Introducere

61UTMFIMT gr. ITTA-121

1

Coala

Coala

Sarcina tehnica nr.15Varianta 1Mecanismul de acionare a malaxorului industrialDate iniiale pentru proiectare conform sarcinii:1. Fora tangenial a cuvei Ft,(kN)=1,22. Viteza de lucru a cuvei v,(m/s)=1,43. Diametrul de lucru al cuvei D, mm 10004. Durata de exploatare L=7 aniElementele componente:1. Motor electric (ME)2. Cuplajul3. Reductor cu angrenaj melcat (Melc)4. Transmisie cu roi dinate conice5. Buncr (Ol, organul de lucru)

Figura 1. Mecanismul de acionare a malaxorului industrialCuprinsIntroducere31.Calcule generale51.1.Alegerea motorului electric si calculul cinematic al mecanismului51.2.Determinarea i distribuirea raportului de transmitere a M.A.72.Proiectarea i calculul angrenajului Melcat112.1.Alegerea materialului i calculul tensiunilor admisibile112.2.Dimensionarea angrenajului cu roi dinate cilindrice133.Calcule de verificare al angrenajului.154. Calculul transmisiei deschise194.3.Calcule de verificare al angrenajului245.Calculul de predimensionare al arborilor, roilor melcate. Alegerea rulmenilor285.1.Calculul de predimensionare al arborilor285.2.Alegerea preventiv a rulmenilor305.3.Construcia roilor melcate336.Elaborarea schiei reductorului format a1357.Calculul de rezisten al arborilor357.1.Determinarea reaciunilor n reazeme367.2.Determinarea reaciunilor n reazeme408. Calculul rulmenilor469.Calculul asamblrilor prin pene499.1.Calculul asamblrii prin pan pe arborele-melc509.2.Calculul asamblrii prin pan pe arborele condus5210. Calculul elementelor constructive a roilor si carcasei reductorului Melcat.5511.Alegerea uleiului i a sistemului de ungere.5612. Ungerea reductorului.5713. Cuplajul59Bibliografie60Anexe61IntroducereIntroducereElaborarea acestui proiect contribuie la consolidarea materiei teoretice a bazelor proiectrii mainilor, conceperea mai profund a procesului calcul proiectare executare a organelor de maini i acumularea cunotinelor necesare pentru elaborarea proiectelor de curs la disciplinele de specialitate i a celui de diplom.Funcionarea oricrui reductor este nsoit de uzur, care este un proces de modificare treptat a dimensiunilor i a formei pieselor la frecare.Uzura poate avea loc, cnd ntre suprafeele de contact nimeresc particule dure, care deterioreaz metalul.Pentru funcionarea normal a mainii este necesar de asigurat un regim stabil de temperatur, deoarece degajarea abundent de cldur i evacuarea proast a cldurii pot provoca defecte.Cldura degajat nrutete calitatea lubrifianilor, fapt ce provoac uzura.Se numete reductor, mecanismul format din transmisii dinate sau melcate i servete pentru transmiterea relaiei de la arborele motorului la arborele motorului la arborele mainii de lucru.Reductorul este un mecanism care micoreaz viteza unghiular i mrete momentul de rotaie n mecanismele cu aciune de la motorul electric la maina de lucru.Reductorul are menirea de a micora viteza i corespunztor de a mri momentul relaiei a arborelui n comparaie cu cel condus.Reductoarele se clasific dup:1) tipul transmisiei;a) dinate;b) melcate; numrul de trepte ( cu o treapt, cu dou trepte, etc);1) tipul roilor dinate ( cilindrice, conice, cilindru - conice);aezarea arborilor reductorului n spaiu ( orizontal, vertical). Angrenajele melcate se refer la tipurile de angrenaj cu axe concurente.Dezavantajele: randamentele mai sczute, executarea mai complicat n legtur cu forma elicei mai dificil. n legtur cu apariia forelor axiale este nevoie de o fixare mai complex a arborelui melc.Reductorul pe larg se ntrebuineaz n diferite ramuri ale industriei constructoare de maini, de aceea exist i mai multe tipuri de maini. Pentru a micora dimensiunile organelor de maini, n industria constructoare de maini ntrebuineaz motoarele reductoarele ce constau dintr-un agregat n care sunt unite motorul i reductorul.

