cutia de viteze.docx

7/21/2019 Cutia de Viteze.docx

1/26

UNIVERSITATEA VASILE ALECSANDRI BACAU

PROIECT

MASINI UNELTE

PEREBAILOV VASILE

GRUPA 631

Tema proiectuui

1


2/26

Sa se proiecteze cutia de viteze a unei masini unelte specializate pe operatia

de strunjire cu urmatoarele date cunoscute:

Diametrul minim de prelucrare : dmin= 20 mm

Diametrul maxim de prelucrare : dmax= 54 mm

Viteza maxima de aschiare : Vas max= 28m/min

Pierderea de productivitate :pmax= 30%

Avansul : s = 24 m/rot

Materialul prelucrat : sr= 49 daN/mm2

Durabilitatea : T = 60 min

Scula : Rp

Rata progresiei geometrice : = 1.25

Cuplarea motorului la cutia de viteze este prin curele trapezoidale

Etapee proiectuui

2


3/26

! Determinarea gamei de turatii!

"! Stabilirea schemei cinematice optime! Alegerea motorului electric de

antrenare!

#! $rasarea diagramei structurale si de turatii!

%! Determinarea numarului de dinti a rotilor dintate! Calculul turatiilor reale!

&! Determinarea pierderilor relative de turatie!

'! Calcului modulului si ale elementelor constructile ale rotilor!

(! Calcului transmisiei prin curele!

)! Calcularea dimensiunilor arborilor!

*! Realizarea desenului de ansamblu+ de executie si a desenului arborelui

principal!

Determi!area "amei #e turatii

Stabilirea turatiei minime si maxime :

3


4/26

Viteza de aschiere este:

Coe,icientul de turatie este:

nmin

=1000 V

asmax

dmax

=1000 28

54 =

28000

169.56=165.133

nmax

=1000 V

asmax

dmin

=1000 28

20 =

28000

62.8 =445.859

Stabilirea numarului de viteze :

n- nmin- '&!##

n.- nmax- %%&!)&* !!! . - /

k=1+

1

ln1.25 ln

445.859

165.133

1+ 1

0.22 ln3

k=5.96

Dupa stas seria de turatii este urmatoarea:

n- %0 rot1min

n"- )0 rot1min

n#- ""% rot1min

n%- ")0 rot1min

4


5/26

n&- #&& rot1min

n'- %&0 rot1min

Sta$iirea %c&emei ci!ematice optime' Ae"erea motoruui eectric #e

a!tre!are

Pentru construirea unei scheme cinematice este necesara stabilirea ,ormulei

structurale! Pot ,i utilizate urmatoarele ,ormule structurale:

a! z - ' - # x "

b! z - ' - " x #

c! z - ' - "2 3 x "4

d! z - ' - "253 x "4

5

Varianta 6r!Rd 6r! Arb! 6r!bld! 6r!cpl

I. #x" 0 # " 7

II. "x# 0 # " 7

III. "238"4 % & # 7

IV. "2538"4 # & #


6/26

Schema de aschiere la un strung:

ghidaj

sanie longitudinala

piesa

cutit

arbore

principal

papusamobilapapusa fixa

Fy

Fx

Fy

Fx

Compunerea ,ortelor la aschiere:

Fz

Fy

Fx

F

t - adancimea de aschiere 2&mm4

s - avansul 20!""m1rot4

C9z- "00

9z- ;


7/26

.9z- = !&

!= 200 " 51" 0.220.#5 "1.3

!= 41#.6 $daN

Puterea necesara aschierii este data dupa urmatoarea ,ormula:

V> #%m1min

& = &T'" &R(n" &R)*

m" &+" &,

?$C- 0!*); ?RD- 0!*); ?R@- 0!**; ?A- 0!*&; ?.- 0!*);

n > numar de angrenaje ce transmit miscarea la un moment dat - "!

m > numarul de rulmenti - '!

&- 0!*) " 0!*)"" 0!**'" 0!*& "0!*)

&- 0!)"

P=417 28

60 0.82=237.3W=0.237[KW]

ASB 00 > ") > ) 2nm> (0& rot1min+ 6 7 0!(& EF4

Tra%area #ia"rameor %tructurae %i #e turatie'

Reprezentarea gra,ica sub ,orma de diagrama a structurii cutiei de viteze ce

,urnizeaza in,ormatii despre numarul arborilor+ angrenajelor din ,iecare grupa

cinematica+ trepte de turatie pentru ,iecare arbore intermediar si pentru

arborele ,inal si valoarea saltului de turatie!

