Universitatea “Politehnica” din Timisoara

Facultatea de Mecanica

PROIECT LA MECANISME

STUDENT PROFESOR INDRUMATOR

Tudoroiu Cristian Dr. Ing. ENDRE IANOSI

An III A.R. Gr: 2

26.10.2010

1

CuprinsTema proiectare………………………………………………………………………………………... 3

CAP 1. Mecanismul cu roti dintate

Mecanism cu roti dintate,principi de baza,scheme cinematice,raport de transmitere,elemente de tehnologie…………………………………………………………………………………………………. 4

Stabilirea schemei cinematice pentru mecanismul reductor……………………… 5

Repartizarea raportului de transmitere total pe cele 2 trepte ale reductorului………………………………………………………………………………………………. 6

Calculul numarului de dinti………………………………………………………………….…….. 6

Determinarea modulului si a distantei dintre axe…………………………………….... 6

Calculul sumei coeficentului de deplasare……………………………………………….…. 6

Inpartirea coeficentului de deplasare pe cele doua roti………………………….….. 6

Calculul geometric al angrenajului……………………………………………………..….…… 7

CAP 2. Mecanismul cu cama

Mecanism cu cama,elemente componente,fazele miscari…………………….….. 8-9

Determinare timpilor pe cele patru faze de miscare…………………………….……. 10

Stabilirea legilor de miscare ale tachetului………………………………………….……… 10

Determinarea gabaritului camei………………………………………………………….…..… 10

CAP3. Documentatie desenata

Desen de executie pentru o roata dintata cilindrica cu dinti exteriori……..… 13

Reprezentarea elementelor geometrice ale danturi…………………………….….… 14

Reprezentarea legilor de miscare ale tachetului………………………………….….15-16

Reprezentarea gabaritului camei…………………………………………………………..…. 16

Bigliografie…………………………………………………………………………………………….... 18

2

Tema proiect

Pentru sistemul mecanic mobil cu schema bloc prezentata in (fig 1) sa se realizeze proiectarea mecanismului reductor si a mecanismului cu cama,cunoscand urmatoarele date de proiectare;

iR= 16 aW= 140 β= 13

Fig.1

Pentru mecanismul cu cama cu schema cinematica prezentata in (fig 2) pentru care se cunoaste legea de variatie a acceleratiei functie de timp ,care e de forma:

Se da :

α= 120° ; n=130 [rot/min]

β= 60° ; h= 85 [ mm]

γ= 120° ; δ= 60°

Fig.2

h- cursa tachet β- stationare superioara t2

γ- coborare t3 α + β + γ + δ = 360°

α- urcare t1 δ- stationare inferioara t4

3

Mecanism cu roti dintate, principi de baza, scheme cinematice, raport de transmitere, elemente de tehnologie

Mecanismele cu roti sunt cele mai raspandite in constructia de masini datorita faptului ca motoarele rotative sunt cele mai raspandite motoare de actionare.In general turatia motorului de actionare trebuie adecvata necesitatilor consumatorului printr-o transmisie; mecanism in care elementele au forma unor roti, de cele mai multe ori dintate.

Se defineste pentru un mecanism cu roti notiunea de raport de transmitere.

Se noteaza cu i ; i= ; i16= = ;

Daca modul raportului de transmitere este subunitar atunci avem de-a face cu o transmisie amplificatoare. Daca modul raportului de transmitere este supraunitar atunci aveam de-a face cu o transmisie reducatoare;

| | < 1 => < ; | | > 1 => >

Se zice ca o transmisie de roti e intr-o treapta daca transmisia e alcatuita din doua roti. Dupa pozitia axelor rotilor ce alcatuiesc o transmisie intr-o treapta avem:

Transmisie cu axe pararele,cu roti dintate cilindrice

Transmisie cu axe intersectate,cu roti conice

Transmisie cu axe incrucisate,cu roti hiperpoloidale

Daca rotile sunt circulare atunci raportul de transmitere e constant, daca rotile sunt necirculare atunci raportul de transmitere este variabil pe un ciclu cinematic

Intr-o transmisie cu o treapta miscarea intre roti se poate face in mod direct sau cu elemente intermediare,(lant,curea,cablu)

Daca in periferia rotilor sunt fabricate plinuri si goluri care se intrepatrund atunci transmisia miscari se face prin forma.