1.Calcule generale1.1.Alegerea motorului electric si calculul cinematic al mecanismuluiMotorul electric este un component foarte important din cadrul mecanismului de acionare a unui sau altei maini. Caracteristica constructiv i de exploatare a mainii proiectate depinde n mare msur de tipul, puterea i numrul de turaii a motorului electric, ceia ce ne face s fim foarte exigeni n alegerea lui.Pentru proiectarea mecanismelor de acionare a diferitor organe de lucru se recomand utilizarea motoarelor electrice trifazate asincrone din seria 4A [1, Anexa 2 tab.S3 pag.162].Puterea motorului electric depinde de puterea necesar organului de lucru, iar numrul turaii de turaia arborelui organului de lucru.1.1.1.Determinarea puterii necesare organului de lucru al mainii proiectate P3, kW: ,undeFt este fora de traciune a organului de lucru, kN;v viteza liniar a organului de lucru, m/s.[Date iniiale din sarcina de proiectare],kW.1.1.2.Determinarea randamentul total al mecanismului de acionare :

undeconic este randamentul transmisiei prin deschise, conic =0,94;t.melc randamentul angrenajului reductorului, (reductor melcat) melc =0,85;c randamentul cuplajului, primim c = 0,98;rul randamentul unei perechi de rulmeni, primim rul = 0,99.Conform tabelului [1, tab.2.1 pag.12] valorile randamentelor sunt:cuplajmelcconicrul

0,980,850,940,99

[1, tab.2.1, pag.12]

1.1.3.Determinarea puterii necesare motorului electric Pme, kW:kW.1.1.4.Determinarea puterii nominale a motorului electric Pnom, kW.Valoarea puterii nominale a motorului electric se alege conform [1, Anexa 2 tab.S3 pag.162] i trebuie s fie mai mare, dar ct mai aproape de puterea necesar Pel. Dec, primim Pnom=2,2kW.1.1.5.Alegerea tipului motorului electric [1, Anexa 2 tab.S3 pag.162].Fiecrei valori a puterii nominale Pnom i corespunde mai multe tipuri de motoare electrice cu diferit numr de turaie (3000, 1500, 1000, 750 tur/min). Alegerea tipului motorului electric depinde de tipul transmisiilor din cadrul mecanismului de acionare, caracteristicilor cinematice a mainii, i se efectueaz dup determinarea raportului de transmisie a mecanismului de acionare. n acelai timp trebuie de inut cont c, motoarele electrice cu numr mare de turaii (sincron 3000tur/min) au o durabilitate de funcionare redus, iar motoarele electrice cu numr mic de turaii (750tur/min) au o mas specific ridicat, de aceea nu este de dorit de a fi utilizate fr necesitate sporit.Deoarece pentru Pnom =2,2 corespunde mai multe tipuri de ME cu numr diferit de turaii alegem prealabil urmtoarele 2 modele : Puterea nominala a motorului [1, Anexa 2 tab.S3 pag.162]:Puterea nominal Pnom [kW]

Turaia sincrona, tur/min

1500

Tipul motoruluiTuraia nominal nnom

2,24AM90L4Y31425

1.2.Determinarea i distribuirea raportului de transmitere a M.A.Raportul de transmitere a mecanismului de acionare u se determin din raportul turaiei nominale a motorului electric nnom ctre turaia organului de lucru n3 la transmiterea puterii nominale Pnom.1.2.1.Determinarea numrului de turaii pe arborele organului de lucru nol, tur/min: a)pentru transportoare cu band, maini de ridicat .a.:

, de unde , undev este viteza organului de lucru, m/s;D diametrul rotii dinate, mm.[Date iniiale din sarcina de proiectare]= =tur/min.Raportul de transmitere ale treptelor mecanismului de acionare im=imel it.limel. - raportul de transmitere imelc.it.l - raportul transmisiei deschise

Conform [2, tab.2.2 pag.15] acceptam valorile roilor melcate nchise.

