 mm3.4. Lungimea interioara a generatoarei de divizare:

Ri=Re-b

Ri=107,944-40=67,944 mm 3.5 Raportul numerelor de dinti u:

U=

3.6. Unghiul conului de divizare: δ

Tgδ1=

δ1=26,56

δ2=

3.6. Coeficientul deplasarii radiale de profil xt1(2)

u xt1=0 xt2=0

3.7Calculul parametrilor rotilor dintate: hae1(2)

hae1(2)=(ha*+Xr1(2))me;

hae1=[1+(-0.36)]*4=0,64*4=2,56mm

Page 12: Reductor Conico Cilindric M3

hae2=(1+0.36)*4=5.44mm 3.8.Inaltimea exteriaora a piciorului dintelui:hfe1(2)

Hfe1(2)=(ha*+c*-xr1(2))me

Hfe1=[(1+0.25-(-0.36)]*4=(1+0.61)*4=6.44mm

Hfe2=(1+0.25-0.36)*4=3.56mm

Inaltimea exterioara a dintelui:

He1=he1+hfe1=2.56+6.44=9mm

He2=hae2+hae2+hfe2=2.56+5.44+3.56=11.56mm

3.9. Arcul de divizare exterior Se1(2)

Se1=(0.5п+2x1*tgα*xt1)me

Se2=пme-Se1=(0.5*3.14*tg20+0)*4=2.258=129

Se2=пme-Se1=2,14*4-2,285=10,275=58,90

Unghiul piciorului dintelui:

tgӨf1(2)=

tgӨf2=

Diametru de divizare exterior:de1(2)

De1=mez1(2)

De1=me*z1=4*18=72mm

De2=me*z2=4*36=144mm

Diametrele cercurilor de cap exterior:dae1(2)

Dae1(2)=de1(2)+2hae1(2)cosδ1(2)

Page 13: Reductor Conico Cilindric M3

Dae1=72+2*5.44cos26.56=81.72mm

Dae2=144+2*5.44cos63.44=148.863mmInaltimea exterioara a conului de cap:Hae1(2)

Hae1(2)=Re*cosδ1(2)-hae1(2)sinδ1(2)

Hae1=107.944*cos26.56*sin26.56=95.357mm

Hae2=107.944*cos63.44-5.44*sin63.44=43.39mmm

Inaltimea interioara a conului de cap: Hai1(2)

Hai1(2=Hae1(2)-b*cosδa1(2)

Hai1=95.357-32*cos26.65=66.781mm

Hai2=43.39-32*cos63.44=29.09mm

Lungimea mediama a generatoarei de divizare: Rm

Rm=Re-0.5b

Rm=107.944-0.5*40=87.944mm

Modulul median:Mm

Mm=

Diametru de divizare:dm1(2);Dm1(2)=mm*z1(2);

Dm1=3.258*18=58.644mm

Dm2=3.258*36=117.288mm

Unghiul conului de cap:δa1(2)

δa1(2)=δ1(2)+Өa1(2);

δa1=26.56+3.412=29.972

δa (2)=63.44+1.88=65.32

Page 14: Reductor Conico Cilindric M3

Umgjiul conului de picior:δf1(2)

Δf1(2)=δ1(2)-Өf1(2)

Δa1=26.56-3.412=23.148

δa2=63.44-1.88=61.65

4.Calculul angrenajului cilindric:

Figura 4.1.Elemente geometrice pentru angrenajul cilindric

La predimensionarea angrenajului cilindric cu dinţi înclinaţi se determină distanţa dintre axe, modulul normal, unghiul de înclinare a danturii, numerele de dinţi ale celor doua roţi.

