Proiect disciplina organe de masiniReductor Melcat cu o treapt de turatie P=1,08 [kw] n=1980 [rot/min] U=114,0Student:Pop Adrian Aurel prof.coord: Ovidiu Ttaru grupa:1131 TCM an IIICUPRINS: pag.1.Memoriu tehnic ...................................................................................... ..................... 1.1.Consideratii teoretice................................................................................... .... 1.2.Alegerea variantei constructive......................................................................... 2.Memoriu justificativ de calcul........................................................................................ 2.0.Calcule preliminare............................................................................... ............ 2.0.1 Impartirea preliminara a rapoartelor de transmitere........................... 2.0.1.Calculul preliminar al turatiilor............................................................ 2.0.2.Alegerea randamentelor..................................................................... 2.0.3.Calculul preliminar al puterilor............................................................ 2.0.4.Calculul preliminar al momentelor de torsiune.................................... 2.1.Calculul angrenajului melcat............................................................................ 2.2.Calculul transmisiei princurele........................................................................ 2.3.Calculul arborelui melcat................................................................................. 2.4.Calcul arbore roata condusa............................................................................. 2.5.Verificarea arborelui la fortele ce apar in angrenare........................................ 2.6.Calculul si verificarea rulmentilor..................................................................... 2.7.Calculul asamblarilor cu pene......................................................................... 2.8. Bibliografie............................................................................... .......................1.MEMORIUL TEHNIC1.1.Consideratii teoreticeReductoarele fac parte din marea categorie a transmisiilor mecanice si servesc la reducerea (micorarea)numrului de turaii si la mrirea (creterea) momentului de torsiune. Se ncadreaz in categoria transmisiilor prin angrenaje cu roti dinate cu raport de transmitere constant i>1 montate in carcase nchise. Dup tipul angrenajelor componente, reductoarele pot fii: -cu roi dinate cilindrice; -cu roi dinate conice; -cu roi dinate elicoidale; -cu roi dinate pseudoconice;-cu roi dinate melcate i combinate; Elementele principale a unui reductor, indiferent de tip sunt urmatoarele: -carcas (corp+capac); -angrenajele; -arborii i lagrele Carcasa se executa n general din fonta rin turnare. Este prevzuta cu nervuri care au urmtoarele scopuri: mrete rigiditatea ansamblului, reduc zgomotul i vibraiile, mrete suprafaa de rcire a reductorului. La reductoarele de dimensiuni mari, netipizate i la unicate se utilizeaz cu succes carcase sudate. Carcasele trebuie s asigure poziii relativ corecte a arborilor prin intermediu lagrelor i roilor dinate, servind si ca baie de ulei. In planul de separaie corpul i capacul reductorului se prelucreaz finit i se acoper, nainte de asamblare cu lacuri, vopsele sau sticl solubil pentru asigurarea etaneitii. Suprafaa de separaie corpcapac poate fi prevzut cu canale de ungere care s mpiedice ieirea lubrifiantului n afar i s-l ghideze spre lagre. Corpul reductorului este prevzut la partea inferioar cu un dop de golire a uleiului uzat, dup rodaj sau dup timpul normal de utilizare. Capacul reductorului are prevzut, n partea superioar, un orificiu de vizitare acoperit cu un capac metalic sau transparent. Prin capacul de vizitare se urmrete periodic starea angrenajelor i se introduce lubrifiant n reductor. Carcasa compus din corp i capac se asambleaz prin uruburi i se centreaz cu ajutorul unor tifturi cilindrice sau conice. In dreptul lagrelor sunt prevzute