TEMA DE PROIECT

Sa se proiecteze transmisia mecanica pentru actionarea benzii transportoare pentru bagaje a viitorului aeroport Bucuresti Sud.

Transmisia este cea din figura de mai jos:

Notatii:

ME-motor electric trifazat asincronTCT-transmisie curele trapezoidaleRT-reductor de turatie conic cu dinti dreptiI-IV-arboriZ1, Z2-numarul de dinti ale rotilor dintate 1 si 2CEB-cuplaj elastic cu bolturi

Arborii III si IV sunt intr-un plan vertical.

Se va proiecta si un mecanism de intindere automata a curelelor.

Proiectul va cuprinde:

A. Memoriu justificativ cu calcule, schite, justificarea solutiei alese

B. Partea grafica

B1. Desenul reductorului de turatie scara 1:1

B2. Desenul mecanismului de intindere a curelelor

B3. Desenul de executie al arborelui IV

Student: Teliceanu Cristina-Dana

Grupa: 931

Nr. Crt.

Data Etapa Realizat Observatii

1. 13.10.2008 Primirea temei 100%2. 16.10.2008 Calculul energetic al transmisiilor.

Calculul turatiilor arborilor I-IV.Alegerea motorului.

3. Calculul transmisiei cu curele trapezoidale.Predimensionarea arborilor.Alegerea capetelor arborilor.

4. Predimensionarea angrenajului.Verificarea angrenajului.Calculul elementelor cinematice ale angrenajului.Desen de ansamblu al reductorului de turatie (incipient).

5. Calculul rulmentilor.Verificarea arborilor la solicitare complexa.Verificarea completa a arborelui IV (in sectiunea cea mai periculoasa).Desen de ansamblu avansat.Desenul arborelui IV (incipient).

6. Calculul celorlalte piese ale transmisiei (pene, cuple, etc).Calculul mecanismului de intindere a curelei.Calculul randamentului total al transmisiei.Desen de ansamblu definitiv.Desen de executie definitv.Desenul (schita) mecanismului de tensionare.Fisa tehnologica a arborelui IV.

7. Predarea si sustinerea proiectului.

Memoriu justificativ

1. Date de intrare:

Piv 17 kw

niv 150 rpm

ks 1.6

2. Calculul energiei si al turatiilor (arbori I-IV), transmisiei, alegerea motoarelor electrice

Pmax Piv ks Pmax 27.2 kw

Momentul de torsiune

Miv30

106Piv

niv Miv 1.082 10

6 N*mm

Randamentul total

pr 0.99 - randamentul perechilor de rulmenti

tct 0.97 - randamentul transmisiei cu curele trapezoidale

a 0.94 - randamentul angrenajului

t pr3 tct a t 0.885

Puterea necesara motorului

Pme

Pmax

t Pme 30.744 kw

Se aleg doua motoare electrice:

1. Tip 200 L 2. Tip 225 S

Pm1 37 kw Pm2 37 kw

nm1 2920 rpm nm2 1460 rpm

Schema motoarelor de 3000 rot/min (tip 200L) si de 1500 rot/min (tip 225S)

Raportul de transmisie

Itot1

nm1

niv Itot1 19.467

Itot2

nm2

niv Itot2 9.733

Itct 3.5

I12 4

IRT

Itot

Itct

IRT 2.781

ISTAS 20 I.STAS se va alege 20.

I 1Itot1 ISTAS

ISTAS100 I 1 2.667 %

I 2Itot2 ISTAS

ISTAS100 I 2 51.333 %

Deducem turatiile efective ale arborilor

ni nm1 ni 2920 rot/min

nii

ni

Itct nii 834.286 rot/min

niii nii niii 834.286 rot/min

Piv 17 kw Piii

Piv

pr a

Piii 18.268 kw Pii

Piii

pr

Pii 18.452 kw kw

Pi 19.215Pi

Piv

pr3 a tct

Calculul momentelor de torsiune

Mt1

30 106 Pi

nms Mt1 6.284 10

4 N*mm

Mt2

30 106 Pii

nii Mt2 2.112 10

5 N*mm

Mt3

30 106 Piii

niii Mt3 2.091 10

5 N*mm

Mt4

30 106 Piv

niv Mt4 1.082 10

6 N*mm

Predimensionarea arborilorat 30 MPa

tMt

d316

t atd1

316Mt1

at

d1 22.014 mmd2

316Mt2

at

d2 32.975 mmd3

316Mt3

at

d3 32.865 mmd4

316Mt4

at

d4 56.849 mm

Proiectarea transmisiei prin curele trapezoidale

Alegerea tipului curelei Profil SPB 11.0x10 Dp1 250 mm

Pn 37 kw

ni 2920 rpm

Itct 3.5

Alegerea rotilor

Dp1 200 Diametrul primitiv al rotii conducatoare de curea

2

100 - alunecarea elastica (2%)

