proiect organe reductor margin_sorin

UNIVERSITATEA TEHNIC DIN CLUJ+NAPOCA Facultatea Construcii de Maini Catedra Organe de Maini Disciplina Organe de Maini

PROIECT DE SEMESTRU

REDUCTOR DE TURAIE CU O TREAPT

P = 9.5 kW n = 2712 rot/min u = 2,95

Margin Sorin Grupa 1132 Prof.Dr.ing. Gheorghe Kerekes

Cluj-Napoca 2010-2011

1

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.2

CuprinsI MEMORIU TEHNIC.................................................................................4 1.1 Cele doua variante constructive........................................................................5 1.2 Justificarea i descrierea soluiei alese..........................................................7 2. Caracteristici funcionale impuse........................................................................7 3. Indici de exploatare, reglaj i ntreinere.............................................................8 4. Tolerane, rugoziti i condiii tehnice impuse...................................................8 5. Norme de protecia muncii..................................................................................9 6. Rodajul................................................................................................................9 II. MEMORIU JUSTIFICATIV DE CALCUL....................................................10 1. Repartizarea rapoartelor de transmitere. Calculul turaiilor i a momentelor de torsiune ..............................................................................................................................10 1.1 Schema cinematic a trtansmisiei...............................................................10 1.2 mprirea raportului total de transmitere..................................................10 1.3 Claculul turaiilor.........................................................................................11 1.4 Calculul momentelor de torsiune................................................................11 2. Predimensionarea angrenajului cilindric cu dini nclinai..................................11 2.1 Alegerea numrului de dini........................................................................11 2.2 Stabilirea unghiului de nclinare de divizare...............................................12 2.3 Alegerea perechii de material.....................................................................12 2.4 Calculul modulului.......................................................................................12 2.5 Claculul geometric i al gradelor de acoperire............................................13 3. Verificarea angrenajului la solicitrile principale. Calculul forelor din angrenaj15 3.1 Verificarea danturii la solicitarea de ncovoiere..........................................15 3.2 Verificarea danturii la solicitarea de presiune de contact...........................17 3.3 Calculul forelor din angrenaj......................................................................19 4. Configurarea arborilor. Alegerea rulmenilor i a penelor.................................20 4.1 Alegerea capetelor de arbori.......................................................................20

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.3

4.2 Alegerea rulmenilor...................................................................................21 4.3 Alegerea i verificarea penelor....................................................................21 5. Claculul transmisiei prin curele.........................................................................22 5.1 Alegerea tipului de curea............................................................................22 5.2 Diametrul primitiv al roilor de curea..........................................................22 5.3 Distana ntre axe i lungimea curelei.........................................................23 5.4 Stabilirea numrului de curele....................................................................24 5.5 Claculul forei de ntindere a curelei...........................................................25 5.6 Alegerea penei i a inelului de siguran pentru fixarea roii de curea pe arborele de intrare...........................................................................................................25 6. Verificarea arborelui de intrare la solicitri compuse........................................26 6.1 Diagrama de solicitare a arborelui de intrare..............................................26 6.2 Calculul reaciunilor din lagre....................................................................27 6.3 Calculul momentelor de ncovoiere i determinarea secinilor periculoase 27 6.4 Calculul tensiunilor echivalente n seciunile periculoase...........................28 6.5 Determinarea forelor radiale din lagre.....................................................28 7. Verificarea rulmenilor la durabilitate................................................................29 7.1 Determinarea rulmentului solicitat axial.....................................................29 7.2 Calculul sarcinii dinamice echivalente........................................................29 7.3 Calculul duratei de funcionare...................................................................30 8. Alegerea cuplajului pentru arborele de ieire....................................................30 8.1 Determinarea momentului nominal de torsiune..........................................30 8.2 Dimensiunile nominale ale cuplajului ales..................................................30 8.3 Elemente de prindere i fixare a cuplajului.................................................31 9. Carcasa reductorului.........................................................................................31 9.1 Stabilirea dimensiunilor carcasei a planului de separaie si a uruburilor de prindere ...........................................................................................................................31 9.2 Capacele de fixare a rulmenilor i manetele de rotaie............................32 9.3 Dupul de golire............................................................................................33 9.4 Aerisitorul i capacul de vizitare.................................................................33 9.5 Indicatorul de nivel de ulei..........................................................................33