Z=4, imelc, iconic.im=imel iconic=163.33=53.3

Turaia arborelui motorului nmot(rot/min) se determin ca produsul dintre turaia arborelui de acionare i raportul de transmitere al mecanismului:nmot=n3i mnmot=n3im=26.73853.3=1425.13 (rot/min)

Conform tabelului [1, tab. S3 pag.162] alegem motorul electric asincronic.Tabelul 1.1 Caracteristica tehnica pentru motorul ales:Modelul MECaracteristica tehnica

Puterea nominal Pnom,[kW]Turaia sincrona nme, [min-1]Turaia nominalannom, [min-1]

4AM90L4Y32,215001425

Fig.1.1. Motorul electric executare IM 10811.6. Concretizarea raportului de transmitere conform standardului si distribuirea pe transmisiilor simple Raportul de transmitere a mecanismului:

Raportul de transmitere a melcului:

Raportul de transmitere a lanului:

Puterea motorului:

Numrul de turaii a motorului electric ales:

Determinarea parametrilor cinematici i de for a M.A.Parametrii de for (puterea i momentul de torsiune) i cinematici (numrul de turaii i viteza unghiular) ai mecanismului de acionare se calculeaz pe arborii mecanismului, n dependen de puterea nominal Pnom i numrul de turaii nominale nnom ale motorului electric.

Tabela 1.1. Parametrii cinematici i de for ai mecanismului de acionareParametrulArboreleConsecutivitatea legturii elementelor mecanismului de acionare conform schemei cinematice

Motor electricCuplajReductorTransmisie deschisaOrgan de lucruMecredconicol

PutereaP, [kW]mePm = 2.2 kW;

IP1 = Pmot cuplaj nrul = 2.2 0.98 0.99 = 2.13

IIP2 = P1 tr.mel. rul = 2.13 0.85 0.99 = 1.79

olPol= P2 cuplaj. . rul=1.79 0.99 0.94 = 1.67

Turaia n,[min-1]Viteza unghiulara , [s-1]mennom=1425

In1=nnom/ic=1425

IIn2=n1/imelc=1425/16=89

olnol=n2/nc=89/3.33=26.74

Momentul de torsiune T,[Nm]me

I

II

ol

2.Proiectarea i calculul angrenajului Melcat2.1.Alegerea materialului i calculul tensiunilor admisibileScopul alegerea duritii, prelucrrii termice i materialului transmisiei cu roi dinate; determinarea tensiunilor admisibile de contact; determinarea tensiunilor admisibile la ncovoiere.Determinm viteza de alunecare cu formula prealabil:

unde :Vt1 viteza tangenial; - unghiul arctan(z/q);1 viteza unghiulara;d1 diametrul melcului; Conform recomandrilor [2, pag.57] alegem marca materialului pentru fabricarea melcului: Melcul otel de cementare 40X cu duritate dup tratamentul termicCaracteristicele mecanice ale otelului 40X conform [2, tab.5.1 pag.45]: Seciunea 60 [mm]; Duritatea - HRC 5363, HB 197; r 900 [N/mm2]; c 750 [N/mm2]; Prelucrarea termica Imb+CIF;Roata Melcata CuSn6Zn4Pb4Caracteristicele mecanice ale materialului CuSn6Zn4Pb4 conform [2, tab.5.11 pag.58]: Duritatea HB 60; r 180 [N/mm2]; c 80 [N/mm2]; H2 0.6*180=108 [N/mm2]; F2 [N/mm2];

Tabelul 2.1 Caracteristicele mecanice ale materialului melcului si rotii melcate.Elementul transmisiei

Marca materialului

DlimTratamenttermicDuritatea[]H2[]F2

SlimHBHRC[N/mm2]

1.Melc40X125Imb+CIF-45--

2. Roata MelcataCuSn6Zn4Pb480-6010864

2.2.Dimensionarea angrenajului cu roi dinate cilindrice2.2.1.Determinarea parametrului principal distana dintre axe aw, mm conform relaiei : ;[mm]T2 momentul de torsiune pe arborele condus al reductorului, N/mm2 [vezi tab.1, pag.9];[]H2 tensiunea admisibil de contact a roii dinate (melc sau roata melcata) cu dine mai puin rezistent, N/mm2 [vezi tab.2.1, pag.12]; ; mm.

