Universitatea Tehnica ’’Gheorghe Asache’’ IasiFacultatea de Mecanica

Proiect Organe de masini II

Grupa: 8306Nume: Banu Maria-GabrielaIndrumator: Farcas FlavianAn.Universitar: 2011-2012

Cuprins1. Alegerea motorului

2. Calculul transmisiei prin curele

3. Proiectarea reductorului 3.1. Determinarea raportului de transmitere 3.2. Calculul de rezistenta al angrenajului conic 3.3. Calculul angrenajului cilindric cu dinti inclinati

4.Calculul elementelor geometrice al reductorului 4.1. Calculul elementelor geometrice al angrenajului conic 4.2. Calculul elementelor geometrice al angrenajului cilindric

5. Predimensionarea Arborilor 5.1. Determinarea forţelor din angrenaje 5.2. Determinarea reacţiunilor

6. Proiectarea formei constructive a arborilor

7.Alegerea penelor

8.Alegerea rulmentilor

TEMA PROIECTULUI

Să se proiecteze o transmisie mecanică formată dintr-o transmisie prin curele trapezoidale, un reductor cu roţi dinţate, cu două trepte de reducere (una conică şi una cilindrică), şi un cuplaj elastic cu bolţuri, având următoarele date de proiectare:

Puterea la ieşire Pi = 2,2 Kw Turaţia la ieşire ni = 550 rot/min Raportul de transmitere al reductorului iR = 5,2 Timpul de funcţionare al reductorului T = h

Schema de principiu ă transmisiei:

1 – motor 2 – transmisie prin curele trapezoidale3 – angrenaj conic4 – angrenaj cilindric5 – cuplaj6 – lagăre cu rulmenţi7 – arbore

1. ALEGEREA MOTORULUI

Puterea electromotorului va fi:

Randamentul total al transmisiei Randamentul transmisiei prin curele Randamentul angrenajului conic Randamentul angrenajului cilindric Randamentul cuplajului Randamentul rulmenţilor Numărul de perechi de rulmenţi

Turaţia necesară

Din STAS 2755 – 74 se va alege un electromotor cu fixare pe tălpi cu puterea şi turaţia imediat superioare celor necesare. Turaţia reală a motorului este mai mică decât turaţia de sincronism cu 4%.

Turaţiile de sincronism sunt:

Turaţia de sincronism(turaţia reală)

750(720)

1000(960)

1500(1440)

3000(2880)

950(865)

1200(1150)

1800(1730)

3600(3460)

simbolul carcasei electromotorului 100Lşurubul de fixare M 10

2. CALCULUI TRANSMISIEI PRIN CURELE

Calculul transmisiei prin curele trapezoidale înguste se efectuează conform STAS 1163-71, Îndrumar de proiectarea organelor de maşini – Curele şi lanţuri, tabelul 1.20, pagina 24:

Calculul raportului de transmisieo Raportul total de transmisie

o Raportul de transmisie al curelelor

Puterea de calcul la arborele conducător

Turaţia roţii conducătoare

Turaţia roţii conduse

Regimul de lucru – transmisia este utilizată la un strung cu funcţionarea în două schimburi (16 ore)

Raportul de transmitere

Tipul curelei – figura 1.15, Îndrumar de proiectarea organelor de maşini – Curele şi lanţuri

Diametrul primitiv al roţii mici (roata de pe motor)

Diametrul primitiv al roţii mari

Media diametrelor primitive

Diametrul rolei de întindere

Distanţa preliminară dintre axe

o Se alege aproximativ rotunjit în cm

Unghiul dintre ramurile curelei

Unghiul de înfăşurare de pe roata mică

Unghiul de înfăşurare de pe roata mare

Lungimea primitivă a curelei

Se rotunjeşte la cea mai apropiată valoare,conform tabelului 1.10, pagina 13, Îndrumar de proiectarea organelor de maşini – Curele şi lanţuri

Distanţa reală dintre axe

Viteza periferică a curelei

Coeficientul de funcţionare, tabelul 1.21,pagina 27, Îndrumar de proiectarea organelor de maşini – Curele şi lanţuri

