reductoare cu roti dintate indrumar

Click here to load reader

Post on 13-Dec-2014

159 views

Category:

Documents

9 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

reductoare

TRANSCRIPT

VASILE PALADE VIORICA CONSTANTIN MIOARA HAPENCIUC

REDUCTOARE CU ROI DINATE

VASILE PALADE VIORICA CONSTANTIN MIOARA HAPENCIUC

UNIVERSITATEA DUNREA DE JOS GALAI

REDUCTOARE CU ROI DINATE

Vasile PALADE Viorica CONSTANTIN Mioara HAPENCIUC

REDUCTOARE CU ROI DINATE

Referent tiinific: Prof. univ. dr. ing. Constantin Flticeanu

Tehnoredactare : Palade Vasile Hapenciuc Mioara

Lucrarea de fa se adreseaz att studenilor de la facultile de mecanic i metalurgie, absolvenilor care au de calculat angrenaje la proiectul de diplom, ct i inginerilor i proiectanilor care lucreaz n cercetare. Materialul este concis, avnd ns toate elementele necesare proiectrii transmisiilor prin curele i roi dinate, indicaiile de calcul fiind n conformitate cu ultimele standarde. Criteriile de proiectare prezentate urmresc o alegere corect a materialelor, o stabilire corespunztoare a dimensiunilor i a formei pentru reducerea consumurilor specifice i pentru o fiabilitate superioar. Autorii consider c apariia acestui ndrumar va uura mult activitatea de proiectare a studenilor i de nelegere a cursului Organe de maini, el bazndu-se pe metodologia de calcul explicat la curs. Autorii aduc mulumiri tuturor colegilor, specialiti n proiectare i execuie, pentru sprijinul acordat n realizarea acestei lucrri i rmn receptivi la toate observaiile i sugestiile privind coninutul ei.

Autorii

CUPRINS

1. ACIONAREA ELECTRIC A REDUCTOARELOR 1.1 Generaliti 1.2. Determinarea puterii motorului electric 1.3 Motoare electrice 1.3.1 Motoare electrice TAM 1.3.2 Motoare electrice QU 1.3.3 Motoare electrice AT 1.4. Alegerea motorului electric 1.5. Elemente de fixare a motoarelor electrice 2. STRUCTURA I CINEMATICA TRANSMISIILOR MECANICE 2.1 Generaliti 2.2. Alegerea raportului de transmitere 2.3. Trenuri de roi dinate 2.4. Determinarea turaiilor pe arbori 2.5. Determinarea puterilor pe arbori 2.6. Determinarea momentelor de torsiune pe arbori 3. TRANSMISII PRIN CURELE 3.1 Transmisii prin curele trapezoidale 3.1.1 Generaliti 3.1.2. Tipuri de curele i materiale utilizate 3.1.3. Geometria i cinematica transmisiei cu arbori paraleli 3.1.4. Fore i tensiuni n ramurile curelei 3.1.5. Calculul transmisiei prin curele trapezoidale 3.1.6. Roi pentru curele trapezoidale 3.2 Transmisii prin curele dinate 3.2.1 Elemente geometrice 3.2.2 Calculul transmisiilor prin curele dinate

11 11 11 12 13 17 22 27 28

30 30 30 30 33 34 34 35 35 35 35 38 41 45 55 58 58 62

4. ANGRENAJE 4.1. Materiale pentru roi dinate 4.2. Valori necesare calculului angrenajului 4.2.1. Tensiuni admisibile 4.2.2. Factorul de corecie al ncrcrii 4.3. Proiectarea angrenajelor cilindrice cu dini drepi i nclinai 4.3.1. Calculul de predimensionare 4.3.2. Calculul elementelor caracteristice angrenajelor cilindrice 4.3.3. Calculul de verificare al angrenajului 4.3.4. Elemente constructive 4.4. Proiectarea angrenajelor conice ortogonale cu dini drepi 4.4.1. Calculul de predimensionare 4.4.2. Calculul elementelor caracteristice angrenajelor conice cu dini drepi 4.4.3. Calculul de verificare al angrenajului 4.4.4. Elemente constructive 4.5. Proiectarea angrenajelor cu melc cilindric 4.5.1. Materiale recomandate pentru angrenajele cu melc cilindric 4.5.2. Valori necesare calculului angrenajului 4.5.3. Calculul de predimensionare 4.5.4. Calculul elementelor caracteristice angrenajelor cu melc cilindric 4.5.5. Calculul de verificare a angrenajului 4.5.6. Elemente constructive 5. VERIFICAREA LA NCLZIRE A REDUCTOARELOR 5.1. Ungerea i materiale de ungere pentru reductoarele cu roi dinate 5.1.1.Alegerea materialului de ungere 5.1.2. Sistemul de ungere 5.2. Randamentul total al reductorului 5.3. Dimensionarea carcaselor 5.3.1. Elemente constructive 5.3.2. Calculul suprafeei reductorului 5.4.Verificarea reductorului la nclzire

72 72 75 75 78 81 81 89 92 93 94 94 95 98 99 100 100 101 104 109 113 114 116 116 116 116 117 119 119 119 128

6. CALCULUL ARBORILOR 6.1. Alegerea materialului 6.2. Dimensionarea arborilor 6.2.1. Stabilirea schemelor de ncrcare 6.2.2. Determinarea solicitrilor arborilor 6.2.3. Determinarea diametrelor n punctele importante 6.2.4. Verificarea arborelui 6.3. Forma constructiv a arborilor 6.3.1. Reductor cu roi cilindrice cu dini nclinai 6.3.2. Reductor cu roi conice cu dini drepi 6.3.3. Reductor melcat 6.4. Alegerea penelor 6.4.1. Calculul lungimii penelor 6.5. Verificarea la oboseal a arborilor 6.5.1. Calculul coeficientului de siguran c 6.5.2. Calculul coeficientului de siguran c 6.5.3. Calculul coeficientului de siguran global 7. ALEGEREA RULMENILOR 7.1. Alegerea tipului de rulment 7.2. Stabilirea ncrcrii rulmenilor 7.3. Calculul sarcinii dinamice echivalente 7.4. Capacitatea dinamic necesar 7.5. Recomandri privind proiectarea montajelor cu rulmeni 7.6 Montaje cu rulmeni specifice reductoarelor de turaie 7.7 Montaje cu rulmeni specifice utilajelor tehnologice 8. ALEGEREA CUPLAJULUI 8.1. Alegerea cuplajului 8.2. Verificarea cuplajului ANEXE BIBLIOGRAFIE

130 130 131 132 138 142 143 143 144 147 150 151 152 154 154 158 158 159 159 159 170 170 171 178 179 184 184 186 188 195

Capitolul 1 ACIONAREA ELECTRIC A REDUCTOARELOR

1.1 GeneralitiAcionarea utilajelor se realizeaz n majoritatea cazurilor electric, cu ajutorul motoarelor electrice, micarea i puterea fiind transmise de la motor la utilaj printr-o transmisie mecanic. Pentru alegerea motorului electric trebuie cunoscute condiiile de exploatare (graficul de lucrri, temperatura i umiditatea mediului nconjurtor etc.), puterea necesar acionrii i turaia arborelui motorului, dependente de puterea i turaia la arborele principal al mainii de lucru, precum i de elementele cinematice ale transmisiei mecanice. In cele ce urmeaz se analizeaz cazul unui mecanism de acionare (fig.1.1), compus din motorul electric 1 (montat pe glisierele 2), transmisia prin curele 3, reductorul 4 i cuplajul de legtur cu maina de lucru, 5.

Fig. 1.1

1.2 Determinarea puterii motorului electric de acionareDei n perioada de demaraj a utilajelor motorul electric dezvolt o putere mai mare dect cea corespunztoare regimului stabilizat, alegerea

12

Cap.1 Acionarea electric a reductoarelor

motorului electric se va face n funcie de aceasta din urm. Puterea necesar acionrii se determin inndu-se seama de rezistenele utile din utilaj, exprimate prin puterea util la arborele principal al acestuia i de randamentul transmisiei mecanice ce face legtura motor electric main de lucru. La utilajele cu solicitri dinamice importante n perioada demarajului se impune verificarea motorului ales. Puterea necesar la arborele motorului electric Pe se determin cu relaia:Pe = Pi [kW ]

(1.1)

unde:

Pi - puterea la arborele de ieire din reductor, n kW;

- randamentul total al transmisiei mecanice, determinat cu relaia:y z x =c a u

(1.2)

n care: c = 0,92...0,96 randamentul transmisiei prin curele trapezoidale;

a - randamentul unei trepte de angrenare; a = 0,96...0,98 la angrenaje cu roi dinate cilindrice; a = 0,95...0,98 la angrenaje cu roi dinate conice; a la angrenaje melcate depinde de numrul de nceputuri alemelcului, z1 , i are urmtoarele valori:

z1 a

1 0,7...0,75

2 0,75...0,82

3 0,82...0,86

4 0,86...0,96

x - numrul de trepte de angrenare; = 0,99...0,995 - randamentul unei perechi de lagre cu rulmeni; y - numrul de perechi de lagre; u = 0,99 - randamentul ungerii; z - numrul de roi scufundate n ulei.

1. 3 Motoare electricePentru acionarea utilajelor se poate folosi o gam foarte larg de

Motoare electrice

13

motoare electrice. Rezultate bune se obin cu motoarele electrice asincrone trifazate cu rotorul n scurtcircuit care sunt destinate utilizrilor industriale cele mai diverse, fr condiii speciale de mediu. Acestea sunt robuste i pot avea parametri de funcionare impui (cupluri de pornire mrite, alunecare mrit etc.). Ele se execut n construcie cu tlpi sau n construcie flanat 1.3.1 Motoare electrice asincrone cu rotorul n scurtcircuit, TAM Aceste motoare sunt fabricate de I.M.E.T. S.A. Piteti i au urmtoarele caracteristici generale: - Tensiunea de alimentare ......................................max. 660V - Frecvena...............................................................50 sau 60 Hz - Puterea nominal.................................................. 0,2...7,5 Kw - Gabarit: 60,80,90, 100, 112, 132. 1. Simbolizare Simbolizarea acestor tipuri de motoare este format din 3 grupe de litere i cifre, astfel: Prima grup: TAM denumirea seriei unitare de motoare asincrone trifazate, care poate fi urmat de literele: D execuie cu dou capete de arbore; S execuie cu capt de arbore special, diferit de cel normal; R execuie cu joc axial redus. A doua grup este format din cifre i litere ce reprezint simbolizarea carcaselor sau flanelor pentru diferite forme constructive i diametrul captului de arbore. A treia grup este format dintr-o cifr ce reprezint numrul de poli, urmat, dac este cazul, de o liter ce indic tipul motorului cu puteri diferite, executat n acelai tip de carcas. Exemplu de notare: TAMDS132S38-2 motor fixat pe talp, cu dou capete de arbore (din care unul special, diferit de cel normal), carcasa 132S, diametru captului de arbore 38, 2 poli.

14

Cap.1 Acionarea electric a reductoarelor

2. Caracteristici tehnice In tabelele 1.1, 1.2, 1.3 i 1.4 se prezint principalele caracteristici ale motoarelor asincrone cu rotorul n scurtcircuit, TAM, n funcie de turaia de sincronism, n. p=2, n = 3000 rot/minTipul motorului 63 - 11-2A 63 - 11-2B 63 - 14-2S 63 - 14-2 80 - 19-2S 80 - 19-2 90 S 24-2 90 L 24-2 100 L 28-2 112 M 28-2 132 S 38-2S 132 S 38-2 Puterea P [kW] 0,18 0,25 0,37 0,55 0,75 1,1 1.5 2.2 3,0 4.0 5.5 7,5 Turaia, ne [rot/min] 2780 2780 2760 2775 2800 2800 2815 2835 2850 2870 2890 2890Mp Mn

Tabelul 1.1Moment de inerie, JM [kgm ] 1,7 1.6 1,9 1.9 1,9 2,0 2,0 2.1 2.2 2.2 2.3 2,3 0,00056 0,00056 0,00056 0,00056 0,001112 0,001112 0,002092 0,002625 0,0047 0,006725 0,01655 0,01655 4,350 4,6 6,0 6,0 10,0 10,0 12,5 15,0 23,0 29,4 44,0 44,02

Masa [kg]

p=4, n =1500 rot/minTipul motorului 63 - 11-4B 63 - 11-4A 63 - 14-4S 63 - 14-4 80 - 19-4r 80 - 19-4 90 S 24-4 90 L 24-4 100 L 28-4r 100L 28-4 112 M 28-4 132 S 38-4 132 M38-4 Puterea P [kW] 0,12 0,18 0,25 0,37 0,55 0,75 1.1 1.5 2,2 3,0 4.0 5,5 7.5 Turaia, ne [rot/min] 1350 1350 1360 1360 1380 1390 1400 1400 1410 1410 1420 1430 1430Mp Mn

Tabelul 1.2Moment de inerie, JM [kgm ] 1,5 1,5 1.5 1.5 1.7 1,8 1.8 2,1 2,1 2,1 2,1 1,9 2,2 0,000712 0.000712 0,000712 0,000712 0,002012 0,002625 0.003425 0,004525 0,00815 0,009425 0,014775 0,03375 0,037 4,300 4,5 6.0 6,0 9,3 10,1 12,0 15,0 22,8 25,0 31,4 41,9 52,02

Masa [kg]

Motoare electrice

15

p=6, n = 1000 rot/minTipul motorului 80 - 19-6S 80 - 19-6 90 S 24-6 90 L 24-6 100 L 28-6 112 M28-6 132 S 38-6 132 M38-6S 132 M 38-6 Puterea P [kW] 0,37 0,55 0,75 1.1 1.5 2.2 3,0 4,0 5,5 Turaia, ne [rot/min] 905 905 910 915 925 935 940 945 945Mp Mn

Tabelul 1.3Moment de inerie, JM [kgm2] 0,0033 0,0033 0,004525 0,006 0,0125 0,01715 0,035 0,0455 0,0455 11,0 11.2 12,5 15,8 23,2 30,5 42,4 52.6 53,7 Masa [kg]

1.7 1.8 1,7 1.9 1.9 1.9 1,9 1,8 2,0

p=8, n = 750 rot/minTipul motorului 90 S 24-8 90 L 24-8 100 L 28-8r 100 L 28-8 112 M 28-8 132 S 38-8 132 M 38-8 Puterea P [kW] 0,37 0,55 0.75 1,1 1,5 2,2 3,0 Turaia, ne [rot/min] 670 670 680 685 685 700 700Mp Mn

