Calcul Reductor Conic

Pag.

CAP I. MEMORIUL TEHNIC

1.1. Condiţii generale

Transmisiile mecanice dintre motor şi maşina de lucru măresc sau

micşorează viteza, respectiv momentul transmis, modifică traiectoria sau caracterul

mişcării; modifică sensul sau planul de mişcare; reglează şi modifică în continuare

viteza, însumează mişcarea şi momentele de transmis pe la mai multe motoare sau

distribuie mişcarea la mai multe maşini sau organe de lucru.

Transmisiile mecanice pot fi prin angrenare sau prin frecare. Transmisiile

prin angrenare (roţi dinţate) cu raport de transmitere constant, montate în carcase închise

se numesc reductoare când reduc turaţia (i > 1) şi amplificatoare atunci când măresc

turaţia (i < 1) când acestea permit o variaţie de viteză în trepte, se numesc cutii de viteze.

Reductoarele pot fi cu una, două sau mai multe trepte de reducere,

constituite fie ca subansamble izolate, fie ca făcând parte din ansamblul unei maşini. În

funcţie de poziţiile relative ale arborelui motor sau condus, reductoarele se pot construi :

fie cu roţi dinţate cilindrice – când cele două axe sunt paralele sau

coaxiale;

fie cu roţi conice şi pseudoconice – când cei doi arbori sunt

concurenţi;

fie în combinaţii de roţi conice sau angrenaje melcate cu roţi

cilindrice.

După tipul angrenajului, reductoarele pot fi : cilindrice, conice, elicoidale,

pseudoconice, melcate sau combinate. După poziţia axelor roţilor distingem reductoare

cu axe fixe – diferenţiale, şi reductoare cu axe mobile (planetare). În ultimul timp se

1

Pag.

utilizează pe scară din ce în ce mai largă reductoarele planetare care asigură transmisii

cu randamente corespunzătoare la rapoarte de transmitere mari şi gabarit redus.

Reductoarele cu roţi dinţate au o largă utilizare datorită avantajelor pe care

le prezintă raport de transmitere constant, probabilităţi de realizare a unor transmisii cu

încărcări de la câţiva newtoni la încărcări foarte mari, gabarit redus, randament ridicat,

întreţinere simplă şi cost redus al acesteia. Cu dezavantaje ar fi : cost relativ ridicat,

execuţie şi montaj de precizie, producerea de zgomot, şocuri şi vibraţii, etc.

Reductoarele pot fi de uz general sau speciale. Cele de uz general au un

singur lanţ cinematic – deci un raport de transmitere unic, o carcasă independentă şi

închisă. În categoria reductoarelor speciale intră reductoarele cu angrenaje conice şi

melcate.

Reductoarele cu angrenaje melcate cuprind un angrenaj încrucişat (melc şi

roată melcată); unghiul de încrucişare fiind de 90º. Aceste angrenaje sunt silenţioase

datorită alunecării dintre spirele melcului şi roţii dinţate. Această alunecare impune însă

flancuri îngrijit prelucrate, materiale rezistente la gripare, o ungere corespunzătoare.

După profilul melcului, angrenajele melcate se clasifică în : angrenaje

melcate cu melc cilindric (STAS 6845 – 75), care la rândul său

poate să fie cilindric arhimedic, evolventic sau concav, angrenaje melcate cu melc

globoidal sau cu melc conic.

După forma roţii melcate, avem :

angrenaje melcate cu roată cilindrică cu dinţi înclinaţi;

angrenaje melcate cu roată melcată, roată globoidală;

angrenaje melcate cu roată globoidală-conică.

În practică cea mai răspândită variantă este cea cu melc cilindric şi roată

melcată. Acest tip de reductor permite realizarea unor rapoarte de transmisii mari; la

transmisii de putere i < 80, la transmisii cinematice i < 100 şi chiar mai mult. Se

2

Pag.

foloseşte de obicei ca transmitere corespunzătoare; la transmisiile multiplicatoare, unde

roata melcată este motoare raportul de transmitere minim este:

Din cauza randamentului mic angrenajele melcate se folosesc pentru puteri reduse (P <

60KW). Există însă construcţii unde sau ajuns la puteri de cca 1000KW. Viteza

periferică maximă realizată este

,

iar turaţia maximă a melcului :

.

Reductoarele cu angrenaje melcate au o utilizare largă în construcţia de

maşini şi aparate ca : maşini de ridicat şi transportat, maşini agricole, maşini miniere,

maşini-unelte, mecanismul de direcţie al autoturismelor (automobilelor). Aceste

angrenaje se utilizează în special atunci când la un raport de transmitere mare se impune

un gabarit redus, în special la axe încrucişate sau când se cere un mers silenţios.

În concluzie, angrenajele sunt construcţii mecanice directe (fără organe

intermediare), forţate (nu au alunecări relative), având în general raportul de transmitere

constant. Angrenajul este un mecanism compus din cel puţin două angrenaje de maşini

diferite (roţi dinţate, cremaliere, melci, roţi melcate, etc.) unul dintre aceste organe de

maşini antrenându-l pe celălalt prin acţiunea dinţilor aflat în mod continuu şi succesiv în

contact periferia dinţilor fiind prevăzută cu goluri foarte bine determinate, cu distribuţie

uniformă.

3

Pag.

