1.Tem proiectS se proiecteze un reductor cilindric cu dini nclinai care acioneaz un utilaj innd cont de urmtoarele date:

Puterea motorului electric: P=3kw Raportul de transmisie al reductorului: i=4 Turaia arborelui de intrare n reductor: ni=750 rot./min

1

2. Introducere

Ridicarea indicilor de calitate i exploatare ,limitarea timpului de producere i introducerea mainilor noi,ridicarea nivelului de siguran i duratei lungi de funcionare - problemele de baz a constructorilor de maini. Cerinele de baz ctre o main sunt : productivitate nalt sigurana tehnologie gabarite i masa redus economicitate esteticul tehnic Mari posibilliti pentru perfecionarea muncii constructurilor d ntrebuinarea larg a mainilor electronice de calcul, care automatizeaz partea proiectrii. Una din scopurile de baz industriei constructoare de maini este ridicarea calitii i permitivitii uneltelor construcii de maini.

3.Memoriu tehnic3.1.Consideratii teoretice

3.1.1. Definitie: Reductoarele servesc la micsorarea numarului de turatii si la cresterea momentelor de torsiune. Reductoarele de uz general sunt nominalizate n STAS 6055 68 iar STAS 6848 68 prevede caracteristicile si simbolurile. Reductoarele fac parte din marea categorie a transmisiilor mecanice si servesc la reducerea (micsorarea)numarului de turatii si la marirea (cresterea) momentului de torsiune.

2

3.2. Elemente componente:3.2.1. Elemente componente principale: carcasa; angrenajele; arborii si lagarele; 3.2.1.1.Carcasa se executa n general din fonta rin turnare. Este prevazuta cu nervuri care au urmatoarele scopuri: mareste rigiditatea ansamblului, reduc zgomotul si vibratiile, mareste suprafata de racire a reductorului. Aspectul estetic este la fel de importanta ca si conditia de functionare. De aceea se recomanda ca forma carcasei sa fie corespunzator att din punct de vedere tehnologic ct si functional. La carcasele executate prin turnare se impune respectarea conditiilor legate de tehnologia turnarii si de economia prelucrarii: - respectarea unei grosimi ct mai uniforme a peretilor, asigurarea unei grosimi minime impuse de fluiditatea materialului turnat si de precizia de realizare - evitarea aglomerarii de material si utilizarea n schimb a nervurilor de rigiditate a carcaselor - trecerea treptata de la o sectiune de grosime mai mare la alta cu grosimi mai reduse pentru diminuarea tensiunilor interne - asigurarea de raze de racordare suficient de mari - la adoptarea formei constructive a carcasei trebuie sa se aiba n vedere usurinta montajului si ntretinerii n timpul exploatarii La carcasele executate prin sudare se impun de asemenea o serie de conditii legate de particularitatea tehnologiei de sudare: - utilizarea de materiale cu sudabilitate buna - forma constructiva a carcasei sa permita posibilitatea de automatizare a sudurii si accesibilitatii pentru executia cordoanelor de sudura. Se vor mai asigura: - un orificiu de vizitare care sa permita observare danturii tuturor rotilor - un dop de aerisire care are rolul de a nu se forma suprapresiuni datorita ncalzirii n interiorul reductorului - tija de control a nivelului uleiului - un orificiu cu dop filetat pentru evacuarea uleiului - inele pentru manipularea reductorului. 3.2.1.2. Angrenajele constituie partea functionala principala a unui reductor. Angrenajul este mecanismul format din dou roi dinate, care transmite prin intermediul dinilor aflai succesiv i continuu n contact (angrenare) micarea de rotaie i momentul de torsiune ntre cei doi arbori. Angrenajele au o larg utilizare n transmisiile mecanice, datorit avantajelor pe care le prezint: raport de transmitere constant; siguran n exploatare; durabilitate 3

ridicat; randament ridicat; gabarit redus; posibilitatea utilizrii pentru un domeniu larg de puteri, viteze i rapoarte de transmitere. Ca dezavantaje, se pot meniona: precizii mari de execuie i montaj; tehnologie complicat; zgomot i vibraii n funcionare. Clasificarea angrenajelor se realizeaz dup cum urmeaz: dup poziia relativ a axelor de rotaie: angrenaje cu axe paralele; angrenaje cu axe concurente; angrenaje cu axe ncruciate; dup forma roilor componente: angrenaje cilindrice; angrenaje conice; angrenaje hiperboloidale (elicoidale; melcate; hipoide); dup tipul angrenrii: angrenaje exterioare; angrenaje interiorare; dup direcia dinilor: angrenaje cu dantur dreapt; angrenaje cu dantur nclinat; angrenaje cu dantur curb; angrenaje cu dantur n V; dup forma profilului dinilor: profil evolventic; profil cicloidal; profil n arc de cerc; dup posibilitile de micare a axelor roilor: cu axe fixe; cu axe mobile (planetare).