4

Daca raportul de transmitere variaza la comanda exterioara a operatorului avem de-a face cu variatoare de turatie sau cuti de viteze

Atunci cand rotile dintr-o transmisie sunt fixe in spatiu transmisia se numeste ordinara,iar daca una din axe e mobila in spatiu transmisia se numeste cicloidala (planetara) daca M = 1 sau diferentiala daca M

Unde; M – gradul de mobilitate calculat cu relatia:

Mf = (6-f) (n-1) – i

n – nr de elemente ; f - miscare interzisa

Stabilirea schemei cinematice pentru mecanismul reductor

5

iR=i12*i34 (1) #'STAS 6012-82'!A1 i13= 16

6

i12= 4Verificarea alegerii

corecte pentru i12 si i34

din STAS 6012-82

E= 0.00%CORECT, MERGI MAI DEPARTE

i23= 4

Alegerea numarului de dinti:

z1= 18z1 se alege mai mare decat 14 si mai mic decat 30

z2= 72

Calculul modulului

mcalc= 3.0314[mm]

Cu modulul calculat se merge in STAS 822-82 si se alege modulul standardizat care sa indeplineasca conditia:

mSTAS<mcalc

mSTAS= 3 STAS 822-82 '!A1

Se calculeaza distanta dintre axe de referinta:a= 138.55 [mm]

Se calculeaza unghiul de angrenare pe cercul de rostogolire:

αn= 20 [˚] inv αn= 0.014904384

αt= 20.483 [˚] inv αt= 0.016050451

αtw= 22.016 Se impune ca αtw≤24° CORECT, MERGI MAI DEPARTE

inv αtw= 0.020098405Se calculeaza coeficientul de deplasare suma:

xts= 0.4876

xns= 0.5005

Acest coeficient de deplasare suma se imparte pe cele doua roti cu ajutorul nomogramelor din

indrumatorul de proiectare

xn1= 0.42 xt1= 0.409235427

xn2= 0.0805 xt2= 0.07843679

Calculul elementelor geometrice generale ale rotilor angrenajuluiSTAS 821-82

7

Modulul frontal mt= 3.078912323 [mm] h*an= 1

Diametrul de divizare d1= 55.42042182 [mm] c*n= 0.25

d2= 221.6816873 [mm]

Diametrul de rostogolire dw1= 56 [mm]

dw2= 224 [mm]

Diametrul de ptcior df1= 50.44042182 [mm]

df2= 214.6646873 [mm]Inaltimea dintelui h= 6.697445448 [mm]

Diametrul de cap da1= 63.83531272 [mm]

da2= 228.0595782 [mm]

Arcul de divizare frontal al dintelui st1= 6.206234492 [mm]

st2= 4.169234492 [mm]

Arcul de cap frontalal dintelui sat1= 2.145400284 [mm] αta1= 35.581457

sat2= 1.606865109 [mm] αta2= 24.414514

Arcul de rostogolirefrontal al dintelui swt1= 5.611412029 [mm]

swt2= 4.162488864 [mm]

Arcul de divizare frontal al golului et1= 3.895012919 [mm]

et2= 4.655922345 [mm]

Arcul de capfrontal al golului eat1= 9.489593931 [mm]

eat2= 7.47219582 [mm]

Arcul de rostogolirefrontal al golului ewt1= 4.162431782 [mm]

ewt2= 5.611354947 [mm]

Diametrul de baza db1= 51.91656485 [mm]

db2= 207.6662594 [mm]

Pasul frontal de divizare pt= 9.672688336 [mm]

Pasul de baza frontal pbt= 9.06114993 [mm]

Pasul de rostogolire pw= 9.773843811 [mm]

Marimi de verificare

Gradul de acoperire frontal Єα= 1.497777206

Gradul de acoperire axial Єβ= 0.668305349

Gradul de acoperire total Єγ= 2.166082555

Observatie:Єαmin 1,05) 1,2 ……

1,87]

CAP 2. Mecanismul cu cama8

Mecanism cu cama,elemente componente,fazele miscari

Mecanismul cu cama poate fi definit ca fiind un mecanism care contine un element profilat conducator, cama, ce transmite direct elementului condus, tachetul, o miscare univoc determinata de legea de miscare,incorporate in profilul camei

In cazul in care cei trei parametri cinematic ,pozitie,viteza,acceleratie, variaza in timp ,dependentele lor de parametrul independent se numesc legi de miscare

Mecanismul cu cama contine trei elemente;

Elementul fix,batiul

Elementul conducator,cama, care poate executa o miscare de translatie,rotatie sau oscilatie

Elementul condus,tachetul, care poate executa o miscare de translatie sau de oscilatie

Legatura dintre cama si tachet se face printr-o cupla cinematica superioara,conexiune ka(-1), fiind in contact o suprafata profilata (cama) si o rola , un varf, un disc plan sau profilat (tachetul).

In cazul mecanismelor plane cu tachet in miscare de translatie, daca directia de translatie trece prin cupla de rotatie a camei, avem un mecanism cu cama centric, in caz contrar avem un mecanism cu cama excentric.

Clasificarea mecanismelor cu cama

a) Dupa tipul miscari elementului conducator;

Mecanism cu cama in miscare de rotatie (fig 3)

Mecanism cu cama in miscare de oscilatie (fig4,5)

Mecanism cu cama in miscare de translatie (fig6,7)

b) Dupa tipul miscari elementului condus;

9

Mecanism cu tachet in translatie (fig3)

Mecanism cu tachet oscilant (fig.5,7,9)

c) Dupa structura;

Mecanism cu cama plana (fig. 3,4,5,6,7)

Mecanism cu cama spatial (fig.8,9)

d) Dupa tipul camei spatial;

Mecanisme spatiale cu cama cilindrica (fig.8)

Mecanisme spatial cu cama globoidala (fig.9)

Fig.3) Fig.4) Fig.5) Fig.6)

Fig.7) Fig.8) Fig.9)

Determinarea vitezi unghiulare a camei

10

Wc= = = 14.66 [rad/s]

Determinarea timpilor pe cele patru faze de miscare

Timpul de ridicare t1= 0.15708Timpul de stationare superioara t2= 0.034

Timpul de coborare t3= 0.151262Timpul de stationare inferioara t4= 0.075631

Stabilirea legilor de miscare ale tachetului

Urcare; t (0,t1) Coborare; t (t2,t3)

s= h [ - sin( ] s= h [1- - sin( ]

v= [1- cos( )] v= - [1- cos( )]

a= sin ( ) a= - sin ( )

Determinarea gabaritului camei

Gabaritul unei came reprezinta spatial pe care il ocupa cama in functionarea s. Acesta este cu atat mai mica cu cat raza de baza Rb este mai mica. La o aceeasi valoare a marimii de iesire Xe

gabaritul camei e mai mic, ceea ce reprezinta un avantaj economic. Forta se transmite dupa directia normalei (la profilul camei in punctual de contact) care formeaza cu directia de deplasare a punctului carecteristic al tachetului unghiul de presiune α. Transmiterea miscarii prin forta e cu atat mai favorabila cu cat unghiul alfa e mai mic, ceea ce implica o raza de baza cat mai mare.

