GRUP

PROIECT DE CERTIFICAREA COMPETENTELOR PROFESIONALE

NIVELUL 3

CALIFICAREA: Tehnician mecanic pentru intretinere si reparatii

TEMA: Transmisii mecanice prin roti dintate

INDRUMATOR: ABSOLVENT:

________________________________________

2010

Argument

Lucrarea pe care am elaborat-o, cuprinde toate punctele cerute de metodologia întocmirii lucrării şi m-am folosit în acest sens, de bibliografie şi documentaţia tehnică recomandată de îndrumătorul lucrării. Proiectul cu tema: “Transmisii mecanice prin roti dintate”, îl consider de o complexitate medie, dar realizându-l, consider că m-a ajutat să cunosc în totalitate toate problemele legate de transmisiile prin roti dintate. Această lucrare de specialitate m-a ajutat să-mi consolidez cunoştinţele de mecanica, bagaj de cunoştinţe, care îmi este absolute necesar pentru a practica meseria de technician mecanic pentru intretinere si reparatii.

CUPRINS

Argument

Capitolul I Transmisii mecanice cu roti dintate

Clasificari

Capitolul II Angrenaje conice

Forma rotilor Forma dintilor Functiunea Caracteristici Domenii de aplicare Tehnologie Avantaje Dezavantaje

Capitolul III Forte, tensiuni si forme de distrugere a danturii rotilor

dintate Solicitarea de contact Forme de distrugere prin oboseala superficiala Oboseala de contact (pitting) Uzura abraziva Griparea Concluzii

Capitolul IV Norme de tehnica a securitatii muncii

Bibliografie

CAPITOLUL ITRANSMISII CU ROTI DINATATE

Transmisiile cu roti dintate au ca scop:

- transmiterea miscării de rotatie sau

- transformarea miscării de rotatie în miscare de translatie şi invers.

• Roata dinţata este un organ dinţat, destinat a pune în miscare un alt organ dinţat, sau a fi pus în miscare de către acesta, prin actiunea dinţilor aflati succesiv şi continuu în contact.

• Angrenajul este mecanismul elementar format din două roţi (sau sectoare) dinţate, mobile în jurul a două axe având pozitie relativă invariabilă, una dintre aceste roţi antrenând-o pe cealaltă prin actiunea dinţilor aflati succesiv şi continuu în contact.

Legea fundamentală a angrenării –angrenarea intre doua roti dintate se realizeaza cand normala comuna a celor doua profiluri trece in permanenta prin polul angrenarii.

CLASIFICARI

a) după pozitia axelor între care are loc transmiterea (fig. 2):- între axe paralele, roţi dinţate cilindrice (fig. 2 a);- între axe concurente, roţi dinţate conice (fig. 2 b);- între axe încrucisate (drepte oarecare în spatiu): roţi dinţate hiperboloidale (fig. 2 c: elicoidale (fig. 2 d) şi ipoide (sau hipoide, pseudoconice, fig. 2 f); angrenaj melc-roată melcată, cu axele perpendiculare în spatiu (fig. 2 e)

Obs. Se pot asocia roţi cilindrice cu conice sau elicoidale cu conice

b) după forma dinţilor: drepti, inclinati, curbi (arc de cerc, cicloidă, evolventă, spirală etc.)

c) după pozitia relativă a suprafetelor de rostogolire: angrenaje exterioare şi angrenaje interioare;

d) după forma suprafetei de rostogolire: cilindrice, conice, hiperboloidale, toroidale;

e) după modul de miscare a axelor geometrice ale arborilor: angrenaje cu axe fixe şi cu axe mobile;

f) după forma conturului în sectiune: A) circulare;B) necirculare: - cu axă de simetrie:a) cu contur de bază necircular (a=ct.; i= periodic constant; h=const.; joc între dinţi f=const.) (fig.2g);b) cu contur de bază circular (i=const.; f=const.; h=variabil) (fig.2h);- în focar:- cu contur de bază necircular (a=ct.; i=var.; h=const.; f=const.) (fig.2i);

- cu contur de bază circular (i=const. periodic; f=const.; h=variabil); (fig.2j)

g) după forma profilului dinţilor: evolventic; cicloidal; cicloidal aproximativ; arc de cerc; spirală arhimedică; cu bolturi.