3.2.1.3. Arborii pe care sunt fixate angrenajele sunt arbori dreptii. Ei sunt proiectatii ct mai scurt pentru a avea o rigiditate ct mai mare care este foarte importanta n functionare si a asigura o constructie compacta a reductoarelor. Orice reductor are un arbore de intrare si un arbore de iesire. La reductoarele cu mai multe trepte exista si arbori intermediarii. Arborii pot fii verticali sau orizontali n functie de tipul si pozitia relativa a angrenajelor, locul de utilizare a reductorului. Exista constructii de reductoare cu doua capete de cuplare la iesire sau cu iesire pe arbori intermediari. 3.2.1.4. Lagarele sunt n marea majoritate a cazurilor cu rulmentii. Tipul si marimea rulmentilor vor fi n functie de valoarea si sensul fortelor ce solicita arborii, tipul constructiei alese. 3.2.1.5.Roile dinate cilindrice, conice i roata melcat sunt montate pe arbore pe baza unor recomandri, prin intermediul unor pene paralele i fixate axial cu ajutorul umerilor executai pe arbori, cu buce distaniere. n cazul cnd se execut din materiale deficitare se recomand executarea roii din dou materiale. 3.2.2 Elemente auxiliare strict necesare pentru o bun funcionare i anume: Elementele de etanare Dispozitivele de ungere Capacele Indicatorul nivelului de ulei 3.2.2.1.Elementele de etanare utilizate mai frecvent n cazul reductoarelor sunt manetele de rotaie cu buz de etanare i inelele de psl.

4

3.2.2.2.Dispozitivele de ungere sunt necesare pentru asigurarea ungerii cu ulei sau unsoare consistent a rulmenilor, uneori chiar a angrenajelor cnd nici una din roile dinate nu ajunge n baia de ulei. Conducerea lubrifiantului la locul de ungere se realizeaz folosind diverse construcii de dispozitive de ungere( canale de ungere, ungtoare, roi de ungere, inele de ungere, lan de ungere). 3.2.2.3.Capacele servesc la fixarea i reglarea jocurilor din rulmeni, la asigurarea etanrii, fiind prinse n peretele reductorului cu ajutorul unor uruburi. 3.2.2.4. Indicatorul nivelului de ulei din reductor, n cele mai multe cazuri, este executat sub forma unei tije pe care sunt marcate nivelul maxim, respectiv minim al uleiului, sau sub forma unor vizoare montate pe corpul reductorului. Exist i indicatoare care funcioneaz pe principiul vaselor comunicante, realizate pe baza unui tub transparent care comunic cu baia de ulei.

3.3.Materiale utilizate pentru execuia roilor dinate3.3.1.Oeluri .Roile dinate se pot executa dintr-o gam foarte larg de materiale.n primul rnd se folosesc oelurile de nbunatire dinte care oelurile carbon cu 0,4 0,6% C i oelurile cu 0,35 0,45% C slab aliate cu Mn , Cr , Cr-Mo , Cr-Ni sau Cr-Ni-Mo. Oelurile nealiate i cele aliate cu Cr , Cr-Mo , Cr-Ni , se utilizeaz simplu mbuntite, uneori , aplicndu-se o clire superficial, iar la cele aliate cu Cr-Mo , CrNi , o eventual ceanurare.Oelurile Cr-Ni-Mo se preteaz ,cu deosebire la roi dinate cu modul mare.O situaie special ocup oelurile de nitrurare destinate fabricaiei de roi dinate cu regim de lucru deosebit de greu ( funcionare la temperaturi pana la 200 -250 C ). 3.3.2.Fonte. Fontele sunt folosite la angrenaje cu funcionare lent, roi de schimb care funcioneaz rar etc. Cnd se cer condiii de sileniozitate severe se pot folosii fontele cenuii obinuite cu grafit lamelar. 3.3.3.Materialele neferoase. Materialele neferoase se folosesc la angenajele melcilor n special pentru roata melcat . Se folosesc n general bronzuri care au proprieti antifriciune superioare, rezisten mare la coroziune i se prelucreaz uor. 3.3.4.Materiale nemetalice.Pentru nlocuirea metalelor se folosesc n ultimul timp materialele plastice de tipul textolitului , lignofolului, poliesterilor, poliamidei.Acestea pot fi utilizate la temperature de 80-100 C i n condiii n care lipsete umiditatea , deoarece sunt higroscopice i i modific dimensiunile n urma absoriei de ap sau ulei.

