UNIVERSITATEA TEHNICA CLUJ-NAPOCA FACULTATEA DE CONSTRUCTII DE MASINICATEDRA : MUSPDISCIPLINA : Organe de Masini

REDUCTOR ORIZONTAL CU ANGRENAJ DE ROTI DINTATE CILINDRICE

CU DINTI DREPTI

STUDENT : EREMIA ANDREIANUL : III

1

CUPRINSCUPRINS ................................................................................................................................................................................ 2 1. MEMORIU TEHNIC .......................................................................................................................................................... 3

1.1. Consideratii generale ................................................................................................................... 3 1.2. Partile componente ale reductorului ........................................................................................... 4 1.3. Variante constructive. .................................................................................................................. 5 1.4. Lubrifianti .................................................................................................................................... 7 1.5. Norme de tehnica securitătii muncii ............................................................................................ 8 1.6. Montarea si demontarea reductorului ........................................................................................ 8

2. MEMORIU JUSTIFICATIV DE CALCUL ....................................................................................................................... 9 2.1. Calculul raportului de transmitere a reductorului : .................................................................... 9 2.3. Calculul turatiei arborilor reductorului. Calculul momentelor de torsiune pe arbori.Calculul puterilor pe arbori. ............................................................................................................................. 9 2.4. Alegerea preliminara a materialelor arborilor si a rotilor dintate ........................................... 10 2.5. Predimensionarea angrenajului. ............................................................................................... 10 2.6. Calculul angrenajului. .............................................................................................................. 12 2.7. Verificarea angrenajului .......................................................................................................... 13 2.8. Calculul transmisiei cu curele trapezoidale. .................................................................... 15 2.9. Predimensionarea arborilor ................................................................................................... 17 2.10. Calculul reactiunilor pe arbori ............................................................................................... 19 2.11. Verificarea arborilor la solicitare compusa ........................................................................... 21 2.12.Alegerea si calculul de verificare a rulmentilor ...................................................................... 21 2.13. Alegerea si calculul de verificare a penelor .......................................................................... 22 2.14. Alegerea si justificarea sistemului de ungere si de etansare ................................................. 23 2.15.Verificarea la încălzire a reductorului ..................................................................................... 24

2

1 . MEMORIU TEHNIC

1.1. Consideratii generale

Reductoarele pot fi de uz general sau speciale. Reductoarele de uz general au un singur lant cinematic – deci un raport de transmitere unic – si o carcasa independenta si inchisa. In categoria reductoarelor de uz general nu intra reductoarele cu angrenaje conice si melcate ce au axele in alta pozitie decat orizontala sau verticala si respectiv unghiul dintre axe diferit de 90°.

Reductoarele pot fi cu una, doua sau mai multe trepte de reducere, construite fie ca subansamble izolate, fie ca, facand parte din ansamblul unei masini. In functie de pozitiile relative ale arborelui motor si condus reductoarele se construiesc cu roti dintate cilindrice (cand cele doua axe sunt paralele sau coaxiale), cu roti conice si roti pseudoconice (cand cei doi arbori sunt concurenti sau incrucisati) sau in combinatii de roti conice sau angrenaje melcate cu roti cilindrice (la rapoarte de transmitere mari).

Reductoarele cu angrenaje cilindrice sunt cele mai raspandite datorita gamei largi de puteri si rapoarte de transmitere ce se pot realiza cu ajutorul lor cat si a posibilitatii tipizarii si executiei in uzine specializate. Reductoarele cilindrice sunt standardizate si tipizate. Sunt standardizate distanta intre axe, raportul de transmitere si dimensiunile principale, ceea ce permite fabricarea in serie a carcaselor si utilizarea la reductoare de diverse puteri si rapoarte de transmitere.

Reductoarele cu angrenaje cilindrice pot fi construite cu roti dintate cilindrice cu dinti drepti, inclinati sau in V, cu dantura exterioara si, foarte rar, cu dantura interioara. Felul danturii depinde de viteza periferica a rotii si de destinatia transmisiei.

Rotile dintate cilindrice cu dinti drepti se recomanda: la viteze periferice reduse, cand nu apar socuri si zgomot, in cazul in care nu se admit forte axiale in arbori si lagare; la cutii de viteze cu roti deplasabile etc.