Alegerea diagramei de turatii optime se ,ace tinand cont de :

Sa ,ie de tip arborescent

Saltul de turatie nu trebuie sa depaseasca )

7


8/26

Saltul trebuie sa ,ie crescator

6umarul diagramelor posibile se poate calcula cu urmatoarea relatie:

. > numarul de termeni ai ecuatiei

n+m+p > numarul de ,actori identici ai ecuatiei

Pentru ecuatia de ,orma ' - # x " avem:

a b

c d

a! ' - #x "#

b! ' - #"x "

c! ' - "x #"

d! ' - "#x #

Diagramei de turatii aleasa ca ,iind cea mai buna este:

8


9/26

Bn ,inal in realizarea schemei cinematice pentru cutia noastra+ se adauga un al

%7lea ax pentru a micsora e,ectele de ,ibrare ale cutiei de viteze! De asemenea

acest al %7lea arbore este cel principal cu o roata dintata ,ixa!

zz

z

zz

z

zz

z

z

z

Determi!area !umaruui #e #i!ti ai rotior #i!tate

Calculul se ,ace pe grupe cinematice dupa cum urmeaza: B > BB+ BB > BBB+ BBB > BV!

Grupa > z1z"+ z#1z%+ z&1z'

Grupa " > z(1z)+ z*1z09


10/26

Grupa # > z)1z

-rpa 1> dupa calculele a,erente se realizeaza un tabel in care se reprezinta

rapoartele de transmisie 2descrescator+ constant+ crescator4+ numerele prime

intre ele si raportul numarului de dinti!

Pentru transmiterea puterii de la un arbore la altul trebuie utilizat un numar

minim de dinti la rotile dintate ,olosite! Acest numar este:

unde avem mai departe:

Mmin - c!m!m!d!c! al termenilor comuni si necomuni ai sumelor de ,orma

2An3Hn4! a noi este " si *! Asadar " 8 #" - )!

Cmin- catul minim

zmin> numarul minim de dinti ai unei roti dintate cu dantura necorijata - (

Cmin=

9

4 1817=

153

72 =2.1253

Zmin=18 3=54dinti

Asadar numarul minim de dinti intr7un angenaj nu este mai mic de &%!

Pentru a a,la numarul de dinti pentru roata conjugata ,olosim urmatoarea

,ormula:

10


11/26

A,larea celei dea doua roti reiese din ,ormula:

Deci pentru ,iecare roata dintata in parte se a,la numarul de dinti:

z- &% 8 1" - "(

z"- &% 7 "( - "(

z#- &%8 %1* - "%

z%- &% 7 "% - #0

z&- &% 8 &1* - #0

z'- &%7 #0 - "%

Ratia geometrica

3-"27

27

&3%-*24

36

%3&-*30

24

-rpa 2

6umarul minim de dinti este ("

Mmin- )

C

min=

18

5 1817=

306

90=3.44

Zmin=18 4=72dinti

11


12/26

6umarul de dinti ai rotii conjugate si complementara acesteia:

z(- (" 8 &1* - %0

z)- (" 7 %0 - #"

z*- (" 8 (1) - ")

z0- (" 7 ") - %%

Ratia geometrica

&3%-*

40

32

(3-)28

44

-rpa 3

Datorita ,aptului ca z intra in angrenaj cu z) aceasta roata va avea

caracteristicile grupei a "7a! Deci:

Zmin=72 dinti

z)- #" deci z- %0

Determi!area (aorior reae ae trepteor #e turatie

n1=n

0Z3

Z4 Z9

Z10 Z8

Z11=355

24

3028

4432

40=143.13

n2=n

0Z1

Z2 Z9

Z10 Z8

Z11=355

27

2728

4432

40=178.92

12


13/26

n3=n

0Z5

Z6 Z9

Z10 Z8

Z11=355

30

2428

4432

40=223.65

n4=n

0Z3

Z4Z7

Z8 Z8

Z11=355

24

3040

3232

40=284

n5=n

0Z1

Z2Z7

Z8 Z8

Z11=355

27

2740

3232

40=355

n6=n

0Z5

Z6Z7

Z8 Z8

Z11=355

30

2440

3232

40=443.75

Determi!area pier#erior reati(e #e turatie

nr> turatia reala

nn> turatia normalizata

Bn general pierderea de turatii este acceptata intre valorile de 7" = #I! Asadar

diagrama pierderilor de turatii este urmatoarea:

13


14/26

Cacuu mo#uuui %i a eeme!teor co!%tructi(e ae rotior #i!tate

Modulul minim necesar va rezulta din conditia asigurarii rezistentei minime la

incovoiere la baza dintelui+ avand in vedere conditia de ,unctionalitate amajoritatii masinilor unelte ce au in componenta roti dintate!