5

3.4 Norme de protectie a muncii.Pentru sigurana desfurrii procesului de lucru cu acest dispozitiv trebuie s se respecte urtoarele reguli de protectie a muncii : trebuie respectate regulile de protecie a muncii din atelierul de producie; la apariia unei defeciuni se va retrage dispozitivul din lucru i se va nlocui piesa defect; trebuie respectate ntocmai regulile de ntreinere a dispozitivului; de este de preferat ca muchile i colurile s fie teite pentru a diminua riscul unor accidente; este preferat ca elementele mecanisului s se vopseasc pentru a nu ruginii.

6

4.Variante constructive4.1.Descrierea variantelorVarianta 1: Este prezentat un reductor cu dinti inclinati, cu o singura treapta de reducere. Este o varianta simpla usor de realizat avand un gabarit redus. Pentru aceasta varianta se pot folosi si roti cu dinti drepti.

Reductor cilindric cu dini nclinai cu o treapt [1]Varianta 2: Este tot un reductor cu putere de transmitere mare cu gabarit mare. Rezemarea arborilor se face pe o pereche de rulmenti radiali-axiali cu role conice pentru roata condusa

Reductor cilindric cu dini drepi cu o treapt [1]Varianta 3: Varianta prezentata in fig. 5 este o varianta mai robusta, cu un gabarit mai mare fiind un reductor pentru puteri de transmitere mare. Sprijinirea arborilor se face pe rulmenti radial-axiali cu role conice, deci se pot monta si roti dintate cu dinti drepti

7

.

Reductor cilindric cu dini nclinai cu o treapt [1]

4.2. Alegerea variantei aleseSe alege varianta 3 Varianta 3 prezentat se caracterizeaz prin urmtoarele aspecte constructive: arborele de intrare se sprijin pe lagre cu rulmeni radiali arborele de intrare 1 i arborele de ieire 2 sunt etanai prin montarea manetelor de rotaie n capace; ungerea roilor dinate i a lagrelor se asigur cu ulei prin barbotare asamblarea carcasei se realizeaz uruburi, centrarea lor fiind asigurata cu tifturi de centrare; controlul uleiului se face cu ajutorul unei joje.

5.Memoriul justificativ de calcul5.1.Alegerea valorii medii ale randamentelor

8

m = l2 a c

l = 0.993 randamentul lagarelor [1] a = 0.97 randamentul angranajului [1] c = 0.94 randamentul transimisiei prin curele [1]

m = 0.899

5.2.Calculul momentelor de torsiune pe arbori. 30 106 P T1 = T1 = 38197 .16 momentul de torsiune pe arborele de intrare n T2 = T1 m i12 T2 = 137494 .497 momentul de torsiune pe arborele de iesire 5.3. Calculul puterilor pe arbori. P2 = P P2 = 2.735 [ KW ] puterea arborelui de iesire

5.4. Calculul turatie arborilor reductorului. n n2 = n2 = 250 [rot / min] turatie arborelui 2 i12 5.5.Factori. 5.5.1.Factorul b/m b m =15 [4] tab.2.8 n 5.5.2.Factorul zonei de contact ZH=2.45 [4] fig.2.57 5.5.3.Factorul de material N Z H = 190 [4] tab.2.9 mm 2 Se aleg aceste valori deoarece am ales ca material 40 Cr10

5.6.Factorul nclinrii dinilor.Z = cos Z =0,46384

cos =200

9

5.7.Presiunea de contact admisibil. H lim Z NT Z L ZV Z R Z W Z X S H lim SHlim=1,15 [4] H lim =900 N/mm2 [4] tab.2.4 Z L = 1; ZV = 1; Z R = 1; ZW = 1; Z X = 1; Z NT = 1; [4] HP =782,602

HP =

5.8.Alegerea numarului de dini. Se alege z1=17 pentru ca sa nu apara interferenta z2= z1 i12 =68 5.9.Modulul angrenajului.T cos 2 u + 1 Z H Z E Z 3 .6 1 mn= 3 HP b 2 u m z1 n 2

mn=2.13869 se alege din STAS 822-82 m=2 5.10.Distana ntre axe.mSTAS z1 + z 2 cos 2 awSTAS=90

a=

a=90.455 mm

5.11.Modulul n seciune frontal. mt= mn cos mt=2,1283

5.12.Unghiul normal al cremalierei din seciune frontal. tg ot= tg on =0,3773 cos

on=20 5.13.Diametrele de divizare.

