Proect de An la MOM

7/31/2019 Proect de An la MOM

1/23

ModCoala document. Semn. DataReductorcu angrenaj cilindric

Pag.

5

Cuprins

Introducere 3

1. Alegerea motorului i analiza cinematic a mecanismului 6

1.1.Determinarea puterii la arborele organului de lucru a mainii unelte 6

1.2.Determinarea randamentului mecanismului 6

1.3.Determinarea puterii necesare a motorului 7

1.4.Determinarea turaiei arborelui conductorului a mainei (trasportor) 7

1.5.Determinarea turaiei arborelui motorului. 7

1.6. Distribuirea raportului de transmitere ntre mecanismele simple. 8

1.6.1. Determinm raportul total de transmitere al mecanismului de acionare 8

1.6.2. Repartizarea raportului de transmisie ntre treptele mecanismului deacionare, 8

1.7. Determinarea turaiilor arborilor mecanismului. 8

1.8 Determinarea vitezelor unghiulare a arborilor mecanismelor. 8

2. Analiza sarcinilor n mecanism. 9

2.1 Determinarea puterilor aplicate la arborii mecanismului. 9

2.2 Determinarea momentelor de torsiune aplicate la arborii meanismului. 9

3. Calculul angrenajului cu roi conice dinate cu dini drepi a reductorului. 10

3.1. Alegerea materialelor pentru pinion i roat. 10

3.2.Calculul tensiunilor admisibile de contact a materialelor 11

3.3.Calculul tensiunilor admisibile la ncovoiere a materialelor 11


2/23


Pag.

5

3.4. Calculul diametrului mediu al pinionului reeind din aciunea tensiunilor de

contact. 12

3.5. Concretizarea numrului de transmiteri i a diametrelor exteriore. 13

3.6. Calculul forelor n angrenaj. 14

4.Calculul arborilor. 15

4.1. Predimensionarea arborilor i alegerea rulmenilor. Schiarea reductorului. 15

4.2 Determinarea fortelor n angrenaj 19

5. Calculul de verificare a penelor 20

6. Ungerea reductorului 22

7. Bibliografie 23

Introducere


3/23


Pag.

5

Elaborarea acestui proiect contribuie la consolidarea materiei teoretice a

bazelor proiectrii mainilor, conceperea mai profund a procesului calcul

proiectare executare a organelor de maini i acumularea cunotinelor

necesare pentru elaborarea proiectelor de curs la disciplinele de specialitate i

a celui de diplom.

Funcionarea oricrui reductor este nssoit de uzur, care este un

proces de modificare treptat a dimensiunilor i a formei pieselor la frecare.

Uzura poate avea loc, cnd ntre suprafeele de contact nimeresc

particole dure, care deterioreaz metalul.

Pentru funcionarea normal a mainii este necesar de asigurat un regim

stabil de temperatur, deoarece degajarea ambundent de cldur i

evacuarea proast a cldurii pot provoca defecte.

Cldura degajat nrutete calitatea lubrifianilor, fapt ce provoac

uzura.

Se numete reductor, mecanismul format din transmisii dinate saumelcate i servete pentru transmiterea relaiei de la arborele motorului la

arborele motorului la arborele mainii de lucru.

Reductorul este un mecanism care micoreaz viteza unghiular i

mrete momentul de rotaie n mecanismele cu aciune de la motorul electric

la maina de lucru.

Reductorul are menirea de a micora viteza i corespunztor de a mri

momentul relaiei a arborelui n comparaie cu cel condus.

Reductoarele se clasific dup:

tipul transmisiei;

dinate;


4/23


Pag.

5

melcate;

numrul de trepte ( cu o treapt, cu dou treapte, etc);

tipul roilor dinate ( cilindrice, conice, cilindro - conice);

aezarea arborilor reductorului n spaiu ( orizontal, vertical).

Angrenajele conice se refer la tipurile de angrenaj cu axe concurente.

Dezavantajele: randamentele mai sczute, gabarite mari.

Reductorul pe larg se ntrebuineaz n diferite ramuri ale industriei

constructoare de maini, de aceea exist i mai multe tipuri de maini.