Rotile dintate cilindrice cu dinti inclinati si in V se recomanda la angrenaje silentioase si la viteze periferice mari. Rotile dintate cu dinti in V se folosesc, de preferinta, la reductoarele cu dimensiuni mari pe cand cele cu dinti drepti si inclinati la reductoarele si mijlocii. In general se prefera rotile dintate cu dinti drepti, din cauza tehnologiei si a montajului lor mai simplu. Reductoarele cu o treapta au la baza angrenaje cilindrice, conice sau pseudoconice si melcate montate in carcase

Reductoarele, dupa tipul angrenajului, pot fi: cilindrice, conice, elicoidale, pseudoconice, melcate sau combinate. Dupa pozitia arborilor reductoarele pot fi : orizontale, verticale si inclinare

a. Reductoare orizontale : cu pozitia orizontala a axelor si cu planul de operare al carcasei in planul arborilor. El este cel mai avantajos de utilizat datorita faptului ca se realizeaza o ungere buna a angrenajelor, iar din punct de vedere constructiv este mai usor de realizat. Carcasa turnata din fonta are avantajul ca se comporta mai bine la vibratii si se realizeaza pentru serii mici de lucru.

b. Reductoare verticale : cu pozitia in plan vertical al axelor. Acesta are dezavantajul faptului ca nu are loc la motor iar ungerea se realizeaza mai greu.

c. Reductorul inclinat : cu pozitia in planinclinat a axelor. Acesta are dezavantajul faptul ca ungerea se realizeaza destul de greu.

3

Dupa pozitia axelor rotilor dintate distingem reductoare cu axe fixe si reductoare cu axe mobile (reductoare diferentiale si reductoare planetare).

Reductoarele cu roti dintate au o larga utilizare datorita avantajelor pe care le prezinta: raport de transmitere constant, posibilitati de realizare a unor transmisii cu incarcari de la cativa newtoni la incarcari foarte mari, gabarit redus si randement ridicat, intretinere simpla si ieftina etc.

Ca dezavantaje se mentioneaza: cost relativ ridicat, executie si montaj de precizie, producerea de zgomot, socuri

1. 2. Partile componente ale reductorului

Componentele reductorului cu o singura treapta sunt urmatoarele:

Carcasa reductorului: se compune in general din doua parti, corp si capac, ansamblate intre ele prin stifturi de centrare si prin suruburi de fixare. Stifturile din centrare sunt necesare pentru asigurarea unei pozitii precise a capacului in raport cu corpul reductorului. De cele mai multe ori carcasa este realizata prin turnare avand prevazute nervure de ridigizare si racier. In cazul unor unicate sau serii mici de fabricatie carcasa se poate realize si prin sudare.

Arborii: sunt realizati de obicei cu sectiune variabila ( in trepte), avand capetele cu diametru si lungimea standardizata, prevazuta cu pene pentru transmiterea momentului de torsiune. Arborele pe are se introduce micsorarea in redactor se poate executa impreuna cu pinionul cilintric, cu pinionul conic sau cu melcat motor de reducere a gabaritului si cresterii rezistentei pinionului. Orice reductor are un arbore de intrare si unul de iesire. La reductoarele cu mai multe trepte exista si arbori intermediari. Arborii pot si orizontal sau verticali in functie de tipul si pozitiarelativa a angrenajelor, locul de utilizare a reductorului, etc.

Rorile dintate: sunt montate pe arbori prin intermediul unor pene paralele si fixate axial cu ajutorul umerilor executati pe arbori, cu bucse distantiere, etc. In cazul cand dantura se executa prin material deficitar se recomanda executarea rotii din doua materiale.

Lagarele: in general sunt cu rastogolire, folosind rulmenti cu bile sau cu role. Uneori, la turatii mici, reductoarele se pot realize si cu lagare cu alunecare. Ungerea rulmentiilor se poate realize cu ajutorul uleiului din redactor sau cu vaselina destinata in acest scop. Reglarea jocului din rulmenti se face prin intermediul capacelor sau piulitelor speciale pentru rulmenti, tinand seama de sistemul de montare in 0 sau in X.

Elemente de etansare: utilizate mai frecvent in cazul reductoarelor, sunt mansetele de rotatie cu buza de etnas are si inele din pasla.

Capacele: servesc la fixarea si reglarea jocului din rulmenti, la asigurarea etansarii, fiind prinse in peretele reductorului cu ajutorul suruburilor.