Valoarea primit a distanei dintre axe aw pentru transmisii nestandard de rotunjit pn la cel mai apropiat numr din irul de numere normale [1, Anexa 2 tab. S1, pag.161].Alegem numrul de spire z1=2, ired=16.Numrul de dini a roii melcate z2=z1*ired=2*16=322.2.2. Determinarea modulului de angrenare m, mm:

,2.2.3. Determinarea coeficientului diametral al melcului q:

Valoarea primit a modulului m q de rotunjit pn la valoarea standard din rndul de mai jos [2, tab.5.12, pag.60]:m, mmq, 1-ul rnd 8,5,6,3

2-lea rnd- 20,16,12,5,10,8

La alegerea modulului este de dorit de dat prioritate 1-lui rnd fa de rndul 2.Conform acestor recomandri primim modulul m = 8 mm si coeficientul diametral al melcului q = 8 acestea sunt valorile standard.

2.2.4. Recalculm distana dintre axe cu formula:

Acceptm

Figura 2.1 Parametrii geometrici de baza a angrenajului melcat [mm].3. Calcule de verificare al angrenajului.

Figura 3.1 Forele in angrenajul melcat

TransmisiaFora in angrenareRelaiile pentru determinarea forelor

MelcRoata melcata

Melcat

Tangeniala

Radiala

Axiala

Nota : T1,T2 sunt momentele de torsiune pe arborii conductor si condus [Nm]; d1,d2 diametrele cercului de divizare pentru melc si respectiv roata melcata, [mm]; = 20 unghiul de angrenare

Verificam tensiunile de contact a dintilor rotii melcate [N/mm2]:==73,72[N/mm2] < 108 MaxK=1 v2 []F este mai mare de 5%, atunci este necesar de mrit modulul angrenrii me, respectiv de recalculat numrul de dini al pinionului i roii dinate i de repetat calculul de verificare.

2.3.5.Prezentm un rspuns tabelar pentru acest calcul:Tabelul 4Calculul de dimensionare al angrenajului

ParametruValoareaParametru, mmValoarea

Lungimea exterioar a genera-toarei conului de divizare Re, mm135.73Diametrul cercului de divizare:pinion, d1roat, d2

77.7260.3

Modulul (exterior) me, mm3.38

Limea coroanei danturate b, mm:38Diametrul cercului de cap:pinion, da1roat, da284.2262.2

Forma dinteluidreapta

Numrul de dini:pinion, z1roat, z22377Diametrul cercului de picior:pinion, df1roat, df270257.9

Unghiul conului de divizare, 0:pinion, 1roat, 216.6373.37Diametrul cercului median:pinion, d1roat, d266.62223.04

Calculul de verificare al angrenajului

ParametruValori admisibileValori calculateNot

Tensiunile de contact H, N/mm2580.9556.84.13%

Tensiunile de ncovoiere, N/mm2F1294258249.1211.215.28%18.14%

F2

n indicatorul Not se prezint abaterea n % a tensiunilor calculate F i H fa de cele admisibile []H, i []F.

5.Calculul de predimensionare al arborilor, roilor melcate. Alegerea rulmenilor5.1.Calculul de predimensionare al arborilor5.1.1.Alegerea materialului pentru arboriConform [2, tab.9.1 pag.116] se recomand de ales pentru fabricarea arborilor, oeluri carbonice i aliate, prelucrate termic, de tipul oel 40X, 40X.Caracteristicile mecanice ale acestor materiale se determin din [2, tab.9.1., pag.116].5.1.2.Alegerea tensiunilor admisibile la rsucireCalculul de predimensionare al arborilor se ndeplinete conform tensiunilor de rsucire, adic la aceast etap nu se iau n calcul tensiunile de ncovoiere, concentraia tensiunilor i concentraia tensiunilor n timp (tensiunile ciclice). De aceia, pentru compensarea aproximrii acestei metode de calcul, tensiunile admisibile de rsucire se primesc puin micorate: []k = 10...25 N/mm2. n acelai timp, valoarea minim []k se primete pentru calculul de predimensionare al pinionului, valoarea maxim []k pentru calculul de predimensionare al arborilor condui.