Pentru a micora dimensiunile organelor de maini, n industria

constructoare de maini ntrebuineazmotoarele reductoarele ce constau

dintr-un agregat n care sunt unite motorul i reductorul.

Sarcina pentru proiectul de an


5/23


Pag.

5

De elaborat proiectul mecanismului de acionare a unui nec

Date iniiale pentru proiectare:

1. Fora de traciune Ft,(kN)=1.8;

2. Viteza de deplasare a materialului v,(m/s)=1.0;

3. Diametrul necului D=300 mm;

4. Durata de exploatare L=5 ani;

Elementele componente:

1. Motor electric;

2. Transmisie prin curea trapezoidal;

3. Reductor cu roi dinate cilindrice;

4. Transmisie cu roti conice;

5. nec.

Fig 1. Schemamecanismului de acionare a unui nec.

1.Alegerea motorului i analiza cinematic a mecanismului

1.1.Determinarea puterii la arborele organului de lucru a mainii unelte


6/23


Pag.

5

Conform efortului de traciune dat ( )KNFt i ( )KNV benzii transportorului, puterea

necesar ( )KNP3 la arborele de acionare se determin din relaia :

vFP t =3

kWvFP t 8.10.18.13 ===Puterea motorului va fi egal cu:

tot

m

PP

3=

1.2.Determinarea randamentului mecanismului.

Randamentul total al mecanismului de acionare mec se determin ca produsul

randamentelor unitilor componente :

rulredcontcurmec =

.

unde:

cur randamentul transmisiei prin curea ;

red randamentul reductorului ;

cont. randamentul transmisiei cu roti conice ;

rul randamentul rulmentului;

rulciltred

2

. =

Conform tabelului 2.1 [1] valorile randamentului sunt:96,0=cur ; 97,0.. =ciltr ; 96,0.. =cont ; 99,0=rul

867,099,096,095,096,0

950,099,097,02

==

==

mec

red

1.3.Determinarea puterii necesare a motorului .


7/23


Pag.

5

Puterea necesar a motorului:

KWP

PP

mot

mec

mot

08.2867.0

8.1

3

==

=

1.4.Determinarea turaiei arborelui conductorului a mainei (trasportor)

Cunoscnd diametrul tamburului ,D(mm) i viteza de deplasare a venzii v, turaia

arborelui de acionare ( )min/3 rotn se determin din relaia:

D

vn

=

3

3

1060

unde: V viteza benzii transportorului ,m/s

( )min/7.6330014.3

0.11060 3

3 rotn =

= ;

Conform tabelului 17.8[1] alegem motorul electric asincronic de tip 4A 100S4/1410

1.5.Determinarea turaiei arborelui motorului.

Turaia arborelui motorului nmot(rot/min) se determin ca produsul dintre turaiaarborelui de acionare i raportul de transmitere al mecanismului:

nmot=n3i mec

Pnom= 3.0 kW, nnom = 1410 rot/min.

1.6.Distribuirea raportului de transmitere ntre mecanismelesimple.

1.6.1. Determinm raportul total de transmitere al mecanismului de acionare

14.227.63

1410

3

===n

nu nomtot

1.6.2. Repartizarea raportului de transmisie ntre treptele mecanismului de acionare,

n aa fel ca:

Pentru reductor alegem: u2 = 4;

Pentru transmisia prin curea: u1= 3


8/23


Pag.

5

Pentru transmisia cu angrenaj conic: u3 = 85.134

14.22

12

=

=

uu

utot

1.7.Determinarea turaiilor arborilor mecanismului.

nmot=nnom =1410 rot/min

nmot turia arborelui motorului.

Turaiiile arborilor se determin din relaiile:

nnom =1410 (rot/min)

n1 = nmot/u1=1410 / 3 = 470.0 (rot/min)

n2 = n1/u2=470,0 / 4 = 117.5 (rot/min)

n3 = n2 /u3=117.5 / 1.85 = 63.6 (rot/min)

1.8Determinarea vitezelor unghiulare a arborilor mecanismelor.

Wmot= )/(65.14730141014.3

30srad

nmot =

=

W1 = )/(2.4930

47014.3

30

1 sradn

=

=

W2= )/(3.1230

5.11714.3

302

sradn

=

=

W3= )/(66.630

6.6314.3

303

sradn

=

=


9/23


Pag.