Tabelul 1.4Moment de inerie, JM [kgm ] 1.4 1.4 1,5 1,6 1.7 1.7 1,7 0,004525 0,006 0,0069 0,0125 0,01715 0,035 0,0455 12,5 15,8 18,6 23,0 30,2 42,4 53,42

Masa [kg]

3. Dimensiuni de montaj In fig. 1.2 se prezint un motor electric asincron trifazat cu rotorul n

Fig.1.2

16

Cap.1 Acionarea electric a reductoarelor

scurtcircuit, TAM, cu fixare cu tlpi, iar n tabelul 1.5 se dau dimensiunile de montaj, exprimate n mm. Tabelul 1.5Tipul motorului A AA AB AC B BB C DA TAM 63 TAM 80 TAM 90S TAM 90L TAM 100L TAM112M TAM132S TAM132M 100 125 140 140 160 190 216 216 31 34 39.5 39.5 46 52 60 60 132 155 179 179 202 242 276 276 130 155 178 178 202 223 263 263 80 100 100 125 140 140 140 178 100 126 130 155 176 186 190 228 40 50 56 56 63 70 89 89 11 14 19 24 24 28 28 38 38 EA 23 30 40 50 50 60 60 80 80 FA 4 5 6 8 8 8 8 10 10 D E F

Tabelul 1.5 {continuare}Tipul motorului GB TAM 63 TAM 80 TAM 90S TAM 90L TAM 100L TAM112M TAM132S TAM132M GC 63 80 90 90 100 112 132 132 R 10 12 12 12 16 21 21 168 198 217 217 242 278 333 333 7 10 10 10 12 12 12 12 231,5 238,5 266,5 277,5 302,5 353,5 392 425 463 261 275 316,5 338,5 363,5 428,5 468.5 523,5 561,5 16sau21 16 21 21 G GA H HA HD K L LC IPE

20 20 24 24 33 33

27 27 31 31 41 41

13,5 sau 16

8.5 12,5 11 16 15,5 21,5

Motoare electrice

17

1.3.2 Motoare electrice asincrone trifazate, QU Aceste motoare sunt fabricate la U.M.Bucureti i sunt prezentate n catalogul de motoare din anul 2000. 1. Caracteristici tehnice In tabelele 1.6, 1.7, 1.8 i 1.9 se prezint principalele caracteristici ale motoarelor asincrone trifazate, fabricate la U. M. Bucureti, n funcie de turaia de sincronism, n. p=2; n=3000 rot/minSimbolul Puterea P [kW] 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 2,2 3 4 5,5 7,5 11 15 18,5 22 30 37 45 55 75 90 Turaia, ne [rot/min] 2770 2790 2830 2835 2850 2840 2870 2880 2900 2900 2905 2900 2895 2925 2955 2955 2950 2950 2965 2965 2,0 2,0 1,8 1,9 2,3 2,6 2,7 2,5 2,5 2,5 2,0 2,6 2,7 2,1 2,2 2,4 2,4 2,5 2,1 2,1Mp Mn

Tabelul 1.6Moment de inerie JM [kg.m2] 0,00031 0,00040 0,00097 0,00120 0,0015 0,0020 0,0044 0,0075 0,013 0,016 0,058 0,076 0,097 0,134 0,14 0,17 0,26 0,30 0,45 0,53 Masa [kg] 11 11 17 18 22 25 34 45 61 68 101 115 133 170 256 270 321 365 520 560

motorului QU71 M2 AT 71 M2 BT 80 M2 AT 80 M2 BT 90 S2 AT 90 L2 AT 100 L2 AT 112 M2 AT 132 S2 AT 132 S2 BT 160 M2 AK 160 L2 BK 160 L2 BK 180 M2 BK 200 L2 AK 200 L2 BK 225 M2 AK 250 M2 AK 280 S2 AK 280 M2 AK

18

Cap.1 Acionarea electric a reductoarelor

p=4; n=1500 rot/minSimbolul Puterea P [kW] 0,25 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 2,2 3 4 5,5 7,5 11 15 18,5 22 30 37 45 55 75 90 110 Turaia, ne [rot/min] 1390 1380 1420 1410 1410 1410 1425 1415 1435 1430 1430 1460 1450 1460 1460 1465 1480 1480 1480 1485 1480 1485 2,0 2,0 2,0 2,1 2,2 2,4 2,6 3,0 2,5 2,4 2,5 2,4 2,5 2,0 2,1 2,1 2,0 2,1 2,5 2,6 2,1 2,0Mp Mn

Tabelul 1.7Moment de inerie JM [kg.m2] 0,00060 0,00077 0,0018 0,0021 0,0029 0,0037 0,0075 0,0098 0,014 0,031 0,040 0,068 0,089 0,136 0,162 0,246 0,416 0,511 0,615 1,03 1,24 1,56 Masa [kg] 11 11 17 18 25 26 34 35 44 65 79 110 127 167 185 244 300 330 380 585 650 795

motorului QU71 M4 AT 71 M4 BT 80 M4 AT 80 M4 BT 90 S4 AT 90 L4 AT 100 L4 AT 100 L4 BT 112 M4 AT 132 S4 AT 132 M4 AT 160 M4 AK 160 L4 AK 180 M4 AK 180 L4 AK 200 L4 AK 225 S4 AK 225 M4 AK 250 M4 AK 280 S4 BK 280 M4 BK 315 S4 AK

p=6; n=1000 rot/minSimbolul Puterea P [kW] 0,18 0,25 Turaia, ne [rot/min] 850 860 1,9 2,2Mp Mn

Tabelul 1.8Moment de inerie JM [kg.m2] 0,0006 0,00082 Masa [kg] 11 11

motorului QU71 M6 AT 71 M6 BT

Motoare electrice

19

Tabelul 1.8 (continuare)Simbolul motorului QU 80 M6 AT 80 M6 BT 90 S6 AT 90 L6 AT 100 L6 AT 112 M6 AT 132 S6 AT 132 M6 AT 132 M6 BT 160 M6 AK 160 L6 AK 180 L6 AK 200 L6 AK 200 L6 BK 225 M6 AK 250 M6 AK 280 S6 AK 280 M6 AK 315 S6 AK 315 M6 AK 315 M6 BK Puterea P [kW] 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 2,2 3 4 5,5 7,5 11 15 18,5 22 30 37 45 55 75 90 110 Turaia, ne [rot/min] 925 930 935 920 950 950 955 955 955 960 960 970 970 970 975 980 980 980 985 985 985Mp Mn

Moment de inerie JM [kg.m2] 0,0019 0,0024 0,0039 0,0049 0,011 0,017 0,038 0,049 0,065 0,10 0,14 0,16 0,29 0,33 0,56 0,67 1,21 1,39 2,30 2,66 3,05

Masa [kg]

1,7 1,7 2,1 2,0 2,3 2,2 2,2 2,6 2,6 2,8 2,7 2,0 1,6 1,8 1,7 1,8 2,3 2,3 1,8 1,9 1,8

17 18 21 24 35 44 71 78 80 110 133 167 228 240 330 370 505 585 730 800 860

p=8; n=750 rot/minSimbolul Puterea P [kW] 4 5,5 7,5 11 15 18,5 22 30 Turaia, ne [rot/min] 720 715 720 725 730 730 735 735 1,8 1,8 2,0 2,0 1,7 1,8 1,9 1,9Mp Mn

Tabelul 1.9Moment de inerie JM [kg.m2] 0,070 0,092 0,12 0,23 0,39 0,62 0,73 0,86 Masa [kg] 100 118 124 180 232 310 328 365

motorului QU160 M8 AK 160 M8 BK 160 L8 AK 180 L8 AK 200 L8 AK 225 S8 AK 225 M8 AK 250 M8 AK

20

Cap.1 Acionarea electric a reductoarelor

Tabelul 1.9 (continuare)Simbolul Puterea P [kW] 37 45 55 75 90 110 132 Turaia, ne [rot/min] 735 735 740 740 740 740 745 1,8 2,2 1,7 1,8 1,8 1,8 1,7Mp Mn

motorului QU280 S8 AK 280 M8 AK 315 S8 AK 315 M8 AK 315 M8 BK 315 M8 CK 355 M8 AK

Moment de inerie JM [kg.m2] 1,38 1,60 2,67 3,00 3,56 4,01 5,89

Masa [kg] 535 630 780 840 930 1010 1400

2. Dimensiuni de montaj Dimensiunile de montaj ale motoarelor asincrone trifazate, simbol QU,

Fig. 1.3

Fig. 1.4

Motoare electrice

21

se aleg din fig. 1.3 i tabelul 1.10 pentru motoarele prevzute cu tlpi de fixare i din fig. 1.4 i tabelul 1.10 pentru motoarele fixate cu ajutorul flanelor. Tabelul 1.10Mrime h (mm) 71 80 90 S 90 L 100 L 112 M 132 S 132 M Tip Soluie constructiv pentru h = 71....132 a 90 100 100 125 140 140 140 178 b 112 125 140 140 160 190 216 216 e 110 135 140 165 180 190 205 243 f 145 160 175 175 200 240 271 271 g 137 160 180 180 205 224 264 264 k 254 290 320 345 380 395 462 500 p 180 162 185 185 240 260 300 300 s 7 10 10 10 12 12 12 12 w1 45 50 56 56 63 70 89 89

AT, BT AT, BT AT AT AT, BT AT AT, BT AT, BT

Tabelul 1.10 (continuare)Mrime h (mm) 71 80 90 S 90 L 100 L 112 M 132 S 132 M Tip Arbore de ieire d 14 19 24 24 28 28 38 38 l 30 40 50 50 60 60 80 80 t 16 21,5 27 27 31 31 41 41 u 5 6 8 8 8 8 10 10 d6 M5 M6 M8 M8 M10 M10 M12 M12 a1 160 200 200 200 250 250 300 300 Montaj cu flan b1 110 130 130 130 180 180 230 230 e1 130 165 165 165 215 215 265 265 i2 30 40 50 50 60 60 80 80 s1 10 12 12 12 15 15 15 15 p 190 200 200 200 262 272 318 318

AT, BT AT, BT AT AT AT, BT AT AT, BT AT, BT

22

Cap.1 Acionarea electric a reductoarelor

1.3.3 Motoare electrice asincrone trifazate, de uz general, AT Aceste motoare sunt fabricate la Electromotor Timioara. 1. Caracteristici tehnice In tabelele 1.11, 1.12, 1.13 i 1.14 se prezint principalele caracteristici tehnice ale acestor motoare. 2p; n = 3000 rot/minTipul motorului AT 71 AT 80 AT 90 AT 100 AT 112 AT 132S AT160 2A 2B 2A 2B S-2 L-2 L-2 M-2 2A 2B M-2A M-2B L-2 M-2 2A 2B M.2 M-2 Puterea P [kW] 0.37 0.55 0,75 1.1 1.5 2,2 3 4 5.5 7,5 11 15 18.5 22 30 37 45 55 Turaia ne [rot/min]Mp Mn

Tabelul 1.11Moment de inerie JM [kg.m2] 0,4125 0.585 0,855 1,2025 2,0625 2,5125 4,0625 5,875 11,425 15,275 41 49 55.5 90 207.5 216,5 267.5 335 Masa [kg] 6,3 7.6 11,6 13,I 16,4 19,3 25.4 32.6 52 60 100 114 126 156 206 230 275 320

2700 2750 2820 2950 2850 2680 2890 2890 2915 2930 2920 2925 2945 2950 295C 2940

1,9 1,9 2 2 2,2 2.2 2 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8

AT180 AT200L AT 225 AT 250

Motoare electrice

23

4p; n = 1500 rot/minTipul motorului AT 71 AT 80 AT90 AT 100L AT 112 AT 132 AT160 AT180 AT200 AT 225 AT 250 4A 4B 4A 4B S-4 L-4 4A 4B M-4 S-4 M-4 M-4 L-4 M-4 L-4 L-4 S-4 M-4 M-4 Puterea P [kW] 0,25 0.37 0,55 0,75 1,1 1,5 2,2 3 4. 5.5 7,5 11 15 18,5 22 30 37 45 55 1470 1465 1465 1,8 1,7 1,7 Turaia ne [rot/min] 1250 1350 1390 1425 1425 1440 1435 1440 1460Mp Mn

Tabelul 1.12Moment de inerie JM [kg.m2] 0,76 0.95 1,4175 1,4225 2 2,2 2.2 2 2 1,8 3,105 4,075 6 8,5 11,7 20,125 24,125 66,25 84 100 125,5 215 335 400 500 Masa [kg] 6,3 7.5 12,1 13,3 16,5 20,6 24,8 29,3 38 54 64 103 120 137 156 216 250 280 325

1,6 1,8

6p; n = 1000 rot/minTipul motorului AT80 AT90 AT100 AT112 6A 6B S-6 L-6 L-6 M-6 Puterea P [kW] 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 2,2 940 945 Turaia ne [rot/min] 890 900 940Mp Mn

Tabelul 1.13Moment de inerie JM [kg.m2] 1,6625 2,215 4,1 5,05 9,75 14,625 Masa [kg] I2.I 13.7 16,7 19.1 26,2 35

1,6 1,7 1,8 2 2 2

24

Cap.1 Acionarea electric a reductoarelor

Tabelul 1.13 (continuare)Tipul motorului S-6 M-6A M-6B M-6 L-6 L-6 L-6A L-6B M-6 M-6 Puterea P [kW] 3 4 5,5 7,5 11 15 18,5 22 30 37 Turaia ne [rot/min] 955 960 960 955 970 975 370 975 975Mp Mn

Moment de inerie JM [kg.m2] 26,75 36.75 51.5 85,75 115 137,25 227,5 241,5 312.5 390

Masa [kg]

AT132 AT160 AT180 AT200 AT225 AT250

1,8 1.8 1,6 1,6 1,6 1.6 1,6

53 64 74 110 115 144 169 186 240 320

8p; n =750 rot/minTipul motorului AT100L AT112 AT132 8A 8B M-8 S-8 M-8 M-8A M-8B L-8 L-8 L-8 S-8 M-8 M-8 Puterea P [kW] 0.75 1.1 1.5 2,2 3 4 5,5 7.5 11 15 18,5 22 30 Turaia ne [rot/min] 705 705 710 710 708 725 730 735 730 1,7 1-.7 1,7 1,7 1,8 1,6 1.6 1,6 1,6Mp Mn

Tabelul 1.14Moment de inerie JM [kg.m2] 7,75 10.5 15,75 28.5 35,25 74.75 92 '3725 142.25 241,3 300 320 400 Masa [kg]

23 26,9 37,5 52 63 89 97 121 146 184 220 240 300

AT160 AT180 AT200 L8 AT 225 AT250

Motoare electrice

25

2. Dimensiuni de montaj Dimensiunile de montaj ale motoarelor asincrone trifazate, simbol AT, se aleg din fig. 1.5 i tabelul 1.15 pentru motoarele prevzute cu tlpi de fixare i din fig. 1.6 i tabelul 1.15 pentru motoarele fixate cu ajutorul flanelor.

Fig. 1.5

Tabelul 1.15Tip motor 71 80 90 100 112 132 160 180 200 225 250 Nr. poli A 112 125 140 160 190 216 254 279 316 356 406 AB 142 151 166 AC 139 157 178 AD 122 180 255 262 264 395 436 501 403 277 277 B BB C H 71 60 90 10C 112 132 160 180 200 225 250 HA 8 10 10 12 14 26 25 25 X' 34 37 HC 142 270 320 357 397 425 463

2-4 2-6 S 2-6 L L 2-8 M 2-8 S 2-8 M M 2-8 L M 2-8 L L 2-8 S 4-8 2 M 4-8 2 M 4-8

190 196.5 220 196,5 256 258 324 349 393 325 352

90 110 45 100 133 50 100 133 56 125 156 140 182,5 63 140 189.5 70 140 190 89 176 216 21C 26C 106 254 304. 241 300 121 279 336 305 360 133 286 341 311 366 149 349 444 166

26

Cap.1 Acionarea electric a reductoarelor

Tabelul 1.15 (continuare)Tip motor 71 80 90 100 L 112 132 160 180 200 225 Nr. poli 2-4 2-6 S 2-6 L L 2-8 M S M M L M L L S M 2-8 2-8 2-8 2-8 2-8 4-8 2 4-8 2 4-8 476 MD 204 223 244 256 380 15 412 457 19 12 K 7 10 10 L 247 261 313 333 369 419 455 453 609 653 659 697 779 817 809 847 24 935 2x 35 13,5 IPF D 14 19 24 28 21 2x 21 2x 29 38 42 300 250 350 48 110 55 60 140 55 110 400 350 450 16 350 300 400 15 19 5 13 E M 30 40 50 60 80 N Flan (B5) P LA 9 10 10 11 12 S 12 12 3,5 15 4 265 230 300 T

130 110 160 165 130 200 165 130 200 215 180 250

10 3,5

250

M

60 140 60 140 500 450 550 65

20

Fig.1.6

Alegerea motorului electric

27

1.4 Alegerea motorului electricPentru alegerea seriei motorului electric trebuie s se cunoasc puterea necesar acionrii Pe i turaia la arborele motorului electric, n. In funcie de acestea se alege tipul motorului (PAM, QU sau AT). Turaia n poate fi dat prin tema de proiectare sau se poate determina (cazul cel mai frecvent) dac se cunoate turaia la ieirea din reductor ( ni ) i raportul de transmitere total ( it ). n = n i it [rot / min] (1.3)

In funcie de turaia ne ce reprezint turaia de sincronism a motorului electric, se selecteaz tabelul corespunztor (1.1; 1.2; 1.3 sau 1.4 pentru motoarele cu simbolul TAM, 1.6; 1.7; 1.8 sau 1.9 pentru motoarele cu simbolul QU, 1.11; 1.12; 1.13 sau 1.14 pentru motoarele cu simbolul AT) procedndu-se n continuare astfel: - se parcurge coloana a doua din tabelul respectiv i se alege o putere P astfel nct s fie satisfcut condiia P Pe ; - se alege tipul motorului, caracterizat prin seria sa, care are puterea nominal P [kW] i turaia nominal ne [rot/min]. Exemplu: Prin tema de proiectare se cunoate n = 1000 rot/min, iar din calcule a rezultat Pe = 2,87 kW. Dac s-a optat pentru motoare asincrone trifazate, tip TAM, din tabelul 1.3 (corespunztor turaiei n = 1000 rot/min) rezult seria 132 S38-6 cu :P =3 kW i ne=940 rot/min. Observaii: - Puterea motorului electric P din tabel rmne ca o dat specific a motorului electric i nu intervine n calculele ulterioare. - Puterea necesar la arborele motorului electric Pe reprezint puterea de calcul la dimensionarea transmisiei. - Turaia ce intervine n calculele ulterioare este turaia nominal a motorului electric ne .

28

Cap.1 Acionarea electric a reductoarelor

1.5 Elemente de fixare a motoarelor electriceMotoarele electrice cu talp (fig.1.2, 1.3 i 1.5) pot fi fixate de fundaie prin intermediul uruburilor de fundaie sau a glisierelor. Glisierele fac posibil apropierea sau deprtarea motorului de reductor pentru montarea i respectiv ntinderea curelelor, cnd transmiterea micrii la reductor se face prin curele. Glisierele se fabric pentru lungimi utile cuprinse ntre 265 mm i 1000 mm. Glisierele standardizate (STAS 1399-74) se execut n dou forme constructive: - forma A, cu dou guri de fixare, pentru lungimea util 1 cuprins ntre 265 mm i 500 mm; - forma B, cu patru guri de fixare, pentru lungimea util 1 cuprins ntre 63o mm i 1000 mm.

Fig.1.7

Forma glisierelor se prezint n figura 1.7, iar dimensiunile acestora n tabelul 1.16.

Alegerea motorului electric

29

Pentru alegerea glisierei se merge n coloana Utilizare la maini i n funcie de simbolul motorului electric se aleg pe orizontal dimensiunile. Exemplu: La motor TAM132 S38-6 va corespunde o glisier cu lungimea util 1 = 500 mm (adic forma A) care se va nota astfel: Glisier 400 - STAS 1399 74 Tabelul 1.16Lungimea util, 1 265 315 355 400 500 630 800 1000

2325 390 430 480 610 470 600 720

3355 430 470 530 670 710 900 1100

d 15 15 15 15 19 24 28 28

f 8 10 10 12 14 14 16 16

h1 35 40 46 50 60 70 75 80

h2 18 18 20 25 30 35 38 40

Utilizare la maini 80; 90 80; 90 100 112; 132 160; 180 200; 225 250; 280 315

Motoarele electrice cu flan (fig.1.4 i 1.6) se fixeaz de carcasa reductorului fie direct fie pe o plac prin uruburi de fixare.

Capitolul 2 STRUCTURA I CINEMATICA TRANSMISIILOR MECANICE

2.1 GeneralitiReducerea turaiei motorului electric, ne , la turaia mainii de lucru, ni , are loc de obicei cu ajutorul transmisiei prin curele i a reductorului de turaie. Raportul total de transmitere al transmisiei mecanice, it , este produsul rapoartelor de transmitere din transmisia prin curele i reductor. (2.1) it = i c i a , unde: ic - raportul de transmitere al transmisiei prin curele; ia - raportul de transmitere n reductorul de turaie.

2.2 Alegerea raportului de transmitere icAcest raport se alege n funcie de tipul transmisiei prin curele, n intervalul indicat de tabelul 2.1. Tabelul 2.1Tipul transmisiei - cu curea lat - cu curea lat cu rol de ntindere - cu curele trapezoidale Raport de transmitere 2...5 4...6 2...5

2.3 Trenuri de roi dinateIn construcia de maini se ntlnete o larg varietate constructiv de reductoare utilizate pentru acordarea turaiei consumatorului cu aceea a motorului de acionare sau pentru modificarea momentului de torsiune la

Trenuri de roi dinate

31

arborele consumatorului. In figura 2.1 sunt prezentate unele tipuri de reductoare ce au n alctuirea lor trenuri de roi cilindrice, conice sau melcate.

Fig. 2.1

Domeniul de utilizare al acestor reductoare se prezint n tabelul 2.2. Tabelul 2.2Poziia relativ a arborilor de intrare i ieire paraleli 8...50 8...50 concureni neparaleli i neconcureni 1...3,55 (max. 6,3) 7...40 12,5...80 (max.100) 80...50 Raportul de transmitere total Numrul treptelor o treapt cu roi dinate cilindrice (fig.2.1a) dou trepte cilindrice cu dou axe geometrice , la care intrarea i ieirea sunt coaxiale (fig. 2.1b) dou trepte cilindrice cu trei axe geometrice , la care intrarea i ieirea nu sunt coaxiale (fig. 2.1c) o treapt cu roi dinate conice (fig. 2.1d) dou trepte din care una cu roi conice i una cu roi cilindrice (fig.2.1e) o treapt melcat (fig.2.1f) dou trepte din care prima melcat i a doua cilindric (fig.2.1 g)

ia1...6 (max.8)

32

Cap.2 Structura i cinematica transmisiilor mecanice

2.3.1 Repartizarea raportului de transmitere pe treptele unui reductor Raportul de transmitere al unui tren de angrenaje, definit conform STAS 915/2 81, este ctul dintre turaia / viteza unghiular a primei roi conductoare i turaia / viteza unghiular a ultimei roi conduse. Att raportul total al unui reductor ct i cel al fiecrei trepte n parte trebuie s aparin valorilor i STAS coninute n STAS 6012 82 i prezentate n tabelul 2.3. In alegerea valorilor pentru rapoartele de transmitere se recomand valorile din irul I. Tabelul 2.3irul I irul II irul I irul II 1,0 1,12 3,15 3,15 3,55 1,0 1,25 1,25 1,40 4,0 4,0 4,5 1,6 1,60 1,80 5,0 5,0 5,6 2,0 2,0 2,24 6,3 6,3 7,0 2,5 2,5 8,0 8,0 9,0 2,8

Valori mai mari, respectiv mai mici dect cele prezentate n tabelul 2.3 se obin utiliznd relaia: 1 (2.2) i = i STAS 10 n ;

(

)

n care n Z ( +1) , iar semnul se refer la reductoare, respectiv amplificatoare. In cazul unui reductor cu k trepte, raportul de transmitere total ia este constituit din produsul rapoartelor de transmitere pariale. ia = i1,k = i12 i23 ik 1,k . (2.3)

In absena altor restricii, stabilirea valorilor rapoartelor de transmitere pariale respect urmtoarele relaii: - pentru reductoarele cilindrice n dou trepte i dou axe geometrice: i i12 ia ; i34 = a i12 i34 {i STAS }; (2.4) i12 - pentru reductoarele cilindrice n dou trepte i trei axe geometrice: i i12 = (1,2...1,25) ia ; i34 = a ; (2.5) i12

Determinarea turaiilor, puterilor i momentelor de torsiune

33

- pentru reductoarele cu roi dinate conice i cilindrice (dou trepte): i i12 < ia ; i12 3,15(max .3,55); i34 = a ; (2.6) i12 - pentru reductoarele melcato cilindrice sau cilindro melcate: i imelc = [12,5; 80 (max .120)]; icil = a . (2.7) imelc

2.4 Determinarea turaiilor arborilor- Reductoare cu o treapt de roi dinate: - turaia la arborele de intrare n reductor n n1 = e ; ic - turaia la arborele de ieire din reductor, n 2 n in2 = n1 ia sau n2 = ne . it

(2.8)

n care ne reprezint turaia nominal a motorului electric de acionare;

(2.9)

- Reductoare cu dou trepte i trei axe geometrice: - turaia la arborele de intrare n reductor n n1 = e ; ic - turaia la arborele intermediar din reductor, n2n2 = n1 ; i12

(2.10)

(2.11)

- turaia la arborele de ieire din reductor, n3 nin3 = n2 i34 sau n3 = ne . it

(2.12)

34

Cap.2 Structura i cinematica transmisiilor mecanice

2.5 Determinarea puterilor la arboriLa transmisiile cu o treapt de roi dinate (fig.2.1a, d, f) puterea se determin cu relaiile: - la arborele de intrare n reductor: (2.13) P1 = Pe c l ; - la arborele de ieire din reductor ( P2 = Pi ):2 P2 = Pe c a1 ;

(2.14)

unde a1 reprezint randamentul primei trepte de roi dinate, iar ceilali termeni au semnificaiile din 1.1. La transmisiile cu dou trepte de roi dinate (fig. 2.1b, c, e, g), puterea P1 se determin cu relaia (2.13), puterea P2 cu relaia (2.14) iar puterea la arborele de ieire din reductor ( P3 = Pi ) cu relaia:3 P3 = Pe c a1 a 2

(2.15)

unde a 2 reprezint randamentul celei de a doua trepte de roi dinate.

2.6 Determinarea momentelor de torsiune ale arborilor- Reductoare cu o treapt de roi dinate (fig. 2.1a, d, f)

M t1 =

30 P1

n1

10 6

[ Nmm];

M t2 =

30 P2

n2

10 6

[ Nmm] ;

(2.16)

n care: P1 - puterea la arborele conductor, n kW; P2 - puterea la arborele condus, n kW; n1 , n 2 - turaiile la arborele conductor, respectiv condus, n rot/min. - Reductoare cu dou trepte i trei axe geometrice (fig. 2.1b, c, e, g) M t1 , M t 2 se calculeaz cu relaia 2.16, iar M t 3 cu relaia:M t3 =

30 P3 10 6 n3

[ Nmm ] ;

(2.17)

n care P3 reprezint puterea la arborele de ieire, n kW.

Capitolul 3 TRANSMISII PRIN CURELE

3.1 Transmisii prin curele trapezoidale3.1.1 Generaliti Transmisia prin curele realizeaz transferul energetic ntre doi sau mai muli arbori, datorit frecrii dintre un element intermediar flexibil, cureaua, montat pretensionat i roile de curea fixate pe arbori. Fa de alte transmisii prezint o serie de avantaje, cum ar fi: posibilitatea transmiterii micrii de rotaie la distane mari; funcionare lin, fr zgomot; amortizarea ocurilor i a vibraiilor; constituie un element de siguran (la suprasarcini cureaua poate patina); se realizeaz la un pre de cost redus; nu impun condiii tehnice deosebite pentru montaj i ntreinere etc. Ca dezavantaje amintim: gabarit mare; capacitate de transmitere redus; durabilitate limitat; funcionare nsoit de alunecare elastic ceea ce face ca raportul de transmitere s nu fie constant etc. Dup poziia axelor n spaiu transmisiile prin curele pot fi cu axe paralele (cu ramuri deschise sau cu ramuri nchise), respectiv cu axe neparalele (cu ramuri ncruciate, n unghi cu rol de ghidare). Frecvena maxim de utilizare o ntrunete transmisia cu axe paralele cu ramuri deschise. Celelalte variante nu valorific eficient capacitatea de traciune a curelei. 3.1.2 Tipuri de curele i materiale utilizate Cureaua condiioneaz capacitatea de transfer energetic, frecvena i natura interveniilor, gabaritul transmisiei etc. Dup forma seciunii transversale a curelei se ntlnesc curele late,

36

Cap.3 Transmisii prin curele

trapezoidale, rotunde i dinate. Dintre acestea, profilul trapezoidal este cel mai rspndit. In acest caz cureaua se confecioneaz dintr-un element de rezisten, 1, format din straturi de inserie esut, nururi sau cabluri din fire artificiale, ncorporat n cauciuc vulcanizat, 2 i protejat la exterior de un strat de estur cauciucat rezistent la uzur,3 (fig. 3.1a).

Parametrii geometrici ai unei curele trapezoidale sunt prezentai n figura 3.1b i anume: - limea primitiv (de referin); h nlimea profilului; b - distana de la fibra neutr la baza mare a trapezului; unghiul dintre flancurile active. In funcie de valoarea raportului / h curelele trapezoidale se mpart n: - curele trapezoidale clasice cu / h =1,3...1,4 i simbolizate prin Y, Z, A, B, C, D, E (STAS 1164-91); - curele trapezoidale nguste cu / h =1...1,1 i simbolizate prin SPZ, SPA, SPB, 16x15, SPC(STAS 7192-83). Acestea au capacitatea de traciune majorat cu (30...40)% fa de curelele trapezoidale clasice de acelai tip dimensional i structur de rezisten. - curele trapezoidale late cu / h =3,125 i simbolizate prin W16, W20, W25, W28, W31,5, W40, W50, W63, W80, W100 (STAS 7503/185). Sunt utilizate preferenial pentru variatoare de turaie. In tabelul 3.1 se prezint, conform standardului, dimensiunile seciunii curelelor trapezoidale nguste.

Transmisii prin curele trapezoidale

37

Tabelul 3.1Tipul curelei SPZ SPA SPB (16x15) SPC

[mm] 8,5 11 14 16 19

h [mm] 8 10 13 15 18

b [mm] 2 2,8 3,5 4 4,8

Ac [m2] 0,64.10-4 0,94.10-4 1,54.10-4 2,02.10-4 2,87.10-4

[rad]

0,697

Tipul curelei se alege, n funcie de puterea Pe transmis i de viteza unghiular e a roii conductoare, din nomograma prezentat n figura 3.2. Viteza unghiular e se calculeaz cu relaia:

e =

ne30

(3.1)

Fig. 3.2

Observaie: Pentru profilurile de curele situate pe nomogram n apropiere de dreptele oblice se recomand calculul att pentru tipurile de deasupra ct i

38

Cap.3 Transmisii prin curele

pentru cele de dedesubt, alegndu-se tipul pentru care numrul de curele este mai mic. Materialele folosite pentru confecionarea curelelor trebuie s fie rezistente la solicitri variabile i la uzur, s aib un coeficient de frecare mare i flexibilitate, de asemenea mare; alungirea curelei, deformaiile plastice i densitatea trebuie s fie mici; materialul utilizat s fac parte din categoria celor nedeficitare i ieftine. In sensul celor artate mai sus, curelele trapezoidale se execut din cauciuc, pnz cauciucat, nururi cablate (grupa S) sau reea cord (grupa R). Principalele proprieti ale curelelor trapezoidale sunt prezentate n tabelul 3.2. Tabelul 3.2 E c v max f max r 1Grupa S R [N/m2] [N/m2] [Kg/m3] [m/s] 40 [Hz] 80 40 [N/m2] (7...9) x 106 (2,5...3,5) x 107 (0,4...0,5) x10 8 (0,4...1,1) x108

(1,2...1,3) x 103

3.1.3 Geometria i cinematica transmisiilor prin curele 3.1.3.1 Elemente geometrice In cele ce urmeaz se vor analiza transmisiile cu axe paralele i ramuri deschise (fig.3.3).

Fig. 3.3

Transmisii prin curele trapezoidale

39

- Diametrul primitiv Dp1 al roii conductoare Valoarea acestui diametru se alege constructiv, n funcie de tipul curelei, din tabelul 3.3 i respectnd limitele date n nomograma din figura 3.2. Dac nu exist restricii constructive Dp1 se alege ct mai mic, n limitele prescrise de STAS 1162-84. Tabelul 3.3Dp [mm] SPZ SPA SPB Dp [mm] SPZ SPA SPB SPC 16x15 Dp [mm] SPZ SPA SPB SPC 16x15 +450

80 ++

90 ++ +

100 ++ ++

112 ++ ++

125 ++ ++

140 + ++

150

160 ++

170

180 + +

190

+

++ ++ + 315 ++ ++ ++ ++ +800 900

++ 355 + + + ++ +1000

+ 400 ++ ++ ++ ++ +1200

Tabelul 3.3(continuare)200 ++ ++ ++ + + ++ ++ +500

212

224

236

250 ++ ++

265

280 + + +

300

+ + +560

++ ++ +600

+ +630

++ +710

+530

+

Tabelul 3.3(continuare)

+ + + ++ +

++ ++ ++ ++ + +

+ + + + + +

++ ++ ++ ++ +

+ + + ++ +

++ ++ ++ ++ + + + + ++ ++ ++ + ++ ++ +

Observaie: Valorile nscrise cu ++ sunt de preferat. - Diametrul primitiv Dp2 al roii conduse Se determin iniial diametrul primitiv preliminar D'p2 , cu relaia:

40

Cap.3 Transmisii prin curele

D p 2 = ic D p1 ;

(3.2)

unde ic reprezint raportul de transmitere al transmisiei prin curele. Diametrul D'p2 calculat, dac nu exist restricii constructive, se standardizeaz la valoarea Dp2 cea mai apropiat (tabelul 3.3). - Unghiul preliminar dintre ramurile curelei, Se calculeaz valoarea preliminar a unghiului , dintre ramurile curelei, folosind relaia:sin

2

=

D p 2 D p1 D p 2 D p1 ; ; = arcsin 2 A 2 2 A

(3.3)

unde A reprezint distana preliminar ntre axele roilor pentru curele. - Lungimea preliminar a curelei, L p Din figura 3.3 rezult: L p = 2 A cos 2 +

( D p1 + D p 2 ) + (D p 2 D p1 ) ; 2 2

(3.4)

unde se introduce n radiani. Lungimea preliminar a curelei calculat, L p , se rotunjete la valoarea standardizat L p cea mai apropiat (tabelul 3.4). Tabelul 3.4L p [mm]SPZ SPA SPB 630 ++ 710 + 800 ++ ++ 900 + + 1000 ++ ++ 1120 + + 1250 ++ ++ ++ 1400 + + +

Tabelul 3.4 (continuare)L p [mm]SPZ SPA SPB (16x15) SPC 1600 ++ ++ ++ ++ 1800 + + + + 2000 ++ ++ ++ ++ ++ 2240 + + + + + 2500 ++ ++ ++ ++ ++ 2800 + + + + + 3150 ++ ++ ++ ++ ++ 3550 + + + + +

Transmisii prin curele trapezoidale

41

- Unghiurile de nfurare ale curelei pe roi, 1 i 2

1 + 2 = 2 ;

1 + = ;

2 = .

(3.5)

3.1.3.2 Elemente cinematice Dac cureaua ar fi inextensibil, vitezele periferice ale roilor ar fi egale ntre ele i egale cu viteza unui punct oarecare de pe curea. Deoarece viteza unui punct de pe partea nfurat nu este constant, rezult c are loc o alunecare local elastic a curelei pe roi. Coeficientul de alunecare elastic a curelei, , are expresia: v v = 1 2; (3.6) v1 unde v1 i v2 reprezint vitezele periferice ale unui punct de pe ramura conductoare, respectiv condus a curelei. Raportul de transmitere este: n ic = 1 (3.7) n2 n care n1 i n2 reprezint turaiile roii conductoare, respectiv conduse. Dac n relaia 3.7 se nlocuiesc n1 i n2 cu: n1 = 60v1 ; D p1 n2 = 60v 2 ; D p2 (3.8)

i se ine seama de relaia 3.6, rezult: D p2 . ic = D p1 (1 )

(3.9)

3.1.4 Fore i tensiuni n ramurile curelei3.1.4.1 Fore n ramurile curelei In stare de repaus cureaua se monteaz pe roi cu o ntindere iniial, astfel c n fiecare din cele dou ramuri ale curelei va apare o for de pretensionare, F0. Aceast for va crea o apsare normal N ntre curea i roat, care datorit frecrii dintre acestea asigur posibilitatea transmiterii unei fore periferice, Fu .

42

Cap.3 Transmisii prin curele

In timpul funcionrii, frecarea dintre roat i curea modific distribuia de fore din ramurile curelei astfel c n ramura motoare F0 crete la F1 , iar n ramura condus F0 scade la F2 . Rezult:

F1 + F2 = 2 F0 ;

F1 = F0 +

Fu ; 2

Fig. 3.4

Fu . (3.10) 2 Pentru a determina valoarea forelor din ramurile curelei se consider un element infinitezimal de curea definit prin unghiul d de pe arcul de nfurare (fig.3.4). Asupra acestuia acioneaz fora centrifug elementar (dFc), fora normal elementar (dN), fora de frecare elementar ( dN ) i F2 = F0

momentul ncovoietor datorat curbrii curelei pe roat (M). Din condiia de echilibru a forelor pe direcia orizontal rezult: d d . dN + dFc = 2 F sin + dF sin (3.11) 2 2 Dac se pune condiia s nu existe alunecare, se obine:d . 2

dN = dF cosSe accept sin

(3.12)

d d d , cos 1 i se neglijeaz produsele a doi 2 2 2

termeni infinitezimali. Fora centrifug elementar se poate exprima sub forma: dFc = dm Dp 2 2 = Dp 2 d Dp 2 2 = v 2 d ; (3.13)

n care: dm - masa elementar a curelei;

- masa pe unitatea de lungime.Din relaiile de mai sus rezult:

Transmisii prin curele trapezoidaleF2 F1 F

43

dF v 2

= d .0

1

(3.14)

Prin rezolvarea ecuaiei (3.14) i innd seama de relaia (3.10) se obine:

F1 = Fu i

e 1

e

1

1

+ v 2 = F1' + v 2 ;

(3.15)

F2 = Fu

1

e

1

1

+ v 2 = F2' + v 2 .

(3.16)

3.1.4.2 Tensiunile din curele Datorit neomogenitii materialelor din care sunt executate curelele, ct i a comportamentului diferit al acestora la sarcini exterioare, calculul riguros al strilor de tensiune este foarte dificil. Acceptnd ipoteza simplificatoare a omogenitii seciunii curelei, respectiv a strii de tensiune uniform pe ntreaga arie transversal se poate afirma c n curea se dezvolt : - tensiuni de ntindere, date de forele F1 i F2 i care se determin cu relaia:

t1, 2 =

F1, 2 Ac

;

(3.17)

- tensiuni de ncovoiere Considernd c materialul curelei respect legea lui Hooke, se calculeaz alungirea fibrelor extreme ale curelei fa de fibra medie considerat nedeformabil (fig.3.5). Se consider un element de curea definit prin d . Lungirea specific este:

Fig. 3.5

44

Cap.3 Transmisii prin curele

hd h h 2 = = = Dp + h L Dp + h Dp d 2 Tensiunea de ncovoiere rezult: h i = E = E Dp

L

(3.18)

(3.19)

n care h reprezint nlimea profilului curelei, iar E modulul de elasticitate al materialului din care este confecionat cureaua (v. tabelele 3.1 i 3.2). Expresia tensiunii maxime din ramura activ a curelei n punctul de contact al curelei cu roata conductoare devine: (3.20) max = t + i a n care:

a =

rca

(3.21)

unde: r - rezistena la rupere a materialului curelei (v. tabelul 3.2); c a = 3...5 coeficient de siguran admisibil. Distribuia tensiunilor n lungul unei curele care echipeaz o transmisie cu axe paralele i ramuri deschise este redat n figura 3.6.

Fig. 3.6

Transmisii prin curele trapezoidale

45

3.1.5 Calculul transmisiei prin curele trapezoidaleTabelul 3.5Nr. crt. 1. 2. 3. 4. 5. Mrimea de calcul Puterea de calcul la arborele conductor Turaia roii de curea conductoare Regimul de lucru al transmisiei Raportul de transmitere Tipul cureleiSimbol

Relaia de calcul Dat de baz. Dat de baz. Dat de baz. Dat de baz. Se alege din nomogram (fig.3.2), n funcie de Pe i e (v.rel.3.1). Se poate adopta un profil superior pentru a micora numrul curelelor din set. Se alege constructiv, funcie de tipul curelei, respectndu-se prescripiile din figura 3.2 i tabelul 3.3. v = 0,5 e D p1 v max , cu

Pe ne-

ic-

6. 7.

Diametrul primitiv al roii conductoare Viteza periferic a curelei

D p1[mm] v [m /s]

e n [rad/s], D p1 n [m] i

v max = 40 m /s.8. 9. Diametrul primitiv al roii conduse Raportul de transmitere recalculat

D p2

v. rel.3.2 i tabelul 3.3.

ir

ir =

D p2 D p1

;

Se calculeaz abaterea raportului de transmitere cu relaia:

ic i r 100 3% icDac aceast relaie nu este ndeplinit se va alege o alt pereche de valori D p1 i D p 2 , iar calculul se reface. 10. 11. Distana preliminar dintre axele roilor Unghiul dintre curelei preliminar ramurile [mm]

A

0,75( D p1 + D p 2 ) A 2( D p1 + D p 2 )v. rel. 3.3

[rad]

46

Cap.3 Transmisii prin curele

Tabelul 3.5 (continuare)Nr. crt. 12. Mrimea de calcul Lungimea primitiv a curelei Frecvena ncovoierilor cureleiSimbol

Lp[mm] f [Hz]

Relaia de calcul Se calculeaz L p cu relaia 3.4 i se standardizeaz la L p din tabelul 3.4.

13.

f = x

v f max , Lp

cu v n [m/s], L p n [m] i x=2 (numrul de roi peste care se nfoar cureaua). f max - v. tabelul 3.2. 14. 15. Distana real ntre axele roilor 16. 17. Unghiul dintre ramurile curelei Unghiul de nfurare al curelei pe roata conductoare Coeficientul de lungime Coeficientul de funcionare Puterea nominal transmis de o curea Coeficientul de nfurare Numrul de curele preliminar Coeficientul numrului de curele Numrul de curele Diametrul mediu primitiv

D pmA [mm]

D pm = 0,5( D p1 + D p 2 ) .

A = 0,25 ( L p D pm ) + ( L p D pm ) 2 2( D p 2 D p1 ) 2

[

]

[rad]

= 2 arcsin

D p 2 D p1 2A

.

[rad]

1

18. 19. 20. 21. 22.

cLcf

Unghiul 1 trebuie s fie cuprins n intervalul 2,10 rad 1 3,14 rad . v. tabelul 3.6 v. tabelul 3.7 Se alege n funcie de tipul curelei din tabelele 3.8, 3.9, 3.10, 3.11 i 3.12. v. tabelul 3.13

1 = .

P0[kW]

c

z0

z0 =

c f Pe c L c P0

23. 24.

czz

c z = 0,95 pentru z 0 =2...3; c z = 0,90 pentru z 0 = 4...6; c z = 0,85 pt. z 0 > 6.z= z0 8 (z se va lua numr ntreg) cz

Transmisii prin curele trapezoidale

47

Tabelul 3.5 (continuare)Nr. crt. 25. Mrimea de calcul Fora util din cureleSimbol

Relaia de calcul

Fu[N]

Fu = 10 3[m/s]

Pe , v

Pe n [kW] i v n

26.

Densitatea de lungime a masei curelei

[kg/m]

= c Acunde: c - densitatea curelei (v.tabel 3.2) Ac - aria seciunii transversale printr-o curea (v. tabelul 3.1)

27. 28.

Coeficientul de frecare Unghiul canalului roii Coeficientul de frecare aparent Coeficientul de suprasarcin Forele de ntindere pariale din ramurile transmisiei

= 0,35 + 0,012v , cu v n [m/s]

r[rad]

r =0,593 rad pentru curele tip SPZ,SPA, SPB i 16x15; r = 0,628 rad pentru curele tip SPC

29.

=

sin30. 31.

r2

k1F1' F1' [N] F2'[N]

k1 =1,0...2,0F1' = k1 Fu F2' = k1 Fu e '1 e '1 1 1 e ' 1

1

32.

Forele totale din ramurile transmisiei

F1[N]

F1 = k1 Fu F2 = k1 Fu

e '1 e ' 1

1 1

+ z v 2 + z v 2

F2[N] 33. Fora cu care curelele solicit arborele condus [N]

1 e ' 1

F

F = ( F1' ) 2 + ( F2' ) 2 + 2 F1' F2' cos

48

Cap.3 Transmisii prin curele

Tabelul 3.5 (continuare)Nr. crt. 34. Mrimea de calcul Unghiul rezultantei F cu planul orizontalSimbol

Relaia de calcul

[rad]

= - 0,5 arcsin

F 2

sin 1 F'

35.

Tensiunea de traciune

t1 ; t2[N/m2] i1 ;

. unde - unghiul de nclinare al transmisiei prin curele (fig.3.3).

t1 =

F1 ; zAc

t2 =

F2 . zAch D p2

36.

Tensiunea ncovoiere

de

i2[N/m2]

i1 = KE

h ; D p1

t 2 = KE

37.

Tensiunea maxim din curea

max

unde K = 0,6...0,7; E modulul de elasticitate, n N/m2; h nlimea profilului curelei, n mm (v. tabelele 3.1 i 3.2)

max = t1 + i1 a = r / c a

Observaie: Dac relaia max a nu este ndeplinit se mrete numrul de curele z sau dac acest lucru nu este posibil se alege un nou tip de curea cu dimensiuni imediat superioare i calculul se reface.

Valorile coeficientului de lungime, c LTipul curelei SPZ SPA SPB 16x15 SPC Lungimea primitiv a curelei, L p [mm] 630 710 800 900 1000 1120 1250

Tabelul 3.6

1400

1600

Coeficientul de lungime, c L 0,82 0,84 0,86 0,81 0,88 0,83 0,90 0,85 0,93 0,87 0,94 0,89 0,82 0,96 0.91 0,84 1,00 0,93 0,86 0,85 -

Transmisii prin curele trapezoidale

49

Tabelul 3.6 (continuare)Tipul curelei Lungimea primitiv a curelei, L p [mm] 1800 2000 2240 2500 2800 3150 3550 3750 Coeficientul de lungime, c L SPZ SPA SPB 16x15 SPC 1,01 0,95 0,88 0,87 1,02 0,96 0,90 0,89 1,05 0,98 0,92 0,91 0,83 1,07 1,00 0,94 0,93 0,86 1,09 1,02 0,96 0,94 0,88 1,11 1,04 0,98 0,96 0,90 1,13 1,06 1,00 0,97 0,92 1,07 1,01 0,98 0,93

Valorile coeficientului c fFelul ncrcrii Tipul mainii

Tabelul 3.7Motor curent alternativ cu rotorul n scurtcircuit Nr. ore de lucru din 24 ore

8

8...16

>16

cfMoment de pornire pn la 120 % din momentul nominal. Regim de lucru aproape constant Moment de pornire pn la 150 % din momentul nominal. Variaii nensemnate ale regimului de lucru Moment de pornire pn la 200 % din momentul nominal. Variaii nsemnate ale regimului de lucru Moment de pornire pn la 300 % din momentul nominal. Regim de lucru alternativ i ocuri - Pompe i compresoare - Transportoare cu band - Ventilatoare - Separatoare - Site uoare - Ventilatoare - Transportoare cu lan, elevatoare - Transmisii - Site grele, cuptoare rotative - Ventilatoare grele, transportoare elicoidale i cu cupe - Dezintegratoare - Maini de rabotat, mortezat i polizat - Prese; Maini de esut - Maini de ridicat, excavat - Foarfeci mecanice. - Ciocane pneumatice - Mori cu bile, cu pietre, cu valuri - Concasoare, malaxoare 1,2 1,4 1,6

1,3

1,5

1,7

1,4

1,6

1,9

1,5

1,7

2,0

50

Cap.3 Transmisii prin curele

Curea tip SPZD p1[mm]

Tabelul 3.8ne [rot/min]700 800 950 1200 1450 1600 2800

ic

P0 [kW]1,05 90 1,20 1,50 3,0 1,05 100 1,20 1,50 3,0 1,05 112 1,20 1,50 3,0 1,05 125 1,20 1,50 3,0 1,05 140 1,20 1,50 3,0 1,05 160 1,20 1,50 3,0 1,05 180 1,20 1,50 3,0 1,12 1,15 1,19 1,23 1,32 1,35 1,38 1,43 1,55 1,59 1,62 1,66 1,80 1,84 1,87 1,91 2,09 2,12 2,16 2,20 2,47 2,5o 2,54 2,57 2,84 2,88 2,91 2,95 1,26 1,29 1,34 1,37 1,48 1,51 1,56 1,60 1,74 1,78 1,82 1,87 2,02 2,07 2,11 2,15 2,34 2,37 2,43 2,47 2,77 2,82 2,85 2,90 3,19 3,23 3,27 3,33 1,45 1,5o 1,54 1,6o 1,71 1,76 1,81 1,85 2,01 2,07 2,12 2,16 2,35 2,40 2,45 2,49 2,72 2,77 2,82 2,87 3,21 3,27 3,32 3,36 3,7o 3,75 3,79 3,85 1,76 1,82 1,88 1,94 2,o8 2,14 2,21 2,26 2,45 2,52 2,58 2,64 2,86 2,93 2,99 3,05 3,32 3,38 3,44 3,51 3,92 3,98 4,04 4,10 4,51 4,57 4,63 4,70 2,o5 2,13 2,2o 2,28 2,42 2,51 2,58 2,65 2,88 2,95 3,02 3,10 3,35 3,43 3,50 3,57 3,88 3,96 4,o4 4,11 4,58 4,66 4,74 4,81 5,26 5,33 5,41 5,48 2,22 2,31 2,37 2,47 2,63 2,71 2,8o 2,88 3,12 3,20 3,28 3,36 3,63 3,71 3,79 3,88 4,22 4,30 4,38 4,46 4,97 5,05 5,13 5,21 5,69 5,77 5,86 5,94 3,45 3,55 3,69 3,84 4,o5 4,19 4,33 4,47 4,78 4,92 5,07 5,21 5,55 5,69 5,83 5,97 6,38 6,53 6,67 6,81 7,43 7,50 7,73 7,87 8,31 8,46 8,51 8,76

Transmisii prin curele trapezoidale

51

Curea tip SPAD p1[mm]

Tabelul 3.9ne [rot/min]700 800 950 1200 1450 1600 2800

ic

P0 [kW]1,05 100 1,20 1,50 3,0 1,05 112 1,20 1,50 3,0 1,05 125 1,20 1,50 3,0 1,05 140 1,20 1,50 3,0 1,05 160 1,20 1,50 3,0 1,05 180 1,20 1,50 3,0 1,05 200 1,20 1,50 3,0 1,57 1,65 1,73 1,81 1,93 2,o2 2,10 2,18 2,33 2,41 2,49 2,58 2,79 2,87 2,95 3,03 3,38 3,47 3,55 3,63 3,97 4,o5 4,14 4,22 4,55 4,63 4,71 4,79 1,74 1,84 1,93 2,02 2,16 2,25 2,39 2,44 2,61 2,70 2,79 2,88 3,12 3,22 3,30 3,40 3,79 3,89 3,97 4,08 4,45 4,54 4,64 4,72 5,10 5,19 5,28 5,38 2,00 2,11 2,22 2,33 2,49 2,60 2,71 2,82 3,01 3,12 3,23 3,35 3,53 3,72 3,82 3,93 4,38 4,47 4,60 4,71 5,14 5,25 5,36 5,47 5,89 6,00 6,12 6,23 2,41 2,55 2,68 2,82 3,00 3,14 3,28 3,41 3,64 3,78 3,91 4,05 4,36 4,50 4,65 4,78 5,31 5,45 5,69 5,73 6,23 6,37 6,51 6,65 7,14 7,27 7,43 7,58 2,77 2,94 3,11 3,28 3,47 3,65 3,81 3,98 4,23 4,39 4,56 4,73 5,14 5,24 5,41 5,58 6,17 6,34 6,51 6,67 7,24 7,43 7,58 7,73 8,24 8,46 8,51 8,76 2,99 3,17 3,35 3,54 3,75 3,94 4,12 4,30 4,56 4,75 4,93 5,21 5,47 5,66 5,84 6,03 6,66 6,88 7,03 7,21 7,80 8,02 8,17 8,39 8,90 9,05 9,27 9,42 4,32 4,64 4,96 5,28 5,47 5,79 6,12 6,43 6,67 6,99 7,30 7,65 7,95 8,32 8,51 8,90 9,57 9,86 10,23 10,52 10,97 11,33 11,63 11,99 12,22 12,58 12,88 13,25

52

Cap.3 Transmisii prin curele

Curea tip SPBD p1[mm]

Tabelul 3.10ne [rot/min]700 800 950 1200 1450 1600 2800

ic

P0 [kW]1,05 160 1,20 1,50 3,0 1,05 180 1,20 1,50 3,0 1,05 200 1,20 1,50 3,0 1,05 224 1,20 1,50 3,0 1,05 250 1,20 1,50 3,0 1,05 280 1,20 1,50 3,0 1,05 315 1,20 1,50 3,0 4,o9 4,27 4,44 4,61 4,98 5,20 5,33 5,50 5,86 6,03 6,20 6,37 6,90 7,06 7,24 7,43 8,02 8,17 8,32 8,54 9,27 9,42 9,57 9,79 10,67 10,89 11,04 11,18 4,56 4,76 4,95 5,15 5,56 5,76 5,98 6,15 6,55 6,74 6,94 7,13 7,73 7,87 8,10 8,32 8,94 9,13 9,35 9,57 10,30 10,52 10,74 10,89 11,92 12,06 12,28 12,51 5,24 5,47 5,70 5,93 6,40 6,62 6,86 7,07 7,51 7,80 8,02 8,24 8,83 9,13 9,35 9,57 10,30 10,52 10,74 10,97 11,85 12,07 12,28 12,58 13,62 13,84 14,13 14,35 6,28 6,57 6,85 7,15 7,65 7,95 8,24 8,54 9,05 9,35 9,64 9,94 10,60 10,70 11,18 11,48 12,28 12,58 12,88 13,17 14,13 14,42 14,72 15,01 16,12 16,41 16,71 17,00 7,20 7,58 7,95 8,24 8,83 9,17 9,49 9,86 10,38 10,74 11,11 11,41 12,06 12,51 12,88 13,25 13,98 14,35 14,72 15,09 16,04 16,34 16,71 17,10 18,18 18,47 18,84 19,21 7,73 8,10 8,46 8,90 9,42 9,86 10,23 10,97 11,11 11,48 11,85 12,28 12,95 13,39 13,76 14,13 14,94 15,31 15,68 16,04 16,93 17,37 17,74 18,10 19,06 19,50 19,87 20,24 10,23 10,89 11,55 12,28 12,28 12,95 13,69 14,35 14,13 14,79 15,46 16,12 15,82 16,49 17,22 17,88 17,15 17,81 18,47 19,21 17,81 18,47 19,21 19,87 -

Transmisii prin curele trapezoidale

53

Curea tip (16 x 15)D p1[mm]

Tabelul 3.11ne [rot/min]700 800 950 1200 1450 1600 2800

ic

P0 [kW]1,05 200 1,20 1,50 3,0 1,05 224 1,20 1,50 3,0 1,05 250 1,20 1,50 3,0 1,05 280 1,20 1,50 3,0 1,05 315 1,20 1,50 3,0 1,05 355 1,20 1,50 3,0 1,05 400 1,20 1,50 3,0 6,50 6,75 7,00 7,25 7,8o 8,02 8,32 8,54 9,17 9,42 9,71 9,94 10,74 10,96 11,26 11,48 12,51 12,80 13,03 13,32 14,50 14,79 15,01 15,29 16,63 16,93 17,15 17,44 7,23 7,51 7,80 8,10 8,68 8,94 9,27 9,57 1o,23 10,52 10,82 11,11 12,00 12,28 12,58 12,80 13,91 14,20 14,50 14,79 16,12 16,41 16,71 17,00 18,47 18,78 19,06 19,36 8,32 8,51 8,94 9,35 9,94 10,30 1o,67 1o,97 11,70 12,o7 12,44 12,73 13,69 14,06 14,35 14,72 15,90 16,25 16,56 16,93 18,33 18,69 18,99 19,36 20,90 21,20 21,56 21,93 9,86 10,30 10,74 11,18 11,85 12,28 12,73 13,17 13,91 14,35 14,79 15,23 16,19 16,63 17,07 17,52 18,69 19,14 19,58 20,02 21,34 21,79 22,23 22,67 24,07 24,51 24,95 25,39 11,26 11,78 12,28 12,81 13,47 13,98 14,5o 15,o1 15,75 16,26 16,78 17,37 18,25 18,77 19,28 19,80 20,9o 21,42 21,93 22,45 23,55 24,07 24,56 25,17 26,05 26,57 27,16 27,67 11,92 12,51 13,10 13,69 14,28 14,87 15,46 16,04 16,71 17,30 17,81 18,40 19,21 19,73 20,39 20,98 21,86 22,45 23,04 23,62 24,36 24,96 25,54 26,13 26,64 27,16 27,75 28,24 14,o6 15,10 16,12 17,15 16,12 17,15 18,18 19,21 17,66 18,69 19,65 20,69 18,33 19,36 20,39 21,34 -

54

Cap.3 Transmisii prin curele

Curea tip SPCD p1[mm]

Tabelul 3.12ne [rot/min]700 800 950 1200 1450 1600 2800

ic

P0 [kW]1,05 250 1,20 1,50 3,0 1,05 280 1,20 1,50 3,0 1,05 315 1,20 1,50 3,0 1,05 355 1,20 1,50 3,0 1,05 400 1,20 1,50 3,0 1,05 450 1,20 1,50 3,0 1,05 500 1,20 1,50 3,0 10,38 10,82 11,18 11,63 12,44 12,88 13,25 13,69 14,79 15,23 15,60 16,04 17,37 17,81 18,25 18,62 20,24 20,61 21,05 21,49 23,26 23,62 24,07 24,51 26,13 26,50 26,94 27,38 11,48 12,00 12,44 12,95 13,78 14,28 14,72 15,23 16,41 16,85 17,37 17,81 19,21 19,72 20,24 20,68 22,30 22,81 23,26 23,77 25,54 26,06 26,50 27,01 28,56 29,07 29,51 30,03 13,10 13,62 14,2o 14,79 15,68 16,26 16,78 17,37 18,56 19,14 19,72 20,31 21,71 22,30 22,89 23,48 25,10 25,69 26,20 26,79 28,48 29,07 29,66 30,21 31,65 32,16 32,75 33,34 15,23 16,04 16,78 17,51 18,33 19,06 19,72 20,46 21,64 22,30 23,04 23,77 25,10 25,76 26,50 27,23 28,56 29,29 29,95 30,69 31,87 32,60 33,34 34,00 34,59 35,33 35,99 36,73 17,07 17,96 18,84 19,72 20,31 21,20 22,08 22,89 23,77 24,70 25,46 26,36 27,16 28,04 28,92 29,81 30,32 31,21 32,09 32,97 32,90 33,78 34,66 35,55 34,44 35,33 36,21 37,02 17,88 18,84 19,80 20,75 21,12 22,15 23,11 24,07 24,51 25,46 26,50 27,45 27,75 28,70 29,66 3,62 30,47 31,43 32,38 33,34 32,31 33,27 34,22 35,18 32,68 33,63 34,59 35,55 15,31 16,93 18,65 20,31 15,82 17,44 19,14 200,83 -

Transmisii prin curele trapezoidale

55

Valorile coeficientului de nfurare, c Unghiul 1 [rad]3,14 2,995 2,791 2,616 2,442 2,267 2,093

Tabelul 3.131,919 1,74

c

1,00

0,98

0,95

0,92

0,89

0,86

0,82

0,78

0,74

3.1.6 Roi pentru curele trapezoidaleForma i dimensiunile canalelor roilor pentru curele trapezoidale sunt standardizate prin STAS 1162-84. Dimensiunile principale ale seciunii canalelor roii se prezint n figura 3.7 i tabelul 3.14. Tabelul 3.14Seciunea curelei trapezoidale Seciunea canalului roii wd b, min h, min f e SPZ SPZ SPA SPA SPB SPB SPC SPC

Dimensiuni n mm 8,5 2 9 81 12 0,3 11 2,75 11 10 15 0,3 11 3,5 14 12,5 19 0,4 34o ; 38o 19 4,8 19 17 25,5 0,5

Observaii: 1. Simbolurile din figura 3.7 i tabelul 3.14 au urmtoarele semnificaii: wd - limea de referin; b - limea canalului deasupra liniei de referin; h - adncimea canalului sub linia de referin; f - distana dintre axa seciunii canalului extrem i suprafaa frontal

56

Cap.3 Transmisii prin curele

vecin a roii;

Fig. 3.7

e - distana dintre axele seciunilor a dou canale consecutive; - unghiul canalului; dd - diametrul de referin; dext - diametrul exterior al roii, calculat cu relaia: (3.22) d ext1( 2 ) = d d 1( 2 ) + 2b

unde dd1 = Dp1 i dd2 = Dp2 (v. tabelul 3.5) - limea jantei (coroanei) roii: = ( z 1) e + 2 f

(3.23)

n care z reprezint numrul de curele. 2. In cazuri speciale, justificate, se admite prescrierea unor valori mai mari ale dimensiunii e dect cele indicate n tabelul 3.14. 3. Abaterile limit la dimensiunea e sunt aplicabile pentru distana dintre axele oricror dou canale, consecutive sau neconsecutive, ale roii de curea. 4. Abaterile limit la dimensiunea f trebuie luate n considerare la alinierea roilor de curea pe arborii transmisiei. Dac diametrul de referin al roilor dd 1120 mm se va alege o roat dintr-o bucat. In figura 3.8 se prezint desenul de execuie al roii de curea conduse, n care:

Transmisii prin curele trapezoidale

57

- diametrul interior al roii: d int 1( 2 ) = d d 1( 2 ) 2h [mm]; - grosimea obadei: s 2 = 0,005d d 2 + 3 [mm] ; - diametrul butucului roii: d b 2 = (1,8...2)d1 unde d1 reprezint diametrul captului de arbore pe care se monteaz roata condus; se alege conform indicaiilor din & 6.3. - lungimea butucului roii: 3 = (1,2...1,5)d 2d 02 = d int 2 2s 2d g 2 = 0,5 ( d 02 + d b 2 )c 0,3

Fig. 3.8

58

Cap.3 Transmisii prin curele

3.2 Transmisii prin curele dinate3.2.1 Elemente geometrice Transmisiile prin curele dinate (fig.3.9), numite i transmisii sincrone, acumuleaz avantajele transmisiilor prin curele trapezoidale cu avantajele transmisiilor prin lanuri i anume: raport de transmitere constant, randament mare, tensionare mic a curelelor, ntreinere simpl, domeniu mare de vitez (pn la 80 m/s), domeniu larg de puteri (de la 0,12 la 420 kW), distan mic ntre axe i funcionare linitit. Cureaua dinat prezint o structur neomogen (fig.3.9) alctuit dintr-un element de nalt rezisten la traciune 1, dispus n stratul neutru (din oel, fibre poliesterice, sticl), ncorporat ntr-o matrice de elastomer, care constituie masa curelelor 2. Dantura prismatic 3 este dispus pe interiorul curelei 4.

Fig. 3.10 Fig. 3.9

Geometria curelei sincrone, dat n STAS 12918/3-91, este caracterizat de urmtorii parametri (fig.3.10): pasul p b , limea bs , nlimea total hs , lungimea primitiv L p , creia i corespunde un numr ntreg de pai z p , nlimea dinilor ht , grosimea de baz s , unghiul dintre flancuri 2 . Curelele sincrone cu dantur trapezoidal sunt ordonate n ase mrimi de pas, definit n sistemul de msurare n inches. Simbolizarea i

Transmisii prin curele dinate

59

dimensiunile nominale ale curelelor sincrone sunt indicate n tabelul 3.15. Tabelul 3.15Simbol pas MXL XL L H XH XXH Pasul curelei

pb[mm] 2,320 5,080 9,525 12,700 22,225 31,750 [in] 2/25 1/5 3/8 1/2 7/8 1 1/4

2[o] 40 50 40 40 40 40

s [mm] 1,14 2,57 4,63 6,09 12,56 19,03

ht[mm] 0,51 1,27 1,91 2,29 6,35 9,53

hs[mm] 1,14 2,30 3,60 4,30 11,20 15,70

rr[mm] 0,13 0,38 0,51 1,02 1,57 2,28

ra[mm] 0,13 0,38 0,51 1,02 1,19 1,52

Seria

F. f. uoar F. uoar uoar Grea F. grea F. f. grea

Fig. 3.11

Roile dinate pentru curele au dimensiunile date n STAS 12918/491. Roile se pot executa n dou variante: cu flan sau fr flan (fig. 3.11). Uzual, roile sunt prevzute cu flane laterale pentru prevenirea deplasrii curelelor. In cazul curelelor nguste, de putere mic (< 1 kW) pot

Fig.3.12

60

Cap.3 Transmisii prin curele

fi fr flane laterale. Elementele geometrice ale danturii cu profil drept sunt prezentate n fig. 3.12 i tabelul 3.16. Raportul de transmitere maxim se limiteaz pentru a determina un unghi de nfurare al curelei pe roata mic suficient de mare, astfel nct numrul minim de dini aflai n angrenare s fie cel puin trei. Tabelul 3.16Lime min., b Simbol pas MXL [mm] cu flan 3,8 5,3 7,1 7,1 8,6 10,4 14,0 20,3 26,7 20,3 26,7 39,4 52,8 79,0 56,8 83,8 110,7 56,6 83,8 110,7 137,7 f r flan 5,6 7,1 8,9 8,9 10,4 12,2 17,0 23,3 29,0 24,8 31,2 43,9 57,3 83,5 62,6 89,8 116,7 64,1 91,3 118,2 145,2

bw[mm] 0,84

hg[mm] 0,69

r

2U

z1 min 10

d min 6,47

Raportul de transmitere max .i

20

0,508

XL

1,32

1,65

25

0,508

10

16,17

7,20

L

3,05

2,67

25

0,762

12

36,38

8,40

H

4,19

3,05

20

1,372

16

64,68

8,57

XH

7,90

7,14

20

2,794

18

127,34

6,67

XXH

12,17

10,31

20

3,048

22

222,34

5,00

Diametrele cercurilor de divizare d, diametrele exterioare ale roilor dinate d a i numrul de dini al roilor 2 sunt indicate n tabelul 3.17.

Transmisii prin curele dinate

61

Tabelul 3.17Numr de dini 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 (21) 22 23 (24) 25 (26) (27) (28) (30) 32 36 40 48 60 72 84 96 120 MXL d 6,47 7,11 7,76 8,41 9,06 9,70 10,35 11,00 11,64 12,29 12,94 13,53 14,23 14,88 15,52 16,17 16,82 17,46 18,11 19,40 20,70 23,29 25,87 31,05 38,81 46,57

da5,96 6,61 7,25 7,90 8,55 9,19 9,84 10,40 11,13 11,78 12,43 13,07 13,72 14,37 15,02 15,66 16,31 16,96 17,60 18,90 20,19 22,78 25,36 30,54 38,30 46,06

Simbol pas XL da d 16,17 17,79 19,40 21,02 22,64 24,26 25,87 27,49 29,11 30,72 32,34 33,96 35,57 37,19 38,81 40,43 42,04 43,66 45,28 48,51 51,74 58,21 64,68 77,62 97,02 116,43 15,66 17,28 18,90 20,51 22,13 23,75 25,36 26,98 28,60 30,22 31,83 33,45 35,07 36,68 38,30 39,92 41,53 43,15 44,77 48,00 51,24 57,70 64,17 77,11 96,51 115,92

L d

da

36,38 39,41 42,45 45,48 48,51 51,54 54,57 57,61 60,64 63,67 66,70 69,73 72,77 75,80 78,83 81,86 84,89 90,96 97,02 109,15 121,28 145,53 181,91 218,30 254,68 291,06 363,83

35,62 38,65 41,68

75,04 78,07 81,10 84,13 90,20 96,26 108,30 120,51 144,77 181,15 217,53 253,92 290,30 363,07

62

Cap.3 Transmisii prin curele

Tabelul 3.17(continuare)Numr de dini 16 17 18 19 20 (21) 22 23 (24) 25 (26) (27) (28) (30) 32 36 40 48 60 72 84 96 120 156 H d 64,68 68,72 72,77 76,81 80,85 84,89 88,94 92,98 97,02 101,06 105,11 109,15 113,19 121,28 129,36 145,53 161,70 194,04 242,55 291,06 339,57 388,08 485,10 630,64

da68,31 67,35 71,39 75,44 79,48 83,52 87,56 91,61 95,65 99,69 103,73 107,78 111,82 119,90 127,99 144,16 160,33 192,67 241,18 289,69 338,20 386,71 483,73 629,26

Simbol pas XH da d

XXH d

da

127,34 134,41 141,49 148,56 155,64 162,71 169,79 176,86 183,94 191,01 198,08 212,23 226,38 254,68 282,98 339,57 424,47 509,36 594,25 679,15 848,93

124,55 131,62 138,69 145,77 152,84 159,92 166,99 174,07 181,14 188,22 195,29 209,44 223,59 251,89 280,18 336,78 421,67 506,57 591,46 676,35 846,14

222,34 232,45 242,55 252,66 262,76 272,22 282,98 303,19 323,40 363,83 404,25 485,10 606,38 727,66 848,93 970,21 1217,76

219,29 229,40 239,50 249,61 259,72 269,82 279,93 300,14 320,35 360,78 401,21 482,06 603,33 724,61 845,88 967,16 1209,71

3.2.2 Calculul transmisiilor prin curele dinate Acest calcul se efectueaz conform STAS 12918/2-91. Datele iniiale necesare proiectrii sunt: puterea util de transmis Pu , turaia n1 a roii motoare, raportul de transmitere i, regimul de lucru, maina de lucru antrenat, dimensiunile arborilor pe care se monteaz roile, modul de reglare a ntinderii (cu glisier sau cu rol de ntindere).

Transmisii prin curele dinate

63

Alegerea tipului de curea se face utiliznd nomograma din fig. 3.13, n funcie de turaia roii mici de curea i puterea de calcul, care se determin cu relaia: Pc = c Pu (3.24) unde: c coeficient global de corecie ( c = c1 + c 2 + c3 ); n care: c1 coeficient ce ine seama de tipul mainii de antrenare i a mainii antrenate (tabelul 3.18);

Fig.3.13

Tabelul 3.18 Maini de scris, calculatoare, nregistratoare, imprimante, benzi transportoare, maini de fotocopiat, aparate de proiecie, centrifug pentru sucuri. Roboi de buctrie, maini de cusut Maini de splat, maini de frmntat, benzi transportoare pentru crbune, pietri, nisip, agitatoare, strunguri, maini de gurit, de rectificat i rabotat, maini pt. prelucrat lemn, maini textile, maini pt. industria celulozei i hrtiei Maini de tiat, maini pt. industria ceramic, ventilatoare i suflante, maini de ridicat i transportat, centrifugi mari, generatoare. 1,1 1,2 1,4

1,6

64

Cap.3 Transmisii prin curele

c2 coeficient de exploatare (c2 = 0,2 pentru 3 schimburi pe zi; c2 = 0,1 pentru 1-2 schimburi pe zi; c2 = 0 pentru o funcionare ocazional); c3 = coeficientul sistemului de ntindere al curelei (c3 = 0,2 pentru transmisia cu rol de ntindere; c3 = 0 la transmisia cu glisier de ntindere). La stabilirea numrului de dini ai roilor ( i = z 2 / z1 ) se au n vedere valorile z1 minime din tabelul 3.16, admindu-se abateri de 1% ntre raportul de transmitere teoretic i cel real. Limea aproximativ a curelei b se calculeaz pe baza relaiei: Pc b' (3,25) P0 c z unde: c z coeficient al numrului de dini n angrenare, z1 :' = z1

1 z1360

(3.26)

Pentru: z1 > 6 cz = 1; z1 = 5 cz = 0,8; z1 = 4 cz = 0,6; z1 = 3 cz = 0,4 P0 puterea transmis de o curea cu limea de 1 in., este indicat n tabelele 3.19, 3.20, 3.21, 3.22, 3.23 pentru tipurile de curele dinate tipizate.

P0 , pentru profilul XL, W/mmTuraia n [rot/min] 100 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 5000 Numrul de dini, z1 10 16,17 0,58 2,89 5,80 8,70 11,89 14,21 17,69 23,78 29,58 11 17,80 0,58 3,18 6,38 9,86 13,05 15,66 19,43 26,10 32,48 12 14 15 Diametrul, d, [mm] 19,40 22,64 24,26 0,58 3,47 6,96 10,44 14,21 17,11 21,46 24,94 28,42 35,67 0,87 4,05 8,41 12,47 16,53 19,72 24,94 29,00 33,35 41,18 0,87 4,35 8,99 13,34 17,98 21,46 26,68 31,03 35,67 44,08

Tabelul 3.1916 25,88 0,87 4,64 9,57 14,21 18,85 22,91 28,42 33,35 37,70 47,27 18 29,11 1,16 5,22 10,73 15,95 21,46 25,52 31,90 37,12 42,34 52,78

Transmisii prin curele dinate

65

Tabelul 3.19 (continuare)Turaia n [rot/min] 100 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 5000 20 32,34 1,16 5,80 11,89 17,69 23,78 28,42 35,67 41,18 47,27 58,29 21 33,96 1,16 6,09 18,47 18,56 24,94 29,87 37,12 43,21 49,59 61,19 Numrul de dini, z1 22 35,57 1,16 6,38 13,05 19,43 26,10 31,03 38,86 45,53 51,62 63,8 24 38,81 1,45 6,96 14,21 21,46 28,42 34,22 42,34 49,59 56,26 69,31 28 45,28 1,74 8,41 16,53 24,94 33,35 39,73 49,59 57,42 64,96 79,75 30 48,51 1,74 8,70 17,98 26,68 35,67 42,34 52,78 61,19 69,31 84,68 Diametrul, d, [mm]

P0 , pentru profilul L, W/mmTuraia n [rot/min] 100 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 5000 12 36,38 1,74 8,99 17,98 27,26 35,96 44,95 53,65 13 39,41 2,03 9,86 19,72 29,58 39,15 48,72 58,00 67,28 Numrul de dini, z1 14 42,45 2,03 10,73 21,17 31,61 42,05 52,20 62,35 72,21 82,07 15 45,48 2,32 11,31 22,62 33,64 44,95 55,68 63,80 76,85 87,00 106,43 16 48,51 2,32 12,18 24,07 35,96 47,85 59,45 70,76 82,07 92,8 113,39 17

Tabelul 3.2018 54,57 2,61 13,63 27,26 40,60 53,65 66,70 79,18 91,35 105,85 125,00

Diametrul, d, [mm] 51,54 2,61 12,76 25,81 38,28 50,75 62,93 75,11 86,71 97,73 118,9

66

Cap.3 Transmisii prin curele

Tabelul 3.20 (continuare)Turaia n [rot/min] 100 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 5000 19 57,61 2,90 14,50 28,71 42,63 56,55 70,18 83,23 95,99 108,17 130,50 20 60,64 2,90 15,08 30,16 44,95 59,45 73,66 87,29 100,34 112,81 135,72 Numrul de dini, z1 21 63,67 3,19 15,95 33,06 46,98 62,35 77,14 91,35 104,98 117,74 140,94 22 66,70 3,48 16,53 35,96 49,30 65,25 80,62 95,41 109,33 122,67 146,16 24 72,77 3,77 18,27 38,86 53,65 70,76 87,29 102,95 117,74 131,66 155,15 26 78,83 4,06 19,72 42,05 58,00 76,27 93,96 110,49 126,15 140,07 163,27 28 84,89 4,35 21,17 44,95 62,35 81,78 100,63 117,74 133,68 147,90 169,94 Diametrul, d, [mm]

P0 , pentru profilul H, W/mmTuraia n [rot/min] 100 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 5000 16 64,68 8,12 40,89 81,78 122,38 162,4 17 68,72 8,70 43,50 87,00 129,92 172,5 Numrul de dini, z1 18 72,77 9,28 46,11 91,93 137,46 182 226,2 269,1 310,6 19 76,81 9,86 48,72 97,15 145,00 192 238,1 282,7 325,9 20 80,85 10,15 51,33 102,08 152,54 202 250 296,7 341,3 383,9 462 21

Tabelul 3.2122 88,94 11,31 56,26 112,23 167,33 221,27 273,76 324,2 372,3 417,6 498,5

Diametrul, d, [mm] 84,89 10,73 53,94 107,3 159,80 211,7 261,87 310,3 357 400,8 480

Transmisii prin curele dinate

67

Tabelul 3.21 (continuare)Turaia n [rot/min] 100 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 5000 Numrul de dini, z1 24 97,02 12,18 61,48 122,38 182,12 240,4 296,67 350,3 400,8 447,7 528,3 26 105,11 13,34 66,70 132,38 196,9 259,55 318,58 376,4 429,2 477,3 557,6 28 113,19 14,50 71,63 142,39 211,7 278,4 342,2 401,6 456,4 505,4 583,5 30 121,28 15,37 76,85 152,54 226,2 296,96 363,6 425,4 481,1 529,8 602,3 32 129,36 16,53 81,78 162,4 240,7 315,2 384,8 448,3 504,6 552 616,2 36 145,63 18,56 91,93 182,41 269 350,9 425,7 491,8 547,8 591,6 636,5 40 161,70 20,59 102,08 201,84 297 384,83 463,4 529,8 582,3 618 630 44 177,88 22,62 112,23 221,27 324,00 417,6 498,2 563,2 609,3 633 631,3 Diametrul, d, [mm]

P0 , pentru profilul XH, W/mmTuraia n [rot/min]127,34 141,49 24,36 121,8 239,5 350,3 155,64 26,97 133,7 262,4 381,3 485,4 -

Tabelul 3.22Numrul de dini, z1

18

20

22

24169,79 29,29 145,6 284,8 411,5 518,8 600,6 650,2 661,2

26183,94 32,19 157,7 307,1 440,2 549,2 625,5 661,2 647,8

28198,08 34,22 169,6 329,1 468,1 576,2 644,4 661,5 617,4

30212,23 36,54 181,5 350,3 493,8 600,6 656,5 650,7 569,5

32226,38 38,86 194,6 371,2 518,8 621,2 662,3 627,8 -

40282,98 48,72 239,5 449,8 600,6 662,3 663,8 -

Diametrul, d, [mm]22,04 109,6 216,0 -

100 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

68

Cap.3 Transmisii prin curele

P0 , pentru profilul XXH, W/mmTuraia n [rot/min] 100 500 1000 1500 2000 2500 3000 22 222,34 47,27 232,6 446,6 623,5 745,3 792,5 747,9 24 242,55 51,33 253,2 482 663 772 784,7 677,4 Numrul de dini, z1 26 262,76 55,68 273,5 516,2 698 788,2 756 30 303,19 64,09 313,5 580,3 752,5 784,7 34 343,61 72,79 352,9 637,4 784,7 728,2 -

Tabelul 3.2340 404,25 85,55 409,8 708,7 784,4 -

Diametrul, d, [mm]

Limea b se corecteaz cu un coeficient de tensionare ct (tabelul 3.24) i se rotunjete la valorile tipizate indicate n acelai tabel. Tabelul 3.24Tipul curelei XL L H XH XXH 6 1,9 10 1,4 2,0 Limea curelei, b, [mm] 13 16 19 22 25 Coeficientul de tensionare, ct 1,3 1,8 1,7 1,2 1,7 1,5 1,1 1,6 1,3 1,1 1,6 1,3 1,1 1,6 1,2 1,5 1,2 1,5 1,1 32 38

Tabelul 3.24 (continuare)Tipul curelei XL L H XH XXH 50 1,5 1,1 1,5 1,4 63 1,4 1,0 1,4 1,3 Limea curelei, b, [mm] 76 102 127 153 Coeficientul de tensionare, ct 1,4 1,0 1,3 1,3 1,0 1,3 1,2 1,0 1,2 1,2 1,2 1,1 1,2 1,1 1,2 1,1 204 254

Transmisii prin curele dinate

69

b = ct b

(3.27)

Limea calculat se coreleaz cu limile indicate n tabelul 3.16, de unde se extrag elementele geometrice ale danturii roilor de curea, n funcie de simbolul pasului. Diametrele de divizare i exterioare ale roilor dinate pentru curele se stabilesc n funcie de numrul de dini i de simbolul pasului din tabelul 3.17. Lungimea primitiv a curelei se determin cu relaia:( d 2 d1 ) 2 (3.28) 4A Valorile L p obinute cu relaia (3.28) se rotunjesc n plus sau n L p = 2 A + 1,57(d1 + d 2 ) +

minus la un multiplu ntreg de pai (tabelul 3.25, STAS 12918/3-91). Tabelul 3.25Lungimea liniei de divizare L p [mm] 91,44 101,60 111,76 121,92 142,24 152,40 162,56 177,80 182,88 203,20 223,52 228,60 254,00 279,40 284,48 304,80 314,96 330,20 355,60 381,00 406,40 431,80 MXL 45 50 55 60 70 75 80 90 100 110 125 140 60 155 175 200 65 70 75 80 85 33 40 XL L H XH Numrul de dini ai curelei XXH

30 35 40 45 50 55

70

Cap.3 Transmisii prin curele

Tabelul 3.25 (continuare)Lungimea liniei de divizare L p [mm] 457,20 476,25 482,60 508,00 533,40 558,80 571,50 584,20 609,60 635,00 647,70 660,40 685,80 723,90 762,00 819,15 838,20 876,30 914,40 933,45 990,60 1066,80 1143,00 1219,20 1289,05 1295,40 1371,60 1422,40 1447,80 1524,00 1600,20 1676,40 1778,00 1905,00 1955,80 2032,00 2133,60 2159,00 MXL 225 95 250 XL 90 50 100 105 110 115 120 125 130 72 76 80 86 92 72 98 104 112 120 128 136 144 160 78 84 90 96 58 102 108 64 114 120 126 132 140 150 160 96 170 72 80 88 64 56 54 60 66 56 60 64 68 48 L H XH Numrul de dini ai curelei XXH

Transmisii prin curele dinate

71

Tabelul 3.25 (continuare)Lungimea liniei de divizare L p [mm] 2286,00 2489,20 2540,00 2794,00 2844,00 3048,00 MXL XL L H XH Numrul de dini ai curelei 180 112 200 220 128 96 80 XXH 72

Capitolul 4 ANGRENAJE

4.1. Materiale pentru roi dinatePentru construcia roilor dinate se poate utiliza o mare varietate de materiale. Opiunea asupra unuia sau altuia dintre acestea are implicaii asupra gabaritului transmisiei, tehnologiei de execuie, preului de cost etc. In general, alegerea materialului pentru roile dinate trebuie sa aib n vedere urmtoarele criterii: - felul angrenajului i destinaia acestuia; - condiiile de exploatare (mrimea i natura ncrcrii, mrimea vitezelor periferice, durata de funcionare i condiiile de mediu); - tehnologia de execuie agreat; - restriciile impuse prin gabarit, durabilitate i pre de fabricaie. Principalele materiale folosite n construcia roilor dinate sunt: oelurile, fontele, unele aliaje neferoase i materialele plastice. Oelurile sunt utilizate, n general, pentru angrenajele de lucru, la care uzura trebuie s fie ct mai mic. Din aceast grup se folosesc oelurile carbon de calitate i oelurile aliate. Aceste materiale se supun tratamentelor termice n scopul ameliorrii caracteristicilor de rezisten i a mbuntirii comportrii flancurilor dinilor la diverse forme de uzur. In alegerea oelurilor se pot face urmtoarele recomandri: - Roile care angreneaz s nu fie executate din acelai material (la materiale identice tendina de gripare este maxim). - Roata conductoare funcioneaz n condiii mai grele dect roata condus, deci trebuie s fie executat dintr-un material cu caracteristici mecanice superioare. Cteva combinaii de materiale ntlnite la reductoare de uz general sunt: OLC45 / OLC35; OLC60 / OLC45; OLC60 / OLC35;

Materiale pentru roi dinate

73

40Cr10 / OLC45; OLC35 / OL70; OLC15 / OLC10; 41MoCr11 / 40Cr10; 33MoCr11 / OLC45 etc. - Pentru reductoarele obinuite se recomand utilizarea oelurilor cu duriti mici i mijlocii HB (2500...3500) MPa, astfel micorndu-se pericolul griprii, diferena ntre roi fiind de HB (200...300)MPa. Fontele se utilizeaz pentru angrenajele de dimensiuni mari care funcioneaz cu viteze periferice relativ sczute. Roile dinate executate din fonte rezist bine la uzur dar nu se recomand n cazul solicitrilor de ncovoiere. Pentru roile dinate puin solicitate se utilizeaz materiale neferoase de tipul alamei i bronzului. Aceste materiale se prelucreaz uor, se comport bine la uzur i sunt antimagnetice. Materialele plastice se utilizeaz acolo unde condiiile de exploatare a roilor dinate permit acest lucru. Ele prezint avantajul reducerii zgomotului, dar nu pot fi folosite dect ntr-un domeniu restrns de temperatur i umiditate. In funcie de modul de solicitare se recomand urmtoarele: - pentru angrenaje puternic solicitate i viteze periferice v (3...12) m/s: oeluri aliate de cementare (21MoMnCr12; 15MoMnCr12; 13Cr08; 21TiMnCr12; 18MoCr10), cementate n adncime min.1,5 mm i clite la (58...62) HRC pe suprafa i (30...40) HRC n miez; - pentru angrenaje mediu solicitate i viteze periferice v (4..8) m/s: oeluri carbon de calitate (OLC 35; OLC 45; OLC 60) i oeluri aliate (35CrMnSi13; 40Cr10; 41MoCr11) mbuntite. Pentru viteze v (8...12) m/s: oeluri carbon de calitate i aliate (OLC 35; OLC 45; 40Cr10; 41MoCr11) mbuntite la 30...35 HRC i clite superficial la 50...55 HRC. - pentru angrenaje slab solicitate i viteze periferice v (6...12) m/s: oeluri carbon de cementare (OLC 10; OLC 15) cementate pe o adncime de (0,6...1) mm i clite la (50...60) HRC pe suprafa. Pentru v < 6 m/s: oeluri carbon de calitate (OLC 35; OLC 45; OLC 60) i oeluri aliate (40Cr10; 35 Mn16; 27MnSi12; 31CrMnSi10; 35CrMnSi13) mbuntite la (20...25) HRC. - pentru angrenaje foarte slab solicitate, indiferent de vitez: oeluri carbon obinuite netratate (OL42; OL50; OL60; OL70), oeluri turnate (OT45;

74

Cap.4 Angrenaje

OT50), font turnat (Fgn600; Fgn700), textolit. Caracteristicile de rezisten ale oelurilor i fontelor folosite la construcia roilor dinate sunt prezentate n tabelul 4.1 Tabelul 4.1Materialul Grupa Simbol Tratament termic sau termochimic Relaii de calcul Duritatea flancurilor HB [MPa] 1500 -3000

H lim[MPa] 0,15 HB + 175

0 lim[MPa] 0,067 HB + 230

Fonte nodulare sau perlitice

Fgn 600-2 Fmp 700-2

-

40Cr10 41MoCr11 30MoCrNi20 Oeluri aliate de mbuntire

I

2500-2900 2500-2900 3100-3500

Laminate 0,15 HB + 300 Turnate 0,15 HB + 250 20HRC + 60 20 HRC

Laminate 0,057 HB + 385 Turnate 0,057 HB + 300 650 200

40Cr10 41MoCr11 40Cr10 41MoCr11

I+ Nitrurare Clire

4800-5400 sau (50-55) HRC 4800-5650 sau (50-57) HRC 5400-6450 sau (55-63) HRC

600 100

Oeluri carbon i aliate de cementare Oeluri carbon de mbuntire

OLC10 OLC1521MoMnCr12

cementare + clire

24 HRC 25,5 HRC Laminate 0,15 HB + 250 Turnate 0,1 HB + 250

700 950 Laminate 0,05 HB + 320 Turnate 0,05 HB + 250

OLC35 OLC45 OLC60

I

1750 1850 2100

Valori necesare calculului angrenajului

75

4. 2. Valori necesare calculului angrenajului4. 2. 1. Tensiuni admisibile a) Tensiunea admisibil la solicitarea de contact:

Z N Z L Z R Z v ZW Z X ; (4.1) S HP n care: H lim - tensiunea limit de baz la solicitarea de contact (tabelul 4.1);S HP - coeficientul de siguran minim admisibil pentru solicitarea de

HP =

Hlim

contact. Pentru o funcionare normal S HP =1,15;

ZN - factorul de durabilitate (fig.4.1), n funcie de material i numrul de cicli de funcionare, N ( N = 60 Lh n1 cicli; Lh - durata de funcionare, n ore;n1 - turaia arborelui conductor, n rot/min);

Fig.4.11. Oeluri de mbuntire; oeluri nitrurate; fonte cenuii 2. Oeluri de mbuntire; oeluri clite superficial; fonte cu grafit nodular; fonte perlitice (se admit ciupituri pe flancuri)

ZL - factorul de ungere (fig.4.2). Pentru calcule preliminare ZL=1; ZR - factorul de rugozitate. Pentru danturile rectificate ZR =1 iar pentru cele frezate ZR =0,9; ZV - factorul de vitez (fig.4.3). Pentru calcule preliminare ZV =1; ZW - factorul de duritate al flancurilor: ZW = 1 la angrenaje cu roi fr diferen mare de duritate;

76

Cap.4 Angrenaje

ZW =

HB 1300 17000

- la pinion durificat i rectificat i roat

mbuntit i frezat ZX - factorul de dimensiune. In general ZX = 1.

Fig. 4.2

Fig. 4.3

b) Tensiunea admisibil la solicitarea de ncovoiere se determin curelaia:

Valori necesare calculului angrenajului

77

unde: 0 lim

Y N Y Y R Y X ; (4.2) S FP - tensiunea limit la solicitarea de ncovoiere (tabelul 4.1);

FP =

0 lim

SF P - coeficientul de siguran minim admisibil pentru solicitarea de ncovoiere. Pentru o funcionare normal SF P = 1,25; YN - factorul de durabilitate la ncovoiere (fig.4.4), n funcie de material i durata de funcionare ( N = 60 Lh n1 cicli);

Fig. 4.4

Fig. 4.5

YR - factorul rugozitii racordrii dintelui: YR 1 pentru roi rectificate cu Ra 0,16 mm; YR 0,95 pentru roi frezate; YX - factorul de dimensiune (fig.4.5), n funcie de modulul normal al roii. Pentru calcule preliminareYX =1.

78

Cap.4 Angrenaje

Y - factorul de sprijin (fig.4.6). Pentru calcule preliminare Y = 1,1;

Fig. 4.6

4.2.2. Factorul de corecie al ncrcrii

a) Pentru solicitarea de contact: K H = K A K V K H K H ;unde:

(4.3)

KA - factorul de utilizare. In cazul antrenrii reductorului cu motor electric, cnd caracteristica de funcionare a mainii antrenate este: - uniform (generatoare, ventilatoare, transportoare, ascensoare uoare, mecanisme de avans la maini-unelte, amestectoare pentru materiale uniforme) KA = 1; - cu ocuri medii (transmisia principal a mainilor unelte, ascensoare grele, mecanismul de rotaie a macaralelor, agitatoare i

Valori necesare calculului angrenajului

79

amestectoare pentru materiale neuniforme) KA =1,25; - cu ocuri puternice (foarfeci, tane, prese, laminoare, concasoare, maini siderurgice, instalaii de foraj) KA =1,50. KV - factorul dinamic. Pentru calcule preliminarii alegerea lui se face din tabelul 4.2 n funcie de treapta de precizie adoptat pentru prelucrarea roilor. Pentru reductoare de uz general treapta de precizie recomandat este 7 sau 8. Tabelul 4.2KV Treapta de precizie 6 7 8 Roi cilindrice dini drepi 1,4 1,5 1,6 dini nclinai 1,3 1,4 1,5 Roi conice dini drepi HB1(2) < 3500 0,96+ 0,00032n1 HB1(2) > 3500 0,97+ 0,00014n1 dini nclinai HB1(2) < 3500 0,98+0,00011n1 HB1(2) > 3500 0,96+ 0,0007n1 Angrenaje melcate cilindrice 1,1 1,2 1,3

Cnd se poate stabili viteza periferic a angrenajului (v) i se cunoate

Fig. 4.7

numrul de dini ai pinionului (z1), KV se adopt din figura 4.7 (dantur dreapt) sau 4.8 (dantur nclinat), n care dreptele 3...10 reprezint treptele

80

Cap.4 Angrenaje

de precizie.

Fig. 4.8

K H - factorul repartiiei frontale a sarcinii la solicitarea de contact. Laangrenajele precise, n clasele 1...7, se adopt K H =1. Pentru angrenaje imprecise K H = 1/ Z 2 ( Z din 4.3.1.5.). La angrenaje melcate K H =1.

Tabelul 4.3Duritatea flancului Pinion 3500 HB Roat 3500 HB Poziia pinionului fa de reazeme In consol Simetric Nesimetric In consol Simetric Nesimetric

K HAngrenaj cilindric 0,35 d + 1 0,15 d + 1 0,25 d + 1 0,7 d + 1 0,3 d + 1 0,5 d + 1 0,5 (0,7 dm +2) 0,5 (o,5 dm +2) 0,7 dm +1 0,5 dm +1 Angrenaj conic

> 3500 HB

> 3500 HB

K H - factorul repartiiei sarcinii pe limea danturii la solicitarea de

contact. Pentru calcule preliminarii se adopt K H 1,3...1,4 la angrenaje rodate i K H =1,5 la angrenaje nerodate (cilindrice sau conice). Pentru

Proiectarea angrenajelor cu dini drepi sau nclinai

81

angrenajul cu melc cilindric K H = K F =1. Cnd se cunoate coeficientul de lime al roii d (pentru cilindrice) sau dm (pentru conice), K H se alege pentru treapta de precizie 7 sau 8 din tabelul 4.3. b) Pentru solicitarea de ncovoiere: K F = K A K V K F K F ; unde:

(4.4)

K A ; KV au aceleai semnificaii i se determin la fel ca n cazul

solicitrii de contact; K F - factorul repartiiei frontale a sarcinii la solicitarea de ncovoiere. La angrenajele precise, n clasele 1...7, cu ncrcare normal sau mare se adopt : K F = K H = 1 . Pentru angrenaje imprecise: K F = 1 + ( K H - 1) la angrenaje cilindrice;

K F = 1/ Y K F = K H =1

la angrenaje conice ( Y din 4.4.1.3.); la angrenaje melcate.

K F - factorul repartiiei sarcinii pe limea danturii la solicitarea de

ncovoiere. Pentru calcule preliminarii se adopt K F = K H .

4.3. Proiectarea angrenajelor cilindrice cu dini drepi sau nclinai (STAS 12268-81)4.3.1 Calculul de predimensionare

4.3.1.1. Alegerea numrului de dini la pinion Recomandri: a) La danturile cementate-clite: z1 = 12...17(21) dini. b) La danturile durificate inductiv sau nitrurate: z1 = 15...23(25) dini. c) La danturile mbuntite (HB 3500): z1 = 25...35 dini. d) Numrul de dini ai roii conduse z2 = u z1 (unde u = ia ). Pe ct posibil z1 i z2 trebuie s nu aib divizori comuni.

82

Cap.4 Angrenaje

e) Se alege astfel z1 nct z 2 s fie numr ntreg, iar u s aib o valoare apropiat de i a i s fie ndeplinit condiia: 3% u ia 100 +3% ia

(4.5)

f) In general, numrul total de dini pe o treapt s fie mai mic de 120. 4.3.1.2. Alegerea coeficientului de lime al danturii Acest coeficient se poate calcula cu relaia:a =2 d ; (u +1 )

(4.6) Tabelul 4.4

unde d se alege din tabelul 4.4Duritatea flancurilor Amplasarea pinionului 5-6 Una sau ambele danturi cu HB 3500 MPa Ambele danturi cu HB > 3500 MPa durificate superficial Intre reazeme simetric asimetric 1,3...1,4 1,0...1,2 0,7...0,9 0,8...0,6 0,6...0,5 0,5...0,4

dTreapta de precizie 7-8 1,0...1,2 0,7-0,9 0,5...0,6 0,6...0,5 0,5...0,4 0,4...0,3 9-10 0,7...0,8 0,5...0,6 0,3...0,4 0,5...0,4 0,4...0,3 0,3...0,2

In consol Intre reazeme simetric asimetric

In consol

4.3.1.3. Alegerea unghiului de nclinare al dinilor, Se recomand: = (6... 10)o la reductoarele mari (treptele nalte); =(10...20)o la reductoare uzuale (mai puin treptele finale); = (20...30)o la angrenaje cu dini n V deschis; = (25... 35)o la angrenaje cu dini n V nchis. 4.3.1.4. Distana minim necesar ntre axe Aceasta se determin din limitarea presiunii de contact cu relaia:

Proiectarea angrenajelor cu dini drepi sau nclinai

83

a min = (u +1 ) 3

M t 2 K H( Z H Z E Z Z ) 2 u2 a 2 HP

2

(4.7)

unde: M t 2 - momentul de torsiune la roata condus (rel. 2.16 din 2.5);

Fig. 4.9

ZH factorul zonei de contact. Se poate determina din fig.4.9 (pentru dantura nedeplasat citirea se face pe curba 0) sau cu relaia:ZH = 2 cos b sin t cos t

(4.8)

n care:

t - unghiul profilului n plan frontal:

84

Cap.4 Angrenaje

t = arc tg

tg n cos

unde : n = 20 0

(4.9)

b - unghiul de nclinare al dintelui pe cilindrul de baz:sin b = sin cos nZ E - factorul de material care se poate determina cu relaia:

(4.10)

ZE =

1

2 1 v1

E1

+

2 1 v2 E2

(4.11)

Pentru cteva combinaii de materiale factorul Z E se d n tabelul 4.5. Tabelul 4.5Pinion Material Roat condus Material oel laminat oel turnat font nodular bronz cu zinc turnat bronz cu zinc font cenuie oel turnat font nodular font cenuie [MPa]1/2 189.8 188,9 181,4 155,0 159,8 165,4...162 188,0 180,5 161,4

ZE

E 2 [MPa]

E1 [MPa]2,06.105 2,02.105 1,73.105 1,03.105 1,13.105 (1,26...1,18).105 2,02.105 1,73.105 1,18.105

oel laminat

2,06.105

oel turnat

2,02.10

5

Z - factorul gradului de acoperire. Pentru calcule preliminare: Z =1, iar pentru calcule precise se determin cu relaiile:a) pentru dini drepi:Z = 4 3 4- 3 (4.12)

b) pentru dini nclinai: cu < 1 Z = (1 ) +

.

(4.13)

Proiectarea angrenajelor cu dini drepi sau nclinai

85

cu 1

Z =

1

;

(4.14)

unde: - gradul de acoperire n plan frontal:

=

b sin . mn

(4.15)

- gradul de acoperire n plan axial.Z - factorul de nclinare al dinilor:

Z = cos .Dup stabilirea lui amin apar dou situaii:

(4.16)

a) Se cere o distan dintre axe aSTAS, conform STAS 6055-82. In acest caz amin se mrete la prima valoare aSTAS i se obine aSTAS = a w . Se

adopt aSTAS dac: a STAS a min 0,05 a STAS (4.17)

Valorile standardizate pentru distanele dintre axe la angrenajele cilindrice i melcate se prezint n tabelul 4.6. Tabelul 4.6I 40 50 II 40 45 50 56 I 63 80 II 63 71 80 90 I 100 125 II 100 112 125 140 I 160 200 II 160 180 200 225 I 250 315 II 250 280 315 355 I 400 500 II 400 450 500 560

Observaii:1. In tabel nu au fost trecute valori mai mari de 560 mm; 2. Valorile irului I sunt prefereniale; 3. Se admite i folosirea valorilor 320 mm, respectiv 360 mm, n locul valorilor 315 mm i 355 mm; 4. valoarea 225 mm face excepie de la irul II.

b) Nu se cere aSTAS. In acest caz amin se rotunjete la urmtoarea valoare ntreag n milimetri i se obine a w .

86

Cap.4 Angrenaje

4.3.1.5. Modulul normal , mn Se calculea