Continuitatea şi succesivitatea contactului dintre dinţi constituie cerinţa

principală a angrenării, care reasigură prin intrarea prin angrenare a perechii anterioare.

Angrenajele sunt deosebit de mult folosite în construcţia de maşini datorită

avantajelor esenţiale pe care le prezintă în comparaţie cu alte tipuri de transmisii,

angrenaje dintre care pot fi enumerate următoarele : randamente cu valori ridicate

(0,98º), dimensiuni reduse, siguranţă în exploatare, raport de transmitere determinat,

constant sau variabil după o anumită lege în timp, dimensiuni proporţionale cu maşina

purtătoare, cu o largă utilizare de la transmisii cinematice (ceasornice) până la puteri de

zeci de mii de KW, cu viteze foarte diferite, cu direcţia arcelor motoare şi antrenare

necondiţionată, bineînţeles cu o mare fiabilitate.

Transmisiile cu roţi dinţate sunt cunoscute încă din antichitate, dar primele

cercetări teoretice asupra geometriei lor apar abia în a doua jumătate a secolului al XVII

– lea, iar primele maşini pentru prelucrarea roţilor dinţate apar în secolul al XIX – lea,

angrenajele constituind şi în prezent obiectul unor cercetări ştiinţifice de o deosebită

amploare.

Cu toate că prezintă unele dezavantaje, cum ar fi costul ridicat de execuţie,

maşini şi scule speciale, control realizat cu aparatură specială, prelucrare deosebit de

precisă a arborilor şi carcaselor, angrenajele sunt cele mai importante organe de maşini

întâlnite în construcţia de maşini-unelte.

1.2. Alegerea schemei cinematice

Se alege schema cinematică corespunzătoare reductoarelor de serie unitară

cilindro-melcată, în două trepte :

4

Pag.

Roţile z1 şi z2 formează treapta I a reductorului, angrenajul cilindric; roţile

z3 (melc cilindric) şi z4 (roată melcată) formează treapta a II – a a reductorului,

respectiv angrenajul melcat.

nm reprezintă turaţia arborelui la intrare.

1.3. Alegerea variantei constructive

Reductoarele cu două trepte pot fi de mai multe feluri, în funcţie de tipurile

de angrenaje utilizate. Cele mai utilizate reductoare de acest fel sunt : reductoare cu

două trepte de reducere cilindrice, reductoare cu două trepte de reducere conico-

cilindrice, reductoare cu două trepte de reducere cilindro-melcate şi reductoare cu două

trepte de reducere melcato-cilindrice.

Componentele principale ale reductoarelor cu două trepte de reducere sunt

următoarele : carcasa reductorului, cei trei arbori (arborele de intrare, arborele

intermediar şi arborele de ieşire), cele patru roţi dinţate, lagărele, elementele de etanşare,

dispozitivele de ungere, capacele, indicativul de ulei (pe bază de nivel), aerisitorul,

elementele pentru ridicarea reductorului, dopul de golire, organele de asamblare.

Carcasa reductorului se compune în general din două părţi : corp şi capac,

asamblate între ele prin ştifturi de centrare şi prin ştifturi de fixare. Ştifturile de centrare

sunt necesare pentru asigurarea unei condiţii precise ale capacului în raport cu corpul

reductorului. De cele mai multe ori carcasa este realizată prin turnare, având prevăzute

nervuri de rigidizare şi răcire. În cazul unor unicate sau serii mici, carcasa se poate

realiza prin sudare. La construcţiile sudate cresc însă cheltuielile legate de manoperă, dar

5

Pag.

se reduc cheltuielile legate de pregătirea fabricaţiei (nu trebuie model pentru turnare).

Pentru fixarea reductorului pe fundaţie sau pe utilajul care urmează să funcţioneze, în

corp sunt prevăzute găuri în care intră şuruburile de prindere.

Arborii sunt realizaţi de obicei în trepte (cu secţiune variabilă) având

capetele cu diametrul şi lungimea standardizată, prevăzute cu pene pentru transmiterea

momentelor de torsiune.

Arborele pe care se introduce mişcarea în reductor se poate executa

împreună cu pinionul cilindric, cu pinionul conic sau cu melcul din motive de reducere a

gabaritului şi creşterii rezistenţei pinionului.

Roţile dinţate sunt montate pe arbori pe baza recomandărilor din STAS prin

intermediul unor pene paralele fixate axial cu ajutorul umerilor executaţi pe arbori, cu

bucşe distanţiere, etc. În cazul în care dantura se execută din materiale deficitare se

recomandă executarea roţii din două materiale, ţinând seama totodată de indicaţiile

STAS.

Lagărele, în general cu rostogolire, sunt de tipul rulmenţilor cu bile sau cu

role. Uneori, la turaţii mici, reductoarele se pot executa şi cu lagăre de alunecare.

Ungerea rulmenţilor se poate realiza cu ajutorul uleiului din reductor sau cu vaselină

destinată pentru ungerea rulmenţilor. Reglarea jocului din rulment se face prin

intermediul capacelor sau piuliţelor pentru rulmenţii, ţinând seama de sistemul de

montare O sau X.

Elementele de etanşare utilizate mai frecvent în cazul reductoarelor sunt

manşetele de rotaţie cu buză de etanşare şi inele de pâslă.