5

2. Analiza sarcinilor n mecanism.

2.1 Determinarea puterilor aplicate la arborii mecanismului.

Puterile se determin din urmtoarele relaii:

Pm = 2.08 kW;

P1 = Pmot .c= 2.08 0.96 = 2.0 kW

P2 = P1 tr.cil. 2rul = 2.0 0.97 0.992 = 1.9 kW ;

P3 = P2. lan rul= 1.9 0.96 0.99 = 1.8 kW ;

2.2 Determinarea momentelor de torsiuneaplicate la arborii meanismului.

Tnom= 1.1465.1471008.210P 33nom =

=

nomW(Nm) ;

T1= 7.402.49100.210P 3

1

31 =

=

W

(Nm) ;

T2= 5.1543.12109.110P 3

2

32 =

=

W

(Nm) ;

T3= 0.27066.6108.110P 3

3

33 =

=

W

(Nm) ;

Pentru comoditate introducem tabelul :

Parametrii

Arborii

n,

min

rot W, rad/s P, kW T, (Nm)

Motor 1410 147.65 2.08 14.1

1 470 49.2 2.0 40.7

2 117.5 12.3 1.9 154.5

3 63.6 6.66 1.8 270.0


10/23


Pag.

5

3. Calculul angrenajului cilindric cu dini drepi a reductorului.

3.1. Alegerea materialelor pentru pinion i roat.

Conform tabelului 5.1.acceptm pentru executarea roilor dinate oel 45 pentru

pinion i roat cu urmtoarele caracteristici: r= 750MPa; c = 450MPa; s 100;HB = 269 ... 302;

Pentru roata dinat 270HB;

Pentru pinion 300 HB.

3.2.Calculul tensiunilor admisibile de contact a materialelor (pinion i roat

dinat)

Tensiunea admisibil la presiunea de contact pentru calculul la oboseal poate fi

determinat din relaia :

VRN

H

bH ZZZS

== lim

unde:

bHlim rezistena limit la presiunea de contact ,MPa

NS coificientul de siguran la presiunea de contact

NZ factorul de durabilitate

RZ factorul rugozitii flancurilor

VZ factorul de vitezConform tabelului 5.2: Hlimb=1,8 HB+70

( ) MPaHBp bH 610703008.1708.1lim =+=+=

( ) MPaHBr bH 556702708.1708.1lim =+=+=


11/23


Pag.

5

H= 0,45(H1 + H2) =524,7 MPa;

( ) ( )MPapHP 52795,011,1610

==

( ) ( )MParHP 48095,011,1556

==

3.3.Calculul tensiunilor admisibile la ncovoiere a materialelor: pinion i roat.

Tensiunea admisibil la ncovoiere n calculul de oboseal poate fi determinat de

relaia:

FP=(Flimb/SF)YR YN

unde :

Flimb tensiunea limit la ncovoiere;

SF coieficientul de siguran la ncovoiere;

YR factorul de rugozidate;

YN factorul de durabilitate.

Din tabelul 5.3[1]: Flimb=1.75 HB;

( ) MPap bF 52530075.1lim ==

( ) MPar bF 5,47227075.1lim ==

Pentru roile dinate din semifabricate SF=1,7...2,2. Acceptm SF=2.

La obinerea danturii prin frezare sau rectificare YR=1.

( ) MPapFP 5.2622

525==

( ) MParFP 25.2362

5.472==


12/23


Pag.

5

3.4. Calculul diametrului mediu al pinionului reeind din aciunea tensiunilor de

contact.

Diametrul mediu de divizare al pinionului se determin din relaia:

aw=Kd(u+1)( )

322

2

HPbd

H

u

KT

2T - momentul de torsiune;

HK - coeficientul repartiiei longitudinale a sarcinii;

ba - factorul de lime al roii raportat la diametru, 315.04.0...25.0 =ba ;

Pentru angrenaje cu dini drepi Kd=490(MPa)1/3.

Din fig. 5.3[1]: kH=1.03.

( )( )

.0.119315.07.5244

03,15.15414490a 3

22wmm=

+=

Acceptm aw=125mm.