5.1.3.Determinarea parametrilor geometrici ai treptelor arborilorArborele uni reductor prezint de sine un corp cilindric cu trepte, numrul i mrimile treptelor sunt determinate de numrul i mrimile pieselor instalate pe aceste trepte.Calculul de predimensionare are ca scop determinarea orientativ a mrimilor geometrice a fiecrei trepte: diametrul d i lungimea ei l.

Tabela 5.1. Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor, mmTreapta arborelui i parametrii ei d i lArbore-pinion (fig. 3.1, a)Arborele roii Melcate (fig. 3.1, b)

I-asub un element al transmisiei deshise sau semicuplajd1

undeT1 i T2 sunt momentele de torsiune pe arbori (vezi tab.1.1);[]k = 10...25 N/mm2 tensiunea admisibil la rsucire.

l1l1=(0,8...1,5)d1 sub roat de lan; l1=(1,2...1,5)d1 sub roat de conic;l1=(1,0...1,5)d1 sub roat dinat; l1=(1,0...1,5)d1 sub semicuplaj;

II-asub etana capacului deschis al rulmentuluid2d2 = d1 + 2t

l2l2 0,6d2 numai sub etan;l2 1,5d2l2 1,25d2

III-asub pinion, roat danturatd3d3 = d4 + 3,2rd3 = d2 + 3,2r n cazul d3 df1;pentru d3 > da1 d3 = da1d3 = d2 + 3,2r

l3l3 se determin grafic din schia de predimensionare a reductorului

IV-asub rulmentd4d4 = d5 + (2...4) mmd4 = d2

l4l4 se determin graficl4 = B pentru rulmeni cu bile [3, tab.K27-28];l4 = T pentru rulmeni cu role [3, tab.K29-30]

V-asub filetd5d5 sub filet se deter-min n dependen de d2 [3, tab.10.11]Nu se construieted5 = d3 + 3f;treapta dat poate fi nlocuit cu o buc

l5l5 0,4d4l5 se determin grafic

Not:1. Mrimea nlimii umrului t, mrimile orientative ale teituri butucului f i coordonatele teiturii rulmentului r se determin n dependen de diametrul treptei d:

d17...2425...3032...4042...5052...6062...7071...85

trf21,612,2212,52,51,22,831,63323,33,523,53,52,5

1. Diametrul d1 al treptei de ieire al arborelui-pinion, care este cuplat cu arborele motorului electric prin intermediul cuplajului, se determin din coraportul d1 = (0,8...1,2)dme, unde dme este diametrul treptei de ieire al arborelui motorului electric [3, tab.K10, pag.385];2. Diametrele d2 i d4 sub rulment de rotunjit pn la cea mai apropiat valoare ce corespunde cu diametrul inelului interior al rulmentului d [3, tab.K27...K30];3. Diametrele i lungimile treptelor arborilor (n afar de d2 i d4 ) se rotunjesc pn la cea mai apropiat valoarea din irul numerelor normale [3r., tab.13.15, pag.312].