Coeficientul de lungime, tabelul 1.22, pagina 29, Îndrumar de proiectarea organelor de maşini – Curele şi lanţuri

Coeficientul de înfăşurare, tabelul 1.23, pagina 29, Îndrumar de proiectarea organelor de maşini – Curele şi lanţuri

Puterea nominală transmisă de o curea, tabelul 1.31, paginile 46-47, Îndrumar de proiectarea organelor de maşini – Curele şi lanţuri

Numărul preliminar de curele

Numărul real de curele

Numărul de roţi Frecvenţa încovoierii curelelor

Forţa periferică

Forţa de întindere a curelei

3. PROIECTAREA REDUCTORULUI

3.1 DETERMINAREA RAPORTULUI DE TRANSMITERE

Raportul total de transmitere

- raportul de transmitere al angrenajului conic - raportul de transmitere al angrenajului cilindric

În mod obişnuit raportul , dar variaţia raportului total comparativ cu rapoartele parţiale nu trebuie să depăşească 3%.

Există şi situaţii în care condiţia de 3% este verificată şi pentru:a) b) (se preferă această variantă)

Valorile standardizate ale lui şi se iau din Îndrumar pentru proiectarea organelor de maşini – angrenaje, tabelul 1.5, pagina 24.

3.2 CALCULUL DE REZISTENŢĂ AL ANGRENAJULUI CONIC

Calculul de rezistenţă al angrenajului conic se face conform Îndrumarului pentru proiectarea organelor de maşini – angrenaje, tabelul 10.2, pagina 241.

1. Date iniţiale:

Încărcare constantă

Raportul de transmitere

Raportul numerelor de dinţi

Unghiul dintre axe

Turaţia roţilor

Unghiul de înclinare median al danturii

Materealul şi tratamentul termico Pinion – OLC 15o Roată – OLC 45 îmbunătăţit

Rezistenţa limită la pitting şi încovoiere

Durităţile flancurilor pinionului şi roţii

Factorul de siguranţă pentru pitting şi încovoiere

2. Valori calculate:

Numărul de cicluri redus

Momentul de torsiune transmis

Factorul dinamic

Factorul numărului de cicluri de funcţionare

Factorul durităţii flancurilor

Factorul de material

Coeficientul lăţimii danturii

Factorul de distribuţie longitudinală a sarcini

Factorul punctului de rostogolire

Factorul dinamic intern

Factorul de formă al dintelui

Factorul lungimii de contact

Factorul rugozităţii flancurilor

Factorul de repartiţie frontală a sarcinii

Factorul dimensional

Factorul concentratorului de tensiune de la baza dintelui

Diametrul minim necesar al pinionului

Diametrul de divizare al pinionului pe conul frontal exterior

Factorul unghiului de înclinare

Modulul minim necesar

Modulul frontal mediu

Modulul frontal sau normal pe conul frontal exterior

Numărul maxim de dinţi ai pinionului

dinţi

Numărul de dinţi al pinionuluidinţi

Numărul de dinţi al roţiidinţi

Abaterea de la raportul de transmitere

Lăţimea danturii

3.3 CALCULUL DE REZISTENŢĂ AL ANGRENAJULUI CILINDRIC CU DINŢI ÎNCLINAŢI

Calculul de rezistenţă al angrenajului conic se face conform Îndrumarului pentru proiectarea organelor de maşini – angrenaje, tabelul 9.6, pagina 221.

1. Date iniţiale:

Puterea nominală de transmis

Turaţia arborelui motor

Raportul de transmitere

Durata de funcţionare a angrenajului

Construcţia angrenajului – închisă

2. Dimensionarea angrenajului:

Viteza periferică preliminară apinionului

Materialul roţiloro Pinion – OLC 15o Roată – OLC 45 îmbunătăţit

Tensiunile limită pentru solicitarea de contact,respectiv de încovoiere

Clasa de precizie – 8 Lubrifiantul – TIN55EP Numărul echivalent de cicluri

Tensiunile admisibile pentru solicitarea de contact,respectiv de încovoiere

; ; ; ; ; ; ;