Dispozitivele de ungere sunt necesare pentru asigurarea ungerii cu ulei sau

unsoare consistenţă a rulmenţilor, uneori chiar angrenajelor când nici una din roţile

dinţate nu ajunge în baia de ulei. Conducerea lubrifiantului la locul de ungere se

6

Pag.

realizează folosind diverse construcţii de dispozitive de ungere (canale de ungere,

ungătoare, roţi de ungere, inele de ungere, lanţ de ungere, etc.).

Capacele servesc la fixarea şi reglarea jocurilor din rulmenţii, la asigurarea

etanşării, fiind prinse în peretele reductorului cu ajutorul unor şuruburi.

Indicatorul nivelului de ulei din reductor, în cele mai multe cazuri este

executat sub forma unei tije pe care sunt montate nivelul maxim respectiv minim al

uleiului, sau sub forma unor nizoare montate pe corpul reductorului. Există şi

indicatoare care funcţionează pe principiul vaselor comunicante, realizate pe baza unui

tub transparent care comunică cu baia de ulei.

Elementele pentru ridicarea reductorului şi manipularea lui sunt realizate şi

fixate în carcasă prin asamblare filetată. Uneori, tot în scopul posibilităţii de ridicare şi

transportare a reductorului, pe carcasă se execută nişte umeri de ridicare (inelari sau de

tip cârlig). La reductoarele de dimensiuni mai mari se întâlnesc ambele forme : inele de

ridicare în corpul reductorului şi umeri de prindere pe corp.

În cele ce urmează voi prezenta principalele variante constructive de

reductoare cu două trepte cilindro-melcate, cu precizarea variantei constructive alese în

proiectare.

În figura 1 este prezentat un reductor cu două trepte de reducere cilindro-

melcate : prima treaptă de reducere fiind cu roţi dinţate cilindrice, iar a doua treaptă cu

angrenaj melcat. Ţinând seama de faptul că ambele trepte sunt introduse în aceeaşi

carcasă, se obţine o construcţie compactă. Corpul şi carcasa reductorului sunt obţinute

prin turnare. Pentru rezemarea arborelui de intrare şi a arborelui intermediar în reductor

este prevăzut un perete de sprijin. Nivelul uleiului din carcasă este limitat de melc.

Compartimentul angrenajului cilindric comunică cu cel al angrenajului melcat.

Rulmenţii de pe arborele de ieşire se ung cu vaselină. Scurgerea vaselinei în baia de ulei

este împiedicată cu ajutorul unor capace de formă specială. Reductorul mai este prevăzut

cu capac de nizetan, inele de ridicare, tijă pentru controlul nivelului de ulei şi dop de

7

Pag.

golire a uleiului. În scopul realizării comode a montajului, în dreptul roţii conduse de pe

prima treaptă de reducere, în peretele corpului reductorului este construit un capac.

Construcţia prezentată în figura 2 prezintă următoarele particularităţi faţă de

cea din figura 1 : carcasa în care se montează roţile cilindrice este detaşabilă; arborele de

intrare se sprijină pe rulmenţi montaţi în carcasa detaşabilă şi în peretele reductorului,

roata cilindrică condusă este montată în consolă pe arborele melcului. Construcţia

carcasei fiind mai complexă ridică, problemele de turnare şi de prelucrare a alezajelor

pentru

rulmenţi în peretele frontal. Ungerea angrenajelor şi a rulmenţilor se face cu uleiul din

carcasa reductorului, pe baza indicaţiilor din literatura de specialitate. Carcasa detaşabilă

este etanşată pe suprafaţa de asamblare cu carcasa principală pentru a evita pierderile de

ulei din baia reductorului. Reductorul este prevăzut cu celelalte componente anexe în

scopul unei funcţionări corespunzătoare.

Figura 3 prezintă un reductor cilindro-melcat la care construcţia carcasei

diferă de cele prezentate anterior. Angrenajul cilindric este montat într-o carcasă

detaşabilă care se fixează de carcasa angrenajului melcat este executată din două bucăţi

cu planul de reparaţie în axul roţii melcate. Ungerea angrenajelor şi rulmenţilor se

realizează cu uleiul din carcasa reductorului, a cărui nivel trebuie să acopere parţial

melcul. Reductorul mai este prevăzut cu celelalte elemente necesare prezentate anterior.

Varianta prezentată în figura 3 se utilizează atunci când arborele de intrare este aproape

de planul de reparaţie şi nu permite realizarea construcţiei din figura 2. pentru această

variantă este posibilă o construcţie asemănătoare având arborele de plasare în partea

dreaptă.

Varianta aleasă spre proiectare în acest proiect este cea corespunzătoare

construcţiei din figura 1.

1.4. Indicaţii în exploatare

8

Pag.

Toate suprafeţele de frecare se vor unge conform instrucţiunilor de ungere,

conform STAS-urilor în vigoare, pentru fiecare ansamblu component în parte.

Suprafeţele nefuncţionale se recomandă a fi vopsite.

Toate organele de asamblare filetate (şuruburi, ştifturi, etc.) se vor asigura

conform indicaţiilor din desen.

Jocul axial din rulmenţi se calculează corespunzător, reglarea acestuia se

realizează cu ajutorul plăcuţelor calibrate. După reglarea cu şuruburile strânse ale

capacelor, arborii trebuie să se rotească liber.

