UNIVERSITATE DE NORD BAIA MAREFACULTATEA DE INGINERIECatedra : SISTEME INDUSTRIALE ŞI MANAGEMENT TEHNOLOGICDisciplina : Organe de Maşini

PROIECT DE AN- REDUCTOR CILINDRIC -

Pe=3,5 KW ne=950 rot/min

nu=55 rot/min

Student : Cîmpan Vasile Marius Secţia : TCM

Anul : III Grupa : 101301 Îndrumător de proiect : Prof. Univ. Cosma Marius

Anul Universitar 2006 - 2007

PROIECT DE AN

Numele si prenumele studentului: Cîmpan Marius, grupa: 101301-TEMA DE PROIECTARE-

Sa se proiecteze acţionarea mecanică compusă dintr-o transmisie prin curele trapezoidale şi un reductor cilindric cu 2 trepte de reducere care acţionează un utilaj , două schimburi pe zi având urmatoarele date de proiectare :

-antrenarea motorului se face printr-un cuplaj corespunzător (sau curele):-puterea electromotorului: Pe =3,5 KW ;-turaţia electromotorului: ne =950 rot/min ;-turaţia utilajului: nu =55 rot/min ;-pentru treapta de intrare in reductor se va monta o transmisie prin curele trapezoidale ;-durabilitatea minimă a acţionări mecanice este Lh =5000 ore , iar suprasarcinile care pot să apară în timpul funcţionări sunt până la 25% .

Proiectul va cuprinde:1. Memoriu tehnic:

-consideraţii generale-alegere schemei cinematice

2. Memoriu justificativ de calcul-întocmirea schemei cinematice ;-calculul cinematic si dinamic (rapoarte de transmitere, turaţii, momente, randamente, etc.);-calculul organologic (roti dinţate, arbori, lagăre, pene, etc.);-alegerea materialelor;

3. Desene:-desenul de ansamblu general;-desenul de execuţie a doua organe reprezentative;

TERMENUL DE PREDARE A PROIECTULUI - 14.06.2007 -

2

CUPRINS

Pag. 1. Memoriul tehnic…...…………………………………….……………………………………...4 1.1. Consideraţii teoretice...………………………………………………………………....5 1.2. Alegerea variantei constructive…………………………………………………………72. Memoriul justificativ de calcul………………………………………………………………..12 2.Întocmirea schemei cinematice……………………………………………………….….13 2.1. Calculul rapoartelor de transmitere ..............…………………………………………14 2.2. Calculul rapoartului de transmitere preliminar pentru reductor…………….........…...14 2.3. Calculul definitiv al raportului de transmitere pe curele……..……………………….14 2.4. Calculul turaţiilor………..…………………………………………………………….14 2.5. Calculul transmisiei prin curele……………………………………………………….15 2.6. Calculul momentelor de torsiune……………………………………………………...17 2.7. Calculul primei trepte din reductor……………………………………………………17 2.8. Calculul celei de-a doua trepte din reductor………………………………....………..23 2.9. Schema reductorului..…………………………………………………………………30 2.10. Verificarea ungerii.................………………………………………………………..30 2.11. Predimensionarea arborilor..............…………………………………………………31 2.12. Alegerea rulmenţilor......................................................……………………………..36 2.13. Calculul penelor ..........................................................................................................38Bibliografie....................................................................................................................................40

3

- 1. MEMORIUL TEHNIC -

4

1.1 Consideraţii teoretice .

Reductoarele fac parte din marea categorie a transmisiilor mecanice si servesc la reducerea (micşorarea)numărului de turaţii si la mărirea (creşterea) momentului de torsiune. Se încadrează in categoria transmisiilor prin angrenaje cu roti dinţate cu raport de transmitere constant i>1 montate in carcase închise.

După tipul angrenajelor componente, reductoarele pot fii:-cu roţi dinţate cilindrice; -cu roţi dinţate conice;-cu roţi dinţate elicoidale;-cu roţi dinţate pseudoconice;-cu roţi dinţate melcate şi combinate;

Elementele principale a unui reductor, indiferent de tip sunt urmatoarele:-carcasă (corp+capac);-angrenajele;-arborii şi lagărele

Carcasa se executa în general din fonta rin turnare. Este prevăzuta cu nervuri care au următoarele scopuri: măreşte rigiditatea ansamblului, reduc zgomotul şi vibraţiile, măreşte suprafaţa de răcire a reductorului.

La reductoarele de dimensiuni mari, netipizate şi la unicate se utilizează cu succes carcase sudate.Carcasele trebuie să asigure poziţii relativ corecte a arborilor prin intermediu lagărelor şi roţilor dinţate, servind si ca baie de ulei . In planul de separaţie corpul şi capacul reductorului se prelucrează finit şi se acoperă, înainte de asamblare cu lacuri, vopsele sau sticlă solubilă pentru asigurarea etanşeităţii. Suprafaţa de separaţie corp-capac poate fi prevăzută cu canale de ungere care să împiedice ieşirea lubrifiantului în afară şi să-l ghideze spre lagăre.