CAPITOLUL IIANGRENAJE CONICE

Angrenajele conice sunt angrenaje cu axe concurente la care suprafeţele de rostogolire au formă conică şi sunt tangente după o generatoare comună, iar suprafeţele exterioare ale roţilor componente au aceeaşi formă ca şi suprafaţa de rostogolire, adică suprafeţe conice.

Între axele suprafeţelor de rostogolire şi generatoarea comună se stabilesc unghiurile , unghiuri a căror sumă reprezintă unghiul între axele de transmitere a mişcării, unghi notat ∑. Fig 2.1

În cazul în care unul din aceste unghiuri este de 90o, conul respectiv se transformă într-o suprafaţă plană, dantura fiind înscrisă într-un cerc pe această suprafaţă. Angrenajul capătă în această situaţie denumirea de angrenaj conic cu roată plană.

Roata plană în angrenajul conic corespunde cremalierei din angrenajul cilindric, ea fiind intermediară între roata conică cu dantura exterioară şi cea cu dantura interioară.

Din punct de vedere geometric dantura angrenajului conic corespunde unor suprafeţe conjugate definite conform teoriei angrenării, dar studiul acestor suprafeţe pune o serie întreagă de probleme a căror rezolvare nu se face absolut exact din punct de vedere matematic, ci folosind o serie de aproximaţii pentru a se stabili o metodologie de calcul mai larg accesibilă şi, totodată, pentru asigurarea posibilităţii de execuţie.

Din punct de vedere cinematic, problema care se pune este de a determina prin calcul dimensiunile danturii şi limitele între care există posibilitatea de generare a suprafeţelor conjugate ale dinţilor. Acest studiu al angrenajului conic prezintă o serie de dificultăţi, dat fiind faptul că suprafeţele de rostogolire (axoidele) sunt suprafeţe conice şi că cele două cercuri de rostogolire ale bazei axoidelor nu se găsesc în acelaşi plan (fig. 2.2).

Datorită acestui fapt nu se poate aplica direct teoria angrenării, dezvoltată pentru angrenarea în plan, în vederea determinării caracteristicilor danturii. Evident, prin metodele geometriei diferenţiale este posibil studiul teoretic al acestui tip de angrenare, dar relaţiile de calcul sunt complicate, ceea ce nu le conferă o utilitate imediată fără programe de calcul foarte bine puse la punct. Fig 2.3

O altă cale de studiu a fost ca, prin analogie cu angrenarea în plan, să se

dezvolte o geometrie a angrenării teoretic exactă, plecând de la încadrarea suprafeţelor conice într-o sferă şi aplicând formulele trigonometriei sferice (fig. 2.3), profilul dintelui roţilor conice rezultând după

Dintele roţii plane obţinute în acest caz nu are însă profil rectiliniu, ci unul cu punct de inflexiune, ceea ce reprezintă complicaţii constructive în ceea ce priveşte realizarea sculelor(fig. 2.4).

Fig 2.4

Tolerantele pentru angrenajele conice sunt stabilite prin STAS 6460-61; ele se aplică la angrenaje conice concurente cu roţi dinţate metalice prelucrate, cu dinţi drepţi, înclinaţi sau curbi, având diametrul de divizare până la 2000mm şi modulul exterior de la 1 până la 30mm.

Sunt prevăzute 12 clase de precizie, fără a prevedea toleranţe pentru clasele de precizie 1, 2, 3, 4 şi 12.

Fiecare clasă de precizie este determinată de criteriile de precizie cinematică a roţii, de funcţionarea lină în angrenare, de contactul dintre dinţi.

Fiecare criteriu de precizie este caracterizat prin anumite erori şi abateri ale elementelor roţilor dinţate conice şi a angrenajelor, denumite indici de precizie.