Dispozitive de ungere: sunt necesare pentru asigurarea ungerii cu ulei sau vaselina a rulmentiilor, uneori chiar a angrenajelor cand nici una din rotile dintate nu ajunge in baia de ulei. Conducerea lubrifiantului la locul de ungere se realizeaza folosind diverse constructii de dispozitive de ungere ( canalede ungere, ungatoare, roti de ungere, inele de ungere, lant de ungere, etc.)

Indicatorul nivelului de ulei: din reductor, in cele mai multe cazuri este executat sub forma unei tije pe care sunt marcate nivelul maxim respectiv minim al uleiului. Exista si indicatoare care

4

functioneaza pe principiul vaselor comunicante, realizate pe baza unui tub transparent care comunica cu baia de ulei.

Elemente pentru ridicarea reductorului : si manipularea lui sunt realizate sub forma unor inele de ridicare cu dimensiuni standardizate si fixate in carcasa prin ansamblarea filetata.

1.3. Variante constructive. Varianta 1 : Este un reductor cu putere de transmitere mare prezentat în figura 1, cu gabarit mare.

Rezemarea arborilor se face pe o pereche de rulmenti radiali-axiali cu role conice pentru roata condusă, iar rezemarea pinionului se face pe o pereche de rulmenti radiali cu role cilindrice pe un singur rând.

Fig 1.1

5

Fig 1.2 Schema cinematică

Varianta 2 : Este prezentat un reductor cu dinti drepti, în figura 2, cu o singură treaptă de reducere. Este o variantă simplă usor de realizat având un gabarit redus. Pentru varianta aceasta se pot folosi si roti cu dinti înclinati. Sprijinirea arborilor se face pe rulmenti radiali cu bile pe un singur rând.

Fig 2.1

6

Fig 2.2 Schema cinematică

Se alege varianta constructivă 2, deoarece corespunde cerintelor temei, adică o putere de transmitere mică, si tot odată este o variantă economică având un gabarit redus, simplu de realizat care nu implică conditii speciale de executie.

1.4. Lubrifianti

La angrenajele cu roti dintate cilindrice tipul ungerii care se realizează în aceste angrenaje depinde de : geometria danturii, marimea alunecărilor specifice, sarcina, rugozitatea si duritatea flancurilor, lubrifiant. Astfel, ungerea poate fi : mixtă, la limită, elastohidrodinamică sau chiar hidrodinamică. Angrenajele din reductoare se ung prin barbotare în baie de ulei. În acest scop câte o roată dintr-un angrenaj este introdusă în baia de ulei până la înăltimea unui dinte însă cel putin 10 mm si fără a depăsi de 6 ori modulul. Perioada de schimbare a uleiului este de 1000 – 5000 ore de functionare. La reductoare noi, rodate, uleiul se schimbă după 200 – 300 ore de functionare. Într-o cuplă de frecare lubrifiantul are următoarele functii principale :- reducerea frecării si uzării ;- protectia suprafetelor cuplei de frecare împotriva oxidării ;- eliminarea din zona de contact a particulelor desprinse prin uzare ;- evacuarea căldurii din zona de contact ;

7

1.5. Norme de tehnica securitătii muncii

La lucrul sau la exploatarea reductorului va trebui să se ţină seama de următoarele prevederi cu privire la norme de muncii:

• La aparitia unei defectiuni se va retrage dispozitivul din lucru şi se va înlocui piesa defectă; • Este de preferat ca muchile şi colturile să fie teşite pentru a diminua riscul unor accidente;• Este preferat ca elementele mecanisului să se vopsească pentru a nu ruginii.

• Trebuie respectate întocmai regulile de întretinere a dispozitivului;• În timpul manipulării reductorului se va evita stationarea sub sarcină.• Zonele în care există organe de rotatie în mişcare se vor proteja cu ajutorul unor apărători.• Nu se va deschide capacul de vizitare în timpul lucrului.• Înainte de începerea lucrului se verifica nivelul de ulei al reductorului.• Ridicarea şi transportul reductorului se face cu mijloace de ridicat şi transport adecvate. • Reductorul nu are voie să functioneze decât dacă are toate accesoriile montate.• Se interzice reglarea jocului din rulmenti în timpul functionării reductorului, apărând

posibilitatea de distrugere a angrenajelor.• Se va evita pătrunderea diferitelor obiecte prin capacul de vizitare.