Fig.5.1. Construcii tip de arbori pentru reductoare cu o treapt

5.2.Alegerea preventiv a rulmenilorAlegerea celui mai raional tip de rulment, pentru condiiile date de munc al reductorului, este foarte complicat i depinde de un ir ntreg de factori: puterea transmis de reductor, tipul transmisiei, coraportul forelor din angrenaj, turaia inelului interior al rulmentului, durata necesar de funcionare, schema de amplasare.Alegerea preventiv a rulmenilor pentru fiecare arbore al reductorului se face n urmtoarea ordine: n conformitate cu tab.3.2 se determin tipul, seria i schema de amplasare a rulmenilor; alegerea tipodimensiunii rulmenilor conform diametrului d al inelului interior al rulmentului, egal cu diametrul treptelor doi d2 i patru d4 ale arborelui (treptele sub rulmeni). notarea parametrilor de baz ai rulmenilor mrimile geometrice d, D, B(T, c); capacitile portante dinamice Cr i statice Cr0. Tabelul 5.1 Alegerea materialului pentru confecionarea arborelui melc si arborelui rotii melcate:Marca oteluluiDiametrul semifabricatului [mm]; pn la

Duritatea (HB)Duritatea (HRC) pesteCaracteristicile mecanice, MPa

rcc-1-1

40X6014556636504002403001600,10

40X120200-8006539041024000

Predimensionarea arborilor se efectueaz pe baza calculului de rezisten numai la rsucire, iar neglijarea ncovoierii se compenseaz prin micorarea corespunztoare a rezistenei admisibile:

unde :

= N/mm2

T momentul de rsucire, I arbore:

Acceptm d1= 20 (mm) (sub roata de conic - valoare egala cu diam. arb. motor.)

II arbore:

Acceptm d2=40(mm) Elaborm construcia arborilor pe foia A1 si determinam poziiile rulmenilor si a celorlalte elemente constructive a arborilor coala 1.Alegerea rulmenilor:n prealabil acceptm rulmeni radiali-axiali cu role conice din seria uoar pentru melc i radiali-axiali cu role conice din seria uoar pentru roat.

Tabelul 5.2 Alegerea prealabila a rulmenilor

Simbolizarea

Dimensiunile, [mm][kN]

dDTBCrCrCoreY

7204A204715,514121,026,016,60,361,67

7208A40802016161,058.4400,381,56

Tabela 5.1. Alegerea preventiv a rulmenilor[2, tab.6.1, pag.66]TransmisiaArboreTipul rulmentuluiSeriaUnghiul de contactSchema amplasrii

MelcataIRadial axial cu role conice de tip 7000 sau 27000, pentru nI < 1500 tur/minUoar

= 11...160pentru tipul 7000 = 260pentru tipul 27000[1, S6 pag.165]

IRadial axial cu bile de tip 200 , pentru nI > 1500 tur/minUoar(medie)[1,S4, pag.163]

IIRadial axial cu role conice de tip 7000 sau 27000,Uoar

= 11...160

[1, S6 pag.165]

5.3.Construcia roilor melcateRoile melcate ale reductoarelor, care sunt la rndul su parte component dintr-un mecanism de acionare, de cele mai frecvente ori au diametre nu prea mari i respectiv sunt executate din laminat sau prin tanare. Butucul roilor melcate din reductorul melcat este amplasat simetric fa de coroana danturat, iar butucul roilor melcate ale transmisiilor deschise, poate fi amplasat att simetric, ct i asimetric fa de coroana danturat.

Fig.2.2. Elemente constructive ale roilor melcate

Tabelul 5.3 Determinarea parametrilor constructivi ai rotii melcate [mm].Elementul RotiiParametrulRelaia de calcul

Coroana danturataDiametrul de strungiredam2=284

Diametrul interiordi=0,9d2-2,5m=210.4di=210

Limeab2=56

GrosimeaS=0.05256=12.8 S=13; S0=1.2S=16; h=0,15b2=0,1556=8.4 h=8.5; t=0,8h=0,88.5=6.8 t=6,7;

Teituraf=0,5m=0,58=4f=2.5

ButuculDiametrul interiord1a=38

Diametrul exteriordbut=1,55d1a=1,5535=54.25dbut=56

Lungimealbut=(1,01,5)d1a=(1,01,5)35=52.556lbut=56

DisculGrosimeaC=(0,30,4)56=(0,30,4)56=16.8 C=17;

Raze de rotunjireR6 R=6 , 7

Gurin0=6 guri.