Corpul reductorului este prevăzut la partea inferioară cu un dop de golire a uleiului uzat, după rodaj sau după timpul normal de utilizare . Capacul reductorului are prevăzut, în partea superioară, un orificiu de vizitare acoperit cu un capac metalic sau transparent. Prin capacul de vizitare se urmăreşte periodic starea angrenajelor şi se introduce lubrifiant în reductor.

Carcasa compusă din corp şi capac se asamblează prin şuruburi şi se centrează cu ajutorul unor ştifturi cilindrice sau conice . In dreptul lagărelor sunt prevăzute capace care se pot monta prin fixare cu şuruburi pe carcasă sau în nişte locaşuri prevăzute anume în pereţii carcasei.

Angrenajele constituie partea funcţională principală a unui reductor.Cele mai frecvent utilizate în construcţia de reductoare sunt: -cilindrice cu: -dinţii drepţi;

-dinţii înclinaţi; -în V;

-conice cu: -dinţii drepţi; -dinţii înclinaţi;

-dinţii curbi; -melc-roată melcată:

In funcţie de cerinţele locului de utilizare se va alege angrenajul sau combinaţia de angrenaje care să întrunească cele mai multe avantaje.La reductoarele cu mai multe trepte se impune

5

împărţirea raţională a rapoartelor de transmitere pe fiecare treaptă, în vederea obţineri unor condiţii de gabarit optime, ungere satisfăcătoare a tuturor treptelor, etc.

Arborii pe care sunt fixate angrenajele sunt arbori drepţii. Ei sunt proiectaţii cât mai scurt pentru a avea o rigiditate cât mai mare care este foarte importantă în funcţionare şi a asigura o construcţie compactă a reductoarelor.

Orice reductor are un arbore de intrare şi un arbore de ieşire. La reductoarele cu mai multe trepte există şi arbori intermediarii. Arborii pot fii verticali sau orizontali în funcţie de tipul şi poziţia relativă a angrenajelor, locul de utilizare a reductorului, etc. Existe construcţii de reductoare cu două capete de cuplare la ieşire sau cu ieşire pe arbori intermediari.

Lagărele sunt în marea majoritate a cazurilor cu rulmenţii. Tipul şi mărimea rulmenţilor vor fi în funcţie de valoarea şi sensul forţelor ce solicită arborii, tipul construcţiei alese, etc.

In afară de aceste elemente principale orice reductor mai are o serie de elemente auxiliare strict necesare pentru buna funcţionare a reductorului şi anume:

-elemente de etanşare;-elemente pentru măsurarea şi controlul nivelului de ulei di baia reductorului (joje, vizoare);-elemente pentru deplasarea şi transportul reductorului (inele de ridicat, umeri de ridicat);-elemente pentru fixarea şi poziţionare rulmenţilor şi roţilor dinţate pe arbori şi în carcase (capace laterale, piuliţe şi şaibe de siguranţă pentru rulmenţii, plăcuţe de reglare, bucşe şi inele de distanţare, pene, etc.)-aerisitoare, pentru a se evita crearea unei suprapresiuni în interiorul reductorului, care ar perturba în primul rând ungere corespunzătoare a roţilor dinţate şi rulmenţilor şi ar forţa sistemul de etanşare.

Ungerea reductoarelor de uz general se face cu uleiuri. Metoda de ungere se alege în funcţie de viteza periferică a roţilor dinţate, în primul rând.Pentru viteze periferice până la 12...15m/s ungerea angrenajelor se face prin barbotare.La angrenajele cilindrice, nivelul uleiului la roata mare trebuie să treacă peste dinţi cu 0,75 din lăţimea lor dar nu mai puţin de 10 mm.Roţile de turaţie mică de pe treapta a doua sau a treia se pot scufunda până la 1/3 din diametrul exterior al lor.La angrenajele conice roata mare va fii scufundată în ulei pe toată înălţimea dintelui cel puţin.

Limita maximă de scufundare în ulei este tot de 1/3din diametrul exterior al roţii.Rulmenţi reductoarelor se ung în general prin barbotarea uleiului de către roţile dinţate. La

viteze sub 4 m/s rulmenţii se vor unge cu unsori consistente, prevăzându-se în astfel de cazuri elemente de protecţie pentru a evita pătrunderea produselor de uzură în rulmenţi şi spălarea unsori.

Elemente pentru etanşare utilizarea mai frecvent în construcţia reductoarelor sunt manşetele de etanşare cu buză de etanşare şi inele de pâslă.

Dispozitivele de ungere sunt necesare pentru asigurarea ungeri cu ulei sau unsori consistente a rulmenţilor, uneori chiar a angrenajelor când nici una din roţile dinţate nu ajunge în baia de ulei. Conducere lubrifiantului la locul de ungere se realizează folosind diverse construcţii de dispozitive de ungere: canale de ungere, ungătoare, roţi de ungere, inele de ungere, lanţ de ungere, etc.

6

Capacele servesc la fixarea şi reglarea jocurilor din rulmenţi, la asigurarea etanşări, fiind prinse în peretele reductorului cu ajutorul unor şuruburi.

Indicatorul nivelului de ulei din reductor, în cele mai multe cazuri, este executat sub forma unei tije pe care sunt marcate nivelul maxim, respectiv minim al uleiului, sau sub forma unor vizoare montate pe corpul reductorului. Există şi indicatoare care funcţionează pe principiul vaselor comunicante, realizate pe baza unui tub transparent care comunică cu baia de ulei.

Elementele pentru ridicarea reductorului şi manipularea lui sunt realizate sub forma unor inele de ridicare cu dimensiuni standardizate şi fixate în carcasă prin asamblare filetată. Uneori, tot in scocul posibilităţi de ridicare şi transportare a reductorului, pe carcasă se execută nişte umeri de ridicare (inelare sau tip cârlig). La reductoarele de dimensiuni mari întâlnim ambele forme inele de ridicare în capacul reductorului şi umeri de prindere pe corp.

1.2. Elemente de proiectare .

Activitatea de proiectare se defineşte ca fiind munca cu caracter ethnic , ştiinţific şi estetic , care are ca scop elaborarea documentaţiei scrise şi desenate pentru executarea unui ansamblu , subansamblu sau a unei piese . Proiectarea maşinilor , subansamblelor sau a pieselor trebuie să se facă ţinând seama de următoarele cerinţe principale : fiabilitate cât mai ridicată a tuturor componentelor sistemului mecanic ; fiabilitatea cât mai apropiată între componentele sistemului mecanic ; optimizarea fiecărui organ de maşină , astfel încât subansamblul şi ansamblul maşini să asigure concomitent cantitatea , calitatea şi eficienţa economică impusă de procesul tehnologic general în care este inclusă maşina , respective utilajul .

Piesele , oricât de complicate ar fi ele se compun din forme geometrice simple . Cu cât forma geometrică este mai simplă , ezecuţia este mai uşoară . Formele geometrice pot fi mărginite de suprafeţe plane , curbe sau pot fi corpuri de rotaţie . Forma principală a pieselor se obţine din compunerea a două sau mai multe forme geometrice . În cadrul unui ansamblu sau subansamblu , fiecare piesă îndeplineşte un rol funcţional , care impune forma acestuia , rezultând forma funcţională , iar dacă îndeplineşte mai multe roluri funcţionale atunci forma trebuie completată cu alte forme auziliare , pentru ca piesa să corespundă cerinţelor , astfel rezultîand forma funcţională dezvoltată .

După stabilirea formei funcţionale dezvoltate , proiectantul va elabora o formă constructivă a piesei , ţinând seama de material şi procedeul tehnologic . A elabora o formă constructivă înseamnă a elabora o formă tehnologică . În elaborarea formei constructive se va ţine seama şi de alţi factori importanţi ca : scăderea greutăţii , creşterea rigidităţii , tipul solicitărilor , particularităţi ale mediului de funcţionare .

1.2.1. Principiile metodice şi fazele caracteristice proiectării .

1.2.1.1. Etapele de elaborare a proiectului .

Activitatea de proiectare este compusă din două faze distincte :- activitatea de concepţie – este faza în care se face documentarea , realizarea unor soluţii

constructive , care corespund parţial sau integral cerinţelor temei de proiectare . Pe baza unui process

7

de analiză – sinteză – interpretarea proiectantului propune o soluţie optimă , pe care o justifică . Soluţia constructivă optimă se materializează printr-o schiţă de principiu .

- activitatea de execuţie – este faza în care se urmăreşte dezvoltarea schiţei de principiu până la definitivarea formei constructive a maşinii şi întocmirea documentaţiei tehnice complete .

Activitatea de proiectare porneşte de la o temă de proiectare . Tema de proiectare poate avea la bază : o idee nouă , o idee cunoscută , dar a cărei realizare nu s-a produs sau o construcţie existentă , care trebuie modificată sau perfecţionată . Tema de peoiectare este stabilită de regulă de beneficiar şi trebuie să definească , în mod clar următoarele elemente :

- scopul şi destinaţia maşinii de proiectat ;- funcţiile principale pe care trebuie să le îndeplinească maşina ;- descrierea tehnologiei din care face parte maşina şi evidenţierea rolului acesteia ;- aspecte funcţionale şi caracteristici tehnologice ;- caracteristici tehnice şi de performanţă ;- dimensiuni principale de gabarit ;- echipament auxiliar ;- modalităţi de racordare cu alte utilaje sau maşinii ;- condiţii de execuţie şi de montaj ;- conţinutul documentaţiei şi necesitatea de elaborare .

Etape ale activităţii de proiectare .

Activitatea de proiectare trebuie să parcurgă următoarele etape obligatorii :

a) Studiul temei de proiectare , pentru a cunoaşte ce anume se proiectează , pentru a stabili volumul documentaţiei care se impune a se derula şi realizarea unui plan de muncă în funcţie de termene ;

b) Documentarea în problema propusă de tema de proiectare ;În această etapă , se va cerceta materialul documentar din literature tehnică de specialitate ,

prospecte , reviste , proiecte de maşinii similare , studii de cercetare ;c) Analiza critică a soluţiilor constructive existente , bilanţul avantajelor şi dezavantajelor ,

alegerea şi justificarea soluţiei optime alese şi întocmirea schiţei de principiu ;d) Predimensionarea organelor principale ale maşinii cu alegerea informativă a materialelor ;e) Elaborarea desenului de ansamblu preliminar ;f) Dimensionarea organelor secundare ale ansamblului ;g) Verificarea dimensiunilor organelor principale şi secundare ;h) Definitivarea desenului de ansamblu şi a desenelor de subansamblu ;i) Realizarea desenelor de execuţie pentru fiecare reper nestandardizat ;j) Elaborarea documentelor tehnice scrise ale proiectului : memoriul de prezentare, caietul de

sarcini , breviare de calcul pentru dimensionarea produsului , notiţa tehnică , borderoul de piese ;k) Verificarea finală şi controlul proiectului . În această etapă se cercetează dacă proiectul

corespunde cu tema de proiectare şi dacă soluţia adoptată este justă din punct de vedere ethnic şi economic . Apoi se verifică şi se controlează :schemele de funcţionare , schemele cinematice , schemele hidraulice , precum şi corespondenţa lor cu realizarea constructivă în ansamblurile respective . Se va face verificarea calculelor care stau la baza proiectării , asamblării pieselor şi a posibilităţilor de asamblare , montare şi demontare a acestora şi a subansamblelor , a satisfacerii condiţiilor cerute de funcţionarea şi exploatarea utilajului . Se vor verifica desenele de execuţie din punct de vedere

8

tehnologic , al dotării , al preciziei , materiale , tratamente termice . Se va urmări respectarea standardelor şi a normelor specifice domeniului .

1.2.1.2. Fazele de elaborare a proiectului .

După stabilirea temei de proiectare , orice proiect se va elabora de regulă în trei faze :

1.Proiectul preliminar serveşte la stabilirea caracteristicilor cinematice , constructive şi funcţionale ale maşinii şi justificarea tehnico-economică a proiectului . Proiectul preliminar este compus din :

- părţi scrise ;- părţi desenate ;

Proiectul preliminar va fi analizat de beneficiar . 2 .Proiectul tehnic se va elabora în urma avizării proiectului preliminar şi conţine :

- părţi scrise ;- părţi desenate ;

3 .Proiectul de execuţie se va elabora după avizarea proiectului tehnic de către beneficiar şi conţine părţi scrise şi părţi desenate .

a) Părţiile scrise ale proiectului de execuţie .

Memoriul de prezentare , din care să rezulte :1 .Denumirea utilajului şi domeniul de utilizare ;2 .Descrierea succintă a utilajului şi modul de funcţionare ;3 .Caracteristicile tehnice principale ;4 .Comparaţie între caracteristicile şi performanţele tehnice ale utilajului şi ale proceselor similare existente cu indicarea criteriilor şi nivelelor de calitate ;5 .Indicarea unităţii execuntante ;6 .Colaborările necesare fabricaţiei elementelor componente ale produsului cu indicarea : unităţiilor execuntante şi a duratelor de realizare ; modului de realizare a pieselor de performanţă şi a problemelor tehnologice specifice care le ridică fabricaţia acestora ; volumul semifabricatelor şi a subansamblelor din colaborare ;7 .Nomenclatorul importurilor , cu indicarea privenienţei acestora ;8 .Eficienţa economică , din care să rezule :

- calculaţia preţului ;- fundamentarea necesităţii , oportunităţii şi eficienţei economice a fabricării utilajului ;

9 .Date suplimentare , după caz .

Caietul de sarcini pentru omologarea sau recepţia maşinii trebuie să conţină următoarele capitole :1 . Generalităţii .2 . Caracteristicile principale constructive , funcţionale şi dimensiunile de gabarit .3 .Condiţii speciale care trebuie să fie îndeplinite de către produs şi diferite piese sau

subansamble ale acestuia .4 . Prescripţii pentru unele materiale speciale din care se execută produsul .5 . Prescripţii pentru lubrifianţi , combustibili .

9

6 . Condiţii care trebuie să fie respectate în timpul executări produsului .7 . Prescripţii pentru acoperiri de protecţie şi decorative .8 . Probe şi verificări care se fac la recepţia produselor din fabricaţia de serie .9 .Condiţiile ăn care se fac probele , durata probelor , metodele de încercare , aparatura ,

dispozitivele şi verificatoarele necesare pentru fiecare probă în parte .10 .Componenţa produsului şi indicarea accesoriilor care se livrează în mod obligatoriu cu

acesta .11 .Condiţii de montaj şi utilizare în exploatare a noilor produse , termene de garanţie în

funcţionare .12 . Condiţii pentru ungere , ambalare , marcare , depozitare , transport .13 .Indicaţii speciale privind produsele agabaritice din punct de vedere al execuţiei ,

transportului şi montajului .14 . Documentaţia care se livrează împreună cu maşina .15 . Prescripţii privind protecţia muncii .

Breviar de calcul tehnologic de exploatare , care conţine : - calcule efectuate la stabilirea caracteristicilor şi performanţelor produsului

pe baza condiţiilor tehnologice de exploatare ; - calculele hidraulice , energetice , termoelectrice , termice .

Breviarul de calcul de dimensionare , care conţine : - calculele de rezistenţă a subansamblelor şi a pieselor principale ; - calculele hidraulice , energetice , termoelectrice , termice .

Cartea tehnică a maşinii este destinată tehnicienilor care o vor folosi în exploatarea produsului proiectat şi este elaborată de executant sau , la cerere de către proiectant , după execuţia maşinii , pe baza notiţei tehnice elaborate de către acesta .

Cartea tehnică a maşinii conţine :1 . Generalităţi .2 . Caracteristici tehnice şi funcţionale ale maşinii .3 . Descrierea maşinii din punct de vedere constructive şi funcţional .4 . Regimul de funcţionare , productivitatea sau capacitatea de lucru .5 . Accesorii , piese de rezervă , piese de schimb .6 . Aparate de măsură şi control .7 . Prescripţii pentru amplasare şi montare .8 . Prescripţii pentru rodaj şi reglare .9 . Pregătirea pentru punerea în funcţiune .10 . Reguli de exploatare .11 . Defecte posibile şi modul de remediere .12 . Reguli de întreţinere şi ungere .13 . Marcarea şi sigilarea produsului .14 . Prescripţii privind expedierea , transportul , ambalarea , etc.15 . Schema instalaţiei electrice şi hidraulice .16 . Lista pieselor de schimb .17 . Măsuri de protecţia muncii .

10

b) Părţile desenate ale proiectului de execuţie .

Desenul de ansamblu general al maşinii cu toate cotele de gabarit şi caracteristicile tehnice , constructive şi funcţionale , cu planul găurilor de fundaţie şi indicarea şuruburilor de fundaţie , spaţiul necesar pentru funcţionarea utilajului sau a maşinii .

Schema de principiu a utilajului cu indicarea , a modului de încadrare în fluxul tehnologic .Schema cinematică cu indicarea principalilor parametric.Schema hidraulică , pneumatică , electrică , etc.Desenele de subansamblu cu cotele principale , cotele de gabarit , cotele de legătură cu alte

subansamble .Desene de execuţie pentru toate piesele maşinii , cu excepţia celor tipizate pentru care există

standarde sau norme tehnice .Desen de amplasare din care să rezulte elementele pentru geometria şi dimensiunile de

amplasare pe fundaţii inclusive sarcinile , executarea operaţiilor de amplasare a utilajului pe fundaţie.Desen de montaj sau de instalare .Diagrame , monograme , tabele sau alte materiale grafice necesare exploatării maşinii .

11

- 2. Memoriu justificativ de calcul -

12

2. Întocmirea schemei cinematice .

- Fig. 2.1. -

13

2.1. Calculul rapoartelor de transmitere .iTot = i1·i2·…·in

iTot = iTC ·uRC

iTC- raportul la transmisia prin curele .

uRC- raportul pe reductorul cilindric . iTC =1,1 … 2

iTC - alegem 1,5

2.2. Calculul raportului de transmitere preliminar pentru reductor .

- din condiţia de asigurare a ungeri pentru roţile dinţate în baia de ulei trebuie ca prima treaptă să aibă un raport mai mare decât cea de-a doua .

=> STAS

=> STAS ;

2.3. Calculul definitiv al raportului de transmitere pe curele .

iTot = iTC · u1STAS ·u2STAS =17,265 ≈ 17,27

2.4. Calculul turaţiilor .

[rot/min]

[rot/min]

- turaţia la intrarea în reductor . [rot/min]

[rot/min]

[rot/min] ≈

14

2.5. Calculul transmisiei prin curele .

- Fig. 2.2. -

2.5.1. Puterea de calcul la arboreal conducător . [KW]

2.5.2. Turaţia roţii de curea conducătoare . [rot/min[

2.5.3. Turaţia roţii de curea conduse . [rot/min]

2.5.4. Regimul de lucru al transmisiei – Motor monofazat cu moment mare de pornire , antrenând un utilaj , funcţionarea în doua schimburi pe zi a câte 8 ore fiecare .2.5.5. Raportul de transmitere .

2.5.6. Tipul curelei .tip SPZ

2.5.7. Diametrul primitiv al roţii mici . [mm]

2.5.8. Diametrul primitiv al roţii mari . [mm]

2.5.9. Diametrul mediu al roţilor de curea .

[mm]

2.5.10. Distanţa dintre axe .

[mm]

15

2.5.11. Unghiul dintre ramurile curelei .

2.5.12. Unghiul de înfăşurare pe roata mică de curea .

2.5.13. Lungimea primitivă a curelei .

[mm]

=> [mm]2.5.14. Distanţa dintre axe (calcul de definitivare) .

- în care :

[mm]2.5.15. Viteza periferică a curelei .

[m/s]

2.5.16. Coeficientul de funcţionare .

2.5.17. Coeficientul de lungime .

2.5.18. Coeficientul de înfăşurare .

2.5.19. Puterea nominală transmisă de o curea . [KW]

2.5.20. Numărul de curele (preliminar) .

2.5.21. Coeficientul numarului de curele .

2.5.22. Numărul de curele .

curele

2.5.23. Frecvenţa încovoierilor curelei .

[Hz]

2.5.24. Forţa periferică transmisă .

[N]

2.5.25. Forţa de întindere a curelei . [N]

2.5.26. Cote de modificare a distanţei dintre axe .

16

; [mm]; [mm]

2.6. Calculul momentelor de torsiune .

[Nּmm]

[Nּmm]

[Nּmm]

[Nּmm]

[Nּmm]

2.7. Calculul primei trepte din reductor .

2.7.1. Date adoptate .a. Tipul reductorului – Reductor cilindric în două trepte .b. Tipul de dantură – Dantură înclinată .c. Materiale - pentru pinion : 13CrNi30 .

- pentru roată :OLC 60 . d. Profilul de referinţă (conform STAS 822-82) .

- ; ; . e. Unele elemente geometrice .

- ; .2.7.1.1. Distanţa minimă necesară între axe “ ” .

Nּmm ; ; ; ; ; ;

; ; ; ;

HB = 1400…2100≈1700; Mpa; ; ;

17

.

2.7.1.2. Calculul modulului minim .

2.7.1.3. Calculul numărului de dinţi .

2.7.2. Calculul geometric al angrenajelor cilindrice exterioare .

2.7.2.1. Numerele de dinţi . ;

2.7.2.2. Unghiul de înclinare al dintelui .

2.7.2.3. Modulul standardizat .

2.7.2.4. Modulul frontal .

2.7.2.5. Profilul de referinţă standardizat . ; ; .

2.7.2.6. Unghiul profilului în plan frontal .

2.7.2.7. Distanţa dintre axe .[mm]

2.7.2.8. Lăţimea danturii .

18

2.7.2.9. Distanţa dintre axe a angrenajului .

[mm]

2.7.2.10. Unghiul de angrenare .

;

2.7.2.11. Suma deplasărilor specifice de profil.

2.7.2.12. Deplasările specifice de profil .

2.7.2.13. Diametrele de divizare .

2.7.2.14. Diametrele cercurilor de picior .

2.7.2.15. Diametrele de rostogolire .

2.7.2.16. Înălţimea dinţilor .

2.7.2.17. Scurtarea dinţilor .

2.7.2.18. Diametrele de cap .

2.7.2.19. Diametrele de bază .

2.7.2.20. Verificarea lipsei ascuţirii dinţilor .

19

;

;

2.7.2.21. Verificarea lipsei subtăierii .

2.7.2.22. Verificarea lipsei interferenţei profilurilor .

2.7.2.23. Verificarea continuităţii în plan frontal .

2.7.2.24. Gradul de acoperire axial .

2.7.2.25. Gradul de acoperire total .

2.7.2.26. Raza de bază .

2.7.2.27. Razele de curbură în punctele caracteristice ale profilului .

20

2.7.2.28. Unghiul de înclinare al dinţilor pe cilindrul de bază .

2.7.2.29. Pasul angrenării .

2.7.2.30. Pasul axial .

2.7.2.31. Coarda constantă .

2.7.2.32. Înălţimea la coarda constantă .

2.7.2.33. Condiţia de măsurare a coardei constante .

2.7.2.34. Unghiul de presiune în punctual de măsurare a lungimii peste dinţii .

;

;

2.7.2.35. Numărul de dinţii în intervalul de măsurare a lungimii .

21

2.7.2.36. Numărul de dinţii în intervalul de măsurare a lungimii .

2.7.2.37. Lungimea peste N dinţi , .

2.7.2.38. Condiţii de măsurare a lungimii . ; ; ; ;

; ; ; ;

2.8. Calculul celei de-a doua trepte din reductor .

2.8.1. Date adoptate .a. Tipul reductorului – Reductor cilindric în două trepte .b. Tipul de dantură – Dantură înclinată .c. Materiale - pentru pinion : 13CrNi30 .

- pentru roată :OLC 60 . d. Profilul de referinţă (conform STAS 822-82) .

- ; ; . e. Unele elemente geometrice .

- ; .2.8.1.1. Distanţa minimă necesară între axe “ ” .

Nּmm ; ; ; ; ;

; ; ; ;

HB = 1400…2100≈1700; Mpa; ; ;

22

.

2.8.1.2. Calculul modulului minim .

2.8.1.3. Calculul numărului de dinţi .

2.8.2. Calculul geometric al angrenajelor cilindrice exterioare .

2.8.2.1. Numerele de dinţi . ;

2.8.2.2. Unghiul de înclinare al dintelui .

2.8.2.3. Modulul standardizat .

2.8.2.4. Modulul frontal .

2.8.2.5. Profilul de referinţă standardizat . ; ; .

2.8.2.6. Unghiul profilului în plan frontal .

23

2.8.2.7. Distanţa dintre axe . [mm]

2.8.2.8. Lăţimea danturii .

2.8.2.9. Distanţa dintre axe a angrenajului .

[mm]

2.8.2.10. Unghiul de angrenare .

;

2.8.2.11. Suma deplasărilor specifice de profil.

2.8.2.12. Deplasările specifice de profil .

2.8.2.13. Diametrele de divizare .

2.8.2.14. Diametrele cercurilor de picior .

2.8.2.15. Diametrele de rostogolire .

2.8.2.16. Înălţimea dinţilor .

