![]()
Tehnica mecanica
Proiectarea reductorului de turatieProiectarea reductorului de turatie 1. Proiectarea angrenajului. Calculul de predimensionare Date de proiectare: 5.Puterea de calcul la arborele I al reductorului:
6.Turatia pe arborele I al reductorului:
7.Momentul de torsiune la arborele I al reductorului:
8.Raportul de transmitere al angrenajului:
9.Regimul de lucru al transmisiei:
10. Durata de functionare:
calculul vitezei periferice:
Stabilirea clasei de precizie a angrenajului: Precizia de executie a angrenajului si a rotilor dintate este determinata de clasa de precizie, de rugozitatea flancurilor si de jocul dintre flancuri corespunzator tipului de ajustaj ales pentru rotile in angrenare. Corespunzator vitezei periferice va rezulta treapta de precizie(conform T.1). Proiectantul de angrenaje trebuie sa cunoasca metoda si tehnologia de fabricare a angrenajului pe care il proiecteaza, pentru a garant interschimbabilitate rotilor dintate si a angrenajelor, respectiv o buna functionare si o executie intr-un sistem de tolerante care sa asigure precizia geometrica. Pentru toate tipurile de angrenaje sunt stabilite 12 clase de precizie, notate de la 1 la 12. Pentru angrenajele cilindrice, clasele 1,2,12, nu se prevad tolerante. STAS-rile care cuprind date referitoare la executia angrenajelor sunt: -STAS 6273 -angrenaje cilindrice; -STAS 7395 -angrenaje cu cremaliera; -STAS 6460 -angrenaje conice si hipoide; -STAS 6461 -angrenaje melcate cilindrice; -STAS 12192 - pentru alegerea treptelor de precizie si rugozitatii danturii la angrenaje . T.1
Alegerea treptei de precizie functie de viteza periferica, coroborat cu procesul tehnologic final de executie a rotilor dintate(T.2), se va stabili pe baza schemei tehnologice(Fig.1.) operatiile tehnologice intre semifabricat - roata dintata(produs final). Treapta de precizie aleasa este Tipul danturii este: - dreapta - inclinata Procesul tehnologic, pe baza figurii 1 este unul din cele 7 existente dupa cum urmeaza: -Semifabricat In tabelul T.3. sunt date recomandari privind rugozitatile flancurilor dintilor functie de treapta de precizie. T.3
Stabilirea mai exacta a rugozitatii flancurilor corelata cu procesul final de executie al rotii dintate este dat in tabelul T. T.
SHAPE * MERGEFORMAT
Fig. 1.Tehnologi de realizare rotilor dintate T.2.
Materiale utilizate in constructia rotilor dintate Rotile dintate se pot executa dintr-o gama foarte larga de materiale: oteluri laminate, forjate sau turnate, fonte, bronzuri, alame, aliaje de aluminiu, materiale sinterizate. Materialele nemetalice folosite in constructia rotilor dintate au caracteristici mecanice reduse si sunt folosite pentru roti dintate mai putin incarcate, avantajul lor este ca au o functionare mai silentioasa decat cele realizate din materiale metalice. Otelurile sunt principalele materiale utilizate in constructia rotilor
dintate din punct de vedere al proprietatilor mecanice si a prelucrabilitatii.