10

mn z1 cos mn z2 d2= cos d1=

d1=36,1821 mm d2=102,1613

5.14.Raportul de angrenare. U= z2 z1 u=4

5.15.Unghiul de angrenare frontal. cos t aSTAS cos wt=0,9444 cos wt= tan t= tan t=19,18891 a

wt=21,17138

cos tan t=0,38732

inv wt=tan wt- wt=0,017789 inv t=tan t- t=0,01391 5.16.Suma deplasarii specifice. x1+x2=( inv wt- inv t) x1+x2=0.45294 z1 + z 2 2 tan

5.17.Coeficientul de deplasare a profilului in sectiune frontala. xt1 = x1 cos xt 2 =x2 cos xt1=0.730 xt2=1.64

5.18.Numerele de dinti ale rotilor dintate cilindrice cu dinti drepti echivalente. zn1= z1 cos 3 zn1=20.48785

11

zn2=

z2 cos 3

zn2=81.9514

5.19.Deplasarea specifica la roata motoare 1. z lg n 2 z x +x x +x n1 x1= 1 2 + 0.5 1 2 2 2 z n1 z n 2 lg 100 x1=0.24574 5.20.Deplasarea specifica la roata condusa 2. x2 = ( x1 + x2 ) x1 x2=0.207195

5.21.Coeficientul de scurtare a inaltimii dintelui. k = ( x1 + x2 ) k=0.104506 5.22.Verificarea rotilor dintate la interferenta de subtaiere. zmin1 = 2 cos ha x1 sin 2 z1 + z2 cos cos wt 2 cos cos wt

(

) )

z min1 = 12.1188 z1 > zmin1 conditie indeplinita

zmin 2 =

2 cos ha x2 sin 2

(

z min 2 = 12.7381 z 2 > zmin 2 conditie indeplinita

5.23.Diametre. 5.23.1.Diametrele cercurilor de cap z d a1 = mn 1 + 2 x1 + 2 ha 2 k cos z d a 2 = mn 2 + 2 x2 + 2 ha 2 k cos d a1 = 40 mm

d a 2 = 149 mm

12

5.23.2. Diametrele cercurilor de picior. z d f 1 = mn 1 + 2 x1 2 ha 2 c cos z d f 2 = mn 2 + 2 x2 2 ha 2 c cos d f 1 = 32.16 mm

d f 2 = 140 mm

5.23.3 Diametrele cercurilor de rostogolire. cos mn z1 cos cos wt cos mn z2 cos cos wt d w 2 = 145.84 mm

d w1 =

d w1 = 36.49 mm

d w2 =

5.23.4. Diametrele cercurilor de baza. d b1 = d w1 cos wt d b 2 = d w 2 cos wt 5.24.Inaltimea dintelui. h = mn 2 ha + c k

d b1 = 33.99 mm d b 2 = 146.99 mm

(

)b2 = 31.5 [ mm] b1 = 33.5 [ mm]

h=4.79 mm

5.25. Latimea rotilor b2 = a awSTAS = 0.35 90 b1 = b2 + 1 m = 31.5 + 2

a = factorul latimii danturii [4] a = 0.35 [4]

5.26.Arcele dintilor pe cercurile de divizare

13

m 2 m x1 tg S1 = 4.247 mm 2 m S2 = 2 m x2 tg S 2 = 9.542 mm 2S1 = 5.27.Gradul de acoperire ra22 rb22 + ra21 rb2 a sin 1 = = 1.325 > 1 conditie indeplinita m cos 5.28.Pasul pe cercul de divizare p = m p = 6.283 [mm]

5.29. Lungimea peste dinti WN1 = m [ ( N1 0.5) + 2 x1 tg 0 + z1 inv 0 ] cos 0 WN1 = 11.874 z1 + 0.5 9 WN 2 = m [ ( N 2 0.5) + 2 x2 tg 0 + z2 inv 0 ] cos 0 WN 2 = 46.615 N1 = z2 + 0.5 9 5.30.Verificarea gradului de acoperire a profilului N2 =