1.6. Montarea si demontarea reductorului

Montarea reductorului se va face astfel:− se montează capacul de vizitare pe capacul reductorului;− se monteaza subansamblele arbori–roţi dinţate–rulmenţi, rulmenţii si roţile dinţate fiind montati pe arbori;− se montează capacul reductorului impreuna cu şuruburile de asamblare a carcasei;− se montează capace laterale împreună cu garniturile de etanşare sau plăcuţele de reglare si se prind cu şuruburi.Demontarea se va face pe subansamble şi repere în următoarea ordine:− se deşurubează dopul de golire pentru scurgerea lubrifiantului dinbaia de ulei;− se demontează şuruburile capacelor laterale şi se scot aceste capaceîmpreună cu garniturile de etanşare sau plăcuţele de reglare;− se demontează şuruburile de asamblare a carcasei şi se separăcapacul reductorului;− se scot subansamblele arbori–roţi dinţate–rulmenţi, fără a demontaroţile dinţate şi rulmenţii de pe arbori;− se demontează capacul de vizitare;

8

2 . MEMORIU JUSTIFICATIV DE CALCUL

2.1. Calculul raportului de transmitere a reductorului :

Se alege raportul de transmitere al reductorului i12 = 3.57;

;2

175.157.3

2.4

max

1212

=≤

=⇒==⇒⋅=

cC

Ctot

CCtot

ii

ii

iiiii

itot - raportul de transmisie total

i12 - raportul de transmisie al reductorului

iC – raportul de transmisie a curelei trapezoidale.

2.2. Calculul randamentului reductorului

94.0=cη randamentul curelelor trapezoidale;99,0=rη randamentul lagărelor cu rulmenţi; 97,0=rdη randamentul roţilor dinţate cilindrice cu dinţi drepti;

Randamentul total al sistemului de transmisie va fi :

9026,097,099,094,0 =⋅⋅=⋅⋅= rdrct ηηηη

2.3. Calculul turatiei arborilor reductorului. Calculul momentelor de torsiune pe arbori.Calculul puterilor pe arbori.

iesiredearboreluiputereaKWPnM

P

iesiredearborelepetorsiunedemomentulmmNMtiMtMt

trareindearborelepetorsiunedemomentulmmNMtn

PMt

trareindearboreluiputereaKWPP

arboreluituratiarotni

nn

arboreluituratiaroti

nn

t

rdr

c

c

][346.2950000

][74810

][21820950000

][4.2

2min]/[298

1min]/[1064175.1

1250

222

2

21212

11

11

1

212

12

1

=⋅

=

⋅=⋅⋅⋅=

⋅=⋅=

=⋅=

==

===

ηη

η

9

2.4. Alegerea preliminara a materialelor arborilor si a rotilor dintate

Pentru constructia rotilor dintate se poate utiliza o mare varietate de materiale: fonte, bronzuri si in special oteluri laminate.

Materialul Tratamentul termic

Duritatea dintelui

HB [daN/mm2]

Solicitari limita

σHlim σFlimGrupa Simbolul

Otel aliat41MoCr11

I 2801.8HB+200=704[MPa]

0,4HB+155=267[MPa]

2.5. Predimensionarea angrenajului.

2.5.1. Valori necesare calcului angrenajului

-tensiunea admisibila la solicitarea de contact:

XWVRLNHP

HHP ZZZZZZ

S⋅= limσσ

in care: σHlim =704 MPa - tensiunea limita la solicitarea de contact;SHP = 1,15 - coeficientul de siguranţă minim admisibil pentru solicitarea de contact;ZN = 1 - factorul de durabilitate;ZL = 1 - factorul de ungere;ZR = 1 - factorul de rugozitate, pentru danturile rectificate; ZV = 1 - factorul de viteză;ZW = 1- factorul de duritate al flancurilor;ZX = 1 - factorul de dimensiune.

.17.61215.1

704lim MPaZZZZZZS XWVRLN

HP

HHP ==⋅=

σσ

-tensiunea admisibilă la solicitarea de încovoiere:

XRNFP

FP YYYYS δ

σσ ⋅= lim0

unde: σ 0lim =267 [MPa] - tensiunea limită la solicitarea de încovoiere;SFP = 1,25 - coeficientul de siguranţă minim admisibil pentru solicitarea de încovoiere;YN = 1 - factorul de durabilitate la încovoiere;YR ≈ 1 - factorul rugozităţii racordării dintelui pentru roţi rectificate;YX =1 - factorul de dimensiune, în funcţie de modulul normal al roţii; Yδ = 1,1 - factorul de sprijin.