capace care se pot monta prin fixare cu uruburi pe carcas sau n nite locauri prevzute anume n pereii carcasei. Angrenajele constituie partea funcional principal a unui reductor. Cele mai frecvent utilizate n construcia de reductoare sunt: -cilindrice cu: -dinii drepi; -dinii nclinai; -n V; -conice cu: -dinii drepi; -dinii nclinai; -dinii curbi; -melc-roat melcat: In funcie de cerinele locului de utilizare se va alege angrenajul sau combinaia de angrenaje care s ntruneasc cele mai multe avantaje La reductoarele cu mai multe trepte se impune mprirea raional a rapoartelor de transmitere pe fiecare treapt, n vederea obineri unor condiii de gabarit optime, ungere satisfctoare a tuturor treptelor, etc. Arborii pe care sunt fixate angrenajele sunt arbori drepii. Ei sunt proiectaii ct mai scurt pentru a avea o rigiditate ct mai mare care este foarte important n funcionare i a asigura o construcie compact a reductoarelor. Orice reductor are un arbore de intrare i un arbore de ieire. La reductoarele cu mai multe trepte exist i arbori intermediarii. Arborii pot fii verticali sau orizontali n funcie de tipul i poziia relativ a angrenajelor, locul de utilizare a reductorului, etc. Existe construcii de reductoare cu dou capete de cuplare la ieire sau cu ieire pe arbori intermediari. Lagrele sunt n marea majoritate a cazurilor cu rulmenii. Tipul i mrimea rulmenilor vor fi n funcie de valoarea i sensul forelor ce solicit arborii, tipul construciei alese, etc. In afar de aceste elemente principale orice reductor mai are o serie de elemente auxiliare strict necesare pentru buna funcionare a reductorului i anume: -elemente de etanare; -elemente pentru msurarea i controlul nivelului de ulei di baia reductorului (joje, vizoare); -elemente pentru deplasarea i transportul reductorului (inele de ridicat, umeri de ridicat); -elemente pentru fixarea i poziionare rulmenilor i roilor dinate pe arbori i n carcase(capace laterale, piulie i aibe de siguran pentru rulmenii, plcue de reglare, buce i inele de distanare, pene, etc.) -aerisitoare, pentru a se evita crearea unei suprapresiuni n interiorul reductorului, care ar perturba n primul rnd ungere corespunztoare a roilor dinate i rulmenilor i ar fora sistemul de etanare. Ungerea reductoarelor de uz general se face cu uleiuri. Metoda de ungere se alege n funcie de viteza periferic a roilor dinate, n primul rnd. Pentru viteze periferice pn la 12...15m/s ungerea angrenajelor se face prin barbotare. La angrenajele cilindrice, nivelul uleiului la roata mare trebuie s treac peste dini cu 0,75 din limea lor dar nu mai puin de 10 mm. Roile de turaie mic de pe treapta a doua sau a treia se pot scufunda pn la 1/3 din diametrul exterior al lor. La angrenajele conice roata mare va fii scufundat n ulei pe toat nlimea dintelui cel puin. Limita maxim de scufundare n ulei este tot de 1/3din diametrul exterior al roii. Melcul se recomand a fii scufundat n ulei pe o nlime de 2,3...4 mx. Dac roata melcat este cea care se afl n ulei, se vor aplica recomandrile de la angrenajele cilindrice sau se va opta pentru soluia ungerii prin presiune. Rulmeni reductoarelor se ung n general prin barbotarea uleiului de ctre roile dinate. La viteze sub 4 m/s rulmenii se vor unge cu unsori consistente, prevzndu-se n astfel de cazuri elemente de protecie pentru a evita ptrunderea produselor de uzur n rulmeni i splarea unsori. Elemente pentru etanare utilizarea mai frecvent n construcia reductoarelor sunt manetele de etanare cu buz de etanare i inele de psl. Dispozitivele de ungere sunt necesare pentru asigurarea ungeri cu ulei sau unsori consistente a rulmenilor, uneori chiar a angrenajelor cnd nici una din roile dinate nu ajunge n baia de ulei. Conducere lubrifiantului la locul de ungere se realizeaz folosind diverse construcii de dispozitive de ungere: canale de ungere, ungtoare, roi de ungere, inele de ungere, lan de ungere, etc. Capacele servesc la fixarea i reglarea jocurilor din rulmeni, la asigurarea etanri, fiind prinse n peretele reductorului cu ajutorul unor uruburi. Indicatorul nivelului de ulei din reductor, n 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. Exist i indicatoare care funcioneaz pe principiul vaselor comunicante, realizate pe baza unui tub transparent care comunic cu baia de ulei. Elementele pentru ridicarea reductorului i manipularea lui sunt realizate sub forma unor inele de ridicare cu dimensiuni standardizate i fixate n carcas prin asamblare filetat. Uneori, tot in scocul posibiliti de ridicare i transportare a reductorului, pe carcas se execut nite umeri de ridicare (inelare sau tip crlig). La reductoarele de dimensiuni mari ntlnim ambele forme inele de ridicare n capacul reductorului i umeri de prindere pe corp.1.2.Alegerea variantei constructiveReductoarele melcate prezinta o varietate de variante constructive: Construcia unui reductor melcato-cilindric avnd carcasa realizat prin turnare din dou buci i cu planul de separaie orizontal, situat n planul roilor conduse. Arborele melcului este fixat pe doi rulmeni radial-axial, cu role conice. Jocul din rulmeni se poate regla cu ajutorul capacului montat pe carcasa reductorului, pe capacul de intrare a arborelui. Celelalte lagre de susinere sunt cu rulmeni radiali-axiali cu bile, ungerea angrenajelor i a rulmenilor se realizeaz cu ulei din baia reductorului, al crui nivel trebuie s ajung peste dantura melcului i a roi conduse di a doua treapt de reducere, dar trebuie inut seama de recomandarea ca nivelul de ulei s nu depeasc o treime din diametrul exterior al roi conduse. Pentru buna funcionare a reductorul este prevzut cu capac de vizitare a danturi, aerisitor, dop de golire, indicator al nivelului de ulei cu vizor i inelede ridicare executate n capac prin turnare. Etanarea arborelui de intrare i ieire se realizeaz cu manete de rotaie. O alta variante constructiva poate fi reductorul melcato-cilindric ce are carcasa realizat din trei pri, cu dou plane de separaie orizontale. Axele arborilor, roilor conduse sunt cuprinse ntr-un plan vertical. In aceast construcie crete nlimea reductorului n detrimentul reducerii lungii. Arborele melcului este fixat pe doi rulmeni radial-axiali. Jocul din rulmeni i poziia melcului se poate regla cu ajutorul celor dou capace. Ungerea angrenajului melcat i a rulmenilor de pe arborele melcului se face cu uleiul din baia reductorului. Pentru ungerea angrenajului cilindric se folosete un pinion executat dintr-un material moale, care transport uleiul pe dinii roii conductoare di a doua treapt de reducere. Rulmeni de pe arbori roilor sunt de tipul radial-axial cu role conice, iar ungerea lor se face cu vaselin, a crui scurgere n baia de ulei este oprit de nite capace. Etanarea arborelui de intrare i de ieire este realizat cu manete de rotaie. Reductorul mai este prevzut cu capac de vizitare, aerisitor, indicator al nivelului de ulei cu vizor, dop de golire i inele de ridicare. Un alt tip de reductor este cel la care melcul este plasat deasupra roii melcate. Carcasa este turnat din dou pri cu planul de separaie orizontal. Arborele melcului este montat pe rulmeni radial-axial cu role conice i un rulment radial cu bile. Rulmenii radial-axial sunt fixai pe arborele melcului cu ajutorul unei piulie pentru rulmeni i introdui ntr-o caset cu care se poate reglare poziia axial a melcului. Pentru scoaterea jocului din rulmeni se folosete capacul n care este montat i elementul de etanare. Aceti rulmeni formeaz mpreun rulmentul conductor. Latul opus al melcului se afl un rulment radial cu inelul interior fixat pe arbore, iar inelul exterior montat liber n alezaj. Acest rulment formeaz rulmentul liber al montajului. Roata melcat avnd dimensiuni mai mari este realizat din dou buci. i. Ea angrenajelor se face prin scufundarea n baia de ulei a roilor conduse. Rulmeni se ung cu uleiul din cea ulei obinut prin barbotarea uleiului din baia reductorului de ctre roile dinate. Reductorul mai este prevzut cu inele de ridicare turnate, capac de vizitare, aerisitor, indicator de nivel de ulei cu vizor i dop de golire. Melcul nefiind scufundat n baia de ulei exist posibilitate nclzirii mai intense a