exemple probleme examen om-ii_ar_2012

Exemple probleme examen OM - II Organe de masini II

T. CICONE Transporturi - AR ian 2012

Problema 1

I. In Figura 1 este prezentat schematic un variator cu frictiune duo

(cu variatie continua a raportului de transmisie) compus din doua

discuri identice, paralele, de raza, R = 150 mm, avand axele de

rotatie la distanta a = 210 mm intre ele, si un disc intermediar

perpendicular pe acestea, de diametru d = 100 mm si latime

b = 20 mm, care poate fi translatat dupa cum se arata in Figura 1.Se

cunosc:

Turatia discului conducator, = 1000 rev/min;

Puterea la intrare, P1 = 10 kW

Distanta dintre axe, a = 210mm

Sa se calculeze, presupunand contactul dintre discuri concentrate in

planul median al discului intermediar:

1. Valorile extreme ale raportului de transmisie corespunzatoare pozitiilor extreme ale discului intermediary.

2. Intervalul de valori ale turatiei discului 2, n2.

3. Valorile extreme ale momentului la iesire, Mt,2, estimand randamentul total al transmisie, tot.

4. Indicati sensul de rotation al discului (2), daca discul (1) se roteste in sensul anti-orar vazut din A.

5. Forta necesara apasarii discurilor, Fn, fiind dat coeficientul de frecare in intervalul = 0.25...0.3.

6. Care este solicitarea cea mai importanta, cum poate fi calculata, si care este modul de distrugere cel mai probabil?

Problema 2

O banda transportoare este

tractata la viteza constanta

v = 0.5m/s cu o forta

periferica Fu=15000N

generata pe tamburul de

diametru dp=280mm

actionat prin transmisia

compusa din (Figura 2):

motor electric, ME,

(Pn = 11kW si

nEM = 720 rev/min)

transmisie prin curele, TC,

reductor cilindric cu dinti

inclinati, coaxial

(aw = 140 mm), R, si cuplajul limitator cu frictiune CF.

1. Stiind ca cele doua angrenaje au dintii inclinati cu unghiul = 10, modulele mn12=2.5mm si mn34=4.5mm si numerele de

dinti z1 = 20, z2 = 89 si z3 = 15, sa se determine o valoarea posibila pentru numarul de dinti ai rotii 4, z4.

2. Calculati raportul de transmisie al curelelor, iTC si distanta dintre axe, A, stiind ca Dp1=125mm si Lp=2000mm

3. Estimati randamentele componentelor transmisiei si verificati daca motorul electric poate antrena banda transportoare.

4. Verificati lagarele A si B care functioneaza in regim de frecare limita stiind ca presiunea medie admisibila este

pa = 0.5 MPa, iar (pmV)a = 5 MPam/s. fiecare lagar are diametrul d = 40mm, si latime B = 35mm.

5. Calculati elementele geometrice ale angrenajului z1-z2 (d1,2, db1,2, dw1,2, df1,2, da1,2, b1,2) stiind ca suma deplasrailor de

profil x. = 0.686893, se repartizeaza integral pe pinion, iar raportul latime/diametru este d = 0.6.

6. Schitati arborele intermediar II in ipoteza lagaruirii cu rulmenti radial cu bile. Se va considera pinionul z3, dintr-o bucata

cu arborele, roata z2 montata pe o pana paralela. Indicati sensul de rotatie al motorului electric care asigura care sa

corespunda cu sensul de deplasare al benzii transportoare. Comentati corectitudinea sensului de inclinare ale celor doua

angrenaje schitate in Figura 2.

Problema 3

O platformă de ridicare cu sarcina maximă

m = 2tone este antrenată cu viteza maximă

V = 4 m/min printr-un dispozitiv cu

cremalieră a cărui roată dințată cilindrică se

montează direct pe capătul de arbore de ieșire

(IV) al reductorul conico-cilindric în 3 trepte

schițat în figura 3. Sunt cunoscute:

Numerele de dinți: z1 = 15, z2 = 38,

z3 = 17, z4 = 65, z5 = 18, z6 = 73;

z3

z2

z1

z4 z5

z6

I II III IV

Fig. 3

ME

A

D2

D1

TC

CE

A B

a R

R

d

1

2

b

A

Fn

Figura 1

z2

z1 z4

z3

CF

R

a c c

II

I

A

ME

D2

D1

A

TC

PME, nME

dp

Fu

v

Banda

transportoare

Tambur

t

A B

Figura 2



Modulele normale m12 = 2.5mm, m34 = 3mm, m56 = 3.5mm;

Motorul electric, ME având puterea nominală PME = 3 kW și turația nominală, nME = 1440 rpm.