Determinm modulul angrenajului:

m = (0,01...0,02) aw;

m = (0,01...0,02) 125 = 1,25...2.5; Acceptm: m = 2.

Determinm diametrile pinionlui i a roii dinate i numrul lor de dini:

;505

250

14

1252

1

21 mm

u

adw ==

+

=

+=

;542250211 mmmdd Wa =+=+=

;4525.2505.211 mmmddf ===

;200450112 mmudd WW ===

;20422200222 mmmdda =+=+=


13/23


Pag.

5

;19525.22005.222 mmmdd f ===

z1= ( ) ( )( );25

10

250

142

1252

1

2dini

um

a==

+

=+ ;

z2=z1 u1 = 25 4 = 100.

Determinm limea roii dinate i a pinionului:

bw2 = ba a = 0,315 125 = 40 mm;

bw1 = bw2 +(4...5) = 44 mm;

3.5. Concretizarea raportului de transmitere i a diametrelor exteriore.

Determinm ired real: u= ;425100

1

2 ==z

z

Porecizm dimensiunile roilor dinate:

Diametrele de divizare:

d1= mte z1=2 25 = 50mm;

d2= mte z2=2 100 = 200mm;

Diametrile exterioare i interioare:

da1= mmmd te 54225021 =+=+

da2= mmmd te 2042220022 =+=+

df1=d1-2,5mte= 50 - 2,5 2 = 45mm ;

df2=d2 - 2,5mte = 200 - 2,5 2 = 195mm ;

Distana dintre axe:

aw= ;125220050

221 mm

dd=

+=

+


14/23


Pag.

5

3.6. Calculul forelor n angrenaj.

Fora tangenial a roii este egal cu:

Ft1=Ft2=2T2/d2 = ;1545200

105.1542 3N=

Viteza periferic

smnd

v /,100060

11

=

smv /23.1100060

4705014,3=

=

Conform tab.5.8[1] acceptm clasa de precizie 8.

4.Calculul arborilor

4.1. Predimensionarea arborilor i alegerea rulmenilor. Schiarea

reductorului.

Din tab. 9.1.[1] acceptm pentru arbore oel 45 cu duroitatea HB=270:

r=900Mpa

c=300 MPa

c=390 MPa

-1=380 MPa

-1=230 MPa

=0,1 MPa

=0,05 MPa

Predimensionarea arborilor se efectuiaz pe baza calculului de rezisten numai la

rsucire, iar neglijarea ncovoierii se compenseaz prin micorarea corespunutoare a

rezistenei admisibile.

[ ] [ ],16

10 33

dWT H ==


15/23


Pag.

5

de aici:[ ]

,1016 33

3

TCT

d =

=

unde[ ]

,106.1

3

4

=C

Atunci cnd tensiunea admisibil la rsucire [ ] 25...10= , coeficirntul C = 6...8.

n acest sens pentru:

;2.0

3

=

Td

unde : T momentul de rsucire, ;mN

I arbore:

;7.25122.0

10*7.40

2.03

3

3 11 mm

Td =

=

=

Acceptm d = 28mm sub cuplaj

dr= d+2t = 35mm sub rulment

II arbore:

;2.37152.0

10*5.154

2.03

3

3 22 mm

Td =

=

=

Acceptm d = 40mm sub roata dinat.

dr = d2+2t = 45mm sub rulment

Elaborm construicia arborelui:


16/23


Pag.

5

Fig.2 .Schia arborelui condus

Diametrul arborelui sub rulmeni se determin cu relaia dr=d+2t;

Unde t nlimea umruuli de sprijin.

,4.322.22282`11 mmtddr =+=+= acceptm =1rd 35mm.

,4.442.2240222 mmtddr =+=+= acceptm =2rd 45mm.

Conform recomandrilor de la pagina 118[1] avnd diametrul suprafeei de ajustaj

alegem:

dfr1= dr1 + 3r = 35 + 32 = 41mm, acceptm dfr1=40mm,

dfr2= dr2 + 3r = 45+32.5=52.5mm, acceptm dfr2=52mm,

dfrd1= dfr1+4f = 40+41=44mm,

dfrd2= dfr2+4f = 52+41,2=56,8mm, acceptm dfrd2 = 58mm.