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.4

I. MEMORIU TEHNIC

1.1 Cele dou VARIANTE CONSTRUCTIVEReductoarele de turaie cu o singur treapt se compun din carcas, realizat din dou pri turnate n funie de planul de separaie i prinse prin uruburi de fixare, avnd de regula ct mai multe elemente de simetrie ; cei doi arbori realizai n trepte i cu diametrele de capt standardizate, arborele de intrare fiind adeseori solidar cu pinionul cilindric ; roile dinate cilindrice, montate pe arbori prin intermediul penelor ; lagrele de rostogolire montate de obicei n X ; capacele necesare fixrii i reglrii jocului la rulmeni ; elemente de etanare ; dop de golire ; indicator de nivel al uleiului i buon de aerisire. Prima variant constructiv, prezentat n figura 2.3[1 pag.29-30] are arborii dispui orizontal, cel de intrare fiind pies comun cu pinionul cilindric, roata condus fiind asamblat prin pan paralel tip A, lagare de rostogolire cu role conice, manete de rotaie n zonele unde arborii ies din reductor i vizor pentru verificarea nivelului de ulei. Cea de-a doua variant, din figura 2.4[1 pag.31] se deosebete n principal prin dispunerea axelor longitudinale ale arborilor n plan vertical, dar i datorit lagrelor de rostogolire cu bile pe care le are. Principiul de funcionare const n preluarea micarii de la un motor electric prin intermediul curelelor trapezoidale i a roilor de curea, montate pe arborele motor i arborele de intrare prin pene paralele tip A, la un raport de trransmitere relativ constant. Arborele de intrare transmite micarea mai departe prin pinionul cilindric cu dini nclinai la roata condus cu raportul de transmisie impus, care prin arborele de ieire va reda o turaie mai mic i moment mai mare dect valorile celor primite de la motorul electric. Ambele variante constructive au planele de separaie perpendiculare pe axele arborilor, prima avnd tifturi pentru centrare a parii respective a carcasei, iar distana dintre roile dinate i inelele interioare ale rulmenilor pe lungimea arborilor este asigurat prin aibe de distanare, manetele de rotaie fiind centrate pe diamerul interior al capacelor de fixare a rulmenilor.

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.5

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.6

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.7

1.2 Justificarea i descrierea soluiei aleseVarianta prezentat se caracterizeaz prin urmtoarele aspecte constructive: pinionul cilindric de la treapta I face corp comun cu arborele de intrare; roata cilindrica de la treapta a II-a este montat cu ajutorul unei pene pe arborele de ieire; carcasa reductorului e turnat din dou buci plasate n plan orizontal; axele arborilor sunt de asemenea orientate orizontal, deci problmea de etansare devine mai simpla decat la reductorul vertical; arborele de intrare se sprijin pe lagre cu rulmeni radiali axiali (montai n O) montai n caset; arborele de intrare 1 i arborele de ieire 2 sunt etanai prin montarea manetelor de rotaie n capace; ungerea roilor dinate i a lagrelor se asigur cu ulei, prin barbotare i stropire; arborele de intrare se sprijin pe lagre cu rulmeni care fiind montai ntr-o caset comun asigur o rigiditate mai mare a arborelui; asamblarea carcasei superioare i inferioare se realizeaz cu uruburi, centrarea lor fiind asigurata cu tifturi de centrare; controlul uleiului se face cu ajutorul unei joje. Reductorul are n construcia sa un angrenaj cilindric cu dini inclinati.

2. Caracteristici funcionale impuseReductorul trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii funcionale: Fiabilitate ridicat ; Gabarit ct mai redus ; Exploatare ct mai eficienta din punct de vedere economic ; Siguran n exploatarte ; Posibiliti de producere a accidentelor ct mai reduse ;

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.8

3. Indici de exploatare, reglaj i ntreinereReductorul simbolizat simplificat R-1CH este acionat de un motor electric asincron prin trei curele trapezoidale, potrivit roii de curea montate pe arborele de intrare al reductorului, iar arborele de ieire este cuplat printr-un cuplaj elastic avnd dimensiunile de legtur date n desen. Este indicat, ca dispozitivul s fie montat pe suprafee ct mai plane i orizontale. Dispozitivul nu se va folosi pentru sarcini i dimensiuni mai mari dect cele pentru care a fost proiectat. Se va verifica periodic nivelul uleiului din reductor, nainte ca acesta s fie pus n funciune, iar n cauzul n care se afl sub nivelul minim admis se va completa cu ulei tip.. Dup terminarea lucrului dispozitivul se va cura, iar suprafeele funcionale se vor unge cu unsoare consistent de uz general.

4. Tolerane, rugoziti i condiii tehnice impuseinand cont de criteriile de precizie cinematic, funionare lin i de contact dintre dini, s-a ales pentru angrenajul cilindric cu dini nclinai treapta de precizie 8-C conform STAS 6273-81, corespunztoare roilor dinate utilizate n reductoarele de turaie de uz general, pentru care nu este necesar o precizie deosebit, iar viteza periferic a rotii nu depete 10 m/s. Toleranele arborilor i a celorlalte piese s-au stabilit procedeul de prelucrare folosit pentru obinerea acestora, fiind impuse numai acolo unde ar fi existat pericolul unor disfuncii la montare, demontare i n funcionare. Rugozitile s-au prescris de asemenea n funcie de procedeele tehnologice asupra crora s-a optat pentru prelucrarea pieselor componente ale dispozitivului. Condiiile tehnice impuse sunt urmtoarele:

suprafeele nefuncionale se protejeaz printr-un strat de vopsea; toate organele de asamblare filetate se vor asigura conform notaiilor din desen; jocul axial din rulmenii radial-axiali trebuie s fie de min.0,03mm ; reglarea jocului se realizeaz cu plcue calibrate la montarea rulmenilor uni cu unsoare, spaiul corespunztor se umple cu unsoare consistent tip UM165LiCa1(STAS 8789-83); n reductor se introduce ulei tip TIN 82 EP(STAS 11489-87) n cantitate de 0,140 l; piesele turnate se vor realiza n clasa de precizie 8 conform STAS 1592; razele neindicate se vor executa cu R= 6 mm;

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.9

pe suprafeele pieselor turnate nu se admit urme de nisip, zgur sau bravuri provenite din turnare; muchiile necotate se vor tei la 45.