10

.2351,125.1

267lim0 MPaYYYYS XRN

FPFP =⋅=⋅= δ

σσ

- factorul de corecţie al încărcării:

-pentru solicitarea de contact si incovoiere:

βα HHVAFH KKKKKK ==

unde: KA = 1,25 - factorul de utilizare;KV = 1,5 - factorul dinamic;KHα (= KFα )= 1 - factorul repartiţiei frontale a sarcinii la solicitarea de contact(incovoiere);KHβ (= KFβ )= 1,5 - factorul repartiţiei sarcinii pe lăţimea danturii la solicitarea de

contact(incovoiere).81,25,115,125,1 =⋅⋅⋅=== βα HHVAFH KKKKKK .

2.5.2. Calculul de predimensionare

- alegerea numarului de dinti:

z1 = 22 dinti;7957.322 21212 =⇒⋅=⋅= zizz dinti;

6.31

2 ==z

zu

- alegerea coeficientului de lăţime al danturii, Ψa:

435,016.3

12

1

2=

+⋅=

+Ψ⋅

=Ψu

da

- distanţa minimă necesară între axe, a:

( ) ( )3

22

21

min 21

HPa

EHHt

u

ZZZZKMua

σβε

Ψ+=

unde: Mt1 = 21820 Nmm - momentul de torsiune la roata condusă;ZH – factorul zonei de contact;

495.2cossin

2 ==tt

HZαα

αt = 20o - unghiul profilului în plan frontal;ZE = 271 [MPa]1/2 - factorul de material;Zε = 1 - factorul gradului de acoperire;Zβ = 1 - factorul de înclinare al dinţilor.

11

( ) ( )mma 45.86

612435.06.32

271495.281.22182016.3 3

22

2

min =⋅⋅⋅

⋅⋅⋅+=

- modulul normal, mn:

( ) 7.16.422

45.862

)1

2

1min =

⋅⋅=

+=

uz

am w

n

mmmnSTAS 2=⇒

2.6. Calculul angrenajului.

Profilul de referinţă conform STAS : αn =20o; h*a =1; c*=0,25.

Elementul geometric Relatia de calculNumerele de dinti 221 =z dinti; 791 =z dinti;Modulul normal standardizat(frontal) 2== tn mm mm;

Inaltimea capului dintelui 221* =⋅=⋅= naa mhh mm;

Inaltimea piciorului dintelui ( ) 5.2225.1** =⋅=⋅+= naf mchh mm;

Inaltimea dintelui 5.45.22 =+=+= fa hhh mm;

Diametrul de divizare4422211 =⋅=⋅= zmd t mm;15879222 =⋅=⋅= zmd t mm;

Diametrul cercului de picior395.2244211 =⋅−=−= ff hdd mm;

1535.22158222 =⋅−=−= ff hdd mm;

Diametrul cercului de varf482244211 =⋅+=+= aa hdd mm;16222158222 =⋅+=+= aa hdd mm;

Diametrul de rostogolire4411 == ddw mm;15822 == ddw mm;

Distanta intre axe 1012

15844

221 =+=

+= ww dd

a mm;

Unghiul profilului in plan frontal ( ) °=== 20nnt tgarctg ααα

Diametrul cercului de baza34.4120cos44cos11 =°⋅=⋅= tb dd α mm;

47.14820cos158cos22 =°⋅=⋅= tb dd α mm;

Unghiul de presiune la capul dintelui

°== 54.30arccos1

11

a

ba d

dα

°== 58.23arccos2

22

a

ba d

dα

Latimea rotii conduse 44435,01012 =⋅=⋅= aab ψ mm;

12

Latimea rotii conducatoare 4624421 ≅+=+= nmbb mm.

2.7. Verificarea angrenajului

-Gradul de acoperire

( )[ ] aindeplinitconditietgzztgztgz taa 1.1.7029.12

1212211 >⇒=+−+= εααα

πε

-Verificarea jocului la cap

aindeplinitconditiemccddac af 2.01.05.0)(5.0 11211 =⋅>=+⋅−=

-Lungimea peste dinti

( )[ ]

( )[ ]