Otelurile folosite se impart in oteluri moi, cu duritate superficiala
mica sau medie ( Otelirile de imbunatatire Operatia de imbunatatire este tratamentul termic format din calire, urmat de o revenire inalta, se realizeaza inaintea operatiei de danturare. Cele mai folosite oteluri de imbunatatire sunt: OLC45, OLC55, OLC60, oteluri aliate 40Cr 10, 33MoCr11, 41MoCr11, 50VCr11 etc. Otelirile de Cementare Cementarea reprezinta imbogatirea stratului superficial in carbon si se
aplica otelurilor cu continut scazut de carbon Se mai utilizeaza oteluri calite superficial(CIF, flacara) dupa imbunatatire: OLC45, 41MoCr11, 40Cr10 dar si oteluri nitrurate(tratament termo-chimic de imbogatire a stratului superficial cu azot, dupa care nu mai este nevoie de rectificare). Pe baza acestor recomandari, directii pentru alegerea materialului pentru realizarea angrenajului se alege materialul conform tabelului T.5. T.5
Dupa alegerea materialului seva tine cont si de tabelul T.6., caracteristicile mecanice ale materialelor folosite in constructia rotilor dintate. T.6
Obs: Otelurile cu (*) sunt de preferat. Valorile
rezistentei la rupere ( La angrenajele confectionate din oteluri de imbunatatire se recomanda ca duritatea flancurilor danturii pinionului sa fie mai mare decat duritatea danturii rotii conjugate si anume;
Pentru executia angrenajului se va folosi materialul.. - STAS . - tratat - termic - termo-chimic.. - duritatea-Miez(HB).. Flanc(HRC) - rezistenta la rupere - limita de curgere - rezistenta limita de rupere prin oboseala la
piciorul dintelui Elemente dimensionale ale angrenajului Determinarea distantei dintre axe( Distanta minima dintre axe se determina din conditia ca dantura angrenajului proiectat sa reziste la oboseala, la presiunea hertziana de contact (pitting). Relatia de calcul este:
Unde: - KH -factorul global al presiunii hertziene de contact. - KH = 80000-90000 Nmm2, pentru - KH = 110000-120000 Nmm2, pentru - Ks - factorul de suprasarcina se alege conform tabelului urmator;
- - - - - b/d1- raportul dintre latimea danturii si diametrul de divizare al pinionului, se adopta dupa cum urmeaza;
In constructia reductoarelor de turatie distanta dintre axe este standardizata, astfel;
Obs: Sunt de preferat cele din sirul I. Se adopta distanta dintre axe a12 min=., pentru care trebuie sa satisfaca conditiile:
Modulul normal minim necesar al danturii rotilor
dintate( Modulul minim al danturii rotilor dintate care formeaza angrenajul se determina din conditia ca dantura rotilor sa reziste la rupere prin oboseala la piciorul dintelui. Relatia de calcul a modulului minim este;
Unde: - Kf - factorul global al efortului unitar de la piciorul dintelui. - Kf=2.2.2 pentru - Kf=1,6.1,8 pentru - In constructia reductoarelor de turatie modulul este standardizata, astfel;
Obs: Sunt de preferat cele din sirul I. Se adopta distanta dintre axe m min=., pentru care trebuie sa satisfaca conditiile:
Stabilirea unghiului de inclinare al rotilor dintate: -se alege -se alege Calculul numarului de dinti al rotilor dintate care formeaza angrenajul Se determina mai intai numarul maxim de dinti
Parametrii care intervin sunt adoptati anterior Numarul de dinti a) sa fie mai mare sau egal cu 1 Aceasta conditie
nu este satisfacuta totdeauna, mai ales la angrenajele cu danturi durificate
superficial b) Daca numarul de dinti este cuprins intre c) Dupa ce s-a ales numarul de dintii ai pinionului
Se adopta Determinarea numarului de dinti
Se recomanda daca este posibil ca numerele de dinti Determinarea distantei de referinta dintre axe
Intre distanta dintre axe standardizata a) b) Daca conditiile nu sunt indeplinite se pot modifica; - - - Concluzii: 1.In urma calcului de predefinire a angrenajului se stabilesc: - - - - z1, z2 numarul de dinti ai pinionului respectiv ai rotii dintate conjugate; - a012- distanta de referinta dintre axe. 2. Numarul de dinti z1, z2 adoptati pentru pinion si pentru roata dintata trebuie sa fie astfel ales astfel incat abaterea raportului de transmitere sa fie mai mica de 3% astfel;