Alegerea rulmenilor:

n prealabil acceptm rulmeni radiali cu bile pe un rnd, din seria uoar.

Pentru I arbore: Pentru al II-lea arbore:

Nr. 207 nr. 209

d = 35mm; d = 45mm;

D = 72mm; D = 85mm;


17/23


Pag.

5

B = 17mm; B = 19mm;

r = 2.0mm; r = 2,0mm;

Cr = 25,5kN; Cr = 33,2kN;

Cor= 13,7kN; Cor = 18,6kN;

Carcasa reductorului

1) determinm grosimea peretelui corpului reductorului i a capacului cu rel. 13.1[1]:

0.45.15412.112.1 44 22 === T , acceptm 2 = 6mm,

1 = 0,92=0,96=5,4mm; 1 = 5mm.

2) determinm diametrul uruburilor pentru de plac sau cadre:

.12,12,4.55.154

,12

3

32

Mmmdacceptcmmd

mmTd

ff

f

===

=

3) determinm diametrul uruburilor:

;1025.1 3 2 = Td

,7.65.15425.1 3 mmd == acceptm d=10mm, M10.

4) diametrul tiftului:

( ).8

;8.0...7.0mmd

dd

st

st

==

a1 = 8...10 mm, a1 =10 mm,

a2 = 2...3 mm, a2 =3 mm,

a5 = (1,2...2)a4,


18/23


Pag.

5

b0 = 4a1 = 40 mm,

h = 0,5=0,56 = 3 mm,

k = 3d = 310 = 30mm,

c = 0,5k = 0,530 = 15mm.

4.2. Determinarea fortelor in angrenaj

Arborele conductor:

;15452.0

5.15422

2

21 N

d

TFt =

==

;562364.01545200

11NtgFF tr ===

;281

;010050

;0

1

NR

RF

M

B

Br

A

==

=

;281

;0

;0

1

NRR

RFR

F

BA

BrA

y

==

=+

=

;5.772

;010050

;0

1

1

11

NR

RF

M

B

Bt

A

==

=

;5.772

;0

;0

11

1

1

1

NRR

RFR

F

BA

BtA

y

==

=+

=

50 50

Fr1

Ft1

40,7 N m

R1A=772,5 N

R1B=772,5 N

Ft1=1545 N

38,6 N m

RA=281 N

Fr1

=562 N

RB=281 N

14,1 N m


19/23


Pag.

5

;60

10

60

10 66p

e

hF

c

nL

nL

==

( )

.2844801050

25500

47060

10

;1050125.184011

;840772281

;

36

22122

hL

NF

NRRF

kkyRaxvFF

h

e

AAr

tsre

=

=

==

=+=+=

+=

Arborele condus:

;15452.0

5.15422

2

22 N

d

TFt =

==

;562364.0154520022 NtgFF tr ===

;281

;010050

;0

2

NR

RF

M

B

Br

A

==

=

;281

;0

;0

2

NRR

RFR

F

BA

BrA

y

==

=+

=

;5.772

;010050

;0

1

2

11

NR

RF

M

B

Bt

A

==

=

;5.772

;0

;0

11

1

2

1

NRR

RFR

F

BA

BtA

y

==

=+

=

50 50

Fr2

Ft2

154,5 N m

R1A=772,5 N

R1B=772,5 N

Ft2=1545 N

38,6 N m

RA=281 N

Fr2=562 N

RB=281 N

14,1 Nm


20/23


Pag.

5

;60

10

60

10 66p

e

hF

c

nL

nL

==

( )

.1051.21050

33200

5.11760

10

;1050125.184011

;8405.772281

;

6

36

22122

hL

NF

NRRF

kkyRaxvFF

h

e

AAr

tsre

=

=

==

=+=+=

+=

5.Calculul de verificare a penelor

Penele prismatice ce se folosesc n reductoarele proiectate se calculeaz la

strivire:

Arborele 1 d=28 mm

Pan b*h=8*7 t1=4.0mm, t2=3.3mm

Calculam lungimea de lucru a penei:

ll=2T1/d1(h- t1) st=2*40,7*103/28*(7-4)*110=13.1 mm

unde: b,h,t- dimensiuni standartizate de strivire

st =110 190 Mpa

Lungimea penei l= ll+b=13.1+10=23.1 mm

Acceptam l=32mm.