01490438,0180

202020

105.09

3.58cos25.0

35.09

37.15cos25.0

22

20020222

11

10010111

=⋅−°=°

=+=

=⋅⋅+⋅⋅+⋅−⋅=

=+=

=⋅⋅+⋅⋅+⋅−⋅=

π

αααπ

αααπ

tginv

zN

WNinvztgxNmWN

zN

WNinvztgxNmWN

-Forta normală. Forta tangentială. Forta radiala

][36220

][99320cos

][105620cos44

218202

20cos

2

0

0

01

1

NtgFF

NFF

Nd

MF

tr

nt

w

tn

=⋅=

=⋅=

=°⋅

⋅=⋅⋅

=

-La incovoiere

13

]/[78.888.2244

81.2993 2mmN

Ymb

KF

FPF

FPFaFt

F

σσ

σσ

<=⋅⋅

⋅=

≤⋅⋅⋅

=

YFa = 2,8 - factorul de formă al dinteluiKF = 2,81

-La presiunea de contact

HPw

HtEHH u

u

db

KFZZZ σσ ε ≤+⋅

⋅⋅

⋅⋅⋅= 1

1

ZH – factorul zonei de contact;

495.2cossin

2 ==tt

HZαα

ZE = 189.9 [MPa]1/2 - factorul de material;Zε - factorul gradului de acoperire;

876.03

7.14

3

4 =−=−= εεZ

KH = 2,81

]/[17.61225.5636.3

16.3

4444

81,2993876,09.189495,2 2mmNHPH =<=+⋅

⋅⋅⋅⋅⋅= σσ

14

2.8. Calculul transmisiei cu curele trapezoidale.

- Diametrului primitiv al roţii mici Dp1

][631 mmD STASp =

- Diamentrul primitiv al rotii mari. ][80212 mmDDiD STASppcp =⇒⋅=

- Diametrul mediu al rotilor de curea

][5.712

21 mmDDD

D pmpp

pm =+

=

- Distanta dintre axe (preliminară)

][200

)(2)(7.0 2121

mmA

DDADD pppp

=

+⋅≤≤+⋅

- Lungimea primitivă a curelei

767195630][6254

)(2

212 −==

⋅−

+⋅+⋅= STASLmmA

DDDAL p

pppmp π

- Distanta dintre axe (calcul de definitizare)

125.36)(125.0

301.101)(393.025.0

][42.202

212

21

2

=−⋅=

=+⋅−⋅==−+=

pp

ppp

DDq

DDLp

mmAqppA

- Unghiul dintre ramurile curelei:

15

op

A

D81.4

2

Darcsin2

1p2 =−

⋅=γ

- Unghiul de înfăşurare:

β1 = 180o − γ = 175.19o;β2 = 180o + γ = 184.81o.

- Calculul numărului de curele (preliminar)

cureaodetransmisaputereakWP

efunctionardecoeficientC

fasurareindecoeficientC

lungimedecoeficientC

zPCC

PCz

F

L

L

F

][08.1

1.1

985.0

82.0

26.3

0

00

0

====

=⋅⋅

⋅=

β

β

- Coeficientul numărului de curele

9.0=ZC

- Numărul de curele (definitiv)

462.30 === zalegesezC

zz

z

- Viteza periferica a curelei

;/123.419100

125063

191001 sm

nDv p =⋅=

⋅=

- Forta periferica transmisa

;6.630123.4

6.210001000 N

v

PF =⋅=⋅=

16

Forţa de întindere iniţială a curelei ( F0 ) şi cea de apăsare pe arbori ( Fa ) sunt egale cu:

NF

NFFF

c

ao

977

97755.1

==⋅==

.

- Dimensiuni ale curelei trapezoidale

Tip curea

lp [mm]

h [mm]

α[o]

Sectiunea curelei Ac

[cm2]SPZ 8,5 8 40±0,1 0,54

- Dimensiunile si abaterile limita ale sectiunilor canalelor rotilor de curea

Sectiunea canalului

lp nmin mmjn f e α r

Z 8,5 2,5 9 8±1 12±0,3 38o±1o 34o±1o 0,5

2.9. Predimensionarea arborilor

Se face pe baza capatului de arbore: STAS 8724/3-74, iar valorile diametrelor minime se aleg din coloana b1 pentru ca capatul de arbore este solicitat simultan de catre un moment de torsiune si un moment de incovoiere, ambele de marime cunoscuta:

1 Tabelul de la pagina 142 din REDUCTOARE, autori: Adalbert ANTAL, s.a

17

Arborele 1: Mt1 = 21.82 Nm => dI = 22 mm;

Arborele 2: Mt2 = 74.81 Nm => dII = 32 mm;