Deoarece J numarului de dinti ale angrenajelor mintate intre doi arbori este

constant+ modulul va ,i acelasi pentru toate angrenajele!

Calculul se ,ace pentru angrenajul ce contine pinionul cu nr cel mai mic de

dinti! Se considera cunoscute urmatoarele date:

0> puterea de intrare in lantul cinematic

n0> turatia de intrare in lantul cinematic

ni> turatia pe ,iecare arbore dupa caum apare in diagrama de turatii

ii raportul de transmisie pentru ,iecare angrenaj

i > raportul de transmitere corespunzatoare angrenajului cu pinionul cu

numarul cel mai mic de dinti

t> momentul de torsiune pe arborele .+ determinat de turatia minima n!

14


15/26

&*> randamentul lagarului - 0!**

&tm> randamentul transmisiei mecanice - 0!*)

i> ,actorul dinamic exterior - !"&

> ,acorul dinamic interior - !&

> ,actor re repertitie ,rontal - !&

> ,actor de repartitie longitudinala a sarcinii pentru solicitarea piciorului

dintelui - !&

> ,actorul de ,orma a dintelui - "!%

7> ,actorul unghiului de inclinare a dintelui -

a> raport intre latimea rotii si latimea intre axe - 0!%

> tensiunea admisibila de incovoiere la oboseala a piciorului dintelui

0:im> lensiunea limita pentru oboseala la incovoiere - &)) Mpa

N> ,actorul minim de cicluri de ,unctionare - pentru un numar K de 0(

cicluri de ,unctionare!

;> ,acor de ,orma - pentru module L&

,actorul concentratorului de tensiuni in ,unctie de in,luenta razei de

racordare a piciorului dintelui -

,actorul de siguranta - !&

-rpa 1

i- %1&

15


16/26

!- "% dinti

1- Pm 8 0!*" 8 0!** - 0!(& 8 0!*) 8 0!**"- 0!'( .

t1- *&& 8 0%8 0!'(1#&& - )0"% 6m

- &))1# - *' Mpa

Valoarea lui m1trebuie rotunjita dupa valoarea modulelor standard:

0!&+ + !&+ "+ "!&

Se alege valoarea imediat urmatoare ,ata de valoarea calculata+ deci m - !&

-rpa 2

i- (1

!- ") dinti

2- P 8 0!*) 8 0!** - 0!(& 8 0!*" 8 0!**"- 0!'% .

t2- *&& 8 0%8 0!'%1")0 - ")#0 6m

- &))1# - *' Mpa

Valoarea lui m2trebuie rotunjita dupa valoarea modulelor standard:

0!&+ + !&+ "+ "!&

Se alege valoarea imediat urmatoare ,ata de valoarea calculata+ deci m" - "

-rpa 3

Datorita ,aptului ca rotile z)si zsunt in angrenaj permanent rezulta ca trebuie

sa aiba acelasi modul cu cel din grupa cinematica "!

Calculul elementelor geometrice pentru rotile dintate!

16


17/26

(di> diametrul de divizare

(i> diametrul exterior

(>i> diametrul la ,und

?ai> inaltimea dintelui

?>i> inaltimea piciorului dintelui - !"& 8 m

+> distanta intre axele rotilor

7i> latimea rotii

@a> 0!%

-rpa 1: m - !&+

AB7BB> mm

Rapoarte > "%1#0+ "(1"(+ #01"%+ rotile !!!!'