În alegerea criteriilor de precizie se admite şi combinarea lor, având toleranţe din diferite clase de precizie, respectându-se unele reguli. Astfel, criteriul de funcţionare lină nu poate să difere decât

cu o clasă de precizie în sus sau în jos faţă de criteriul de precizie cinematică.

Criteriul de contact dintre dinţi nu poate fi de clasă mai puţin precisă decât clasa de precizie a criteriului de funcţionare lină a roţii în angrenaj.

Forma rotilor

Fig. 325-2(ab)

Fig.325-2(cd) si Fig 325-3(a)

Fig. 325-3(bc) şi 325-4(abcd)

În fig. 325-2a este reprezentată o roată conică cu un diametru mic, care nu are inimă.

În fig. 325-2b este reprezentată o roată conică, tăiată dintr-o bucată cu arborele.

În fig. 325-2c este reprezentată o roată conică constituită din semifabricate sudate.

În fig. 325-2d este reprezentată o roată conică la care coroana dinţată este constituită dintr-un alt material, pentru economie de oţel aliat.

Roţile se asamblează cu arborii prin pene longitudinale, caneluri sau prin presare.

Forma dintilor

Roţi plane cu dinţi ale căror flancuri sunt plane

Roţi conice cu dinţi drepţi (cremalieră circulară cu dinţi drepţi)

Roţi conice cu dinţi înclinaţi (cremalieră circulară cu dinţi înclinaţi)

Roţi conice cu dinţi curbi (cremalieră circulară cu dinţi curbi)

Angrenajul conic cu dantură evolventă se numeşte angrenaj paloid

Angrenajul conic cu dantură epicicloidă se numeşte angrenaj eloid

La aceste două angrenaje, înălţimea dintelui este constantă, dinţii cremalierei circulare fiind mărginiţi în sens axial de două plane paralele cu roata plană.

Functiunea

Angrenajul cu roţi conice transmite puterea nominală P1n de la un arbore conducător (1) cu turaţia n1 la un arbore condus (2) cu turaţia n2, axele celor doi arbori fiind concurente (în general, unghiul axelor este de 90o).

Contactul perfect şi rigid între dinţii unui angrenaj conic cu dinţi drepţi sau înclinaţi, al cărui cremalieră circulară are flancurile plane, se face după o dreaptă; între dinţii curbi, contactul perfect şi rigid se face după o curbă.

Roata (1) acţionează asupra roţii (2) prin forţe normale şi tangenţiale faţă de flancurile dinţilor în contact, repartizate de-a lungul contactului. Repartizarea este proporţională cu deformaţiile elastice ale dinţilor în contact, care variază proporţional cu distanţa până la vârful comun al conurilor primitive; rezultă o repartizare trapezoidală a forţelor normale şi tangenţiale pe lungimea

contactului. Rezultantele Fn şi µFn ale acestor forţe sunt aplicate într-un punct deplasat spre periferia roţilor faţă de punctul median. Direcţia acestor forţe variază de-a lungul arcului de angrenare descris de punctul lor de aplicaţie. În calculele obişnuite se consideră, cu o aproximaţie neglijabilă, că punctul de aplicaţie se găseşte în mijlocul liniei de contact şi se neglijează variaţia orientării.

Caracteristici

Angrenajul cu roţi conice este mai scump decât angrenajul cu roţi cilindrice. Prelucrarea şi montajul trebuie să fie supravegheate mai atent. Din cauza greşelilor de montaj, a prelucrării sau a deformaţiei în funcţionare, se produce o deplasare a vârfurilor conurilor primitive; contactul rigid devine punctual, cel real (elastic) se produce într-o zonă în vecinătatea punctului de contact rigid; se produc concentrări de sarcini, vibraţii şi zgomot. Pentru corectarea acestor erori inevitabile, dinţii se fac bombaţi, ca şi la angrenajele cilindrice.

Domenii de aplicare

Se folosesc în construcţia de maşini, unde este nevoie să se transmită mişcarea între doi arbori concurenţi (cel mai des între doi arbori care fac între ei un unghi de 90o).