6.Elaborarea schiei reductorului format a1

7.Calculul de rezisten al arborilor7.1.Determinarea reaciunilor n reazemeArborele conductor:

Figura 7.1 Schema de calcul a arborelui rotii melcate Calculul de proiectare a arborelui la rezisten cu tensiuni compuse:Pentru acest calcul aste nevoie de construit diagramele momentelor de ncovoiere a momentului de torsiune i a celui echivalent. Din ultima diagram se determin seciunea periculoas. n angrenajul din lucrarea dat se dezvolt trei fore (Ft,Fr,Fa) care sunt reciproc perpendiculare.Pentru construirea diagramelor, problema trebuie divizat n dou planuri: plan vertical (YOZ) plan orizontal (XOZ)Calculul de verificare al arborelui conductor:

Arbore 1 (conductor Figura 7.1)

Se da: Fr1=547 N; Ft1=447 N; Fa1=1504.5 N; Fr:547 [N]; d1=80 mm; l1p=80 mm; l2p=l3p=80 mm;

Plan vertical (YOZ)

Reacii sumare

Construirea diagramelor momentelor ncovoietoare, [Nm]:Planul vertical (YOZ) :

Sectorul I 0 Z1 l1a Qv=649.94Mv(0)=00=0 [Nm]Mv(l1p)=649.49l1p=51.99 [Nm]

Sectorul II l1a Z1 l1a+l2a Qv=-102.33Mv(l1p)=-8.18 [Nm]Mv(l1p+l2p)=0 [Nm]

Planul vertical (XOZ) :

Sectorul I 0 Z1 l1a Qo=223.5 Mo(0)=0 [Nm]Mo(l1p)=17.87 [Nm]

Sectorul II l1a Z1 l1a+l2a Qo=223.5 Mo(l1p)=17.87 [Nm]Mo(l1p+l2p)=0 [Nm]

Momentele de ncovoiere

Momentele echivalente

Diametru arbore 1

unde: ()- 90.0 [N/mm2] tensiunea admisibila la ncovoiere. In conformitate cu ciclu de funcionare alternant simetric [1, tab.S2, anexa 2] vom mari diametrul cu 5% in seciunile periculoase.Mech- momentul echivalent de ncovoiere in seciunea cea mai solicitata, care corespunde valorii maxime Mech.2 = 56 [Nm]Precizam diametrul interior al rulmentului conform [1, tab.S6, anexa 2] da2 = 20,0[mm]. [coala 1]

7.2.Determinarea reaciunilor n reazemeArborele condus:

Figura 7.2 Schema de calcul a arborelui rotii melcate

Calculul de proiectare a arborelui la rezisten cu tensiuni compuse:Pentru acest calcul aste nevoie de construit diagramele momentelor de ncovoiere a momentului de torsiune i a celui echivalent. Din ultima diagram se determin seciunea periculoas. n angrenajul din lucrarea dat se dezvolt trei fore (Ft,Fr,Fa) care sunt reciproc perpendiculare.Pentru construirea diagramelor, problema trebuie divizat n dou planuri: plan vertical (YOZ) plan orizontal (XOZ)Calculul de verificare al arborelui conductor:Arbore 2 (condus Figura 7.2)Se da: Fr2=548 N; Ft2=1505 N; Fa2=447 N; d2=256 mm; l2p=90 mm; l2p=l3p=50 mm;

Plan vertical (YOZ)

Plan vertical (YOZ)

Reacii sumare

Construirea diagramelor momentelor ncovoietoare, [Nm]:Planul vertical (YOZ) :

Sectorul I 0 Z1 l1a Qv=298Mv(0)=00=0 [Nm]Mv(l1p)=14.91 [Nm]

Sectorul II l1a Z1 l1a+l2a Qv=846Mv(l1p)=42.29 [Nm]Mv(l1p+l2p)=0 [Nm]

Planul vertical (XOZ) :

Sectorul I 0 Z1 l1a Qo=752Mo(0)=0 [Nm]Mo(l1p)=37.6 [Nm]