La montarea rulmenţilor unşi cu unsoare, spaţiul corespunzător se umple cu

unsoare conform condiţiilor tehnice.

După montarea reductorului se rulează în gol, apoi se încarcă la o anumită

sarcină cu un număr determinat de ore.

Zgomotul reductorului în perioada de rodaj trebuie să fie uniform.

Nu trebuie să apară scurgeri de lubrifiant în planul de reparaţie al

reductorului sau la etanşarea arborilor şi a capacelor de rulment.

După rodare se goleşte uleiul din baia reductorului, se demontează capacul,

se spală şi se realizează vizual toate reperele componente.

1.5. Norme de tehnica securităţii muncii

Se recomandă montarea reductorului numai de către personalul instruit.

Înainte de punerea în funcţiune a reductorului se recomandă citirea cu

atenţie a indicaţiilor în exploatare şi a regimului de funcţionare a respectivului reductor.

Se recomandă, de asemenea fixarea şuruburilor de prindere, la cel mai mic

zgomot sau vibraţii suspecte să se întrerupă funcţionarea reductorului.

A se verifica de asemenea starea uleiului de transmitere a roţilor de curea, a

calei de întindere, dacă este cazul.

9

Pag.

Fixarea reductorului de motor sau pe masa de lucru se realizează cu mare

atenţie, aceasta fiind definitorie în buna funcţionare a reductorului.

CAP II MEMORIUL JUSTIFICATIV DE CALCUL

2.1) Raportul de transmitere La stabilirea rapoartelor de transmitere,in general trebuie luate in considerare urmatoarele recomandari : -obtinerea unor gabarite minime; -utilizarea la maxim a capacitatii de incarcare admisa ale angrenajelor; La alegerea raportului de transmitere se foloseste valoarea standardizata dupa STAS 6012-82. Conform tabelului 3.2 pag. 83[1] avem valorile uzuale ale rapoartelor de transmitere. -pentru angrenaj melcat

10

Pag.

-pentru angrenaj cilindric cu dinti inclinati intre itot=70

-alegem pentru roti cilindrice: i12=2,5[1,tab.3.2,pag83]-alegem pentru roti melcate

u1=i12=2.5 conform STAS 6012-82

u2=i34=

2.1) Turatia pe arbori

i12= n2=

n1= n

i34= n4=

n3=n2

2.3) Calculul puterilor pe arbori Stim ca :P=1,58kw:P1=P ;

P2=P ;P3=P randamentul lagarului; rulment cilindric cu bile; randamentul angrenajului cilindric; angrenaj cilindric; randamentul angrenajului melcat;

cu un început;

2.4) Momentele de torsiune Momentul te torsiune pe arborele de intrare:

Momentul de torsiune pe arborele internediar:

Momentul de torsiune pe arborele de iesire:

P1= 1,56[KW] ; Mt1= 6,93 [Nm]

11

Pag.

P2= 1,50[KW] ; Mt2= 16,21[Nm] P3= 1,07[KW] ; Mt3= 330,68[Nm]2.5) Calculul numărului de dinţi

cilindric- i12= (z117) z2=i12z1

z1=17 z2=2,517=43

melc- i34= z4=i34z3=301=30

z3=1 2.6) Calculul vitezei periferice Pentru alegerea materialelor pentru arbori este necesara cunoasterea vitezelor periferice a rotilor dintate.

-ang. cilindric vt= 0,1 = 4,13m/s

S-a ales pentru arborele de intrare (pinion)-40Cr10 STAS roata – OLC45 STAS 880-88

-ang. melcat v1=

d1=mxq=510=50 mx=5 modul preliminar ales din stas q=10

va= tg0= 0=

va=

S-a ales pentru arborele intermediar -(pinion) melc -CuAll9 -STAS S-a ales pentru arborele de iesire -roata melcata -OLC45 –STAS 880-882.7) Alegerea clasei de precizie in functie de material si viteza in angreanaj Clasa de precizie este 7 STAS 6461-81

2.8) Alegerea dimensiunilor capetelor de arbore

d12= a=150...350daN/cm2

d1= mm conform STAS 8724/2-77

d1STAS=12-mm


12

Pag.

d2STAS=16mm


d3STAS=45mm

3. Predimensoinarea amgrenajului cilindric3.1) Calculul distantei dintre axe

amin=(i12+1)

Mt1=6,93N/m=6930N/mm Mt1-moment de torsiune ki=1,25 kV=1,1 pt =120

kV-factor dinamic interiorz=1 z-factor gradului de acoperireHlim590N/mm2 Hlim-tensiunea la rezistenta de rupereSH=1,15 SH-factor de sigurantakHN=1 zw=1 zW-factorul raportului duritatii flancurilor dintilor

zM=856,977 =271MPa1/2 zM-factor de material

a=0,2 kH=1,15 kH-factor de repartitie longitudinalzH=1,77 zH-factor punctului de rostogolirezR=1 zR-factorul rugozitatiiflancurilor dintilor

amin=(2,5+1)

conform STAS 6055-82 amin =80mm3.3) Calculul diametrului de divizare cu aSTAS

d1= mm d1=46mm

d2=i12d1=2,546=115mm

3.4) Modulul minim la angrenajul cilindric Se alege din STAS 822-61 respectandu-se conditia m=mn=vmaSTAScoso Pentru i = 2...4 i12=2,5 o=12o

vm=0,04...0,02

13

Pag.

m=0,0380cos12o=2,32 mSTAS=2,5 conform STAS822-61

3.5) Calculul numărului de dinţi ai pinionului

z1max=

z1max12dinţi z1=17dinti 3.6) Calculul numarului de dinti a rotii conduse z2=i12z1=2,517=43dinti3.7) Calculul raportului de transmitere

ief=

3.8) Recalcularea modulului

mn=

mn=

3.9) Recalcularea distanţei axiale

a

a mm

4) Calculul elementelor geometrice la angrenajul cilindric 4.1) Unghiul de inclinare de referinta 0=120

0n=200 h*0a=1 , h*

0j=1,25 , c*0=0,25 conform STAS 821-82

4.2) Modulul frontal

4.3)Unghiul de (divizare) frontal al dintelui

14

Pag.

4.4) Diametru de divizare

mm mm

4.5) Unghiul de angrenare wt

4.7) Distanta dintre axe aW de referinta A0

4.8) Distanta dintre axe a

4.9) Deplasari specifice de profil X1,2

Se verifica conditia de evitare a subtaierii

15

Pag.

4.1.1) Inaltimea capului dintelui ad

4.1.2) Inaltimea picioruluid dintelui

4.1.3) Inaltimea dintelui

4.1.4) Diamentrul de divizare

4.1.5) Diametru de cap

4.1.6) Diametrul de picior

4.1.7)Diametrul de rostogolire

16

Pag.

4.1.8) Diametrul de baza

4.1.9) Grosimea dintelui pe cercul de divizare

17

Pag.

4.2.0) Gradul de acoperire

4.2.1)Evitarea ascutirii dintelui

4.2.2) Lungimea peste n dinti

5) Calculul de verificare la incovoiere a angrenajului cilindric 5.1) Calculul tensiunii de incovoiere la oboseala

18

Pag.

d1=Dd1=47mm; d2=Dd2=119,5mm ki=1,25 kF=1,15 kV=1,1 k=1

Y= ; =12o;

YF=2,25 B1=24mm B2=20mm

5.2) Rezistenta admisibila la solicitare statica maxima de incovoiere a piciorului dintelui la roata 2. -materialul OLC45

=635,64[N/mm2]

[N/mm] =2

-coeficient de rigiditate in raport cu rezistenta la rupere -rezistenta admisibila la rupere6) Predimensionarea angrenajului melcat 6.1) Calculul distantei dintre axe

z3=1 z4=30

19

Pag.

conform STAS 6055-82 mm

6.2) Modulul preliminar

conform STAS 6345-75 7) Calculul geometric al angrenajului melcat 7.1) Raportul de transmitere i34=30 7.2)Modulul axial al melcului

7.3) Unghiul de presiune axial de referinţă al melcului Melc Tip ZA ox=20o

7.4) Unghiul de presiune normal de referinta al melcului on=20o

7.5) Pasul elicei pz=mxz3=3,1441=12,56 7.6) Coeficientul diametral

q= q=11 conform STAS 6845-75

7.7) Unghiul elicei de referintă

7.8) Modulul normal al melcului 7.9) Inaltimea capului de referinta la melc

7.9.1) Jocul de referinta la cap

20

Pag.

7.9.2) Inaltimea piciorului de referinta la melc mm 7.9.3) Diametrul de referinta al melcului mm 7.9.4) Diametrul de cap al melcului mm 7.9.5) Diametrul de picior al melcului mm 7.9.6) Coeficientul deplasarii (frontale) a profilului rotii melcate

7.9.7) Diametrul de rostogolire-divizare al melcului mm 7.9.8) Lungimea melcului mm 7.9.9) Modulul frontal al rotii melcate 7.10) Modulul normal al roti melcate 7.11) Unghiul de inclinare de referinta al dintelui la roata melcata 7.12) Diametrul de rostogolire a rotii melcte mm 7.13) Diametrul de referinta al rotii melcate mm 7.14) Diametrul de cap al rotii melcate mm 7.15) Diametrul de picior al rotii melcate mm 7.16) Diametrul exterior maxim al rotii melcate

7.17) Raza de curbura asuprafetei de varf 7.18) Lattimea rotii melcate

7.19)Semiunghiul coroanei melcate

21

Pag.

7.20) Distanta de referinta dintre axe mm 7.21) Distanta dintre axe a mm 8) Calculul de verificare la incovoiere a angrenajului melcat 8.1) Calculul tensiunii de incovoiere la arbore

;

ki=1,25; kV=1,1; k=1; k=0,75; pentru angrenaje melcate in treptele de precize 6 si 7; YF4=1,40x(factor) YF4=3,01;

-factor se gaseste in figura fig 12.63 [2] pt z34= ;

da4=116mm; B4=39mm; mn=4;

Ft4= N;

N/mm2

8) Rezistenta admisibila la solicitarerea statica maxima de icovoiere la piciorul dintelui -materialul CuAl9

=590[N/mm2]

[N/mm] =2

-coeficient de rigiditate in raport cu rezistenta la rupere -rezistenta admisibila la rupere 9)Calculul fortelor in angrenaje In timpul transmiterii miscarii dintii rotii conducatoare si cei ai rotii conduse, la toate tipurile de angrenaje apar forte egale si de sens contrar, normale la suprafata si cuprinse deci in planul de angrenare. Forta de interactiune dintre dinti Fn se dscompun in :

22

Pag.