5. Norme de protecia munciiPentru a evita accidentele, proiectantul a luat urmtoarele msuri : verificarea arborilor la solicitri compuse; asigurarea asamblrilor; utilizare de materiale corespunztoare; verificarea naintea livrrii.

Msuri impuse beneficiarului : trebuie respectate regulile de protecie a muncii din atelierul de

producie ; personalul de lucru trebuie s fie instruit corespunztor; reductorul de turaie nu se va supune la ocuri i lovituri directe; la apariia unei defeciuni se va retrage dispozitivul din lucru i

se va nlocui piesa defect .

6. RodajulDup montarea reductorului se rodeaz n gol timp de 3 ore i sarcina de 2/3 din cea nominala timp de 12 ore. Zgomotul reductorului n perioada de rodare trebuie s fie uniform. Nu trebuie s apar scrugeri de lubrifiant n planul de separaie al reductorului sau la etanrile arborilor i a capacelor de rulmeni. Dup rodare se golete uleiul din baia reductorului, se demonteaz capacul, se spal i se analizeaza vizual toate reperele componente. Pata de contact a angrenajelor dup rodare trebuie s fie de min. 40% pe nalimea dintelui i de min. 50% pe limea dintelui.

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.10

II. MEMORIU JUSTIFICATIV DE CALCUL

1. Repartizarea rapoartelor de transmitere

1.1

Schema cinematic a trtansmisiei

1.2

mprirea raportului total de transmitere

Cunoscnd raportul de transmitele total =2.95 se adopt valoarea u1STAS := 2.8 standardizat din tabelul 3.3 conform STAS 6012-82 Asfel se obine raportul de transmitere al transmisiei prin cureauc :=

rot = 1.053571 u1STAS min 1 uc 2

uTOT

Care verific condiia [1, pag.84]

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.11

1.3

Claculul turaiilorn 1 := nm uc = 2574.101695

rot min

Turaia arborelui de intrarenm u TOT

n 2 :=

= 919.322

rot min

Turaia arborelui de ieire

1.4

Calculul momentelor de torsiuneT := 30 10 Pm nm6

= 33450.71( N mm)

Momentul pe arborele motor este

Considernd randamentul transmisiei prin curele c := 0.98 se poate calcula momentul pe arborele de intrareT1 := u c c T = 34537.86 ( N mm )

Iar randamentul angrenajului cilindric vom obine momentul pe arborele de ieireT2 := c 12 u TOT T = 93804.814( N mm )

12 := 0.97

[1, pag. 82]

2. Predimensionarea angrenajului 2.1 Alegerea numrului de diniSe alege pentru pinion z1 := 19z2 := u 1STAS z1 1

z1 := 17...19...21

(

)

z2 := 53

i pentru roata condus

[2, pag.93]

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.12

n cazul reductoarelor de uz general rapoartele de transmitere trebuie s aib valorile nominale recomandate n STAS 6012-82 cu abaterile limit u de la aceste valori date in acela standard.z2 u := z1

u 1STAS u 1STAS 100 = 0.38 % u < 2%

[2, pag. 94]

2.2

Stabilirea unghiului de nclinare de divizare

se alege = 15 i se calculeaz factorul nclinrii dinilor Z := cos ( ) = 0.983 [2, pag. 92] = 1 0 ...15...20,

2.3

Alegerea perechii de material

Pentru roile dinate cilindrice se alege n funci de momentul de torsiune pe arborele de intrare, un oel de mbuntire marca OLC 45 , avnd limita pentru presiunea de contact de N Hlim := 590 2 n cazul predimensionrii, presiunea de contact admisibil este : mm N 2 mm

[2, pag.94] Unde este factorul de siguran la solicitarea de presiune de contactZH := 2.45 ZE := 190

Factorul zonei de contact Factorul de material [2, tab.4.7]

2.4

Calculul modulului

n cazul oelurilor de mbuntire, calculul modulului normal se face pe baza solicitrii la presiunea de m := 15 contact, considernd coeficientul de lime ,care este de altfel raportul dintre limea i modulul roii dinate :3

m=

3.6

u + 1 u

T1 cos ( ) m z2

2

ZH ZE Z HP 1

2

= 2.849 [mm] [2,

pag.94]

iar conform STAS 822-82 se alege din tabelul 3.6 modulul standardizat, care trebuie s fie mai mare sau egal dect acesta: [1, pag.87] m := 3.0STAS

a :=

mSTAS z1 + z2 = 111.809827[mm] 2cos ( )

(

)

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.13

Distana axial de referin este:

[2, pag.94],

pentru care se alege distana axial standardizat conform STAS 6055-82 din tabelul 3.4 : awSTAS := 112 [1, pag.86] i se verific abaterea faa de cea de referin, care trtebuie s fie mai mic dect valoarea modulului standardizat :awSTAS mSTAS z1 + z2 2 cos ( )

(

)

= 0.190173

awSTAS

mSTAS z1 + z2 2 cos ( )

(

)

< mSTAS

.