18

2.10. Calculul reactiunilor pe arbori Pentru arborele 1:

- Reactiunile pe verticală

][5.496

2

][5.4962

2

1

mmNF

V

mmNF

V

t

t

⋅==

⋅==

- Reactiunile pe orizontală

][7.951

][9.1510

][103

][5.66

][8122

][14272)(

22

222

21

211

2

1

mmNHVR

mmNHVR

mmb

mma

mmNb

aFb

FH

mmNb

bFbaF

H

cr

rc

⋅=+=

⋅=+=

==

⋅=⋅+⋅

=

⋅−=⋅++⋅−

=

- Determinarea momentelor încovoietoare pentru arborele 1

H1 H

2

Fr

a b/2 b/2

In plan orizontal

V1 V

2

Ft

b/2 b/2

In plan vertical

Fc

19

][49016

][418182

][5.41795)2

(2

][75.255692

][75.255692

2max

2maxmax

22

11

22

11

mmNMMM

mmNb

HM

mmNb

aFb

HM

mmNb

VM

mmNb

VM

iHiVi

iH

ciH

iV

iV

⋅=+=

⋅−=⋅−=

⋅=+⋅+⋅=

⋅=⋅=

⋅=⋅=

Pentru arborele 2:

- Reactiunile pe verticală

][5.496

2

][5.4962

1

2

mmNF

V

mmNF

V

t

t

⋅==

⋅==

- Reactiunile pe orizontală

V2

Ft

b/2 b/2

H2

Fr

b/2 b/2

H1

V1

In plan orizontal

In plan vertical

20

][5.528

][5.528

][105

][1812

][1812

22

222

21

211

2

1

mmNHVR

mmNHVR

mmb

mmNF

H

mmNF

H

r

r

⋅=+=

⋅=+=

=

⋅==

⋅==

- Determinarea momentelor încovoietoare

][3.27744

][5.95022

][5.95022

][25.260662

][25.260662

2max

2maxmax

22

11

22

11

mmNMMM

mmNb

HM

mmNb

HM

mmNb

VM

mmNb

VM

iHiVi

iH

iH

iV

iV

⋅=+=

⋅=⋅=

⋅=⋅=

⋅=⋅=

⋅=⋅=

2.11. Verificarea arborilor la solicitare compusa

Pentru efort torsiune constant si efort incovoiere alternant simetric avem α=0,275;

Pentru arborele 1:

( ) ( )

[ ]./7523.4722

9.493813232

];[9.4938121820275,049016

];[49016

233

2222

22

mmNd

M

W

M

mmNMMM

mmNMMM

aiech

z

echech

tirezech

iHiVirez

=≤=⋅

⋅=⋅

⋅==

⋅=⋅+=+=

⋅=+=

σππ

σ

α

2.12.Alegerea si calculul de verificare a rulmentilor

-Alegerea rulmentilor

21

Pentru arborele 1: rulmentul 6006

d = 30 mm;D = 55 mm;B = 13 mm;C = 10.4 kN;C0 = 6.95 kN;

Pentru arborele 2: rulmentul 6008

d = 40 mm;D = 68 mm;B = 15 mm;C = 13.2 kN;C0 = 9.5 kN;

- Calculul de verificare a rulmentilor arborelui 1

].[4.10][3.10

];[951

;

;20000

;8.127610

60

;

13

11

2,11

61

1

3

kNCkNLP

NmmRP

ui rulmentul radialã aîncãrcareaP

hL

rotatiidemilioaneLn

L

LPC

h

h

=<=

==−=

=⋅⋅

=

≥

- Calculul de verificare a rulmentilor arborelui 2

].[2.13][75.3

];[528

;

;20000

;6.35710

60

;

23

22

4,32

62

2

3

kNCkNLP

NmmRP

ui rulmentul radialã aîncãrcareaP

hL

rotatiidemilioaneLn

L

LPC

h

h

=<=

==−=

=⋅⋅

=

≥

2.13. Alegerea si calculul de verificare a penelor

- Alegerea penelor

Pentru cuplajul dintre roata de curea si arbolele 1 - pana 1:

22

d b h l t1 t2mm

24 8 7 24 4 3,3

Pentru cuplajul dintre arbolele 2 si roata dintata - pana 2:

d b h l t1 t2mm

45 14 9 25 5.5 3.8

- Verificarea la presiunea de contact si la forfecare la pana 1.