Daca aceasta conditie nu este indeplinita se modifica numarul de dinti ai rotii conjugate sau chiar ai pinionului cu observatia ca daca se modifica si numarul de dinti ai pinionului trebuie recalculat modulul danturii si restandardizat;
2 Calculul geometric al angrenajului cilindric Elementele cremalierei de referinta:
- - - - Calculul deplasarilor specifice ale danturii
- unghiul profilului in plan frontal ;
- unghiul de rostogolire frontal (wt);
- suma deplasarilor specifice ale danturii rotilor in plan normal;
Sub aspectul deplasarii de profil, angrenajele sunt caracterizate de
deplasarea insumata 1) 2) 3) Deplasarea profilelor a aparut ca un mijloc de evitare a interferentei si este larg utilizata in prezent pentru confectionarea unor angrenaje cu calitati deosebite deoarece nu necesita cheltuieli suplimentare fasa de cel nedeplasat. Principalele imbunatatiri obtinute prin deplasarea profilelor sunt: - marirea rezistentei dintelui la baza, prin deplasare pozitiva; - reducerea uzurii flancurilor prin egalizarea valorilor pentru alunecarile specifice, prin deplasare simetrica (angrenaj zero deplasat); - repararea angrenajelor fara inlocuirea rotii de diametru mare, prin deplasarea negativa a acesteia; - marirea rezistentei flancului dintelui si asigurarea unor conditii
superioare de ungere.La alegerea deplasarii specifice a danturii pinionului
trebuie avut in vedere ca deplasarea specifica sa fie suficient de mare pentru
a evita subtaierea. Conform normei DIN 3992 , si in functie de criteriul
urmarit, se alege - - - A) Scopul principal, este obtinerea unei portante mari, frecvent se
adopta B) ISO TC 60 recomanda - pentru - pentru - pentru - pentru C) Se recomanda si urmatorul mod de adoptare al deplasarilor specifice ce rezulta din rezolvarea sistemului;
D) repartizarea
pe roti se face conform fig. 2 pentru angrenaje cu raport de transmitere
Fig.1
Fig.2
Fig.3 E) O metoda mai simpla si rapida, adoptata de British Standards (BS PD 6457) recomanda pentru aplicatii de uz general relatia:
In ambele cazuri,
Parametrii de baza ai angrenajului - modulul frontal - diametrele de divizare: - diametrele de baza -. diametrele de rostogolire - diametrele de picior - diametrul de cap : - inaltimea dintilor - unghiul de presiune la capul dintelui in plan
frontal - arcul dintelui pe cercul de cap in plan frontal:
Pentru evitarea subtaierii dintelui la cap, ca urmare a ascutirii accentuate se recomanda:
Daca aceste conditii nu sunt indeplinite se recurge la modificarea repartitiei deplasarilor specifice, sau in cel mai rau caz la reducerea diametrelor de varf cu rezerva de a verifica gradul de acoperire. - latimea rotilor dintate
Verificarea conditiilor de functionare corecta a angrenajului - gradul de acoperire al profilului
- gradul de acoperire datorita inclinarii
dintilor: - gradul de acoperire total: Se recomanda:
- numarul minim de dinti ai rotilor:
3. Calculul fortelor din angrenajul cilindric cu dinti inclinati 3.1 Fortele nominale( Fortele nominale din angrenaj se determina in momentul de torsiune motor existent pe arborele pinionului. Forta normala pe dinte Fn aplicata in punctul de intersectie al liniei de angrenare cu cercul de diviziune se descompune intr-o forta tangetiala Ft la cercul de divizare forta radiala Fr si o forta axiala Fa.
Intrucat pierderile de putere din angrenaj sunt mici (0,5 - 2,5%) se neglijeaza influenta lor.Fortele din angrenaj care actioneaza asupra celor doua roti sunt egale si de sens contrar(luate pe cercul de divizare). 3.2.Fortele tangentiale(
- Mtp Mt1 - momentul pe arborele pinionului dw1- diametrul de divizare 3.3 Fortele radiale (
3.4 Forte axiale
|