3. CALCULUL CUTIEI DE VITEZE

Rolul cutiei de viteze

Totalitatea mecanismelor care transmit energia mecanic dezvoltat de motor la sistemul de rulare formeaz transmisia autovehiculului.

Transmisia are rolul de a atenua sau de a nltura dezavantajele motoarelor, de a realiza o caracteristic de traciune care se apropie cel mai mult de caracteristica ideal, precum i de a repartiza puterea la roile motoare.

Cutia de viteze reprezint subansamblul automobilului care asigur modificarea vitezei i forei de traciune a automobilului prin modificarea parametrilor puterii produse de motor.

Rezistentele la naintare ale autovehicului variaz mult n functie de conditiile concrete de deplasare si corespunztor acestora trebuie s se schimbe si forta de tractiune la rotile motoare. Marea majoritate ale automobilelor actuale sunt echipate cu motoare cu ardere interna, a cror particularitate consta n faptul c permit o variatie limitat a momentului motor, respecitv a fortei de tractiune.

Autovehiculul necesit puteri mari si la viteze mici, care ns nu pot fi asigurate de motor datorit valorii relativ ridicate a turatiei minime de functionare stabil a acestuia.n consecinta, autovehiculul trebuie s fie nzestrat cu o cutie de viteze avnd rolul:

-s permit modificarea fortei de tractiune n functie de variatia rezistentelor la naintare ;

-s permit deplasarea autovehiculului cu viteze reduse ce nu pot fi asigurate de ctre motorul cu ardere intern, care are turatia minim stabil relativ mare;

-s permit mersul napoi al autovehiculului fr a inversa sensul de rotatie al motorului;

-s realizeze ntreruperea ndelungat a legturii dintre motor si restul transmisiei, n cazul n care autovehiculul st pe loc, cu motorul n functiune.

Cutiile de viteze trebuie s ndeplineasc urmtoarele conditii:

-s asigure autovehiculului cele mai bune calitti dinamice si economice la o caracteristic exterioar a motorului dat;

-actionare simpl si comod;

-functionare silentioas

-constructie simpl;

-randament ridicat;

-sigurant n functionare;

-fiabilitate ridicat;

-greutate mic;

-gabarit redus;

-ntretinere usoar.

Alegerea schemei funcionale a cutiei de viteze n prezent cele mai rspndite la autovehicule sunt cutiile de viteze cu variatia n trepte a raportului de transmitere, cu arbori cu axe fixe si cu actionare mecanic. Aceste cutii de viteze permit obtinerea variatiei raportului de transmitere n limitele necesare pentru o constructie simpl , cu un randament ridicat si la un cost sczut.

Din aceste considerente aleg o cutie de viteze mecanic n 6 trepte cu 3 arbori cu axe fixe.

Schema cinematic a cutiei adoptate

S-a adoptat acest tip de cutie pentru c autovehiculul pentru care este proiectat lucreaz in condiii grele asigurndu-i acestuia o funcionare foarte bun la diferite regimuri de lucru.

Se vor folosi angrenaje cu roi cilindrice cu dantur nclinat.

Calculul roilor dinate

Calculul angrenajului permanent prin metoda ISO Date de proiectare

-puterea nominal de transmis: Pn = 270 kw

-turaia pinionului angrenajului: nm = 2400 rot/min -raportul de angrenare : -durata minim de funcionare : -condiiile de functionare ale angrenajului :

-momentul maxim este dat de ctre un motor cu aprindere prin scnteie, transmisia autovehiculului fiind supus la sarcini puternice cu socuri moderate;

-numrul de roti cu care angreneaz pinionul respectiv roata condus :

-profilul cremalierei generatoare :

-distana dintre axe :

-se adopt :Calculul de predimensionare

*alegerea preliminar a materialelor :

se adopt:18MoCrNi13;cementare, clire si revenire joas;duritatea flancului 60 HRC;

duritatea miezului 350 HB;rezitenta la rupere :

limita de curgere:

*numrul de dinti pentru pinion, respectiv pentru roata condus(z1,z2) :

-modulul danturii :-unghi de nclinare al danturii :

-se adopt :

-se adopt :

*raportul de angrenare real :

Se verific ndeplinirea conditiei :=

Cazul teoretic :

>=

>=

Cazul practic :

>=

>=

-gradul de acoperire al angrenajului n plan frontal, gradul de acoperire suplimentar, respectiv total :

-conditia de evitare a ascutirii dintelui :

-unghiul de nclinare al danturii pe cercul de cap :

-unghiul de presiune al danturii pe cercul de cap :

-arcul dintelui pe cercul de divizare n plan normal, respectiv n plan frontal :

-arcul dintelui pe cercul de cap in plan frontal, respectiv normal :

Se verific condiiile :

>=

>=

-viteza periferic pe cercul de divizare :

Alegerea treptei de precizie i a procedeului tehnologic de execuie a roilor dinate :

Se adopt treapta de precizie 9; danturare prin frezare cu frez melc.