angrenajului S-a ales varianta constructiva din carcasa turnata, fara plan de separatie, introducerea melcului si a rotii melcate(conduse), realizandu-se prin capacele laterale prinsa in suruburi.2.Memoriu justificativ de calcul2.0.Calcule preliminareAceste calcule preliminare s-au realizat cu ajutorul programului MathCad pentru o mai mare rapiditate si posibilitatile multiple de modificare preliminara a valorilor,ma jos fiind o captura de ecran.2.1.CALCULUL ANGRENAJULUI MELCAT Calculul angranjului melcat se realizeaza cu ajutorul softului de calcul Mechsoft, soft prin care se realizeaza atat calcularea angrenajului melcat cat si verificarea lui la solicitarile ce apar pe parcursul utilizarii.In fereastra de mai jos s-a realizat o captura de ecran dupa calculul si dimensiuninle angrenajului, se a un raport de transmitere standardizat de 45.Setarile calcului angrenajului functie de rezistenta si alti factori ce intervin.Mai jos putem vedea dimensiunile finale ale rotii melcate si ale melcului, dimensiuni ce vor fi folosite la executarea desenului de ansamblu.In captura urmatoare vedem campul de toleranta la care se executa angrenajul melcat cat si parametrii acestuia.In captura de mai jos vedem explicit factorii de incarcare a angrenajului cat si sensul fortelor rezultante in angrenaj.In imaginea de mai jos vedem materialele cu care se executa melcul si calculul rezistentei angrenajului cat si factorii ce intervin in fucntioanarea angrenajului.2.2.Calculul transmisiei prin curele Calculul transmisiei prin curele se realizeaza tot cu ajutorul programului Mechsoft. In captura urmatoare putem vedea tipul curelei ales, curea clasica in V tip SPZ cat si randamentul si lungimea curelei, si diametrele rotilor de curea .Mai jos putem vedea setarile pentru calculul transmisiei prin curele,setari ce tin de factorii dupa care calculam angrenajul, precum lungimea curelei, rezistenta ei,etc.In captura de mai sus vedem fortele ce actioneaza asupra rotii de curea si vedem ca transmisie prin curea calculate rezista la solicitarile aparute in timpul functionarii.In captura de mai jos vedem dimensiunile curelei si a rotii de curea, dimensiuni care ne ajuta la realizarea desenului rotii.2.3.Calculul arborelui melcatLa calculul arborelui melcat se stabileste dimensiunea capatului de arbore, restul fiind dimensionat constructive, luan in considerare standardele de rulmenti si mansete. Pentru dimensionarea diametrului capatului de arbore melcat luam momentul de torsiune T1, care actioneaza pe arbore: T1=12376,8 [N/mm].Din indrumator se ia valoarea diametrului corespunzatoare momentului respectiv. Rezulta ca diametrul arborelui melcat dupa corectia aferenta va fi de 22mm.(pag.142 tabel 9.4) [1]2.4.Calculul arborelui rotii melcatePentru dimensionarea diametrului capatului de arbore a rotii melcate luam momentul de torsiune T2, care actioneaza pe arbore: T2=419053,694 [N/mm].Din indrumator se ia valoarea diametrului corespunzatoare momentului respectiv. Rezulta ca diametrul arborelui melcat dupa corectia aferenta va fi de 48mm.(pag.142 tabel 9.4) [1]2.5.Verificarea arborelui la fortele ce apar in angrenaj In captura de mai jos se scriu ecuatiile:Se realizeaza modelul virtual al arborelui la dimensiuni exacte dupa care se introduc fortele si momentele in ecuatii. 2.6.Calculul rulmentilor si verificarea lorRulmentii alesi se verifica in programul Mechsoft Se alege din lista de rulmenti modelul rulmentului folosit in proiect si se alege coeficientul de functionare dupa care se verifica daca rezista.2.7.Verificarea penelor Se verifica secitiunea penei pe arborele de intrare unde este introdusa roata de curea.Se verifica asamblarea cu pana la roata melcata(roata consdusa)2.8.Bibliografie 1.Adalbert Antal,Ovidiu Tataru, Dumitro Pop s.a-Reductoare, reeditagta 1994, Cluj-Napoca 2.Adalbert Antal, Ovidiu Tataru,Dumitru Pop-Elemente de proiectare pentru mecanismele cu surub-piulita,an 1985, Cluj-Napoca 3.Adalbert Antal, Dorina Matiesan, s.c.-Indrumator de proiectare pentru reductoare, Institutul politehnic,an 1983,Cluj-Napoca