2.8.2.17. Scurtarea dinţilor .

2.8.2.18. Diametrele de cap .

2.8.2.19. Diametrele de bază .

24

2.8.2.20. Verificarea lipsei ascuţirii dinţilor .

;

;

2.8.2.21. Verificarea lipsei subtăierii .

2.8.2.22. Verificarea lipsei interferenţei profilurilor .

2.8.2.23. Verificarea continuităţii în plan frontal .

2.8.2.24. Gradul de acoperire axial .

2.8.2.25. Gradul de acoperire total .

2.8.2.26. Raza de bază .

25

2.8.2.27. Razele de curbură în punctele caracteristice ale profilului .

2.8.2.28. Unghiul de înclinare al dinţilor pe cilindrul de bază .

2.8.2.29. Pasul angrenării .

2.8.2.30. Pasul axial .

2.8.2.31. Coarda constantă .

2.8.2.32. Înălţimea la coarda constantă .

2.8.2.33. Condiţia de măsurare a coardei constante .

2.8.2.34. Unghiul de presiune în punctual de măsurare a lungimii peste dinţii .

;

;

26

2.8.2.35. Numărul de dinţii în intervalul de măsurare a lungimii .

2.8.2.36. Numărul de dinţii în intervalul de măsurare a lungimii .

2.8.2.37. Lungimea peste N dinţi , .

2.8.2.38. Condiţii de măsurare a lungimii . ; ;

27

2.9. Schema reductorului .

- Fig.2.3. -

2.10. Verificarea ungerii .

28

- Fig. 2.4. -

; Ungerea verificată .

2.11. Predimensionarea arborilor .

Mpa

29

[mm] ; [mm] ; l=50 [mm] .

[mm] ; [mm] ;

[mm] ; [mm] ; l=100 [mm] .

2.11.1.1. Arborele 1 .

mm=22+3=25 [mm] ;mm ;

[mm] ; [mm] ; [mm] . [mm]

- manşeta : d=25 [mm] ; D=40 [mm] ; [mm] .

- rulment radial : d=25 [mm] ; D=47 [mm] ; B=12 [mm] ;C=880 [daN] .

[mm] mm ; ; [mm]

mm=25+5=30 [mm] ;mm=38-3=35 [mm] ;

mm=12+2=14 [mm] .

2.11.1.2. Arborele 2 .

[mm] ;mm=18+8+12+2=40 [mm] ;

mm=40+4=44 [mm] ;mm=35-3=32 [mm] ;mm=40+4=44 [mm] ;

[mm] .

- rulment radial axial cu bile : : d=40 [mm] ;

30

D=80 [mm] ; B=18 [mm] ;

C=2500 [daN] .

2.11.1.3. Arborele 3 .

mm=55+5=60 [mm] .mm ;

[mm] ; [mm] ; [mm] [mm]

[mm] ;mm ; ; [mm]

- rulment radial axial cu role : d=55 [mm] ; D=90 [mm] ; T=B=23 [mm] ;

C=7100 [daN] .

mm=60+4=64 [mm] ;mm=57,9-2=55,9 [mm] ;

mm=23+2=25 [mm] .

2.11.2. Forţele l-a angrenajul cilindric cu dinţi înclinaţi .

a . Pentru prima treaptă . 1. Forţa tangenţială .

[N]

[N]

2. Forţa radială .

[N]

3. Forţa axială .

[N]

31

b . Pentru a doua treaptă .

1. Forţa tangenţială .

[N]

[N]2. Forţa radială .

[N]3. Forţa axială .

[N]

32

- Fig. 2.5. -

2.11.3. Determinarea reacţiunilor şi momentelor pentru arborele intermediar .

:

[N]

33

:

[N]

[Nmm] [Nmm]

[Nmm] [Nmm]

:

[N]

:

[N]

[Nmm] [Nmm]

[Nmm]

[Nmm]

[Nmm]

[Nmm]

[Nmm]

- condiţia de verificare :

[mm]

34

2.12. Alegerea rulmenţilor .

În construcţia reductoarelor sunt foarte răspândite lagărele cu rulmenţi. Rulmenţii fiind tipizaţi, alegerea lor se face după standarde şi cataloagele fabricilor producătoare pe baza diametrului fusului arborelui pe care se montează, a sarcinilor de pe lagăr şi a duratei de exploatare alese iniţial.

Pentru alegerea lagărelor cu rulmenţi trebuie să se efectueze următoarele:- să se întocmească schema cinematică funcţională cu indicarea mărimii direcţiei,

sensului şi locul de aplicare a forţelor;- să se stabilească reacţiunile ce apar în reazeme;- să se stabilească cel mai potrivit tip de rulment în funcţie de mărimea direcţia şi

sensul reacţiunilor, de construcţia ansamblului, de turaţie, de condiţii de exploatare şi montaj;

- să se determine mărimea rulmentului pe baza solicitării, a durabilităţii şi a turaţiei limită;

- să se pună la punct în concordanţă a tipului de rulment ales cu construcţia ansamblului şi tehnologia de execuţie a lui;

- să se stabilească clasa de precizie a rulmenţilor şi a jocurilor funcţie de condiţiile de exploatare ( precizie , vibraţii);

- stabilirea tipului ajustajului între inelele rulmentului şi arbori respectiv carcasă funcţie de modul de fixare a rulmentului, a mărimii şi direcţiei sarcinilor şi clasa de precizie;

- stabilirea felului ungerii şi a sistemului de etanşare funcţie de turaţie, de mediul înconjurător de temperatură, de destinaţie;

- definitivarea soluţiei constructive cu luarea în considerare a necesităţii asigurării rigidităţii corespunzătoare şi a rezistenţei pieselor în contact cu rulmenţii, a realizării coaxialităţilor locului de aşezare a rulmenţilor;

- o montare şi demontare uşoară şi a asigurării eliminării căldurii .

2.12.1. Calculul rulmenţilor .

; p=3 – pentru rulment radial cu bile ;

p=3,33 - pentru rulment radial axial cu role .

; - din catalog , e=1,14 .

; X=1 ; Y=0 .

; X=0,35 ; Y=0,57 .

35

[mil.rot.]

h

[N]

[N]

- aleg [N] [N]

; X=1 ; Y=0 .

[N]

[mil.rot.]

N < [N]

2.12.2. Etanşarea rulmenţilor .

Condiţiile impuse unei etanşări eficiente sunt: - să reziste în timp la regimul de funcţionare (temperatură, viteză medie, presiune);- să aibă durată de funcţionare maximă;- construcţie simplă cu montare şi demontare uşoară;- să fie frecarea în etanşare cât mai redusă .

La reductor etanşarea se rezolvă cu garnituri de etanşare, manşetă de rotaţie conform STAS 5907 .

Condiţii de folosire a manşetelor de rotaţie:- diferenţa de presiune dintre cele două medii să fie mai mic 0,5 [bar];- viteza periferică maximă a arborelui să fie sub 10 [m/s];- rugozitatea fusului să fie Ra=1,6 m pentru diametre între 40 până la 300 [mm]; Ra=0,2 m pentru diametre mici şi viteze periferice mari;- la viteze mai mari de 4 [m/s], este obligatoriu ca suprafaţa să fie călită şi

cromată;- montarea manşetelor se va face cu respectarea STAS 7950 şi a indicaţiilor

producătorului .

2.13. Calculul penelor .

; ;

36

. [MPa] .

2.13.1. Calculul lungimii penei pentru arborele de intrare (1) .1. Date de proiect :

- [Nmm] ;- diametrul arborelui pe care se montează pana d=22 [mm] .

Conform STAS 1004-71 pentru d=22 [mm], corespunde o pană cu: [mm] , h=6

[mm] ; ; .

[N]

2. Lungimea de calcul al penei :

[mm] .

[mm] [mm]

2.13.2.Calculul lungimii penei pentru arborele intermediar (2) .

1.Date de proiect :- [Nmm] ;- diametrul arborelui pe care se montează pana d=44 [mm] .

Conform STAS 1004-71 pentru d=44 [mm], corespunde o pană cu: [mm], h=8

[mm] ; ; .

[N]

2. Lungimea de calcul al penei :

[mm]

[mm] [mm]

[mm]

2.13.3.Calculul lungimii penei pentru arborele de iesire (3) .

37

1.Date de proiect :- [Nmm] ;- diametrul arborelui pe care se montează pana d=64 [mm] .

Conform STAS 1004-71 pentru d=64 [mm], corespunde o pană cu: [mm], h=11 [mm] ; .

[N]

2. Lungimea de calcul al penei :

[mm]

[mm] [mm]

3.Date de proiect :- [Nmm] ;- diametrul arborelui pe care se montează pana d=55 [mm] .

Conform STAS 1004-71 pentru d=55 [mm], corespunde o pană cu: [mm], h=10 [mm] ; .

[N]

4. Lungimea de calcul al penei :

[mm]

[mm] [mm]

Bibliografie

1.ANTAL, A. , Elemente privind proiectarea angrenajelor. Cluj-Napoca, Editura

ICPIAF, 1998 .

38

2.ANTAL, A. , Îndrumar de proiectare pentru reductoare. Universitatea Cluj-Napoca , 1994 .

3.BUZDUGAN, Gh. , ş.a. Rezistenţa materialelor. Bucureşti, Editura tehnică, 1980 .4.CHIŞIU, A. , ş.a. Organe de maşini. Bucureşti, Editura Didactică şi Pedagogică, 1981.5.CRUDU, I. , ş.a. Atlas de reductoare cu roţi dinţate. Bucureşti, Editura Didactică şi

Pedagogică, 1981 .6.DRĂGHICI, I. , ş.a. Organe de maşini. Culegere de probleme. Bucureşti, Editura

Didactică şi Pedagogică,1980 . 7.GAFIŢANU, M. , ş.a. Organe de maşini, vol. I şi II . Bucureşti, Editura Tehnică,

1982,1983 .

39