2.5Unghiul de profil n planul frontal:

Claculul geometric i al gradelor de acoperire

[2, pag 95] n := 20

Unde

este unghiul normal de angrenare

Unghiul de angrenare: [2, pag 95] Involtul unghiului Involutul unghiului [2, pag 95] [2,pag 95] Coeficientul de scurtare al dintelui la cap: Numrul de dini ai roii echivalente: - la pinion: - la roata condus: Deplasarea specific de profil - la pinion: [2, pag 96] [2, pag 95] [2, pag 95] Coeficientul normal al deplasrilor de profil nsumat: : [2, pag 95]

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.14

- la roata condus: Diametrul de divizare: - al pinionului: - al roii conduse:

[2, pag 96] [2, pag 96] [2, pag 96]

Diametrul de rostogolire: - al pinionului: - al roii conduse: Verificare: A [2, pag 96] [2, pag 96]

Diametrul de baz: - al pinionului: - al roii conduse: Diametrul cercului de cap: - al pinionului: -al roii conduse: 82). Diametrul cercului de picior: - al pinionului: - al roii conduse: 2, pag 96], unde = 0.25 este coeficientul jocului la piciorul dintelui. [2, pag 96] [2, pag 96] [2, pag 96], unde =1 coeficientul nlimii capului de refetin STAS(822[2, pag 97] [2, pag 97]

nlimea dintelui: [2, pag 97] Verificare: ; A [2, pag 97]

Calculul gradului de acoperire al angrenajului:

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.15

Gradul de acoperire frontal [2, pag 98]

at2 := acos

d b2 d a2

at2 = 24.776894deg

Gradul de acoperire axial:

[2, pag 98] Gradul de acoperire total: [2, pag 98]

3. Verificarea angrenajului la solicitrile principale. Calculul forelor din angrenaj

3.1

Verificarea danturii la solicitarea de ncovoiere

[1, pag 98] - n funcie de numrul de dini i coeficientul deplasrii de profil a pinionului, se alege factorul de form a dintelui pentru solicitarea de ncovoiere: [2, pag 53, fig 4.4] - factorul de corecie a tensiunilor de ncovoiere la baza dintelui: [2, pag 53, fig 4.3] - factorul gradului de acoperire pentru solicitarea de ncovoiere: [2, pag 98] - factorul unghiului de nclinare pentru solicitarea de ncovoiere: [2, pag 98] - factorul sarcinii dinamice exterioare [2, pag 54, tab 4.1] - factorul dinamic se alege n funcie de viteza periferic a pinionului:

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.16

[2, pag 56, tab 4.5] - factorul de repartiie frontal a sarcinii: [2, pag 53, tab 4.3] - factor de repartiie longitudinal a sarcinii pentru solicitarea de covoiere la piciorul dintelui: [2, pag 53, tab 4.2] - limea pinionului:

Efortul unitar pentru solicitarea de ncovoiere [2, pag 99] - efort unitar limit pentru solicitarea la oboseal la piciorul dintelui: [2, pag 55, tab4.4] - factorul de corectare a efortului unitar: [2, pag 55] - factorul durabilitii la solicitarea de ncovoiere: [2, pag 55] - factorul de rezemare la oboseal: [2, pag 55] - factorul rugozitii pentru solicitarea la oboseal: [2, pag 55] - factorul de siguran pentru solicitarea de ncovoiere la piciorul dintelui: [2, pag 55]

Se poate observa ca dintele rezist la solicitarea de ncovoiere, deoarece:

3.2

Verificarea danturii la solicitarea de presiune de contact

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.17

[2, pag 99]

- factorul zonei de contact:

[2, pag 99] - factorul de elasticitate: Tab. 4.7 - factorul gradului de acoperire: [2, pag 99]

[1, pag 99] Factorul nclinrii dinilor: [2, pag 92] - factorul repartiiei sarcinii pe limea danturii pentru solicitarea de contact: [2, pag 54, tab 4.2] - factorul repartiiei frontale a sarcinii la solicitarea de contact: [2, pag 53, tab 4.3] - raportul de transmitere al angrenajului:

Efortul unitar admisibil la presiunea de contact: [2, pag 100] - factorul duratei de funcionare: [2, pag 63, fig 4.9] - presiunea de contact limit dintre flancurile dinilor: [2, pag 55, tab 4.4] [2, pag 100]

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.18

Pentru ungerea angrenajului s-a ales din STAS 10588-76 un ulei TIN 82 EP cu vscozitate cinematic la

. - factorul influenei ungerii asupra solicitrii de contact:

[2, pag 100] [2, pag 100] - factorul influenei vitezei periferice asupra solicitrii de contact:

[2, pag 100] - roi dinate cu rugozitatea Ra1 = 1.6 pentru flancul pinionului si Ra2 = 1.6 pentru flancul dintelui roii conduse n .

[2, pag 100] [2, pag 101] - factorul rugozitii flancurilor dinilor: [2, pag 101] - duritatea: HB = 260 - factorul raportului duritii flancurilor: [2, pag 101] - factorul de dimensionare pentru solicitarea de contact: [2, pag 57, tab. 4.7]

Se poate observa ca dintele rezista la solicitarea de presiune de contact, deoarece:

3.3

Calculul forelor din angrenaj

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.19

Forele tangeniale: - la pinion: - la roata condus: Forele radiale: - la pinion: - la roata condus: Forele axiale: - la pinion: - la roata condus: [2, pag 101] [2, pag 101] [2, pag 101] [2, pag 101] [2, pag 101] [2, pag 101]

4. Configurarea arborilor. Alegerea rulmenilor i a penelor

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.20

4.1

Alegerea capetelor de arbori

Conform modelului grinzii de egal rezisten, forma preactic a arborelui va fi compus din tronsoane de diferite diameter i lungimi.

Cu ct arborle are mai puine trepte, cu att mai bine, deoarece la trecere de la o treapt la alta se induc concentratori de tensiune. Astfel arboreal de intrare va forma un corp comun cu pinionul, deci va fi N fabricat din acelai material, adic OLC 45 cu rezistena minim de rupere la traciune: Rm = 620 . mm 2 Diametrul de capt este cel mai mic dintre toate i se allege conform STAS 8724/2-77, n funcie de momentul transmis de arborele respectiv : . N n cazul oelurilor cu rezistena de rupere la traciune Rm (500 .... 600 ) se calculeaz coeficientul mm 2 R de corecie al momentului de torsiune: k = m = 1.12727 [1, pag 142], dup care se calculeaz 550 T momentul de torsiune echivalent: T1e = 1 = 30638 .37 N * mm [1, pag 142], iar din tabelul 9.4 k coloana c, adic ipoteza momentului de torsiune de mrime cunoscut i moment de ncovoiere de mrime necunoscut se alege valoarea imediat mai mare pentru momentul de torsiune transmisibil: 31,5 Nm, de unde rezult c diametrul captului de arbore este . Arborele de ieire se asambleaz prin pan cu roata condus, aadar se va confeciona din OL 60, N cu rezistena minim de rupere la traciune Rm = 600 , de unde se obine k=1.09 i T1e = 85 .9877 mm 2 Nmm, deci corespunztor momentului de torsiune de 92.5 Nm, .

4.2

Alegerea rulmenilor

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.21

Pentru ambii arbori se aleg rulmeni radial-axiali cu role conice pe un rnd, cu o capacitate de ncrcare foarte bun. Aadar, potrivit STAS 3920-87 se aleg diametrele inelelor interioare ale rulmenilor astfel nct:

[1, pag 286 ,tab 13.17] [1, pag 286 ,tab 13.17]. Din dimensiunile de montare a rulmenilor reies i diametrele aibelor de distaare dup cum urmeaz:-

aibele care se sprijin pe inelele interioare ale rulmenilor: d b1 = 42 mm i d b 2 = 52 mm ; aibele care se sprijin pe inelele exterioare ale rulmenilor: Da1 = 61mm i Da 2 = 73 mm .

4.3

Alegerea i verificarea penelor

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.22

Penele paralele se aleg conform STAS 1004-81 [1, pag 240] n funcie de diamterul arborelui pe tronsonul respectiv. Asamblarea roii conduse pe arborele de ieire se face utiliznd o astfel de pan: Diametrul arborelui: Dimensiunile nominale ale penei: Dimensiunea canalului - adnacimea arborelui : Calculul lungimii portante a penei: Se alege lungimea penei astfel nct s rman 5mm de o parte i de alta fa de limea butucului roii conduse (45mm), care va fi l=32mm [1, pag 241] , iar lungimea portant este: [1, pag 240] [1, pag 240]

Verificarea penei la strivire: [3, pag 820], care este mai mic dect tensiunea admisibil la strivire:

Notarea penei: PANA A14X9X32 STAS 1004-81/OL60 500/2-80

5. Claculul transmisiei prin curele 5.1 Alegerea tipului de curea

Se alege factorul de sarcin c f =1.1 din tabelul 2 [7, pag 11] i se determin puterea de calculPB = P c f =10 .45[ kW ]

, apoi din figura 3 [7, pag 10] se alege tipul curelei n funcie de puterea de

calcul i turaia arborelui: SPZ, conform DIN 7753.

5.2

Diametrul primitiv al roilor de curea

Din tabelul 23 [7, pag 23] reiese diametrul primitiv roii mici Diametrul primitiv al rotii mari:

conform DIN 2211.

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.23

[1, pag 394].

5.3

Distana ntre axe i lungimea curelei[1, pag 394]

Lungimea primitiva a curelei: [1, pag 395] Din tabelul 20 [7, pag 21] se allege lungimea standardizat a curelei conform DIN7753:

Distanta dintre axe (calculul definitiv): [1, pag 395] [1, pag 395] [1, pag 395] Unghiurile dintre ramurile curelei: [1, pag 394] Unghiul de infurare pe roata mica de curea: [1, pag 394] Viteza periferic a curelei: [2, pag 395] Coeficientul de lungime: [7, pag 14, tab 6] Coeficientul de infurare:

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.24

[1, pag 401, tab 17.7] Puterea nominal transmis de o curea: [7, pag 14, tab 5]

5.4

Stabilirea numrului de curele

Numrul preliminar de curele : [1, pag 395, tab 17.2] Coeficientul numrului de curele: [1, pag 401, tab 17.8] Numrul definitiv de curele: [1, pag 395, tab 17.2] Avnd toi aceti parametrii, dimensiunile i forma roii de curea se aleg conform DIN 2211 din tabelul 22 , iar limea acesteia se determin n urmtorul fel: b2 = ( z 1) e + 2 f = (3 1) 12 + 2 8 = 40 mm [7, pag 22]

5.5

Claculul forei de ntindere a curelei

Fora periferic transmis este:

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.25

Fu =

2 T1 = 690 .75[ N ] D p1

[8, pag 210], pentru care fora de ntindere este: [1, pag 395]

5.6

Alegerea penei i a inelului de siguran pentru fixarea roii de curea pe arborele de intrare

Conform STAS 1004-81 se alege pana n funcie de diametrul arborelui de intrare

Dimensiunile nominale ale penei: Dimensiunea canalului - adnacimea arborelui :

[1, pag 240] [1, pag 240]

Calculul lungimii portante a penei: se alege lungimea penei l=28mm, de unde rezult

Verificarea penei la strivire: [3, pag 820], care este mai mic dect

Notarea penei: PANA A10X8X28 STAS 1004-81/OL60 500/2-80 Inelul de siguran pentru arbore, cu rol de reinere a roii de curea se alege potrivit STAS 5848/2-88 din tabelul 13.10 [1, pag 277], dup diametrul arborelui STAS 5848/2-88, care are urmtoarele dimensiuni de montare: , notat Inel de siguran 35x1.5,

6. Verificarea arborelui de intrare la solicitri compuse 6.1 Diagrama de solicitare a arborelui de intrare

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.26

Verificarea se face dup modelul grinzii de egal rezisten simplu rezemat, astfel s-a considerat c reazemele se aplic la distana a=15mm [1, pag 286 ,tab 13.17] fa de inelul exterior al rulmentului, iar restul dimensiunilor reies din desenul de ansamblu:

6.2

Calculul reaciunilor din lagre

Frele care acioneaz asupra arborelui sunt:

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.27

-

Fora de tensionare a curelei, considerat doar n plan orizontal S H = 1381 .5 [ N ] ,cea din planul vertical fiind astfel nul S v = 0 ; Forele din angrenaje Ft1 = 1168 .59 [ N ] , Fa1 = 313 .125 [ N ] i Fr1 = 446 .328 [ N ]

Reaciunile din lagre se determin scriind ecuaiile de echilibru ale momentelor n raport cu fiecare dintre reazeme n planul vertical:-

Pentru reazemul 2: Rezult reaciunea din primul reazem

-

Pentru reazemul 1: Rezult reaciunea din al doilea reazem

Tot aa se procedeaz i pentru determinarea reaciunilor din plan orizontal:

6.3

Calculul momentelor de ncovoiere i determinarea secinilor periculoaseMV3 = 0 M V1 = 0 M v2 = 0

Momentele ncovoietoare n planul vertical sunt: M V 4 = V1 v = 16172 .39 [ N ]M V 4 = V2 w = 2290 .9[ N ]

M H3 = 0

Iar n planul orizontal: M H 4 = S H (u + v) + H 1 v = 26790 [ N ]M H2 = 0 M H 4 = H 2 w = 63011 .84[ N ]

M H 1 = S H u = 89797 .5[ N ]

Dup trasarea diagramei de momente n ambele planuri, se observ c seciunile periculoase sunt 1 i 4.

6.4

Calculul tensiunilor echivalente n seciunile periculoase

Pentru cele 2 seciuni se calculeaz momentele rezultante de ncovoiere, reducnd astfel momentele din cele dou plane (orizontal i vertical) la unul singur:

ORGANE DE MAINI2 2 M V 1 + M H 1 = 89797 .5[ N ]


PROIECT

Pag.28

M B1 =M B4 =

este momentul ncovoietor rezultant pentru seciunea 1; este momentul ncovoietor rezultant pentru seciunea 4. [3, pag 84]

2 2 M V 4 + M H 4 = 65054 .27 [ N ]

2 Tensiunea echivalent din seciunea 1: V 1 = B1 + 12

Modulul axial de rezisten wz1 = Tensiunea de ncovoiere B1 =

d 353 = = 4209.24 mm 3 32 323 1

[

]

[3, pag 73] [3, pag 71]

M B1 = 21 .33 N / mm 2 w z1

[

]

Modulul polar de rezisten w p1 = Tensiunea de rsucire 1 =

d13 353 = = 8418.48 mm 3 16 16

[

]

[3, pag 73] [3, pag 79]

T1 = 4.1 N / mm 2 w p1

[

]

2 De unde rezult V 1 = 22.48 N / mm < VzulIII

[

]

2 Tensiunea echivalent din seciunea 4: V 4 = B 4 + 42 [3, pag 84] 3 d f 1 52.843 3 Modulul axial de rezisten wz 4 = = = 14483 .99[ mm 3 ] [3, pag 73]

32

Tensiunea de ncovoiere B 4 =

M B4 = 4.498 N / mm 2 wz 4

[

32

]

[3, pag 71]

Modulul polar de rezisten w p 4 = Tensiunea de rsucire 4 =

d 31 52.843 3 f = = 40552 .04[ mm 3 ] [3, pag 73] 16 16

2 De unde rezult V 1 = 4.94 N / mm < VzulIII

[

T1 = 1.1922 N / mm 2 wp4

[

]

[3, pag 79]

]

Lund n considerare faptul c tensiunea echivalent admisibil n cazul celei de-a treia ipoteze de 2 rezisten (GEH) pentru OLC45 este de VzulIII = 55 N / mm , se consider corect dimensionarea arborelui de intrare.

[

]

6.5R1 = R2 =

Determinarea forelor radiale din lagreH 12 + V12 = 3453 .76 [ N ]2 H 2 + V22 = 2033 .98 [ N ]

Forele radiale din lagre se obin compunnd vectorii reaciunilor din planul vertical i cel orizontal :

7. Verificarea rulmenilor la durabilitate 7.1 Determinarea rulmentului solicitat axial

Montajul rulmenilor se realizeaz n X, astfel nct se noteaz convenional cu 1 lagrul care se afl n sensul varfului vectorului forei axiale i cu 2 lagrul care se afl n sens opus.

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.29

Fora axial exterioar K a se consider tocmai fora axial produs n pinion datorit angrenrii K a = Fa1 = 313 .125 [ N ] , iar cele radiale dup cum urmeaz: Fr1 = R1 = 3453 .76[ N ] pentru lagrul 1 i Fr 2 = R2 = 2033 .98[ N ] pentru lagrul 2. Ungiul de presiune(contact) al rulmentului este =15 . Pentru determinarea rulmentului solicitat axial se iau din catalog urmtorii parametrii: - Capacitatea portant dinamic C r = 54000 [ N ] ; - Factorul dinamic de ncrcare axiala Y=1.6; - Foctorul jocului radial e=0.37; [9] FR1 FR 2 = 2158 .6[ N ] i 2 = = 1271 .23[ N ] : Se fac notaiile 1 = Y Y Deoarece 1 > 2 iFa1 =Fa 2 1 ( 1 2 ) = 443 .65[ N ] > K a , se considar c lagrul solicitat axial este 2, deci 2

forele axiale corespunztoare celor dou lagre se calculeaz cu formulele:1 1 = 1079 .3[ N ] ; 2 1 = 1 K a = 766 .175 [ N ] . 2

[3, pag 605]

7.2

Calculul sarcinii dinamice echivalenteFr , sarcina dinamic echivalent se definete conform indicaiilor Fa

In funcie de raportul

productorului: Fr1 = 0.3125 < e P = Fr1 = 3453 .76[ N ] ; Fa1Fr 2 = 0.376 > e P = 0.4 Fr1 + Y Fr1 = 4067 .96[ N ] . Fa 2

[9]

7.3

Calculul duratei de funcionare

Durata nominal de funcionare se calculeaz de asemenea conform indicaiilor din catalofgul productorului: exponentul duratei de funcionare pentru rulmeni cu role este p=10/3;

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.30

[9]

8. Alegerea cuplajului pentru arborele de ieire 8.1 Determinarea momentului nominal de torsiune

Pentru antrenare cu motor electric, n condiii de funcionare lin, ocuri mici i suprasarcin uoar se alege coeficientul de serviciu c B = 1.75 [1, pag 460]. Cuplul de antrenare secalculeaz utiliznd momentul de torsiune al arborelui de ieire T2 = 93804 .8[ N mm ] : TB = c B T2 = 164158 .4[ N mm ] [1, pag 460] Din catalogul productorului se alege cuplajul elastic RTE-38-YELL, corespunztor momentului nominal transmisibil Tn =190 [ N m] [10], avnd intervalul temperaturii de funcionare de -40C pn la +90C.

8.2

Dimensiunile nominale ale cuplajului ales

Din acelai catalog se alege cuplajul elastic avnd flanele din font cenuie, RTE-GG-38/45 , cu urmtoarele dimensiuni de montare [10] :

8.3

Elemente de prindere i fixare a cuplajului

Micarea se transmite de la arbore ctre cuplaj prin intermediul unei pene PANA C14X9X40 STAS 1004-81/OL60 500/2-80, avnd dimensiunile:

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.31

;;

Pe arborele de ieire cuplajul va fi reinut de un inel de siguran 45x1.75, STAS 5848/2-88; Ambele flane ale cuplajului vor fi asigurate prin cte un tift filetat M8x18 STAS 4771-67 gr. 2H.