2

2

21

21

60

90

82.102

64.214

mm

Nmm

Np

verificatmm

N

hld

M

verificatmm

Npp

hld

Mp

af

a

efaft

ef

eat

e

=

=

=⇒≤⋅

=

=⇒≤⋅

=

τ

τττ

- Verificarea penei la presiunea de contact şi la forfecare la pana 2.

verificatmm

N

hld

M

verificatmm

Npp

hld

Mp

efaft

ef

eat

e

22

22

77.142

55.294

=⇒≤⋅

=

=⇒≤⋅

=

τττ

2.14. Alegerea si justificarea sistemului de ungere si de etansare

- Calculul vitezei periferice:

[m/s] 45,260000

11 =⋅⋅

=nd wπυ

23

- ks este presiunea Stribeck si este dată de relaţia:

][13.3876,0495.26.3

16.3

4444

9931 2222

1

MPaZZu

u

bd

Fk H

ts =⋅⋅+⋅

⋅=⋅⋅+⋅= ε

Pentru ungere se va folosi uleiul TIN 82 EP, cu vâscozitatea J50 = 100 cSt .

Simbolululeiului

Vîscozitateacinematica la500C ν50 (cSt)

Indice deviscozitate IV

Punct decongelare

( 0C )

Inflamabilitate

( 0C )

TIN 82 EP 82-90 60 -20 230

Între capace şi carcasă se vor folosi ca elemente de etanşare garnituri, iar intre arbori şi carcasă se va folosi manşete.

Se aleg două manşete : A25 x 40 si A35 x 55 STAS 7950/2-80

2.15.Verificarea la încălzire a reductorului

- randamentul total al reductorului:

994.079

1

22

1

5

7.109.01

111

21

=

+⋅⋅⋅−=

+⋅−= πεπ µη

zzfa

a

ηa = 0.994 - randamentul treptei de roti dintate;ηl = 0.995 - randamentul unei perechi de lagare cu rulmenti;ηu = 0.99 - randamentul ungerii;

Nr dm h D

1 25 7 402 35 8 55

24

Randamentul unui reductor cu o trepte de reducere se determină cu relaţia:974.02 =⋅⋅= ulat ηηηη .

- dimensionarea carcaselor:

- elemente constructive:

• Grosimea peretelui corpului pentru reductoare cu angrenaje cilindrice:;107025.0 mma ≅+⋅=δ

• Grosimea peretelui capacului: ;88,01 mm=⋅= δδ• Grosimea flanşei corpului: ;155,1 mmh =⋅= δ

• Grosimea flanşei capacului: ;125,1 11 mmh =⋅= δ• Grosimea tălpii (în varianta cu bosaje pentru şuruburile de fundaţie):

;155,1 mmt =⋅= δ

25

• Grosimea nervurilor corpului: ;88,0 mmc =⋅= δ

• Grosimea nervurilor capacului: ;4,68,0 11 mmc =⋅= δ• Diametrul şuruburilor de fixare a reductorului pe fundaţie

;125,1 mmd ≈⋅≈ δ• Diametrul şuruburilor de fixare a capacului de corpul reductorului, care se află lângă

lagăre: ;1075,01 mmdd =⋅≈• Diametrul şuruburilor de fixare a capacului de corpul reductorului, care nu sunt lângă

lagăre: ;65,02 mmdd =⋅≈• Diametrul şuruburilor capacelor lagărelor: ;623 mmdd =≈

• Lăţimea flanşei corpului şi a capacului: ;183 2 mmdK =⋅=• Distanţa minimă între roţile dinţate şi suprafaţa interioară a reductorului:

;155,1 mm=⋅≥∆ δ• Distanţa între roata cea mare şi fundul băii de ulei: ;4041 mm=⋅≥∆ δ• Distanţa de la rulment la marginea interioară a carcasei reductorului: ;21 mml =

- verificarea reductorului la încălzire

Temperatura uleiului din baie, în cazul carcaselor închise când nu are loc recircularea uleiului, se calculează din ecuaţia echilibrului termic:

( )

( ) °=<°=⋅⋅⋅

−⋅+=

≤−

+=

6058.43974.017.02.112

974.0110346.218

1

3

20

a

atc

t

tt

tS

Ptt

ηλη

unde: t0 - temperatura mediului ambiant (t0=18oC);P2 - puterea la arborele de ieşire din reductor, în watt;ηt - randamentul total al reductorului;Sc - suprafaţa de calcul a reductorului, în m2: Sc=1,2S, unde S reprezintă suprafaţa

carcasei S = 0.17 m2; λ - coeficientul de transmitere a căldurii între carcasă şi aer;λ = (8...12) [W/(m2.oC)] dacă există o circulaţie buna a aerului în zona de montare a

reductorului;

26