1)Forta radiala Fr perpendicular ape axa rotii. 2)Forta tangentiala Ft tangent la cerul de rostogolire. 3)Forta axiala Fa paralela cu axa rotii. Intrucat pierderile de puteri din angrenaj sunt de ordinal 0,52,5 se neglijeaza influenta lor. Se considera ca fortele actioneaza pe cercul de divizare al rotilor. Sensul fortelor ce actioneaza in angrenaje este determinat de sensul de rotatie.Schema pentru stabilirea sensului fortelor in angrenajul cilindric:9.1) Forta tangentiala la cercul de divizare

N

N

9.2) Forta tangentiala la cercul de rostogolire

N

N

9.3) Forta radiala pe cercul de rostogolire N N 9.4)Forta normala pe dinte

N

N

9.4)Forta axiala N NSchema pentru stabilirea sensului fortelor in angrenajul melcat

23

Pag.

9.5) Forta tangentiala la melc

N

9.6) Forta tangentiala la roata melcata

N

va=2,27m/s 1=arctg1=arctg0,0070=4o

9.7) Forta tangentiala

N

9.8) Forta normala la dinte

N

10) Calculul arborilor 10.1) Arborele de intrare

Arborele de intrare va face corp comun cu pinionul si va fi executat din OLC45 conform STAS 880-80 . Capatul arborelui de intrare se calculeaza cu relatia :

d1= mm

24

Pag.

Din STAS 8724/2-77 se alege in functie de momentul de torsiune tansmisibil diametrul arborelui.

Din tabelul 9.4 pag142 [1] alegem: d1STAS=12- mm=d l1= 25 mm=l (seria scurta)

Pe tronsonul 1 se monteaza roata mare de cirea prin intermediul unei pene de tip A sau cuplajul cu motorul. Pe tronsonul 2 se monteaza capacul de fixare al rulmentului si manseta de etansare d1=d+(3...5)mm=12+4=16mm l1=ls+lp+le+(3...5)unde : ls≈5mm -lungimea de siguranta ; le=8mm -latimea mansetei ; lp=5mm -grosimea peretelui capacului in dreptul mansetei ; Pentru etansarea capatului de arbore de la intrare in reductor se foloseste o manseta de rotatie.Aceasta manseta de rotatie are o buza care apasa pe arbore. Manseta de rotatie cu buza de etansare se recomanda in urmatoarele conditii de functionare:-diferenta de presiune intre mediile etansate nu depaseste 0,05MPa ; -viteza periferica a arborelui fata de manseta de etansare de maxim 10m/s -temperaturi cuprinse intre -300C–2500CForma si dimensiunile mansetelor de rotatie sant reglementate in STAS 7950/2-77.Se alege o manseta de tip 1A cu buza de etansare care are urmatoarele proprietati : d=16mm ; Notarea STAS a mansetei este: ; D=3mm Manseta 022040-1F STAS 7950/2-8 b=8mm ;

Capacul rulmentului este reprezentat in fig avand dimensiunile constructive :

25

Pag.

Pe tronsonul 3 se monteaza un rulment radial-axial cu role conice pe un rand,reprezentat in figura ,avand dimensiunile : Tipul rulmentului 30305 conform STAS 3920/2-68 d=20mm ; C=28kN(capacittea de incarcare dinamica) ; D=52mm ; Co=20,5kN (capacitatea de incarcare statica); T=16,25mm;

B=15mm ; a=11mm;

c=13mm; d2=d2

’= d1+(3...5)mm=16+4+20mm ; l2=T+2mm=16,25+2=18,25mm ; d3=d3

’= d2+(3...5)mm=20+4=24mm ; l3=l3

’=12mm ; d4=de1=52mm ; l4=B1=24mm ;\ 10.2) Arborele intermediar

Aborele intermediar face corp comun cu melcul si va fi executat din OLC45 Capatul arborelui intermediar se calculeaza cu relatia :


l1=28mm (seria scurta) Pe tronsonul 1 se monteaza roata cilindrica condusa prin intermediul unei pene paralele tip A 4X4X20 conform STAS 1005-71. d2=d+(3...5)mm=16+4=20mm; l2=B-2mm=15-2=13mm;

26

Pag.

Pe tronsonul 2 se monteaza un rulment radial axial cu bile 6204N conform STAS 7416/1-69

d3=d1+5mm=20+5=25mm; l3=5mm - se alege constructiv; Acest tronson reprezinta umarul pe care se sprijina rulmentul 6204N. d4=d1+(3...5)mm=20+3=23mm ; l4=10mm =l6 – se alege constructiv; d5=da3=52mm; l5=L=60mm ; Acest tronson reprezinta melcul d6= d4=.23mm ; l6=l4=10mm ;Pe acest tronson se monteaza 2 rulmenti radiali axiali cu bile pe un rand, in x, rulment 7304 avand dimensiunile : d=20mm ; D=52mm ; B=15mm ; a=12,5mm ; C=12,3kN ; C0=7,8kN ; d7=d2=20mm ; l7=2B-2=215-2=28mm ; d8=d7-3mm=20-3=17mm ; l8=2+2+lp=4+8=12mm ; Piulita canelata cu care se fixeaza rulmentii7304 este reprezentata in figura ,avnd dimensiunile : KME3 d=M17x1, D=28mm, D1=24mm, B=8mm, S=4mm, t=2mm.

27

Pag.

Piulita (de siguranta ) canelata este asigurata de saiba de siguranta MB3,reprezentata in figura .

Saiba MB3 STAS 5815-81 :d=17mm ; D=32mm ; g=1mm ; nd=11(numarul de dinti minimi)Capacul de fixare a rulmentilor 7304 este reprezentata in figura avand dimensiunile D=52mm ;

d=6mm ; ns=4 suruburi ;

D1=67mm ;

D2=82 mm;

D3=44,2mm ;

e=1,2d=1,26=7,2mm ;

m=5mm ;

10.3)Arborele de iesire

28

Pag.

Arborele de iesire va fi executat din otel aliat de inbunatatire 50VCr11=otel inalt aliat cu

0,5%C aliat cu V,Cr cu concentratie de 1,1% ; cu urmatoarele proprietati :

Duritatea HB=2700-2900N/mm2 ;

Solicitarea limita Flim=0,4HB+155=1315Mpa ;

Rezistenta la rupere rt=

d= = =20,35mm ; dSTAS=20mm ;

l=50mm -(seria lunga) ;

d1=d+(3....5)+4=20+4+4=28mm ;

l1=5mm ; ales constructiv ;

Pe acest tronson se monteaza roata melcata cu ajutorul unei pene tip A

d2=d+(3...5)mm=20+4=24mm ;

l2=39mm=b4 ;

Pe tronsonul 1 si 4 se monteaza un rulment 30305 conform STAS 3920/2-68.reprezentat

in figura si un element de etansare fara contact.

Elementul de etansare fara contact este reprezentat in figura avand

dimensiunile :

d=20mm ;

r=1,5mm ;

L=33,7mm -se alege constructiv ;

29

Pag.

d3=20mm=d ;

l3=l=60mm ;

Pe tronsonul 5 se monteaza capacul de fixare al rulmentului si manseta de etansare.

unde :-lS=15mm ; -lungimea de siguranta necesara pentru evitarea atingeri capacului

sau a capului surubului cu cuplajul de iesire ;

-lp=5mm ;-grosimea peretelui capacului in dreptul mansetei ;

-le=8mm ;-latima mansetei care se monteaza pe arbore ;

d4=d3-(3...5)mm=19mm ;

l4=ls+lp+le+(3...6)mm=25mm ;

Capacul rulmentului este reprezentat in fig ,avand dimensiunile constructive :

D=52mm ; e=1,2∙d=7,2mm

d=6mm ; m=5mm ;

nS=4 suruburi ; a=5mm ;

D1=D+2,5d=52+15=67mm ;

D2=D1+3d=67+16=83mm ;

D3=0,85∙D=44,2mm

Pentru etansarea capacului de arbore de la iesirea din reductor se folosete o manseta de

rotatie tip 1 cu buza de etansaredin amestec de caucuic 035052-1F STAS 7950/2-87

reprezentata in fig.

d5=d4+(3...5)=19-3=16mm ;

l5=50mm ; ales constructiv ;

Pe acest tronson se va monta cuplajul de iesire prin intermediul unei pene,pana

tipA4x4x36 STAS 1004-81/OL 60 STAS 500/2-80.

11)Calculul reactiumilor pe arbori

11.1) Calculul reactiunilor pe arborele de intrare :

Nr.crt.

Ft

Fa

Fa

Incercarea rezultanta cu sensul de infasurare pe dreapta a spirei si rotirea in sensul acelor de ceasornic

30

Pag.

IHI= =

=174,16N

VI1=

=52,97N

VI2=Fa1

=N

FrI=

=178,06N

IIHII= =174,16N VII1= 52,97N VII2=

=15,89N

FrII= ==187,2N

IIIHIII= =

=135,6N

VIII1=

=48,83NVIII2=Fa2 =

= N

FrIII=

=189,35N

IV HIV= =135,6N VIV1= =48,83N VIV2= =

=15,2N

FrIV=

=139,7N

Pentru pinion cilindricT12=H1=174,16N ;T23=-H2=-174,16N ;

M1=M3=0Nmm ;M2=H1 ∙ 31,1=5416,3Nmm ;

T12= -VI= - 52,97N ;T23= VII j=52,97N ;

M1=M3=0 ;

M2ST= - VII j ∙ 31,1= - 1647Nmm ;M2dr=M2st-Mt

Mt=Fa1 ∙

Mt=61,80 ∙ =

= 1452,3Nmm ;M2dv=-3099,66Nmm ;

Pentru roata cilindricaT12=H3=35,6N ;

T23=-H4=-135,6N ;

31

Pag.

M1=M3=0

M2= =11424,3Nmm ;

T12=-VIII1=-48,83N ;

T23=-VIV1=48,83N ;

M1=M3=0

M2st=

= -4113,92Nmm ;

M2 v=M2stg – Mt

Mt=

=3403,09Nmm ;

M2dv= -4113,92-3403,9=-7517,8Nmm

Calculul momentului de incovoiere rezultant la angrenajul cilindric.

- pentru pinion

Mîrez =

- pentru roata dintata

Mîrez =

Calculul momentului incovoietor echivalent

- pentru pinion

Mîech= =8932,03

- pentru roata

Mîech =

Calculul de verificare la solicitari compuse

- pentru pinion

32

Pag.

=42,93

- pentru roata

11.2) Calculul reactiuni pe arborele de iesire

Nv. lagar

Reazem Incercarea rezultantacu sensul de infasurare pe dreapta a spirei si rotirea in sensul acelor de ceasornic.

Fa Fr Ft

I

H1= =

2302,5N

VI1= =

845,8N VI2=Ft1

=78680,11=87,45N

FrI=

=2424,1N

II

HII2=

= 2302,5N VII1= =845,8NVII2=Ft1

=87,45N

FrII=

=2484,44N

III VIII2=Fa2 =

736,8 • 0,47= =350,85N

VIII1= =845,8NHIII2=

=2302,5N

FrIII=

=2594,8N

IV

VIV2=Fa2= =350,85

VIV1= =845,8HIV2= ==2302,5

FrIV= = 2355,09N

Pentru melc

V :

T12=HI=2302,5N ;

T23=-HII=-2302,5N ;

33

Pag.

M1=M3=0 ;

M2=HI∙84,25=193,985kN ;

Mt=Fa1∙ =4605∙ =92100=92,1kN ;

H : T12=-VI1=-845,8N ; T23=VII1=845,8N ;

M1=M2=0 ;

M2st= -VI1∙84,25= -845,8∙84,25=

M2st=71191,25=71,19kN ;

M2dr=M2st+Mt= -71,19+92,1=20,90kN ;

Pentru roata melcata :

H :

T12= -HIII2= -2302,5N ;

T23=HIV2=2302,5N ;

M1=M3=0 ;

M2st= -HIII2∙63= -2302,5∙63=145,057kN

M2dr=M2st+Mt ;

Mt=Ft1∙ =4605∙ =276,3kN ;

M2dr= -145,047+276,3=131,243kN ;

V :

T12= HIII2= 350,85N ;

T23= -HIV2= -350,85N ;

M1=M3=0 ;

34

Pag.

M2st= VIII2∙63=350,85∙63=22,103kN

M2dr=M2st+Mt ;

Mt=Ft2∙ =736,8 =44,208kN ;

M2dr=22,103+44,208=66,311kN ;

Calculul momentului incovoietor rezultant :

Mîrez=

pentru melc Mîrez= =12557,2Nmm;

pentu roata Mîrez= =14704,4Nmm;

Calculul momentului de incovoiere echivalent:

Mîech= ; =1;

pentru melc Mîech= =11256,2Nmm;

pentru roata Mîech= 19466,1Nmm;

Calculul diametrelor treptelor arborilor:

dI= = =12,55mm;

dII= = =15,27mm;

σaî=1,2∙0,15∙σr=1,2∙0,15∙330=59,4N/mm;

Verificare arborilor la solicitari compuse:

;

= ;

pentru melc σred= =55,45<σaîIII;

35

Pag.

pentru roata σred =41,13<σaîIII;

pentu melc σî=1,25∙0,15∙σr=1,25∙0,15∙330=61,87 N/mm2

pentru roata σî=1,1∙0,15∙σr=1,1∙0,15∙330=54,45N/mm2

12)Verificarea penelor

Asamblarea arborilor cu rotile dintate se face cu ajutorul penelor paraele

12.1)Arborele de intrare

Pana paralela A4x4x20 conform STAS 1005-71/OL60 STAS500/2-80

Principalele dimensiuni ale acestei pene sunt :

Inaltimea penei :b=4mm ;

Inaltimea penei :h=4mm ;

Lungimea penei :l=20mm ;

12.1.1) Verificarea penei la presiunea de contact :

MT1=6,93Nm

pa=700...1000dN/cm –presiune admisibila la contact ;

d=d1=12mm -diametrul arborelui

12.1.2) Verificarea penei la forfecare :

36

Pag.

ξef= N/mm2≤ξaf ;

ξaf=460daN/cm2=46N/mm2 pentru OL60 STAS 500/2-

80 ;

12.1.3) Verificarea la strivire :

σS= ;

;

12.2)Arborele intermediar

Pentru ca arborele intermediar si roata dintata 2 sa se inbine cat mai corect sa va lua

in calcul diametrul si lungimea tronsonului de arbore pentru care va avea loc inbinarea.

Pana paralela tip A5x5x28 STAS 1005-71/OL60 STAS500/2-80



Lungimea penei :l=28mm;


;

MT1=16,21Nm ;


d=d1=16mm -diametrul arborelui ;

;


ξef= N/mm2≤ξaf ;

ξaf=460daN/cm2=46N/mm2 pentru OL60 STAS 500/2-

80 ;

12.2.3) Verificarea la strivire

37

Pag.

σS= ;

;

12.3) Pentru arborele de iesire

Pana paralela tip A8x8x22 STAS 1005-71/OL60 STAS500/2-80



Lungimea penei :l=22mm;


;

MT3=330,68Nmm ;


d=26mm -diametrul arborelui ;

;


ξef= ≤ξaf

ξaf=460daN/cm2=46N/mm2 pentru OL60 STAS 500/2-80

12.2.3) Verificarea la strivire :

σS=

38

Documents

Calcul Reductor Conic