Dp2 1 ( ) Dp1 Itct Unde Dp2 este diametrul primitiv al rotii conduseDp2Dp2 686 mm se standardizeaza conform STAS 1163-71

Se va alege Dp2 = 710 mm conform standardelor.

mm

Dp0 1.25Dp1 Dp0 250 mm diametrul rolei de intindere

Calculul vitezei periferice

V1

Dp1 nms

60 1000 V1 30.578 m/s

V1

Vadm

unde V.adm =50 m/s

Alegerea distantei axiale A

0.7 Dp1 Dp2 A 2 Dp1 Dp2 0.7 Dp1 Dp2 6372 Dp1 Dp2 1820aleg A 1229 mm2

Se va lua media intervalului.Lungimea primitiva a cureleiAc 1.5 cm2

sectiunea curelei 2asin

Dp2 Dp1

2 A

180

23.951 180 1 156.052 180 2 203.95Lpc 2 A Dp1 Dp2

2

Dp2 Dp1 24A

Lpc 3.94 103 mmValoarea Lpc se normalizeaza la cea mai apropiata valoarea din tabelul 4.2.1Lpc 4000 mm

A

Lpc360

1 Dp1 2 Dp2

2cos2

A 1483.958 mm2

Calculul preliminar al numarului de curele z0

Cf 1.6

CL 1.02

C 1 0.003180 1

C 0.928

a1 1.2315 b1 5.68 c1139

106

De 21

Vom cacula puterea transmisa de o curea.

P0 a1 V10.09

b1

De c1 V1

2

V1 P0 15.435 kw

P Piii

z0

P Cf

CL C P0 z0 2 Cz 0.9

zz0

Cz z 2.223 Aleg z=2 curele

Verificarea frecventei indoirii

fV1 2 10

3

Lpc f 15.289 f 40 Hz

Durata de functionare a curelei

P0

Ac10.29 Lh

Lpc

3 Lh 1.333 10

3 ore

Forta de intindere initiala F0 si a apasarii pe arbori Fa

Fu 103 Piii

V1 Fu 597.413 N

F0 1.6 Fu F0 955.86

Fa 1.8 Fu Fa 1.075 103

Predimensionarea arborilor si alegerea capetelor de arbori

Momentele de incovoiere nu pot fi determinate in faza de predimensionare -> predimensionarea se face numai la torsiune.Nu se cunoaste pozitia fosrtelor fata de reazeme.

Utilizand "Capetele de arbori" din STAS 9724/2-71 vom determina diametrele si lungimile nominale pentru arborii I-IV. Lungimile vor fi cele de predimensionare si nu finale.

d1 22.014 mm va rezulta d.1=22 mm; l.1=36 mm

d2 32.975 mm va rezulta d.2=35 mm; l.2=58 mmd3 32.865 mm va rezulta d.3=35 mm; l.3=58 mm d4 56.849 mm va rezulta d.4=60 mm; l.4=105 mm

Proiectarea unui angrenaj conic cu dinti drepti

Diametrul de divizare al pinionului conic

KH factor global al presiunii hertziene de contact

KH 1700000N

mm2

KS factor de suprastructura exterioara

KS 1

Mtp momentul de torsiune pe arborele pinionului

Mtp Mt3

Mtp 2.091 105

b

Rraportul dintre latimea danturii si generatoarea conului de divizare, se aproximeaza cu 0.3, se va nota pentru usurinta calculului b.R

bR 0.3

Hlim presiunea hertziana limita la obosela

i12 3.5Vom alege materialul pinionului 18MoMnCr13 conform STAS 791-88HRC 59 duritate flancHlim 25.5HRC

N

mm2Hlim 1.505 10

3

d1min

3KH KS Mtp

bR 11

2bR

2

Hlim2 i12

d1min 59.155 mm

Modulul danturii rotilor dintate pe conul frontal exterior

Modulul danturii rotilor pe conul frontal exterior se determina din conditia ca dantura sa reziste la rupere prin oboseala la piciorul dintelui.