Roţile conice cu dinţi drepţi se folosesc pentru viteze periferice mici (2...3m/s); la viteze mai mari se folosesc roţile cu dinţi curbi, asigurând un mers mai liniştit. Se folosesc în mod obişnuit pentru rapoarte de transmitere până la i = 6.

Tehnologie

La maşinile de danturat roţi conice, muchia cuţitului de tăiat se mişcă în poziţia finală, de-a lungul flancului dintelui cremalierei circulare, materializând astfel acest flanc. Roata conică execută mişcarea relativă de rostogolire faţă de cremaliera circulară. Se obţine astfel flancul dintelui roţii conice ca înfăşurătoare a flancului dintelui cremalierei. Se pot obţine roţi conice cu cremaliera circulară deplasată faţă de poziţia normală. Spre deosebire de angrenajele cilindrice, nu se pot obţine decât angrenaje conice de zero

Avantaje:

• transmit sarcini variate; • gamă de viteze mare (de la 2 m/min. până la 150m/s);• transmit puteri într-o gamă foarte largă (0,001kW¸zeci de mii de kW);• diametre de la câtiva mm la câtiva metri;• gabarit mic, constructie compactă;• randament ridicat (până la 99,5%);• raport de transmitere precis (roţi cilindrice i=1¸10; roţi conice i=1¸7; melc-roată melcată i=10¸100);• determină încărcări pe arbori relativ mici;• asigură durabilitate mare a sistemului tehnic din care fac parte datorită rezistentei mari la uzură;• pot fi folosite în medii diverse de lucru.

Dezavantaje:

• executia cu utilaje specializate şi de mare precizie; • utilizarea unor materiale tratate termic şi termochimic;• personal înalt calificat;• produc zgomot,

• au o capacitate de amortizare a socurilor slabă sau medie; • au raport de transmitere fix (imposibilitatea reglării continue a turatiei); • pret mare (în special din cauza primelor trei cerinte).

CAPITOLUL IIIFORTE, TENSIUNI şi FORME DE DISTRUGERE A

DANTURII

Cele mai întâlnite forme de distrugere. Moduri de deteriorare: deteriorarea flancurilor dinţilor si ruperea dinţilor.Solicitarea variabilă de încovoiere a dintelui are loc după un ciclu pulsator si = Ft h’/ Wz . Rezistenta la oboseala de încovoiere a materialului este depăsită, la baza dinţilor, în zona de racordare (concentrarea tensiunilor), apar fisuri de oboseală pe flancul solicitat care se dezvoltă treptat, până când sectiunea rămasă a dintelui nu mai poate transmite static sarcina şi conduc, în final, la ruperea bruscă a dintelui, prin oboseala de încovoiere.

Solicitarea de contact - uzură mare a flancurilor, uzură prin oboseală superficială (îndepărtare de material de pe flancurile active ale dinţilor, apare atunci când încărcarea reală depăseste, local sau pe toată lătimea dintelui, rezistenta la contact a materialului.

Forme de uzură prin oboseală superficială - oboseala de contact (sau uzură de ciupitură, sau pitting)- exfolierea.Oboseala de contact:- principala cauză a scoaterii din functionare a angrenajelor prelucrate foarte îngrijit, în special a celor din materiale cu durităti mici şi mijlocii (HB<3500MPa), în conditii de lubrifiere abundentă cu ulei.

- stă la baza calculului de rezistentă al roţilor dinţate la solicitarea de contact. Calculul se bazează pe teoria contactului elaborată de Hertz, în 1881. Ipoteze.

Obosela de contact (pitting) se manifestă prin desprinderi de material, pe flancurile active ale dinţilor formându-se ciupituri. Datorită presiunii pe flancul dintelui şi a fortei de frecare de alunecare dintre flancuri, în stratul superficial pot apărea microfisuri care înaintează în material în sens contrar sensului fortelor de frecare care lucrează asupra flancului respectiv (fig. 15). în conditii de lubrifiere abundentă, uleiul care aderă la suprafata flancurilor dinţilor va fi presat în fisurile de pe suprafata piciorului dintelui, dar va fi expulzat din crăpăturile de pe suprafata capului dintelui.

