2. Noţiuni generale privind transmisiile cu roţi dinţate.

Tipuri constructive de transmisii cu roţi dinţate.

2.1. Noţiuni generale privitoare la transmisiile cu roţi dinţate

Transmisiile mecanice dintre motor şi maşina de lucru, au ca scop mărirea sau micşorarea

vitezei, respectiv a momentului transmis, precum şi modificarea traiectoriei sau a caracterului

mişcării, a sensului sau planului de mişcare sau reglarea vitezei în trepte (cazul cutiilor de

viteze) sau protecţia organelor maşinilor motoare contra suprasarcinilor.

Transmisiile mecanice pot fi prin angrenare, sau cu fricţiune, transmisiile mecanice cu roţi

dinţate făcând parte din categoria transmisiilor cu roţi mecanice prin angrenare. Aceste

transmisii caracterizate prin raport de transmitere constant montate în carcase închise poartă

denumirea de reductoare atunci când reduc turaţia, având raportul de transmitere supraunitar

(i>1) şi multiplicatoare sau amplificatoare, când măresc turaţia, acestea din urmă fiind

caracterizate de raportul de transmitere subunitar (i<1). În momentul când aceste transmisii

permit variaţia vitezei în trepte (o serie de rapoarte de transmitere) acestea se numesc cutii de

viteze.

În general, reductoarele pot fi cu una, două sau mai multe trepte de reducere construite fie ca

subansamble izolate fie ca parte componentă a ansamblului unei maşini, iar în funcţie de

poziţiile relative ale arborelui motor şi condus,reductoarele se construiesc cu roţi dinţate

cilindrice, când cele două axe sunt paralele sau coaxiale, cu roţi conice, pseudoconice sau în

combinaţii de roţi conice sau angrenaje melcate cu roţi cilindrice (la rapoarte de transmitere

mari).

Reductoarele cu o treaptă au la bază angrenaje cilindrice, conice sau pseudoconice şi melcate

montate în carcase. Astfel, reductoarele după tipul roţilor dinţate ce intră în alcătuirea

acestora pot fi cilindrice, conice sau angrenaje melcate cu roţi cilindrice (cazul rapoartelor de

transmitere mari).

Din punct de vedere al poziţiei axelor roţilor dinţate se disting transmisii mecanice cu axe

fixe şi transmisii mecanice cu axe mobile (acestea din urmă reprezentând transmisiile

planetare şi diferenţiale)

Transmisii precesionale

Este de precizat o serie de avantaje ale transmisiilor precesionale care le conferă performanţe

superioare în raport cu transmisiile planetare corespunzătoare cu roţi dinţate cilindrice.

Astfel transmisiile planetare nu necesită respectarea condiţiei egalităţii distanţei dintre axe,

factor care lărgeşte domeniul proiectării optime a acestora, cinematica transmisiilor

precesionale nu limitează alegerea modulului cuplului de roţi dinţate sau a pasului amplasării

rolelor, factor care măreşte considerabil posibilităţile formării cuplului numerelor de dinţi şi

intervalul rapoartelor de transmitere.

De asemenea particularităţile angrenajelor precesionale elaborate admit spre deosebire de

angrenajele tradiţionale cu profil evolventic, corelarea suplimentară a dinţilor, ceea ce

lărgeşte simţitor posibilităţile de utilizare a acestui tip de transmisie.

Un alt avantaj caracteristic transmisiei planetare precesionale reprezintă asigurarea

multiplicităţii absolute (=100%) a angrenării concomitente a dinţilor roţilor dinţate centrale

şi ale satelitului, cu alte cuvinte, acest lucru însemnând faptul că în angrenare se pot afla până

la 100% din numărul dinţilor roţilor angrenate.

Acest avantaj contribuie la reducerea dimensiunilor şi gabaritului propriu, ceea ce duce

evident la un consum mai mic de materii prime şi, implicit, costuri mai mici ale produsului

final. Datorită transmiterii sarcinii de la arborele de intrare către arborele de ieşire printr-un

număr mare de perechi de dinţi aflaţi simultan în angrenare, forţele normale ce iau naştere în

contactul dintre dinţi sunt mult mai mici decât în transmisiile clasice cu angrenaj evolventic.

Alte avantaje specifice transmisiilor precesionale reprezintă fiabilitatea ridicată, ca urmare a

lipsei elementelor flexibile, domeniu larg de variaţie pentru rapoartele de transmitere cuprins

în plaja de valori i=8...3600, nivel redus al zgomotelor şi vibraţiilor, cuprins între 50 şi 60 dB,

şi randamentul mecanic ridicat, cuprins plaja devalori =0,95...0,8 corespunzător rapoartelor

de transmitere i=12...200.

Dezavantajul principal al acestor transmisii reprezintă complexitatea din punct de vedere al

execuţiei tehnologice, prelucrarea roţilor dinţate prin metodele clasice nefiind posibilă. Astfel

elaborarea construcţiilor transmisiilor precesionale este însoţită de elaborarea unui complex

de măsuri necesare execuţiei lor, şi anume tehnologia de prelucrare a angrenajului

precesional propriu-zis, tehnologia de generare a dinţilor şi nu în ultimul rând tehnologia de

control a angrenajului precesional.

Transmisii planetare şi diferenţiale

Se numeşte transmisie planetară, transmisia la care axa unei roţi deţine mobilitate în spaţiu

(are axa geometrică mobilă). Astfel, unul din criteriile de clasificare a transmisiilor în general

îl constituie mobilitatea axelor roţilor dinţate componente, din acest punct de vedere

remarcându-se transmisii cu axe fixe denumite şi transmisii ordinare, şi transmisii cu axe

mobile denumite şi transmisii planetare.

În cazul unei transmisii ordinare, formate din două roţi cilindrice conjugate în angrenare,

fiecăreia dintre roţi îi corespunde o axă geometrică în raport cu care acestea au o mişcare de

rotaţie cu vitezele unghiulare 1 şi respectiv 2. Dacă întregului ansamblu al angrenajului i

este imprimată o mişcare de rotaţie suplimentară notată cu H în jurul unei axe fixe notată cu

I, atunci roţile componente notate cu 1 şi 2 se caracterizează printr-o mişcare de rotaţie

compusă, având drept componente o mişcare de rotaţie în jurul axei proprii şi o mişcare de

rotaţie a axelor respective în jurul unei axe fixe. Din moment ce mişcarea roţilor descrisă

anterior este analoagă mişcării unei planete în jurul soarelui, se spune că acest angrenaj

caracterizat de mişcările descrise anterior se numeşte angrenaj planetar.

Transmisiile planetare pot fi construcţii închise sau deschise, având avantajul că sunt mai

compacte, în comparaţie cu transmisiile obişnuite. Reducerea dimensiunilor şi a greutăţii se

datorează repartizării sarcinii pe mai mulţi sateliţi. Pentru transmiterea aceleiaşi puteri, cu

acelaşi raport de transmitere, transmisiile planetare prezintă o greutate de 2-6 ori mai mică, în

comparaţiile cu transmisiile cilindrice.

Transmisiile planetare necesită o prelucrare şi un montaj mai precis decât transmisiile

obişnuite, însă prin utilizarea unei construcţii cu roţi centrale libere (fără lagăre radiale şi cu

trei sateliţi) precizia necesară se reduce.