α<αa

Viteza unghiulara al camei

14 [rad/s] Cursa tachetului h=

85 [mm]

11

ω=Perioada T= 0.448798951 [s}

t1/24= 0.006233 t3/24= 0.006233

Nr.Crt. t Spatiu s Viteza v Acceleratia a

1 0 0 0 02 0.006233 0.040319 19.36037124 6176.3780193 0.012467 0.319248 76.12210767 11931.846084 0.0187 1.059139 166.4169908 16874.178565 0.024933 2.450928 284.0915734 20666.563646 0.031167 4.641124 421.1265273 23050.556577 0.0374 7.72183 568.1831468 23863.692178 0.043633 11.72446 715.2397663 23050.556579 0.049867 16.61759 852.2747203 20666.56364

10 0.0561 22.30914 969.9493029 16874.1785611 0.062333 28.65258 1060.244186 11931.8460812 0.068567 35.45699 1117.005922 6176.37801913 0.0748 42.5 1136.366294 2.92366E-12

14 0.081033 49.54301 1117.005922-

6176.378019

15 0.087266 56.34742 1060.244186-

11931.84608

16 0.0935 62.69086 969.9493029-

16874.17856

17 0.099733 68.38241 852.2747203-

20666.56364

18 0.105966 73.27554 715.2397663-

23050.55657

19 0.1122 77.27817 568.1831468-

23863.69217

20 0.118433 80.35888 421.1265273-

23050.55657

21 0.124666 82.54907 284.0915734-

20666.56364

22 0.1309 83.94086 166.4169908-

16874.17856

23 0.137133 84.68075 76.12210767-

11931.84608

24 0.143366 84.95968 19.36037124-

6176.378019

25 0.1496 85 0-5.84731E-

1226 0.155833 85 0 027 0.162066 85 0 028 0.1683 85 0 029 0.174533 85 0 030 0.180766 85 0 031 0.187 85 0 032 0.193233 85 0 033 0.199466 85 0 0

12

34 0.2057 85 0 035 0.211933 85 0 036 0.218166 85 0 037 0.224399 85 0 0

38 0.230633 84.95968 -19.36037124-

6176.378019

39 0.236866 84.68075 -76.12210767-

11931.84608

40 0.243099 83.94086 -166.4169908-

16874.17856

41 0.249333 82.54907 -284.0915734-

20666.56364

42 0.255566 80.35888 -421.1265273-

23050.55657

43 0.261799 77.27817 -568.1831468-

23863.69217

44 0.268033 73.27554 -715.2397663-

23050.55657

45 0.274266 68.38241 -852.2747203-

20666.56364

46 0.280499 62.69086 -969.9493029-

16874.17856

47 0.286733 56.34742 -1060.244186-

11931.84608

48 0.292966 49.54301 -1117.005922-

6176.37801949 0.299199 42.5 -1136.366294 7.67395E-1250 0.305433 35.45699 -1117.005922 6176.37801951 0.311666 28.65258 -1060.244186 11931.8460852 0.317899 22.30914 -969.9493029 16874.1785653 0.324133 16.61759 -852.2747203 20666.5636454 0.330366 11.72446 -715.2397663 23050.5565755 0.336599 7.72183 -568.1831468 23863.6921756 0.342833 4.641124 -421.1265273 23050.5565757 0.349066 2.450928 -284.0915734 20666.5636458 0.355299 1.059139 -166.4169908 16874.1785659 0.361532 0.319248 -76.12210767 11931.8460860 0.367766 0.040319 -19.36037124 6176.378019

61 0.373999 8.7E-15 0-1.53479E-

11

CAP3. Documentatie desenata13

Desen de executie pentru o roata dintata cilindrica cu dinti exteriori

Reprezentarea elementelor geometrice ale danturi14

Reprezentarea legilor de miscare ale tachetului15

16

Reprezentarea gabaritului camei

17

Bibliografie

Voicu Mesaros Anghel, Iosif Carabas, meanisme -indrumator de laborator, edit. Politehica timisoara (1995)

Iosif Carabas, Vocu Mesaros Anghel, proiectarea mecanismelor, edi. Mirton Timisoara (2000)

Voicu Mesaros Anghel, curs mecanisme (2010)

Endre Ianosi, laborator mecanisme (2010)

18