Uleiul presat actionează ca o pană, ceea ce determină rupturi de material şi deci formarea ciupiturilor (gropitelor). Ciupiturile

apar cu preponderentă la pinion, care, în acelasi interval de timp, suferă un număr mai mare de cicluri de solicitare.

Uzura abrazivã : - îndepãrtarea unor particule fine de material de pe suprafata

flancului, - - datoritã alunecãrii,

- în conditiile prezentei unor particule abrazive între flancurile în contact sau - datoritã asperitãtilor mai dure ale unuia din flancuri, care uzeazã flancul conjugat.

- angrenaje care lucreazã la viteze mici, cu duritate micã a flancurilor (HB<3500MPa)

- angrenaje la care existã pericolul pãtrunderii unor particule abrazive (nisip, praf) în zona de angrenare.

Calculul la uzura abrazivã constã în determinarea grosimii stratului de material desprins din flancul dintelui.

Uzura de aderen ţ ă (prindere) sau griparea - deteriorarea rapidă, prin uzură intensivă de aderentă, a flancurilor active ale dinţilor.

Apare la:- angrenaje intens solicitate şi cu viteze de alunecare mari între flancuri, - angrenaje cu tratamente termice incorecte

- angrenaje cu lubrifiere incorectă sau insuficientă.

P resiuni ridicate de contact şi alunecări mari => crestere locală a temperaturii (gripare termică), => distrugerea peliculei de lubrifiant => favorizarea aparitiei unor microsuduri locale.

- datorită miscării relative a flancurilor, microsudurile se rup (smulg);- la un nou contact se formează din nou microsuduri, brăzdând flancul dintelui cu duritate mai mică, pe directia alunecărilor relative.

Gripare a :

- evolutie extrem de rapidă;- se declansează mai ales în zonele de întrare sau iesire din angrenare (unde întreruperile peliculei de lubrifiant sunt frecvente).

Diminuarea pericolului de gripare – prin:- egalizarea alunecărilor (alegându-se deplasări de profil corespunzătoare), - reducerea rugozitătii, - cresterea preciziei de executie,- lubrifierea corectă, cu lubrifianti aditivati EP (pentru angrenajele greu încărcate).

CONCLUZII : Uzura flancurilor poate fi o uzurã adezivã, unde ungerea este mixtã sau o uzurã abrazivã, din cauza particulelor abrazive care ajung între flancuri.

- La viteze periferice mici, portanta angrenajului (forta pe dinte) - limitatã de uzura abrazivã.- La viteze mari portanta angrenajului - limitata de gripare .

In domeniul vitezelor uzuale în constructia de masini, principala cauzã a deteriorãrii danturii este uzura de ciupiturã - la

angrenaje cu HB<3500MPa si ruperea prin încovoiere - la angrenaje cu danturi durificate superficia

Forme de distrugere

GRIPAREA :

UZURA ABRAZIVA:

CAPITOLUL IV Norme de tehnica a securitatii muncii

In atelierele de montaj si intretinere se iau o seroe de masuri, in scopul protectiei impotriva accidentarilor si pentru evitarea deteriorarii organelor de masini.

Printre aceste masuri, putem enumera :- temperatura din interiorul atelierului trebuie sa fie optima

pentru desfasurarea activitatii, (temperatura ridicata micsoreaza atentia si perceptia, iar cea scazuta micsoreaza mobilitatea lucratorilor).

- masuri de mecanizare si automatizare, in special a operatiilor grele si cu risc crescut de accidentari ;

- curatarea aerului de gaze, praf si aburi, prin ventilatie ;- atelierele de reparatii si intretinere trebuie sa fie bine

iluminate, atat ziua , cat si noaptea ;- protejarea instalatiilo electrice impotriva electrocutarii si

legarea aparatelor si instalatiilor la reteaua de impamantare ;- verificarea inainte de utilizare a instalatiilor de ridicat

(cabluri, lanturi, scripeti) ;- ancorarea masinilor si a instalatiilor in timpul transportului ;- evitarea stationarii muncitorilor in raza de actiune a

macaralelor, sau a altor utilaje grele ;- mecanismele de ridicat si transportat sa fie manevrate

numai de personalul calificat in acest scop ;- respectarea regurilor prescrise pentru personalul care

manevreaza substantele necesare spalarii pieselor (manusi, masti de gaze, interzicerea folosirii flacarii deschise, departarea de locurile sudata) ;

- verificarea starii utilajelor si a dispozitivelor folosite ;- indepartarea aschiilor de pe masini ;- respectarea regurilor de depozitare a pieselor.