Principalele etape ale calculului sunt :

4.1.Determinarea distanţei dintre axele roţilor :

Page 15: Reductor Conico Cilindric M3

Amin34=(i34+1)

[1,pag187 tab14.96] Mt3=619.74 N*m I34=3.15 Ka=1.25[1. pag170] Kv=1.2[1. tab14.96] Khβ=1.3....1.4[1. tab14.96] Khβ=1.35 Khα=1 (Zn*Ze*Zε*Zβ) =172889.64 Zh=2.5 Ze=189.8N/mm Zε=0.88 deoarece ψd<0.5 Ψd=0,7....0,9[1, tabA14-25) Zb= =1 Zβ=1

Ψa=

Otel aliat de inbunatatire laminat:

= =608,69Mpa

Гh limib=(0.15hb+300) =675+25=700Mpa rezistenţa admisibilă la presiunea de contact [1,tabA14-16]

Hb=2500 Shp4=1.15 [4, pag204] Zl=1 [1, tab 14.96, pg 188]Zr=1[1, tab 14.96, pg 188] Zv=1[1, tab 14.96, pg 188] Zw=1[1, tab 14.96, pg 188] Zx=1[1, tab 14.96, pg 188] (Zn4*Zl*Zr*Zv*Zw*Zx) =1.30 =1.69 Zn4=1.30 Zn4=1.30 Nhe=9*10

Amin34=(3.15+1) =153.84mm

Amin=153,84Calculu numarului de dinti ai roti dintate care formeaza ngrenajul: z3 z4

Page 16: Reductor Conico Cilindric M3

Z4=i34*Z3=3.15*19=59.85=60 Z4=60 Z3=19

Modulul danturii rotilor dintate:mmin

Mmin= =4STAS

Distanta de referinta intre axe:a

A=

Aw=160

Calculul geometric al angrenajului cilindric cu dinti drepti:αt=20ha*=1c*=0,25β=0

Ungiul de angrenare:αw

cosαw=

Suma deplasarilor specifice (normale) de profil: XΣ

XΣ=

Αw[rad]=0.382227rad

αt[rad]=0.348888rad

inv αw=tgαw-αw=0.019770

inv αt=tg αt- αt=0,01488X3=0.5X4=0

XΣ=

Diametrele de divizare:d3(4)

D3(4)=mt*z3(4)

D3=4*19=76mm

Page 17: Reductor Conico Cilindric M3

D4=4*60=240mm

Diametrele cercului de picior (interioare): df3(4)df3(4)=d3(4)-2mn(ha*+c*-X3(4))

df3=76-2*4(1+0.25-0.5)=70mm

df4=240-2.4(1+0.25-0)=230mm

Inaltimea dintilor:hH=αw-mn*c*-0.5(df3+df4)

H=160-4*0.25-0.5*(70+230)=9mm

Diametrele de cap exterioare da3(4)Da3(4)=df3(4)+2h

Da3=70+2*9=88mm

Da4=230+2*9=248mm

Scurtarea dintilor:ΔhΔh=mn(2ha*+c*)-h=4*(2*1+0,25)-9=0

Diametrele de baza: db3(4)

Db3(4)=d3(4)*cosαt

Db3=76*cos20=71.416mm

Db4=240*cos20=225.526

Verificarea lipsei scutiri dintilor pe cilindrul de cap:

Sa3=

Αa3=arcos arcos =35.753

Invαa3[rad]=0,095804rad

Page 18: Reductor Conico Cilindric M3

Sa3=

Αa4=arcos

Αa4[rad]=24.580325*

Sa4=

Verificarea lipsei subtaierii ρu3(4)

ρu3(4)=0.5*d3(4)sinαt-mn

ρu3=7.149

ρu4=29.345

Verificarea lipsei interferentei profilurilor:

Ρa3=aw*sin*αw-0.5*225.526tg24.580=8.1

Verificarea continuitati angrenarii in plan frontal: εα

εα=

Gradul de acoperire: εΏ

εΏ=εα+εβ=1,49

Page 19: Reductor Conico Cilindric M3

Calculul arborilor:

Diametrul preliminar al capatului de arbore otel aliat inbunatatit 41MoCr11

Dp1= =24.171

Dp1STAS=25Serie lunga 60Serie scurta 42

Dp2= =29.73

Dp2STAS=30

Serie lunga80

Serie scurta 58

Dp3= =42.89

Dp3STAS=45Serie lunga110Serie scurta82

Distanta dintre reazeme:

L1=Lb+2x+b+6...12mm

L1=63+2*8+54+6=139mm

Lb=1.5*42=63

L1=139mm

L2=Lb2+2x+B+6

Lb2=1.5*58=87mm

Page 20: Reductor Conico Cilindric M3

L2=87+2*8+54=157mm

L3=Lb3+2x+B+6

Lb3=1.5*82=123mm

L3=123+16+54+6=199mm

5.Calculul forţelor din angrenaje :

La contactul a doi dinţi apare o forţă normală . Aceasta se poate descompune în

trei componente pe trei direcţii ortogonale : forţa tangentială ., forţa radială ., şi forţa

axială . conform figurii 5.1. Practic se calculează cele trei componente pe cercul de

divizare al roţii :

Se neglijează pierderile de putere în angrenaje(existenţa forţelor de frecare) deoarece acestea sunt reduse . In consecinţă se calculează forţele ce actionează asupra pinionului folosind momentul de torsiune motor(la arborele pinion), iar forţele care actionează asupra roţii conduse se iau egale şi de sens contrar(conform principiul acţiunii si reacţiunii).

5.1.Relaţiile de calcul ale forţelor din angrenajul conic cu dinţi drepţi sunt :

Page 21: Reductor Conico Cilindric M3

Figura 5.1. Forţele din angrenajul conic cu dinţi drepţi

Forţa tangentială

N;

Forţa radială :

Fr1=Fr2=Ft1* =5428.974*

Page 22: Reductor Conico Cilindric M3

Sensul forţelor tangenţiale ce acţionează asupra unei roţi conice depinde de sensul de

rotaţie, forţa radială , şi cea axială , având acelaşi sens. După calcularea mărimii

forţelor din cele două angrenaje ce compun un reductor de turaţie cu două trepte de reducere şi alegerea sensului de înclinare al dinţilor roţilor dinţate cilindrice cu dinţi înclinaţi se va face o schemă a forţelor ce actionează asupra arborilor reductorului conf figura 5.1.

5.2.Relaţiile de calcul ale forţelor din angrenajul cilindric cu dinţi

inclinaţi :

Figura 5.2 .Schema forţelor din angrenajul cilindric cu dinţi înclinaţi

Forţa tangenţială :

Page 23: Reductor Conico Cilindric M3

Forţa radială :

Fr1=Fr2=Ft1* =5428.974*0=0

Forţa axială :

Fr1=Fr2=Ft1*tanβ=5428.947*0=0

Forţa normală pe flancul dintelui :

6.Verificarea rezistenţei danturii roţilor dinţate:

Verificarea solicitării la piciorul dintelui : MPA

La piciorului dintelui apare un efort unitar maxim datorat încovoierii variabile în timp după un ciclu de tip pulsator. Ca urmare, după un număr de cicluri de solicitare, se poate produce ruperea prin oboseală la piciorul dintelui. Verificarea solicitării la piciorul

dintelui se face prin calcularea efortului unitar datorat încovoierii, , si compararea lui

cu o valoare admisibilă .

6.1.Pentru angrenajul conic cu dinţi drepţi calculul de rezistenţă se efectuează cu plan normal, pentru roţile echivalente:

pentru MoCr11(material ales)

Page 24: Reductor Conico Cilindric M3

unde :

- momentul de torsiune pe arborele de intrare

- numărul de dinţi ai pinionului

– factorul de interferenţă

- factorul dinamic exterior

- rezistenţa admisibilă la oboseală

- factorul repartiţiei frontale a sarcinei

- factor de formă a dintelui

- factorul unghiului de înclinare

- factorul lungimii de contact

– lăţimea pinionului

– diametrul pinionului

Verificarea solicitării la presiunea de contact : MPA

Tensiunea la presiunea de contact se calculează pentru contact in polul angrenării

C . În realitate tensiunea hertziană maximă se atinge în punctul de trecere de la

angrenare bipară la cea unipară.

pentru MoCr11(material ales)

unde :

- monentul de torsiune pa arborele de intrare

– factorul de interferenţă

- factorul dinamic exterior

-factor longitudinal repartiţie sarcină

Page 25: Reductor Conico Cilindric M3

- factorul de material

- factorul punctului de rostogolire

- factorul lungimii de contact

- lăţimea pinionului

– diametrul pinionului

- raportul de transmitere al primei trepte

6.2.Pentru angrenajul cilindric cu dinţi înclinaţi calculul de rezistentă se efectuează cu plan normal, pentru roţile echivalente:

MoCr11(material ales)

unde : Ft1 - Forţa tangenţială la nivel de diametru de divizare

– factorul sarcinii dinamice exterioare

- factorul dinamic exterior

- rezistenţa admisibilă la oboseală

- factorul repartiţiei frontale a sarcinei

- factor de formă a dintelui

- factorul unghiului de înclinare

- lăţimea pinionului

– modulul pe conul frontal

Verificarea solicitării la presiunea de contact : MPA

Tensiunea la presiunea de contact se calculează pentru contact în polul angrenării

C . În realitate tensiunea hertziană maximă se atinge în punctul de trecere de la

angrenare bipară la cea unipară.

Page 26: Reductor Conico Cilindric M3

unde :

- Forţa tangentială la nivel de diametrului de divizare

Ka=2 – factorul sarcinii dinamice exterioare

- factorul dinamic exterior

-factor longitudinal repartiţie sarcină

- factorul de material

- factorul punctului de rostogolire

- factorul lungimii de contact

b=40 - lăţimea pinionului

Dm1=58.644 – diametrul pinionului

I34=3.15 - raportul de transmitere al primei trepte

7.Calculul transmisiei prin curele:

Calculul transmisiei prin curele trapezoidale cu arbori paraleli este standardizat(STAS 1163-71). Alegerea tipului curelei se face pe baza monogramei pentru curele trapezoidale înguste in funcţie de puterea la arborele motor si de turaţia roţii conducătoare.

Lungimea primitiva a curelei:

Lp=2*A12+Π*Dpm+ =511.75mm

Page 27: Reductor Conico Cilindric M3

Se alege 630 STAS curea SPZ conform STAS 7192-83

Viteza periferica a curelei:

V=Dp1*n=176400m/s

Coarda constatna exterior:

Sce1=Se1*cos α=2.017

Sce2=Se2*cos α=9.072

Inaltimea la coarda constanta:

Hce1(2)=hae1(2)-

7.8.Diamterul primitiv al roţii mici(roata de motor) :

Dp1STAS=63mm

7.9.Diametrul primitiv al roţii mari:

Diametrul primitiv al rotii mari Dp2

Dp2=ic*Dp1=2.338*63=147mm

7.10.Media diametrelor primitive:

Dpm=0.5*(Dp2*Dp1)=0.5*110=55mm

7.11.Diametrul rolei de întindere :

7.12.Distanţa preliminară dintre axe : A

Page 28: Reductor Conico Cilindric M3

Se alege aproximativ rotunjit

7.12.Unghiul dintre ramurile curelei :

7.13.Unghiul de înfăşurare de pe roata mică :

7.15.Distanţa dintre axe :

0.7(Dp1+Dp2)

147

7.17.Coeficientul de funcţionare :

7.18.Coeficient de lungime :

7.19.Coeficient de înfăşurare :

7.20.Numărul preliminar de curele :

Z0=

Page 29: Reductor Conico Cilindric M3

8.Calculul arborilor reductorului :

Arborii sunt organe de maşini cu mişcare de rotaţie, destinate să transmită un moment de torsiune în lungul axei lor şi să susţină piesele între care se transmite acest moment. Alegerea materialului din care se execută arborii este determinată de: tipul arborelui, condiţiile de rezistenţă şi rigiditate impusă, modul de rezemare(tipul lagărelor), natura organelor montate pe arbore etc. Arborii drepţi se execută din oţeluri carbon obişnuite şi de calitate şi din oţeluri aliate.

Pentru a putea alege rulmenţii şi verifică arborii este necesară aflarea recţiunilor în reazeme şi trasarea diagramelor de variaţie a momentelor încovoietoare şi de torsiune. Etapele care se parcurg sunt următoarele:

a. Realizarea unei schiţe a reductorului: se folosesc elementele geometrice ale roţilor dinţate, apreciind distanţele dintre roţi, dintre roţi şi carcasa, estimând lăţimile rulmenţilor şi distanţele necesare fixării rulmenţilor. Fiecare arbore se consideră rezemat la jumătatea lăţimii rulmenţilor, iar forţele din angrenaje sunt considerate forţe concentrate aplicate la jumătatea roţii.

b. Stabilirea schemei de încărcare şi rezemare a fiecărui arbore: deoarece forţele din angrenaje nu sunt coplanare se vor realiza schemele de încărcare şi rezemare ale fiecărui arbore în doua plane perpendiculare(orizontal şi vertical). Pe arborele de intrare se va lua în considerare acţiunea forţei transmisiei prin curea.

c. Calculul reacţiunilor în reazeme şi trasarea diagramelor de momente încovoietoare.

8.2.Dimensiunile longitudinale ale tronsoanelor arborelui de intrare se

stabilesc în funcţie de şi de lăţimile roţilor dinţate calculate anterior.

Figura8.3 Lungimile tronsoanelor arbore 1.

Page 30: Reductor Conico Cilindric M3

8.3.Dimensiunile longitudinale ale tronsoanelor arborelui secundar se

stabilesc în funcţie de şi de lăţimile roţilor dinţate calculate anterior.

Figura8.4 Lungimile tronsoanelor arbore 2

Page 31: Reductor Conico Cilindric M3

8.4.Dimensiunile longitudinale ale tronsoanelor arborelui de ieşire se

stabilesc în funcţie de şi de lăţimile roţilor dinţate calculate anterior.

Figura8.5 Lungimile tronsoanelor arbore 3

8.5.Determinarea reacţiunilor la arborele de intrare conform figura 8.6. :

Figura 8.6 Reacţiuni în planul vertical

8.5.1 Plan vertical :

Page 32: Reductor Conico Cilindric M3

Verificare :

1.

2.

3.

Page 33: Reductor Conico Cilindric M3

8.5.2.Plan orizontal :

Figura 8.7.Reacţiuni în plan orizontal

Page 34: Reductor Conico Cilindric M3

Verificare :

1.

2.

3.

8.5.3.Calculul momentului rezistent :

Page 35: Reductor Conico Cilindric M3

8.5.4.Momentul echivalent :

Torsiune :

unde : este efortul unitar mediu , iar este amplitudinea ciclului de solicitare

8.5.5.4.Coeficientul de siguranţa la oboseală pentru solicitarea de torsiune se calculează cu relaţia :

Page 36: Reductor Conico Cilindric M3

unde :

coeficient de concentrare a eforturilor unitare dependent de

natura şi geometria concentratorului

coeficient dimensional

coeficient de calitate a suprafeţei

rezistenţa la oboseală a materialului

limita de curgere a materialului

8.5.5.5.Verificarea la solicitarea compusă a arborelui:

pentru 33MoC11

8.6.Determinarea reacţiunilor la arborele secundar conform figura 8.8 :

Figura 8.8 Reacţiuni în plan vertical

8.6.1.Plan vertical :

Page 37: Reductor Conico Cilindric M3

Verificare :

1.

2.

3.

Page 38: Reductor Conico Cilindric M3

8.6.2.Plan orizontal :

Figura 8.9 Reacţiuni plan orizontal

Page 39: Reductor Conico Cilindric M3

Verificare :

1.

2.

3.

8.6.3.Calculul momentului rezistent :

Page 40: Reductor Conico Cilindric M3

8.6.4.Momentul echivalent :

8.6.5.Verificarea la oboseală a arborelui secundar :8.6.5.1. Încovoiere:

modul de rezistenţă la încovoiere

, este momentul rezultant în secţiunea periculoasă a arborelui

,

unde : este efortul unitar mediu , iar este amplitudinea ciclului de solicitare

8.6.5.2.Coeficientul de siguranţă la oboseală pentru solicitarea de încovoiere se calculează cu relaţia :

Page 41: Reductor Conico Cilindric M3

unde :

coeficient de concentrare a eforturilor unitare dependent de

natura şi geometria concentratorului

coeficient dimensional

coeficient de calitate a suprafeţei

rezistenţa la oboseală a materialului

limita de curgere a materialului

8.6.5.3.Torsiune :

unde : este efortul unitar mediu , iar este amplitudinea ciclului de solicitare

8.6.5.4.Coeficientul de siguranţă la oboseală pentru solicitarea de torsiune se calculează cu relaţia :

unde :

coeficient de concentrare a eforturilor unitare dependent de

natura şi geometria concentratorului

coeficient dimensional

coeficient de calitate a suprafeţei

Page 42: Reductor Conico Cilindric M3

rezistenţa la oboseală a materialului

limita de curgere a materialului

8.6.5.5.Verificarea la solicitarea compusă a arborelui:

pentru 33MoC11

8.7.Determinarea reacţiunilor la arborele de iesire :

Figura8.10 Reacţiuni plan vertical

8.7.1.Plan vertical :

Page 43: Reductor Conico Cilindric M3

Verificare :

1.

2.

8.7.2.Plan orizontal :

Figura8.11 Reacţiuni plan orizontal

Page 44: Reductor Conico Cilindric M3

Verificare :

1.

2.

8.7.3.Calculul momentului rezistent :

Page 45: Reductor Conico Cilindric M3

8.7.4.Momentul echivalent :

2064497

8.7.5.Verificarea la oboseală a arborelui secundar :

8.7.5.1.Încovoiere:

modul de rezistenţă la încovoiere

, este momentul rezultant în secţiunea periculoasă a arborelui

,

unde : este efortul unitar mediu , iar este amplitudinea ciclului de solicitare

8.7.5.2.Coeficientul de siguranţă la oboseală pentru solicitarea de încovoiere se calculează cu relaţia :

Page 46: Reductor Conico Cilindric M3

unde :

coeficient de concentrare a eforturilor unitare dependent de

natura şi geometria concentratorului

coeficient dimensional

coeficient de calitate a suprafeţei

rezistenţa la oboseală a materialului

limita de curgere a materialului

8.7.5.3.Torsiune :

unde : este efortul unitar mediu , iar este amplitudinea ciclului de solicitare

8.7.5.4.Coeficientul de siguranţă la oboseală pentru solicitarea de torsiune se calculează cu relaţia :

unde :

coeficient de concentrare a eforturilor unitare dependent de

natura şi geometria concentratorului

coeficient dimensional

coeficient de calitate a suprafeţei

rezistenţa la oboseală a materialului

Page 47: Reductor Conico Cilindric M3

limita de curgere a materialului

8.7.5.5.Verificarea la solicitarea compusă a arborelui:

pentru 33MoC11

9.Proiectarea formei constructive a arborilor :

Se calculează diametrele tronsoanelor principale de pe arbori din momentele echivalente, cu relaţia :

Arbore I (secţiunile periculoase) :

Page 48: Reductor Conico Cilindric M3

Arbore II (secţiunile periculoase) :

Arbore III (secţiunile periculoase) :

Page 49: Reductor Conico Cilindric M3

10.Alegerea penelor:

Transmisia puterii şi a momentului de torsiune între arbori şi roţile dinţate se

realizează cu ajutorul unor pene paralele. Dimensiunea ale penelor se aleg din STAS

1003-1004/71, iar lungimea acestora se calculează din condiţia de rezistenţă la strivire. În cazul în care lungimea calculată a penei depăşeşte lungimea tronsonului pe care se montează se vor monta doua pene diametral opuse.

Page 50: Reductor Conico Cilindric M3

Tabelul 10.1. Dimensiuni nominale

10.1.Arborele I :

Page 51: Reductor Conico Cilindric M3

10.2.Arborele II :

10.3.Arborele III :

11.Alegerea rulmenţilor:

Rulmenţii se aleg în funcţie de diametrul tronsonului de pe arbore pe care se montează şi de incărcările de pe arbore:

1) Pentru fiecare punct de sprijin se calculează forţa radială

2) Se calculeaza în locurile unde sunt forţe axiale

Forţele axiale sunt suficient de mici încât respectă raportul .

3) Se calculează sarcina dinamica reală

Page 52: Reductor Conico Cilindric M3

Conform metodologiei Atlas reductoare 71 :

4) Se calculează capacitatea necesară a rulmentului :

5) Din catalogul de rulmenţi se alege rulmentul radial-axial cu role conice cu dimensiunea imediat superioară celei necesare. Se preferă ca pe acelaşi arbore să se monteze rulmenţi la fel.

11.1.Arbore I :

Simbolul rulmentului 30205

Simbolul rulmentului 30205

Page 53: Reductor Conico Cilindric M3

11.2.Arbore II :

Simbolul rulmentului 30309

11.3.Arbore III :

Page 54: Reductor Conico Cilindric M3

Simbolul rulmentului 30215

Page 55: Reductor Conico Cilindric M3

Tabelul 11.1 Dimensiuni nominale rulmenţi radiali axiali cu role conice

Page 56: Reductor Conico Cilindric M3

12.Alegerea lubrifiantului şi a sistemului de ungere a angrenajului :

Alegerea lubrifiantului pentru angrenaje se face ţinând cont de parametri cinematici şi de încarcare ai angrenajelor, de tipul acestora şi de caracteristicile materialelor din care sunt confecţionate. Pentru reductoarele cu mai multe trepte, lubrifiantul se alege pe baza regimului cinematic şi încărcării treptei care transmite cel mai mare moment.

12.1.Un parametru important în alegerera tipului lubrifiantului este viteza periferică a rotăţilor dinţate care la nivelul cercului de divizare are valoarea :

unde :

este diametrul cercului de divizare al pinionului în mm

este turaţia pinonului în

Se pot face următoarele recomandări privind tipul lubrifiantului utilizat, în funcţie de viteza periferică a roţilor dinţate :

pentru -grafit sau bisulfură de molibden

pentru - unsoare

pentru -unsoare sau ulei

pentru uleiuri minerale sau sintetice

12.2 În cazul folosirii uleiului ca lubrifiant pentru angrenaj se poate determina vâscozitatea cinematică a acestuia folosind diagrama din figura 12.1

Page 57: Reductor Conico Cilindric M3

12.2.1.Presiunea Stribeck pentru angernajul conic se calculează cu relaţia :

12.2.2.Presiunea Stribeck pentru angrenajul cilindric se calculeaza cu relaţia :

Pe baza vâscozitaţii stabilite se alege tipul uleiului. Ca sistem de ungere se va

alege ungere prin imersiune pentru viteze periferice .

Adâncimea de scufundare este de minim un modul şi maxim şase module, pentru treapta rapidă, iar pentru cea lentă de o treime din diametrul roţii sau 100 mm. În cazul angrenajului conic, dintele trebuie să pătrundă în ulei pe toată lăţimea lui. Cantitatea de

ulei din baie se va lua egală cu litri pentru fiecare kilowatt transmis, iar

intervalul de schimbare a uleiului este uzual de 3000 ore funcţionare.

Page 58: Reductor Conico Cilindric M3

14. Construcţia carcaselor :

Carcasa reductoarelor fixează poziţia relativă a arborilor şi implicit a roţilor dinţate. Ca urmare , pentru asigurarea unei angrenări cât mai corecte, este necesară o bună rigiditate a carcasei. Pentru realizarea unui montaj lescinios al arborilor, roţilor dinţate şi rulmenţilor carcasa este realizată din două bucăţi: carcasa inferioră şi cea superioară.

Uzual carcasele reductoarelor se execută prin turnare din fontă (Fc 150,Fc 250 STAS 568-82) şi mai rar din oţel (OT45, OT 55 STAS 600-82).In cazul carcaselor realizate prin turnare trebuie respectate condiţiile impuse de tehnologia turnării şi de economia prelucrării :

realizarea unei grosimi cât mai uniforme a pereţilor, cu evitarea aglomerărilor de material, pentru sporirea rezistenţei se recomandă folosirea nervurilor

Page 59: Reductor Conico Cilindric M3

asigurarea unei grosimi minime a pereţilor impusă de tehnologia de turnare şi de natura materialului carcasei

trecerea treptata de al un perete ceva mai gros la unul mai subţire pentru diminuarea tensiunilor remanente după turnare

asigurarea unor raze de racordare suficient de mari şi realizarea unor înclinări ale pereţilor

limitarea suprafeţelor prelucrate prin aşchiere

Prinderea celor două carcase se realizează prin intermediul asamblărilor filetate, iar poziţionarea precisă a carcaselor se realizează cu ajutorului a două ştifturi de centrare.

La carcasa inferioară se prevede un orificiu pentru evacuarea uleiului controlat de un dop filetat, iar în carcasa superioară un orificiu de vizitare, un orificiu pentru tija de control a nivelului de ulei.

În cazul reductoarelor conice , pinionul conic se montează în consolă, arborele sau fiind uzual rezemat pe doi rulmenţi cu role conice montaţi în O. Întreg acest ansamblu al arborelui pinion conic se montează într-o casetă care permite reglarea jocului dintre flancurile dinţilor roţilor conice la montaj.

Construcţia capacelor se efectuează pe baza figurii 14.1 :

unde: sunt dimensiuni alese in funcţie de rulmentul utilizat

se aleg in funcţie de dimensiunile sistemului de etanşare ales

Page 60: Reductor Conico Cilindric M3

Figura 14.1 Recomandari privind construcţia capacelor

Page 61: Reductor Conico Cilindric M3

Figura 14.2 Construcţia cacaselor turnate

Page 62: Reductor Conico Cilindric M3

Figura 14.3. Dimensiuni constructive reductor conico-cilindric

Page 63: Reductor Conico Cilindric M3

BIBLIOGRAFIE

1. Buzdugan Ghe. – Rezistenţa Materialelor, Editura Tehnică, Bucureşti, 1974.2. Buzdugan Ghe, M.Blumenfeld – Calculul de rezistenţă al pieselor de maşini, Editura Tehnicå,Bucureşti, 1979.3. Dråghici I. ş.a. - Îndrumar de proiectare în construcţia de maşini, vol.I şi II, Editura tehnicå,Bucureşti, 1982.4. Filipoiu I.D., A Tudor – Transmisii mecanice (îndrumar de proiectare), I.P.B., 1990.5. Gafiţanu M ş.a. - Organe de Maşini, vol I, Editura Didacticå şi Pedagogicå, 1981.6. Gafiţanu M. ş.a. - Organe de Maşini, vol II, Editura Didacticå şi Pedagogicå, 1983.7. Gafiţanu M - Rulmenţi, - Proiectare şi tehnologie vol I, II Editura Tehnicå, 1985.8. Manea Gh. - Organe de Maşini, vol I, Editura Tehnicå, 1970.9. RabinoviciI. ş.a. - Rulmenţi, Editura Tehnicå, Bucureşti, 1972.10. Rådulescu Gh. ş.a.-Îndrumar de proiectare în construcţia de maşini, Editura Tehnicå,1986.11. Rådulescu Gh. - Organe de Maşini, vol II, Angrenaje cilindrice, I.P.B., 1978.12. W.J.Bartz – Getriebesthmierung, Expert Verlag, 1989.13. E.Alåmoreanu, Gh. Buzdugan–Îndrumar de calcul în ingineria mecanicå, Editura Tehnicå,199614. A.Chişiu – Organe de maşini, Editura Didacticå şI Pedagogicå, Bucureşti, 198115. A.Jula, D.Velicu Proiectarea angrenajelor evolventice , Editura Scrisul Românesc,198916. Sauer L. ş.a. - Angrenaje, vol I şi II, Editura Tehnicå, Bucureşti, 1970.17. xxx – Culegere de standarde de organe de maşini vol I a, Editura Tehnicå, Bucureşti, 1980.18. Crudu I. ş. a., Atlas – Reductoare cu roţi dinţate, Editura Didacticå şi Pedagogicå, 1982.19. xxx - Products Catalogue U.M.E.B.

Page 64: Reductor Conico Cilindric M3