-rpa 2: m - "+

ABB7BBB> mm

Rapoarte > %01#"+ ")1%%+ rotile (!!!!0

-rpa 3: m - "+

ABBB7BV> mm

Rapoarte > #"1%0+ roata

Dd+"- "( 8 !& - %0!&mm

De+"- %0!& 3 " 8 !& - %#!&mm

17


18/26

D,+"- %0!& > "2!"& 8 !&4 - #'!(&mm

H+"- 0!% 8 %0!& - '!"mm

Dd#+'- "% 8 !& - #'mm

De#+'- #' 3 " 8 !& - #*mm

D,#+'- #' > "2!"& 8 !&4 - #"!"&mm

H#+'- 0!% 8 %0!& - '!"mm

Dd%+&- #0 8 !& - %&mm

De%+&- %& 3 " 8 !& - %)mm

D,%+&- %& > "2!"& 8 !&4 - %!"&mm

H%+&- 0!% 8 %0!& - '!"mm

Dd(+- %0 8 " - )0mm

De(+- )0 3 " 8 " - )%mm

D,(+- )0 > "2!"& 8 "4 - (&mm

H(+- 0!% 8 (" - ")+)mm

Dd)- #" 8 " - '%mm

De)- '% 3 " 8 " -') mm

D,)- '% > "2!"& 8 "4 - &*mm

H)- 0!% 8 (" - ")!)mm

Dd*- ") 8 " - &'mm

De*- &' 3 " 8 " - '0mm

D,*- &' > "2!"& 8 "4 - &mm

18


19/26

H*- 0!% 8 (" - ")!)mm

Dd0- %% 8 " - ))mm

De0- )) 3 " 8 " - *"mm

D,0- )) > "2!"& 8 "4 - )#mm

H0- 0!% 8 (" - ")!)mm

Cacuu parametrior tra!%mi%iei pri! curee

Se cunosc urmatoarele date:

7 Puterea motorului P - 0!(&.

7 $uratia motorului nm- (0& rot1min

7 $uratia rotii conduse n0- #&& rot1min

Con,orm S$AS se alege o curea ingusta de tip SPN cu urmatoarele

caracteristici:

7 atimea primitiva p- )!&mm

7 Bnaltimea h - )mm

Raportul de transmitere intre cele doua roti este:

Se alege diametrul primar al rotii conducatoare dupa S$AS!

(pi= 63...180

Se va alege o valoare rotunda+ deci Dp- 00mm!

De la aceasta marime se calculeaza diametrul rotii conduse:

Dp"- in8 Dp- *)mm

Dpmediu- 2Dp3Dp"41" - %*mm

Se calculeaza distanta preliminara intre axele celor doua roti de curea

19


20/26

Calculam unghiurile O dintre ramurile curelei!

O - " arcsin 0!' - " 8 *!#)

O - )!('

calculam unghiurile1A 2+ de in,asurare a curelei pe roti:

1

2

A

Calculul vitezei peri,erice a curelei:

Calculul lungimii primitive a curelei:

20


21/26

Din S$AS se alege cea mai apropiata marime de cea calculata+ cureaua

,olosita de noi va ,i SPN "0mm!

Se recalculeaza distanta dintre axele rotilor dupa cum urmeaza:

A - #""!#'mm

Se calculeaza numarul de curele necesare transmisiei:

'>> !+ '*> 0!*#+ '> 0!*#+ 0> 0!').+ '!> 0!*&

Calculul ,recventei incovoierilor:

Calculul ,ortei peri,erice:

Calculul ,ortei de intindere a curelei:

Calculul cotelor de modi,icare a distantelor axiale:

21


22/26

Calculul diametrelor exterioare pentru rotile de transmisie:

Calculul latimii rotilor transmisiei:

lementele goemetrice ale rotii de cutea:

Con,orm S$AS avem urmatorii parametrii:

7 p> latimea primara - )!& mm

7 hc> inaltimea canalului deasupra liniei primitive - "!& mm

7 m > adancimea canalului sub linia primitiva - * mm

7 , > distanta intre axa canalului si cea mai apropiata de ,ata rotii

7 e > distanta dintre axele a doua canale vecine -

7 Q > unghiul canalelor -

n

m

h

Lp

f

B

e

De

Dp

22


23/26

Cacuu ar$orior

Se ,ace un calcul de predimensionare al arborilor la solicitarea de torsiune cu

urmatoarea relatie:

ad7 resistenta admisibila la torsionare

i> puterea pe arbore

ni> turatia minima

+x: B

P- 0!(& .+ ?tm-0!*(+ ?-0!**+ n- #&& rot1min

+x: BB

+x: BBB

23


24/26

24


25/26T3

25


26/26

R1

F

T1

F

R1

FR2 FR2

F

R3

F

R3

F

T1

F

T2

FT2

F

T3

F

C %&:

r> '&0 61mm"+ ad> "&0 61mm

"+ ai> )& 61mm"

Q > "0ounghiul de angrenare

T > &ounghi de ,recare

26

cutia de viteze.docx

Documents