ANGRENAJ CICLOIDAL CU BOLŢURI CU JOC RADIAL REGLABIL

Vencel CSIBI, Emil TEUŢAN, Dan BARBU, Edit BODIZS

Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca

Abstract: The cycloidal speed reducers are special gearings, that assures a bigger gearing ratio and are used in precission mechanics and for transmission of high powers within some installations. The profile of the driven gears is cycloidal profile, which has only a short active portion, in the area of the rolling circle. After a long functioning time appears a wear backlash between the cycloidal profile and the cylindrical pins. This paper proposes two new construction solutions that assures the adjusting of the radial wear backlash. Cuvinte cheie: reductor, profil cicloidal, deplasări de profil, joc radial reglabil, raport de transmitere.

1. Generalităţi

Reductoarele cicloidale cu bolţuri sunt angrenaje speciale, care asigură un raport de transmitere mare şi sunt utilizate în mecanica de precizie, respectiv în cadrul unor instalaţii pentru transmiterea puterilor mari.

După cum se cunoaşte, principiul de funcţionare al unui reductor cicloidal cu bolţuri se bazează pe generarea epicicloidelor în schema a doua, la care profilul cicloidal este generat concomitent de mai multe puncte.

Un profil epicicloidal este generat, în prima schemă de generare, de un singur punct (fig.1.), la care centroidele circulare au viteze unghiulare de sensuri opuse. Profilul epicicloidal se poate determina analitic prin puncte discrete, cu relaţiile:

( ) ( )( ) ( )

,cossin

1cos1sin1sin1cos

121

121

2

1

121121

121121

2

2

ϕϕ

ϕϕϕϕ

iaia

yx

iiii

yx

+

+⋅−−−−−

= (1)

Fig.1

UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAŞOV Catedra Design de Produs şi Robotică

Simpozionul naţional cu participare internaţionalăPRoiectarea ASIstată de Calculator

P R A S I C ' 02 Vol. II - Organe de maşini. Transmisii mecanice

7-8 Noiembrie � Braşov, România ISBN 973-635-075-4

296

în care: φ1 este unghiul de rotaţie discretă a centroidei c1;

1

2

1

221 r

ri −==ϖϖ

– raportul de transmitere.

Pentru profilarea sateliţilor cicloidali se folosec

epicicloidele scurtate, generate în schema a doua, la care n = i12 + 1 puncte descriu concomitent curba. Deoarece la reductoarele cicloidale sateliţii angrenează cu n + 1 bolţuri, situate în carcasă,profilul exterior al sateliţilor este o echidistantă la epicicloida scurtată, generată în schema a doua, de bolţurile de rază r (fig.2).

În vederea evitării blocării reductoarelor, din cauza înţepenirii bolţurilor la vârful dinţilor, respectiv la fundul golurilor dintre dinţi, unde unghiul de transmitere este mic, se reduce zona de angrenare doar la părţile laterale ale profilului, prin corijarea profilului. În acest fel se elimină contactul între bolţuri şi profilul cicloidal în zonele periculoase.

Corijarea profilului se poate realiza prin mai multe metode, de exemplu:

1. Păstrarea părţii de mijloc a profilului MM’2

(fig.3) şi adâncirea fundului golului, respectiv scurtarea capului dinţilor după o curbă, care se racordează la porţiunea păstrată.

Fig. 2

297

2. Prelucrarea profilului prin rectificare cu un disc abraziv toroidal cu secţiune eliptică (fig.4). În acest caz din profilul cicloidal iniţial se păstrează doar punctul M2 de pe cercul derostogolire. La rectificare discul abraziv eliptic scurtează capul dintelui şi adânceşte golul dintre dinţii satelitului cicloidal.

În ambele cazuri se micşorează profilul activ şitotodată zona de angrenare.

2. Realizarea angrenajului cu jocul radial reglabil În urma unei funcţionări îndelungate – mai ales

la reductoare cicloidale de putere – în urma frecărilor, apare fenomenul de uzură a profilului sateliţilor în zona de angrenare. Această uzură, prin jocurile între profilul sateliţilor şi bolţurile din carcasă, dă naştere la o funcţionare imprecisă areductorului cicloidal.

Apariţia jocurilor în urma uzurii este prezentatăîn ambele cazuri de corijări ale profilelor cicloidale (fig.5).

Funcţionarea fără joc a unui reductor cicloidal este foarte importantă, mai ales în componenţamecanismelor, aparatelor de mecanică fină.

La uzura reductoarelor cicloidale uzuale, dupăapariţia jocurilor, în unele cazuri profilul cicloidal se poate recondiţiona, schimbând şi parametrii geometrici ai părţilor active, sau se schimbă cu elemente constructive noi.

În prezenta lucrare autorii prezintă soluţii constructive în vederea scoaterii jocurilor în angrenaj, atât la punerea în funcţiune a reductorului, cât şi după uzură.

În prima variantă constructivă (fig.6) în locul bolţurilor cilindrice, din carcasă, se utilizează

Fig. 3

Fig. 4

Fig. 5

Fig. 6

298bucşi conice 2, montate pe bolţuri cilindrice 3, iar sateliţii au profil cicloidal conic. Jocul din angrenaj se reglează prin modificarea grosimii adausului 1. Dezavantajul acestei soluţii este căprelucrare profilului satelitului se poate realiza numai cu freză deget conică, rectificarea de asemenea cu disc conic, identic cu bucşa conicăcu care angrenează. Prelucrarea necesitămaşină-unealtă cu comandă numerică CNC, iar profilul trebuie dat prin puncte discrete.

În a doua variantă constructivă (fig.7) bolţurile cilindrice 2 sunt aşezate înclinat în carcasă, iar sateliţii au tot profil cicloidal conic. Reglajul jocului se realizează de asemenea cu modificarea grosimii adaosului 1.

Această soluţie constructivă are avantajul căprofilul sateliţilor se poate freza cu freză melc şi se poate rectifica cu disc abraziv melcat. În acest caz sateliţii sunt fixaţi înclinat, având generatoarea conulul profilului paralelă direcţia de avans a sculei. Această metodă este mult mai productivă ca prima. În figura 8 se prezintă desenul de ansamblu al acestei soluÎn figura 8 se prezintă desenul de ansamblu al acestei soluţii.

Bibliografie 1. Csibi V.I., Angrenaje elicoidale cu profiluri

speciale. Ed GLORIA, Cluj-Napoca, 1999. 2. Maros D., Calcule numerice la mecanisme plane.

Ed.DACIA, Cluj-Napoca, 1987.

Fig.7

Fig. 8