Kf factorul global al tensiunii de la piciorul dintelui

Kf 19Ks 1Mtp 2.091 105d1min 59.155 mmflim rezistenta limita la rupere prin oboseala la piciorul dinteluiflim 420

mmin

Mtp KS Kf

d1min2bR 1

1

2bR

2

flim

i122

1

mmin 3.426 mm

mKSTAS 3.5

mKSTAS2 4.5

mKSTAS mmin mKSTAS2

1.05mKSTAS 3.675

mmin 1.05mKSTAS

Conditia este indeplinita, astfel se va alege m.min=m.KSTAS

m min=3.5mm

Calculul numarului de dinti al rotilor dintate care formeaza angrenajul

Se determina numarul necesar de dinti ai pinionului conic:

z1s

d1min

mmin

z1s 16.901

Se va standardiza numarul de dinti, astfel incat:z1 17 dintixr 0.43 deplasarea specifica radialaSe detedrmina numarul de dinti ai rotii conjugate:z2 z1 i12z2 59.5

z2=60 dinti

Calculul geometric al angrenajului conic cu dinti drepti

o 20 grade unghiul profilului de referinta

h1oa 1 coeficientul inaltimii capului de referinta

h1of 1.2 coeficientul inaltimii piciorului de referinta

C1o 0.2 coeficientul jocului de referinta la picior

hfo h1of m

A. Elementele rotii plane de referinta

hfo 4.2 hao h1oa m hao 3.5 Co C1o m Co 0.7 po m

po 10.996

B. Calculul deplasarilor specifice ale danturii

Deplasari specifice radiale:

xr1 0.43

xr2 0.43

Deplasari specifice tangentiale

xt1 0.12

xt2 0.12

C. Elementele geometrice ale angrenajului

Semiunghiurile conurilor:

1 atanz1

z2

1 0.276 rad

11 1180

grade

11 15.819

22 74.18122 90 11

2 22180

rad2 1.295

Diametrele de divizare:

d11 m z1

d11 59.5 mm

d12 m z2

d12 210 mm

Lungimea exterioara a generatoarei conurilor de divizare

Rd11

2 sin 1

R 109.133 mm

Latimea danturii rotilor

b 0.3 R

b 32.74 mm

Se rotunjeste valoarea obtinuta b=33 mm

Diametrele de divizare medii

dm1 d11 b sin 1

dm1 50.504 mm

dm2 d12 b sin 2

dm2 178.25 mm

Modulul mediu al danturii

mm

dm1

z1

mm 2.971 mm

Numarul de dinti ai rotii plane de referinta

zo

z1

sin 1

zo 62.362

Rezulta ca z.o=63 dinti

Inaltimea capului dintelui

ha1 m h1oa xr1

ha1 5.005 mm

ha2 m h1oa xr2

ha2 1.995 mm

Inaltimea piciorului dintelui

hf1 m h1of xr1

hf1 2.695 mm

hf2 m h1of xr2 hf2 5.705

h ha1 hf1

h 7.7 mm

Inaltimea dintelui

Unghiul capului dintelui

a1 atanha1

R

180

a1 2.626 grade

a2 atanha2

R

180

a2 1.047 grade

Unghiul piciorului dintelui

f1 atanhf1

R

180

f1 1.415 grade

f2 atanhf2

R

180

f2 2.992 grade

Unghiul conului de cap

pentru angrenaj conic cu joc la picior constant

a1 11 f2

a2 22 f1

a1 18.812 grade

a2 75.595 grade

Unghiul conului de picior

f1 11 f1

f2 22 f2

f1 14.405 grade

f2 71.188 grade

da2 d12 2 ha2 cos 2

Diametrele de cap

da1 d11 2 ha1 cos 1

da1 69.131 da2 211.088df1 d11 2 hf1 cos 1

df2 d12 2 hf2 cos 2

df1 54.314

df2 206.89

Inalimea exterioara a conului de cap

pentru angrenaj conic cu jocul la piciorul danturii constant

Ha1

d11 cot 1

2

ha1 sin 1

Ha2

d12 cot 2

2

ha2 sin 2

Ha1 103.636

Ha2 27.831

Arcul de divizare al dintelui

20180

0.349 rad

s1 m 0.5 2 xr1 tan ( ) xt1

s2 m 0.5 2 xr2 tan ( ) xt2

s1 7.013

s2 3.982

Diametrele de picior

Unghiul de rabotare al dintelui

1 atan0.5 s1 R sin f1 tan ( )