Arborele 2 d=50mm

Pan b*h=14*9 t1=5.5mm, t2=3.8mm

Calculam lungimea de lucru a penei:

ll=2T1/d1(h- t1) st=2*154,5*103/50*(9-5.5)*150=19.6 mm



21/23


Pag.

5

Acceptam l=36mm.

Arborele 21 d=40mm

Pan b*h=12*9 t1=5.5mm, t2=3.8mm

Calculam lungimea de lucru a penei:ll=2T1/d1(h- t1) st=2*154,5*103/40*(9-5,5)*150=28.6 mm


Acceptam l=45mm.

Alegerea uleiului i a sistemului de ungere.

Penrtu a micora pierderile de putere la frecare i ncovoierea mbtrnirii intensive

a suprafeelor ce se afl n frecare trebuie s avem un sistem bun de ungere . alegerea

uleiului se face n raport cu viteza circular a pinionului care se calculeaz dup

formula:

V=W* d1/2=49,2(0,05/2)=1,23 m/s.

Tensiunea admisibil de contact la oboseal este [p].

Alegem marca uleiului: --A-68.

La reductoarele cilindrice se admite ca roata s fie scufundat n ulei n ntregimea

dintelui.

h4 min = 2m = 4 mm;

hmax = 0,25d1 =12,5 mm;

alegem h4 = 10mm.


22/23


Pag.

5

6. Ungerea reductorului.

Pentru micorarea pierderilro la frecare i a intensitii uzrii suprafeelor n contact, de

asemenea pentru protejare lor contra griprii i coroziunii i pentru evacuarea mai

eficient a cldurioi din uona frecrii, trebuie asigurat o ungere eficient.

Metoda de ungere prin barbotare n baia de ulei este utilizat la o vitez a roilor

dinate de la 0,3 pn la 12,5m/s. la vitze mai mari uleiul se arunc de pe dini de ctre

forele centrifugale, iar pierderile la amestecarea uleiului se mresc considerabil.

Alegerea tipului lubreviantului se bazeaz pe experiana de exploatare a mainilor.

Cu ct sunt mai nalte tensiunile n contact, cu att mai nalt trebuie s fie viscozitatea

uleiului.

Viscozitatea uleiului se va micora odat cu creterea vitezei periferice. v=1,23 m/s

i tensiunea n contact H=525MPa, alegem din tab.14,1[1] uleiul industrial --A-68.

La reductorul conic roata cnic se cufund n baia de ulei la lungimea dintelui.

La funcionarea transmisiei lubrifiantului cu timpul se va impurifica cu produsele

uzriiangrenajelor. Pe parcursul timpului lubrifiantului se nvechete i i pierde

capacitatea de ungere. De aceea, periodic lubrifiantului este noit. Pentru aceasta n


23/23

corp este prevzut un orificiu pentru evacuarea uleiului, care se nchide cu un dop

cilindric fig.14.8,a.

Dimensiunile dopului la lum din tab.14.4[1].

Dopul cilindric necesit instalarea unei garnituri.

Pebtru controlul nivelului uleiului n corp este montat un indicator cu tub, fig.14.9.Rulmenii se ung cu acelasi ulei ca i elementele transmisiei. Rulmenii la care este

imposibil aducerea uleiului se ung cu unsoare consistent.

n acest caz rulmentul se nchide din interior cu un inel de refulare al uleiului.

Uleiul trebuie s fie schimbat peste 1000h. Cantitatea de ulei se alege dup putarea

reductorului (0,4...0,8) l/kw.

7. Bibliografie.

1. Bostan I., Opera A. Bazele proiectrii mainilor. ndrumar de proiectare,

Chisinu, 2000.

2. Dunaev P.F. Detali main. Kursavoie proiectirovanie, Moscva, 1991.

3. Ivanov M.N. Detali main. Moscova, 1975.

4. eiblit, Kursavoie proiectirovanie detalei main, 1991.

Documents

Proect de An la MOM