-alegerea rugozitii flancului i a zonei de racordare :

,pentru flanc;

,pentru zona de racordare.

Alegerea lubrifiantuluiSe adopt uleiul TIN 300 EP, cu viscozitatea cinematic de :

(cSt)

Determinarea tensiunilor si verificarea angrenajului

*Determinarea factorilor specifici angrenajului

-factorul de elasticitate al materialelor roilor :

-factorul zonei de contact i factorul de form al dintelui pentru solicitarea de ncovoiere :

Pentru dimensionare :

-factorul de corecie a tensiunilor de ncovoiere la baza dintelui :

-factorii nclinrii dinilor pentru solicitarea de contact, respectiv de ncovoiere :

>

-factorii gradului de acoperire pentru solicitarea de contact, respectiv de ncovoiere :

-factorul dinamic se adopt funcie de viteza periferic a pinionului, numrul de dini ai pinionului i trepta de precizie :

-factorii de repartizare a sarcinii pe limea danturii pentru solicitarea de contact, respectiv de ncovoiere :

-factorii de repartizare a sarcinii n plan frontal, pe perechile de dini aflate simultan n angrenare, pentru solicitarea de contact, respectiv de ncovoiere :

Conform DIN 3990-80 se calculeaz :

, abaterea efectiv a pasului de baz ;

, valoare cu care se reduce, prin rodaj, abaterea iniial a pasului de baz ;

, rigiditatea unei perechi de dinti n angrenare ;

, rigiditatea medie a dintilor n angrenare ;

, ltimea rotii ;

, forta tangential corectat, pentru calculul la solicitarea de contact ;

, factor auxiliar ;

*tensiunile admisibile necesare, din conditia de rezistent la solicitarea

de contact, respectiv de ncovoiere, pentru dimensionare :

*tensiunile limit necesare, pentru solicitarea de contact, respectiv de ncovoiere, pentru dimensionare :

-factorul relativ de sensibilitate al materialului la concentratorul de tensiuni de la baza dintelui, la durabilitate nelimitat (factorul de reazem) :

-factorii durabilitatii pentru solicitarea de contact, respectiv de ncovoiere :

-unde ce+c+r reprezint urmtorul tratament termic:

cementare+clire+revenire joas;

-se vor alege urmtoarele valori :

-coeficientii de siguranta minimi pentru solicitarea de contact, respectiv de ncovoiere :

Pentru sigurant normal n functionare ( probabilitate de defectare

=>

*coarda constant a dintelui n plan frontal, respectiv n plan normal :

*nltimea la coarda constant n plan normal, respectiv frontal :

Abateri i tolerane

*tipul ajustajului rotilor dintate n angrenare, tipul tolerantei jocului dintre flancuri :

Se alege conform STAS 6273-81 ajustajul B, tipul toleranei jocului dintre flancuri-b, respectiv treapta a V-a de precizie.

*abaterile limit ale distantei dintre axe :

Se alege din STAS 6273-81, n funcie de tipul ajustajului :

*toleranta btii radiale a danturii :

Se alege din STAS 6273-81,pentru treapta de precizie n care se execut roile angrenajului :

*abaterea minim a cotei peste dinti pentru danturi exterioare :

Se alege din STAS 6273-81, n funcie de tipul ajustajului, de treapta de precizie n care se execut roile i de diametrul de divizare al roii :

*toleranta cotei peste dinti :

Se alege din STAS 6273-81, n funcie de tipul ajustajului i de tolerana btii radiale a danturii :

*abaterea minim a cotei medii peste dinti pentru danturi exterioare :

*toleranta cotei medii peste dinti :

Se alege din STAS 6273-81, n funcie de tipul ajustajului i de tolerana btii radiale a danturii :

*abaterea minim a cotei peste bile :

-toleranta cotei peste bile :

*abaterea minim a grosimii dintelui pe coarda constant :

Se alege din STAS 6273-81, n funcie de tipul ajustajului, de treapta de precizie n care se execut roile i de diametrul de divizare al roii :

*toleranta grosimii dintelui pe coarda constant :

Se alege din STAS 6273-81, n funcie de tipul ajustajului i de tolerana btii radiale a danturii :

Elementele geometrice ale pinioanelor fiecrei trepte de viteze

Elementele geometrice ale pinioanelor treptei I

-profilul cremalierei generatoare :

* Determinarea raportului de transmitere al angrenajului format din rotile 7 si 13

* Determinarea diametrelor cercurilor de rostogolire

* Determinarea diametrelor cercurilor de baz

* Determinarea diametrelor cercurilor de divizare

* Determinarea numrului de dinti

Se adopt :

Se adopt :

* Determinarea raportului real de angrenare

Se verific ndeplinirea conditiei :