R cos f1

2 atan0.5 s2 R sin f2 tan ( )

R cos f2

1 1.193

2 0.073

Elementele geometrice ale angrenajului cilindric echivalent

Diametrele de divizare ale rotilor echivalente dv1sidv2

dv1

d11

cos 1

dv1 61.842

dv2

d12

cos 2

dv2 770.352

zv1si zv2

Numarul de dinti ai rotilor echivalente

zv1

dv1

m

zv1 17.669

zv2

dv2

m

zv2 220.101

Diametrele de cap ale rotilor echivalente dav1si dav2

dav1 dv1 2 ha1

dav1 71.852

dav2 dv2 2 ha2

dav2 774.342

Calculul fortelor din angrenajul conic cu dinti drepti

Diametrele de baza ale rotilor echivalente dbv1 si dbv2

dbv1 dv1 cos ( )dbv1 58.113

dbv2 dv2 cos ( ) dbv2 723.894

Distantele dintre axele de rotatie ale rotilor ehivalente av12

av121

2dv1 dv2

av12 416.097

Gradul de acoperire

dav1

2dbv1

2

2 m cos ( )

dav22

dbv22

2 m cos ( )

av12 sin ( )

m cos ( )

1.575

Forte tangentiale

Ft1 2Mtp

dm1 Ft1 8.28 10

3 N

Ft2 Ft1

Forte radiale

Fr1 Ft1 tan ( ) cos 1

Fr2 Ft2 tan ( ) cos 2 Fr1 2.9 10

3 N

Fr2 821.564

N

Forte axiale

Fa1 Ft1 tan ( ) sin 1

Fa2 Ft2 tan ( ) sin 2

Fa1 821.564 N

Fa2 2.9 103 N

Forta normala pe flancul dintelui

Fn Ft11

cos ( )

Fn 8.812 103 N

Verificarea de rezistenta a danturii angrenajului conic cu dinti drepti

A. Verificarea la oboseala prin incovoiere a piciorului dintelui

KF1 2.3K.F este factorul de forma al dintelui

KF2 2.2

KS 1

KV factorul dinamic interior

KV 11Kfb factorul de repartitie a sarcinii pe latimea danturiib 33 mmKHb 0.2

b

d11

1KHb 1.111Kfb 1.1K factorul de repartitie frontala a sarciniiK

1

K 0.635K 0.7 se considera o valoare rotunjitaflim rezistenta minima de rupere prin oboseala la piciorul dinteluiflim 420Cf coeficientul de siguranta la rupere prin oboseala la piciorul dintelui

Cf=3

K factorul concentratorului de eforturi unitare din zona de racordare a piciorului dintelui

K1 0.82

K2 0.85

Kx factorul dimensional, se adopta egal cu unitatea pentru angrenaje de dimensiuni obisnuite

Kx 15

KfN factorul numarului de cicluri de functionare

N1 60 niii Lh

N1 6.674 107

Va rezulta

N2 60 niv Lh

N2 1.2 107

KfN2107

N2

1

9

KfN2 0.98

f1Ft1

b mm

KF1 K KS KV Kfb

f1 1.645 103

N 107

KfN1 1

f2Ft2

b mm

KF2 K KS KV Kfb

f2 1.574 103

fa1flimCf

K1 Kx KfN1

fa1 1.722 103

fa2flimCf

K2 Kx KfN2

fa2 1.749 103

f1 fa1

f2 fa2

B. Verificarea solicitarii statice de incovoiere a piciorului dintelui la incarcarea maxima

Calculul urmareste evitarea deformatiilor plastice ale dintilor cu duritate mai mica de 350 HB

MtMaxp momentul de torsiune maxim care poate apare la pornire, la oprire sau in cazul blocarii accidentale a transmisieiin timpul functionarii