Transmisia cu curea lată, TC, cu diametrele rotilor D1 = 125mm și D2 = 250mm.

1. Calculați raportul total de transmisie, considerând ca se neglijează alunecarea elastica a curelei si determinati

diametrul rotii de antrenare a cremalierei. Apreciati modulul standardizat necesar si numarul de dinti

corespunzator.

2. Estimați randamentele fiecărei componente a transmisiei și verificați dacă motorului electric are capacitatea de

antrenare necesară, știind ca pentru accelerarea maselor în mișcare este necesar un moment suplimentar de 25%

din momentul nominal.

3. Știind că distanța dintre axele roților de curea A = 1000 mm, să se determine lungimea necesară a curelei late.

Fiind date densitatea materialului curelei = 1200 Kg/m3, modulul de elasticitate al curelei, E = 50 MPa,

dimensiunile curelei, h = 2 mm, b = 80 mm, rezistenta admisibila adm = 5 MPa, si coeficientul de frecare curea-

roata, µTC=0.35...0.4, sa se afle verifice tensiunea maxima din curea.

4. Calculati principalele elemente geometrice ale angrenajului zero deplasat z3- z4 (a34, d3,4, db3,4, dw3,4, df3,4, da3,4,

b3,4), stiind ca = 10 si x3 = 0.5, d = 0.6.

5. Estimați forța de apasare a curelei pe arborele I si verificati lagarele A si B care functioneaza in regim de

frecare limita mixta stiind ca presiunea medie admisibila este pa = 2 MPa, iar (pmV)a = 5 MPam/s. Fiecare lagar

are diametrul d = 20mm, si latimea B = 15mm.

6. Schitati prin doua proiectii fortele care actioneaza asupra fiecarei roti din reductor, in ipoteza ca pinionul se

invarte in sens orar (vedere dinspre motorul electric). Calculati valorile fortelor din angrenajul conic stiind lătimea

relativă a pinionului conic b/Re = 0.35.

7. Schitati arborele intermediar II impreuna cu sistemul de lagaruire stiind ca se folosesc rulmenti radiali-axiali cu

role conice (32008), pinionul z3 dintr-o bucata cu arborele, iar roata z2 montata pe o pana paralela. Analizati

corectitudinea inclinarii dintilor pinionului z3.

8. Verificati dacă roata conica z2 si pinionul z5 se pot monta.

Problema 4

Un troliu cu diametrul tamburului dp=300 mm este antrenat de o transmisie mecanica compusa din (Fig. 4):

Motorul electric, ME, cu puterea

nominala Pn=11 kW si turatia

nominala, nEM=2920rev/min.

Transmisia cu curea lata, TC, avand

raportul de transmisie iTC=1.5:

Reductor melcato-cilindric in doua

trepte (treapta I – angrenajul

melcat), R, pentru care se cunosc: z1

= 1 and z2 = 40, z3 = 17, z4 = 61.

Cuplajul limitator cu frictiune

multidisc, CLF.

Se cer:

1. Estimati randamentul transmisiei si

calculati greutatea maxima, G (in

tone) care poate fi ridicata cu viteza

constanta.

2. Sa se calculeze lungimea necesara a curelelor daca distanta dintre axe este A = 1200 mm iar apoi sa se

dimensioneze cureaua lata stiind: D1 = 200 mm, = 1200 Kg/m3, E = 50 MPa, h/D1 = 1/50, adm = 5 Mpa,

µ=0.35...0.4.

3. Stiind distanta dintre axe, aw34=160mm si inclinarea danturii =10. alegeti modulul normal standardizat al

frezei melc (valori standardizate mn= 1, 1.25; 1.5; 2;2.5;3;4;5;6;8;10;12) iar apoi calculati suma deplasarilor de

profil, x.

t atantan 0 cos

w acosa

awcos t

xinv w inv t z1 z2

2 tan t cos

CLF

R

D2 D1

A

TC

dp

Fig. 1

I

v

tambur A-A A

A

G G



4. Calculati elementele geometrice principale ale angrenajului cilindric cu dinti inclinati (a34, b3,4, d3,4, db3,4, dw3,4,

df3,4, da3,4) fiind date 5.0d si cremaliera de referinta 20-1-1.25 si presupunand ca roata z4 este nedeplasata.

5. Calculati fortele care actioneaza in roata z4.

6. Schitati arborele melcat (de intrare in reductor - I) in ipoteza constructiei melcului dintr-o bucata cu arborele

inclusiv lagarele si sistemul lor de montaj.

7. Sa se verifice cuplajul CLF cu z=7 discuri de frictiune, daca se cunosc: momentul maxim: Mmax = 1.2 Mnominal,

Di= 160 mm, De= 220 mm, µ=0.3...0.35, pmax = 2 Mpa, (p·V)adm = 5 MPa·m/s.