Echipamentul individual de protectie reprezinta totalitatea mijloacelor cu care este dotat fiecare participant in procesul de munca si constituie un element foarte important in protejarea impotriva factorilor de risc.

Echipamentul se acorda obligatoriu si gratuit tuturor salariatilor, precum si altor categorii participante la procesul muncii, in conformitate cu Normativul cadru de acordare si utilizare a echipamentului individual de protectie, elaborat de Ministerul Muncii, Solidaritatii Sociale si Familiei si aprobat prin Ordinul nr. 225/1995. Pe baza acestuia, angajatorul este obligat sa intocmeasca lista interna de dotare cu EIP ( echipament individual de protectie) adecvat executarii sarcinilor de munca in conditii de securitate.

Alegerea echipamentului individual de protectie se face in functie de riscuri, alegandu-se tipul, aplicandu-se anumite standarde si folosind anumite marcaje. Prevenirea accidentelor de munca si a bolilor profesionale se face prin introducerea pe piata si doar prin utilizarea acelor echipamente individuale de protectie care mentin sanatatea si care asigura securitatea altor persoane, animale domestice ori bunuri, atunci cand sunt intretinute adecvat si utilizate conform scopului prevazut.

Utilizarea EIP este permisa daca : Este conform reglementarilor tehnice aplicabile ; Este corespunzator riscurilor pe care le previne, fara a induce

el insusi un risc suplimentar ; Raspunde conditiilor existente la locul de munca ; Tine seama de cerintele ergonomice si de sanatate ale

angajatului ; Este adaptat conformatiei purtatorului.

Degradarea sau pierderea lui, inainte de termenul de utilizare prevazut, din vina purtatorului, atrage raspunderea acestuia pentru prejudiciul cauzat, potrivit legii (art. 13, Legea nr 90/1996, republicata).

BIBLIOGRAFIE

1. Dråghici I. ş.a. - Îndrumar de proiectare în construcţia de maşini, vol.I şi II, Editura tehnicå,Bucureşti, 1982.2. Filipoiu I.D., A Tudor – Transmisii mecanice (îndrumar de proiectare), I.P.B., 1990.3. Gafiţanu M ş.a. - Organe de Maşini, vol I, Editura Didacticå şi Pedagogicå, 1981.4. Gafiţanu M. ş.a. - Organe de Maşini, vol II, Editura Didacticå şi Pedagogicå, 1983.5. Gafiţanu M - Rulmenţi, - Proiectare şi tehnologie vol I, II Editura Tehnicå, 1985.6. Manea Gh. - Organe de Maşini, vol I, Editura Tehnicå, 1970.7. RabinoviciI. ş.a. - Rulmenţi, Editura Tehnicå, Bucureşti, 1972.8. Rådulescu Gh. ş.a.-Îndrumar de proiectare în construcţia de maşini, Editura Tehnicå,1986.9. Rådulescu Gh. - Organe de Maşini, vol II, Angrenaje cilindrice, I.P.B., 1978.10. W.J.Bartz – Getriebesthmierung, Expert Verlag, 1989.11. E.Alåmoreanu, Gh. Buzdugan–Îndrumar de calcul în ingineria mecanicå, Editura Tehnicå,199612. A.Chişiu – Organe de maşini, Editura Didacticå şI Pedagogicå, Bucureşti, 198113. A.Jula, D.Velicu Proiectarea angrenajelor evolventice , Editura Scrisul Românesc,198914. Sauer L. ş.a. - Angrenaje, vol I şi II, Editura Tehnicå, Bucureşti, 1970.