MtMaxp Mt3

Mtp momentul de torsiune nominal pe arborele pinionului angrenajului

KS Max - factorul de soc maximKSMax

MtMaxp

Mtp

KSMax 1r rezistenta de rupere statica prin inconvoierer 42 102

CfM Coeficientul de siguranta la solicitarea prin soc a piciorului. Se adopta

Tensiunea maxima de inconvoiere la piciorul dintelui este:

f1 1.645 103 f2 1.574 10

3

fMax1 f1KSMax

KS

fMax1 1.645 103

fMaxarCfM

fMax2 f2KSMax

KS

fMaxa 2.1 103 fMax2 1.574 10

3

C. Verificarea la presiune hertziana, in cazul solicitarii la oboseala a flancurilor dintilor

dm diametrele cercurilor de divizare medii

dm1 50.504 mm

dm2 178.25 mm

KM factorul de material

KM 221N

mm2

KHB factorul de repartitie a sarcinii pe latimea danturii

KHB 1.1

Ha tensiunea hertziana admisibila la solicitarea de oboseala a flancurilor dintilor

Halim rezistenta limita la oboseala superficiala de contact a flancurilor dintilor

Halim 420

CH coeficient de siguranta la pitting

CH 1.5

KR factorul rugozitatii flancurilor dintilor

KR 1.15

KHN factorul numarului de cicluri de functionare

KHN1 1

Kd 4

KHN2 5107

N2

1

6

KHN2 1.269

KC 1.77

HC KM KCFt1

b dm1

KS KV KHB

i122

1

i12

HC 3.093 103

Ha1HlimCH

KR Kd KHN1

Ha1 4.614 103

Ha2HlimCH

KR Kd KHN2

Ha2 5.853 103

Alegerea rulmetilor, stabilirea preliminara a formei constructive a arborelui

dca 45 mm

dfus dca 5 50 mm

Vom alege astfel conform STAS 3920-87 rulmentii cu simbolul 32210 pentru diametru de fus de 50 mm pentru arborele rotii conduse.

Pentru arborele rotii conducatoare se va alege rulmentul cu simbolul 32208.

lca 135.5 mm

d2 73 mm

d0 dfus 3 53 mm

Verificarea arborilor

Verificarea la solicitarea compusa:

α - coeficient ce ia in considerare influenta modulului de variatie diferit al momentelor de incovoiere si torsiune asupra comportarii arborelui

Pentru o variatie pulsatoare a efortului la torsiune:

Calculul of reactiunilor si momentelor

Fam2 2763.76 N Forta axiala

Frm2 1105.50 N Forta radiala

Ftm2 8178.31 N Forta tangentiala

moment produs de forta axialaMII_am2 Fam2

dm2

2 MII_am2 201.52 N m

lII_1 57.5mm

lII_2 103.5mm

Plan orizontal (xOy):

MII_Hb1_1 0 HII_b2_1

Ftm2 lII_1

lII_1 lII_2

HII_b2_1 2920.83 N

MII_Hb2_1 0 HII_b1_1

Ftm2 lII_2

lII_1 lII_2

HII_b1_1 5257.49 N

F II_H_1 HII_b1_1 Ftm2 HII_b2_1 F II_H_1 0N

MII_Hb1_1 0N m

MII_H1_1 HII_b1_1 lII_1 MII_H1_1 302.31 N m

MII_Hb2_1 MII_H1_1 Ftm2 HII_b1_1 lII_2

MII_Hb2_1 0N mPlan Vertical (xOz):

MII_Vb1_1 0 VII_b2_1

Frm2 lII_1 MII_am2

lII_1 lII_2

VII_b2_1 856.88 N

MII_Vb2_1 0 VII_b1_1

Frm2 lII_2 MII_am2

lII_1 lII_2

VII_b1_1 1962.38 N

F II_V_1 VII_b1_1 Frm2 VII_b2_1 F II_V_1 0N

MII_Vb1_1 0N m

MII_V11_1 VII_b1_1 lII_1 MII_V11_1 112.84 N m

MII_V21_1 MII_V11_1 MII_am2 MII_V21_1 88.69 N m

MII_Vb2_1 MII_V21_1 VII_b1_1 Frm2 lII_2 MII_Vb2_1 0 N m

Rezultantele:

RII_b1_1 HII_b1_12 VII_b1_1

2 RII_b1_1 5611.78 N

RII_b2_1 HII_b2_12 VII_b2_1

2 RII_b2_1 3043.92 N

MII_b1_1 MII_Hb1_12 MII_Vb1_1

2 MII_b1_1 0N m

MII_1_1 MII_H1_12 MII_V21_1

2 MII_1_1 315.05 N m

MII_b2_1 MII_Hb2_12 MII_Vb2_1

2 MII_b2_1 0N m

Moment echivalent:

MII_eq_1 MII_1_12 MtII

2 MII_eq_1 638.70 N m