Unghiul de înclinare pecercul de divizare

Distanţa minimă necesară între axe

; ; ; ; ; ;

Modulul normal minim necesar

; ; ;

Numerele de dinţi

dinţi

dinţi

Raportul de transmitere

Numerele echivalente de dinţi

dinţi

dinţi

Modulul normal al danturii

Distanţa de referinţă dintre axe

Unghiul real de angrenare frontal

Deplasările specifice de profil – conform ISO IC 90

3. Verificarea angrenajului:

Vitezele periferice ale pinionului, respectiv ale roţii conduse

Verificarea la solicitarea de contact

Verificarea la solicitarea de încovoiere

Verificarea la gripare şi încălzire

; ; ; ; .

4. CALCULUL ELEMENTELOR GEOMETRICE ALE REDUCTORULUI

4.1 CALCULUL ELEMENTELOR GEOMETRICE ALE ANGRENAJULUI CONIC

Se face conform tabel 2.10, pagina 70, Îndrumar pentru proiectarea organelor de maşini – angrenaje

1 Date iniţiale:

Unghiul dintre axe

Numerele de dinţi ale roţilordinţidinţi

Modulul

Unghiul de referinţă normal al profilului

Coeficientul capului de referinţă al dintelui

Coeficientul jocului de referinţă

Deplasările specifice radiale ale profilelor

Deplasările specifice tangenţiale ale profilelor

Tipul jocului la picior – constant Lăţimea danturii

Raportul numerelor de dinţi

2 Elemente geometrice rezultate:

Semiunghiurile conurilor de divizare

Diametrele de divizare

Lungimea exterioară a generatoarei conului de divizare

Lungimea mediană a generatoarei conului de divizare

Înalămea capului de divizare al dintelui la cele două roţi

Înalămea piciorului de divizare al dintelui la cele două roţi

Înălţimea dintelui

Diametrele cercurilor de cap

Diametrele cercurilor de picior

Unghiul capului dintelui la cele două roţi

Unghiul piciorului dintelui la cele două roţi

Semiunghiurile conurilor de cap

Semiunghiurile conurilor de picior

Lungimile exterioare ale generatoarei de cap

Lungimile exterioare ale generatoarei de picior

Înălţimile exterioare ale conurilor de cap

Distanţa de cap

Distanţa de aşezare

Diametrele de divizare ale roţilor cilindrice înlocuitoare

Diametrele de cap ale roţilor cilindrice înlocuitoare

Numerele de dinţi ale roţilor înlocuitoare

dinţi

dinţi

Diametrele cercurilor de bază ale roţilor cilindrice înlocuitoare

Distanţa între axe a angrenajului cilindric înlocuitor

Gradul de acoperire al angrenajului înlocuitor

3 Elemente de control:

Arcul de divizare al dintelui

Coarda de divizare a dintelui

Înălţimea la coarda de divizare a dintelui

Jocul minim dintre flancuri

4.2 CALCULUL ELEMENTELOR GEOMETRICE ALE ANGRENAJULUI CILINDRIC

Se face conform tabel 1.2, pagina 13, Îndrumar pentru proiectarea organelor de maşini – angrenaje

Raportul de transmitere

Raportul numerelor de dinţi

Modulul normal

Modulul frontal

Unghiul de înclinare, de divizare al danturii

Cremaliera de referinţă; ; ;