8. Analizati critic solutia constructiva de transmisie propusa, in legatura cu aplicatia data (sistem de ridicare).

9. Sa se schiteze cele doua variante constructive posibile de reductor (prima treapta – angrenaj cilindric, respectiv,

prima treapta – angrenaj melcat) – se vor realiza schite in doua vederi pentru fiecare varianta, indicandu-se

fortele care actioneaza in aceste angrenaje, corespunzatoare sensului de rotatie a tamburului indicat in Figura 4.

Tabelul 4

Raport de transmisie, i12 8-16 16-31.5 31.5-80

Nr. de dinti ai melcului, z1 4 2 1

Randamentul, 0.95-0.88 0.87-0.75 0.75-0.60

Problema 5

Reductorul conico-cilindric in 3 trepte schitat in Figura 5 transmite o putere maxima la

arborele de iesire PIV= 10 kW la o turatie nIV = 230rev/min. Sunt cunoscute:

Numerele de dinti z1 = 15, z2 = 38, z3 = 17, z4 = 65, z5 = 18, z6 = 73;

Modulele normale m12 = 2.5mm, m34 = 3mm, m56 = 3.5mm;

Latimea relativa a pinionului conic b/Rm = 0.35;

1. Estimati randamentele fiecarei componente a transmisiei si calculati momentele de

torsiune pe fiecare arbore.

2. Calculati principalele elemente geometrice ale angrenajului zero deplasat z3- z4 (a34,

d3,4, db3,4, dw3,4, df3,4, da3,4), stiind ca = 10 si x3 = 0.5.

3. Schitati prin doua proiectii fortele care actioneaza asupra fiecarei roti din reductor, in

ipoteza ca pinionul se roteste in sens orar (vedere spre axul pinionului, cf. schitei).

Calculati fortele din angrenajul conic.

4. Analizati tehnic alternativa de utilizare a unui angrenaj melcat in locul reductorului

din figura 5. In aceasta alternativa se vor calcula elementele geometrice de baza ale

angrenajului melcat notat cu indicii 1-2 (a0, d1, d2, , mn, mt,) fiind date: modulul

standardizat mx = 5 mm, coeficientul diametral q = 10, coeficientul de frecare, µ = 0.1

(se va considera cremaliera de referinta standard pentru angrenaje melcate, 20-1.2-0.2).

Vezi tabelul 5.

5. Schitati arborele intermediar III impreuna cu sistemul de lagaruire stiind ca se folosesc rulmenti radiali-

axiali cu role conice (32010) pinionul z5 dintr-o bucata cu arborele, iar roata z4 montata pe o pana paralela.

Analizati corectitudinea inclinarii dintilor rotilor respective.

6. Sa se dimensioneze (Di, De, i- nr. suprafete d frecare) cuplajul limitator cu frictiune, multidisc, care se va

monta pe arborele de iesire a reductorului conico-cilindric, dIV = 60 mm, in ipoteza decuplarii la un moment

cu 20% mai mare decat cel nominal. Pentru materialul discurilor se dau: pmax = 2 Mpa, (p·V)max = 5 Mpa·m/s,

= 0.25...0.3. Recomandati valoarea necesara pentru forta de apasare a discurilor.

Tabelul 5

Raport de transmisie, i12 8-16 16-31.5 31.5-80

Nr. de dinti ai melcului, z1 4 2 1

Randamentul, 0.95-0.88 0.87-0.75 0.75-0.60

Problema 6

Variatorul de turatie cu dublu con de frictiune (Fig. 6) este compus

din doua conuri identice (Dmax = 120mm, Dmin = 60mm si

L = 120mm) si un disc intermediar de diametru d = 60mm si latime

b = 20mm. Fiind date turatia n1 = 1000 rot/min si puterea, P1 = 1 kW

la arborele conducator si presupunand fortele de contact concentrate

in planul median al rotii intermediare se cer:

z3 z2

z1

z4

z5

z6

I

II

III

IV

Figura 5

n1, P1

Dmax

Dmin

FIGURA 2

n2, P2

b

F

L

d



1. Sa se calculeze valorile extreme ale raportului de transmisie.

2. Sa se calculeze turatiile extreme ale arborelui de iesire, n2.

3. Sa se estimeze randamentul variatorului, tot si sa calculeze valorile extreme ale momentului de torsiune la

iesire, Mt,2.

4. Presupunand coeficientul de frecare in intervalul µ = 0.2-0.25, sa se calculeze forta de apasare, F, necesara

functionarii variatorului.

exemple probleme examen om-ii_ar_2012

Documents