9. Carcasa reductorului9.1

Stabilirea dimensiunilor carcasei a planului de separaie si a uruburilor de prindere, iar planul de separaie este cel vertical:

Carcasa este turnat din font marca Fc250 avnd rezistena minim la traciune de 210 [ N / mm 2 ]

Partea frontal a carcasei(nehaurat) este prins de cea posterioar(hurat) prin ase uruburi cu cap cilindric i loca hexagonal M12x35 STAS5144-80 gr 8.8 la la cotele date n figur. ntre roile dinate i peretele interior al carcasei rmne o distan de 5mm, cu grosimea peretelui carcasei de 10mm.

9.2

Capacele de fixare a rulmenilor i manetele de rotaie

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.32

Capacele sunt realizate dup forma constructiv prezentat n imagine, avnd diametrul D egal cu cel al inelului exterior al rulmentului, grosimea e aleas constructive de 10mm i diametrul exterior cu 40mm mai mare dect D. Fixarea lor pe bosaqjul carcasei se face prin patru uruburi hexagonale M6x16 STAS 4272-89 gr 8.8. Acest tip de capace permit reglarea uoar ajocului la rulmeni, prin introducerea de plcue calibrate ntre capace i bosajul carcasei.

Capacele pentru prile unde arborii ies din redactor vor avea un alezaj cu 2mm mai mare dect al arborelui pe tronsonul respective i loca pentru aezarea manetelor de rotaie. Manetele de rotaie sunt folosite ca i elemente de etanare n poziiile unde arborii ies din redactor, acestea se aleg n funcie de diametrul arborelui, conform STAS 7950/2-87 din tabelul 15.7 [1, pag 369]: - Pentru arborele de intrare d1 = 35[ mm ] manet A 35x50 STAS 7950/2-87, cu b=8mm; - Pentru arborele de ieire d 2 = 45[ mm] manet A 45x62 STAS 7950/2-87, cu b=8mm; Dimensiunile i modul de montare sunt potrivit figurii:

[1, pag 371]9.3

Dopul de golire

Dopul de golire M12 s-a ales potrivit STAS 5304-80, cu dimensiunile date n tabelul 8.8[1, pag 128]: D=20mm; H=5.5mm; l=12mm; a=3mm; S=13mm

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.33

acesta se va fixa n partea inferioar a carcasei, facilitndu-se astfel scurgerea uleiului.

9.4

Aerisitorul i capacul de vizitare

Capacul de vizitare se fixeaz n partea superioar a carcasei prin dou uruburi M6, iar ncentrul acestuia se nfileteaz aerisitorul necesar eliminrii reziduurilor de gaze din interiorul reductorului, care nu este dect un dop de golire modificat, avnd practicat un orificiu longitudinal i unul transversal pentru evacuarea gazelor. Dimensiunile acestuia sunt date n tabelul 8.10 [1, pag 12]: d= M12; D=13mm; L=16mm; l=8mm; d 1 =4mm; a=2mm; S=14mm.

9.5

Indicatorul de nivel de ulei

Pentru verificare nivelului de ulei s-a ales un vizor tip C2 conform STAS 7939-80. Considernd ca nivelul de ulei trebuie s fie ntre nivelul diametrului de picior al roii mai mai i de 3 ori modulul acesteia, reiese cota C=9mm.

restul cotelor reies constructiv: B=15mm, respective H=25mm.

Bibliografie

ORGANE DE MAINI


PROIECT

Pag.34

1.

Antal,A. Jichian-Matiean,D. REDUCTOARE, Edituta UTPRES, ClujNapoca, 1994.

2. Antal,A. Keres,G. TRAMNSMISII CU ROI DINATE, Edituta UTPRES, Cluj-Napoca, 2004.3.

Niemann, G. Winter, H. Hohn, B.-R. MASCHINENELEMENTE BAND 1, Springer Verlag, Berlin, 1981.

4. Muat,M. Stoica,G. TRANSMISII MECANICE CU REDUCTOARE NTR-O TREAPT, Bucureti, 2004. 5. Constantin,V. Palade,V. ORGANE DE MAINI I MECANISME, VOL.II TRANSMISII MECANICE, Editura Fundaiei Universitare Dunrea de Jos, Galai, 2005. 6. Palade,V. REDUCTOARE DE TURAIE CU O TREAPT NDRUMTOR DE PROIECTARE, Galai, 2008. 7. OPTIBELT-HC Produktkatalog.8.

Roloff, Matek. MSCHINENELEMENTE FORMELSAMMLUNG, Viewegs Fachbucher der Technik, Braunschweig, 1987. http://medias.ina.de/medias/en!hp.ec.br.pr/302*30207A;bp7Omz4H7ON4 . http://www.ondrives.com/data/pdf/couplings/spider/rte.pdf .

9.

10.

proiect organe reductor margin_sorin

Documents