Diametrul de divizare

Distanţa de referinţă dintre axe

Unghiul de divizare frontal

Unghiul de angrenare frontal

Distanţa dintre axe

Coeficienţii deplasărilor de profil

Coeficientul scurtării capului dintelui

Diametrul de cap

Diametrul de picior

Diametrul de rostogolire

Coeficientul axial, diametral, sau modular al lăţimii danturii

Lăţimea danturii

Pasul pe cercul de divizare

Pasul pe cercul de bază

Diametrul de bază

Arcul frontal de divizare al dintelui

Unghiul de înclinare pe diametrul de bază

Unghiul de presiune frontal pe cilindrul de diametrul

Numărul de dinţi pentru măsurarea lungimii (cotei) peste dinţi

dinţi

dinţi

Lungimea frontală / normală peste dinţi

Numărul echivalent de dinţi

dinţi

dinţi

Numărul minim de dinţi

dinţi

dinţi

Coeficientul deplasării minime de profil

Diametrul începutului evolventic

Gradul de acoperire al profilului

Diametrul începutului angrenării

Gradul de acoperire datorită înclinării dinţilor

Gradul de acpoerire total

Jocul la cap în funcţionare

Arcul normal de cap al dintelui

5. PREDIMENSIONAREA ARBORILOR

5.1 Determinarea forţelor din angrenaje

a.) Angrenajul conic

b.) Angrenajul cilindric

În reductor acţionează următoarele forţe:

Aceste forţe se distribuie pe arbori astfel:

Pe fiecare arbore acţionează următoarele forţe:

Forţele tangenţiale acţionează în plan vertical, forţele radiale în plan orizontal, iar momentele în plan vertical şi în plan orizontal, şi rezultă:

Pentru determinarea atât a reacţiunilor cât şi pentru construirea diagramelor de momente încovoietoare sunt necesare dimensiunile longitudinale ale tronsoanelor arborilor. Acestea se determină conform: Îndrumar de proiectare – Arbori drepţi, îmbinări cu pene şi caneluri, lagăre radiale, pagina 7 – 9 .

Se determină pentru fiecare arbore diametrul preliminar din condiţia de rezistenţă la torsiune, cu relaţia:

Arborii se execută din OL 50, sau OL 60Dimensiunile longitudinale ale tronsoanelor se stabilesc în funcţie de şi de lăţimile roţilor

dinţate calculate anterior.

5.2 Determinarea reacţiunilor

Verificare: –59,25 +1043,25 – 254 – 730 = 0

I

II

III

Verificare: 782,37 – 157,37 – 381 – 244 = 0

I

II

III

Verificare: 25,87 – 512,87 – 545 +1032 = 0

I

II

III

Verificare: –61,28 – 235,72 – 79 + 376 = 0

I

II

III

Verificare: 662,27 + 365,73 – 1028 = 0

I

II

Verificare: 390,22 – 16,22 – 374 = 0

I

II

6. PROIECTAREA FORMEI CONSTRUCTIVE A ARBORILOR

Se calculează diametrele tronsoanelor principale de pe arbori din momentele echivalente,cu relaţia:

Arborele I

Arborele II

Arborele III

(cotă de rulment)

(cotă de rulment)

Pe capătul arborelui se execută o gaură filetată M6 pentru fixarea axială a roţii de curea.

(cotă de rulment)

(cotă de rulment)

7. ALEGEREA PENELOR

Transmiterea puterii şi a momentului de torsiune între arbori şi roţile dinţate (şi de curea) se realizează cu ajutorul unor pene paralele. Dimensiunea ale penelor se aleg din STAS 1003 – 1004 / 71, iar lungimea acestora se calculează din condiţia de rezistenţă la strivire. În cazul în care lungimea calculată a penei depăşeşte lungimea tronsonului pe care se montează se vor monta două pene diametral opuse.

Arborele I

Arborele II

Arborele III

8. ALEGEREA RULMENŢILOR

Rulmenţii se aleg în funcţie de diametrul tronsonului de pe arbore pe care se montează şi de încărcările de pe arbore:

1. Pentru fiecare punct de sprijin se calculează forţa radială

2. Se calculează în locurile unde sunt forţe axiale

Forţele axiale sunt suficent de mici încât respectă raportul . În această situaţie se vor

alege rulmenţi radiali cu bile.

3. Se calculează sarcina dinamică reală

Conform metodologiei Atlas reductoare, pagina 71: ; ; .

4. Se calculează capacitatea necesară a rulmentului

5. Din catalogul de rulmenţi se alge rulmentul radial cu bile cu capacitatea dinamică de bază imediat mai mare decât cea necesară. Se preferă ca pe acelaşi arbore să se monteze rulmenţi la fel.

Arborele I

Simbolul rulmentului 6406

Simbolul rulmentului 6408

Arborele II

Simbolul rulmentului 6404

Arborele III

Simbolul rulmentului 6406