1 =

d a21 d b21 2 m cos 20 02 d a1 d b21 2 m cos 20 0

1 = 2.37

2 =

2 = 5.188

a =

2 a sin 20 0 2 m cos 20 0

a = 6.233 = 1.325 > 1 conditie verificata

= 1 + 2 a

5.31. Calculul fortelor care actioneaza in angrenaj .

14

5.31.1. Forta normala. 5.31.1.1. Pentru arborele 1. 2 T1 Fn1 = Fn1 = 23.72 daN d w1 cos 0 cos 5.31.1.2. Pentru arborele 2. Fn 2 = 2 T2 d w 2 cos 0 cos Fn 2 = 21.35 daN

5.31.2. Forta tangentiala. 5.31.2.1. Pentru arborele 1. Ftn1 = Fn1 cos 0 Fa1 = Fn1 cos tg Ft1 = 2 T1 d w1 Ftn1 = 22.28 daN Fa1 = 8.11 daN Ft1 = 20.95 daN 5.31.2.2. Pentru arborele 2. Ftn 2 = Fn 2 cos 0 Fa 2 = Fn 2 cos tg Ft 2 = 2 T2 d w2 Ftn 2 = 20.06 daN Fa 2 = 7.30 daN Ft 2 = 18.85 daN

5.31.3.Forta radiala. 5.31.3.1. Pentru arborele 1. Fr1 = Ft1 tg 0 Fr1 = 7.62 daN

5.31.3.2. Pentru arborele 2. Fr 2 = Ft 2 tg 0 Fr 2 = 6.86 daN

5.32.Calculul reactiunilor pe arbori. 5.32.1 Reactiunile pe verticala pentru arborele 1

15

Fr1 Fa1 r1 V1 = 13.271 daN mm 2 b Fr F r V2 = 1 + a1 1 V2 = 19.831 daN mm 2 b V1 = 5.32.2 Reactiunile pe orizontala pentru arborele 1 b Ft1 2 H = 18.474 daN mm H1 = 1 b b Ft1 2 H = 18.474 daN mm H2 = 2 b R1 = V12 + H 122 R2 = V22 + H 2

R1 = 13.984 daN mm R2 = 17.346 [daN mm]

5.32.3 Determinarea momentelor incovoietoare pentru arborele 1 b M iV 1 = 356.895 daN mm 2 b M iV 2 = V2 M iV 2 = 532.455 daN mm 2 b M iH 1 = H1 M iH1 = 711.095 daN mm 2 b M iH 2 = H 2 M iH 2 = 711.095 daN mm 2 M iV max = 532.455 daN mm M iV 1 = V1 M iO max = 711.095 daN mm M i max = M iV max + M iO max2 2

M i max = 888.349 daN mm

16

5. 32.4 Reactiunile pe verticala pentru arborele 2 Fr 2 F r V1 = 1 + a 2 1 V1 = 15.817 daN mm 2 b Fr2 Fa 2 r1 V2 = + V2 = 4.983 daN mm 2 b

5.32.5 Reactiunile pe orizontala pentru arborele 2 b Ft1 2 H = 17.39 daN mm H1 = 1 b b Ft1 2 H = 17.39 daN mm H2 = 2 b R1 = V12 + H122 R2 = V22 + H 2

R1 = 22.064 daN mm R2 = 16.174 daN mm

17

5.32.6 Determinarea momentelor incovoietoare pentru arborele 2 b M iV 1 = 632.70 daN mm 2 b M iV 2 = V2 M iV 2 = 199.32 daN mm 2 b M iH 1 = H1 M iH 1 = 695.61 daN mm 2 b M iH 2 = H1 M iH 2 = 695.61 daN mm 2 M iV max = 632.70 daN mm M iV 1 = V1 M iO max = 695.61 daN mm M i max = M iV max + M iO max2 2

M i max = 940.30 daN mm

18

6.Bibliografie

[1] A.Antal, P.Dumitru, F.Sucala, A.Cazima-Reductoare [2]I.Stefnescu, I.Crudu, D.Panuru, L.Palaghian Atlas de Reductoare cu Roi Dinate, Ed. Didactic i Pedagogic, Bucureti 1981. [3]I.Draghici si alii Organe de masini probleme, Ed Tehnic, Bucureti 1983 [4] A.Adalbert, O.Tataru, Elemente privind proiectarea angrenajelor, Editura ICPIAF, 1998. [5]I.Draghici i alii ndrumtor de proiectare n construcii de masini, Ed. Tehnic. [6]V.Handra-Luca, I.Stoica Introducerea n teoria mecanismelor vol I, Ed. Dacia, Cluj Napoca 1982. [7]A.Chiiu si alii Organe de maini, Bucureti 1981

19