Sectorul II l1a Z1 l1a+l2a Qo=-752 Mo(l1p)=37.6 [Nm]Mo(l1p+l2p)=0 [Nm]

Momentele de ncovoiere

T2=192.58

Momentele echivalente

Diametru arbore 1

unde: ()- 90.0 [N/mm2] tensiunea admisibila la ncovoiere. In conformitate cu ciclu de funcionare alternant simetric [1, tab.S2, anexa 2] vom mari diametrul cu 5% in seciunile periculoase.Mech- momentul echivalent de ncovoiere in seciunea cea mai solicitata, care corespunde valorii maxime Mech.2 = 192 [Nm]Precizam diametrul interior al rulmentului conform [1, tab.S6, anexa 2] da2 = 30[mm]. [coala 1]

Determinarea dimensiunilor treptelor melculuiTreapta arborelui

Parametrii pinionului si arborelui (al rotii melcate sau rotii melcate), [mm]

I sub pinion sau roata melcata

d1=d2+3,2r=24.11Adoptam d1=25 [mm]

l1 se determina grafic l1=200 [mm]

II-IV sub rulmeni si garniturad2=d4=20 [mm] inelul interior al rulmentului

l2 se apreciaz grafic l2=83 [mm]

III sub element al transmisiei deschise sau semicuplajd3=d2-2t=16 Adoptam d3=16 [mm]

l3=(1,21,5)d3 sub roata transmisiei deschise, cuplaj, l3 se apreciaz in conformitate cu tabelul S10, anexa A2l3=36 [mm] Adoptam l3=36 [mm]

V umrul de sprijin pentru rotile danturated5=d1+3f=0 Adoptam d5=0[mm]

l5=(810)[mm]

Nota : 1. Valoarea nlimii umrului t, si teiturii butucului f si teiturii rulmentului r se determina in dependenta de diametrul treptei d:

d1724253032404250

t2,02,22,52,8

r1,51,52,03,0

f1,01,01,21,6

2. Diametrele si lungimile treptelor arborilor se rotunjesc pina la cea mai apropiata valoare din irul normalizat de dimensiuni liniare [1, tab. S1, anexa A2].

Determinarea dimensiunilor treptelor arborelui rotii melcateTreapta arborelui

Parametrii pinionului si arborelui (al rotii melcate sau rotii melcate), [mm]

I sub pinion sau roata melcata

d1=d2+3,2r=32.56 Adoptam d1=35 [mm]

l1 se determina grafic l1=110 [mm]

II-IV sub rulmeni si garniturad2=d4=30 [mm] inelul interior al rulmentului

l2 se apreciaz grafic l2=45 [mm]

III sub element al transmisiei deschise sau semicuplajd3=d2-2t=27 Adoptam d3=26 [mm]

l3=(1,21,5)d3 sub roata transmisiei deschise, cuplaj, l3 se apreciaz in conformitate cu tabelul S10, anexa A2l3=60 [mm] Adoptam l3=60 [mm]

V umrul de sprijin pentru rotile danturated5=d1+3f= 38 Adoptam d5=40[mm]

l5=(810)[mm]

Nota : 1. Valoarea nlimii umrului t, si teiturii butucului f si teiturii rulmentului r se determina in dependenta de diametrul treptei d:

d1724253032404250

t2,02,22,52,8

r1,51,52,03,0

f1,01,01,21,6

2. Diametrele si lungimile treptelor arborilor se rotunjesc pina la cea mai apropiata valoare din irul normalizat de dimensiuni liniare [1, tab. S1, anexa A2].

8. Calculul rulmenilor

Durata de funcionare a mecanismului calculata in ore:

unde:Lh durata de funcionare;L = 7 [ani] conform sarcinii tehnice [Sarcina Tehnica 18];Kz = 0,6 coeficientul zilelor lucrtoare; [1, pag.90];Kh = 0.33 coeficientul orelor lucrtoare; [1, pag.90];Determinarea capacitatii dinamice portante necesare rulmenilor:Capacitatea dinamica portanta necesara rulmenilor arborelui melc: