proiect om - chirila razvan

Download Proiect OM - Chirila Razvan

Post on 25-Dec-2015

11 views

Category:

Documents

3 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Organe de masini 1

TRANSCRIPT

PROIECTAREA UNUI CRIC AUTO

Cric auto cu prghiiOrgane de maini 1 ndrumar de proiectare

3.1. CRIC AUTO CU PRGHII

Tema proiectului

S se proiecteze un cric auto pentru:

- sarcin maxim F=16000 N;

- distana minim sol-caroserie, sub sarcin, Hmin=250 [mm];

- distana minim sol-caroserie, sub sarcin (inclusiv nlimea de ridicare), Hmax=550 [mm].3.1.1. Analiza temei proiectului:Cerine:

- s se poat regla nlimea pn la caroserie;- s deplaseze pe vertical 16000N, ntre Hmin=250 mm si Hmax=550 mm;- s nu alunece sub sarcin de sub caroserie (s nu se rstoarne);- s se poat aciona manual, cu o for de acionare de cel mult 150 N;- s se poat aciona de pe o singur parte;- s nu se afunde n pmntul moale.- acionare uoar (randament bun);- gabarit i greutate mic;- cost redus;- durabilitate bun (ct autovehicolul);- construcie simpl.3.1.2. Sinteza dimensional i studiul cinetostatic al mecanismuluiProiectarea la scar a dispozitivelor ce conin n structura lor mecanisme cu prghii, trebuie s nceap cu sinteza dimensional i analiza cinetostatic a mecanismelor respective.Schema cricului auto cu prghii este redat n figura urmtoare.

Fig. 3.1.1 Schema constructiv a cricului auto cu prghii 1) Sinteza dimensionalAre ca obiectiv determinarea lungimii prghiilor cricului.- Valori recomandate:

min300; max700800; =hi+hs75100 mm.

(3.1.1)- Valori alese:

min=300; 80 mm.

(3.1.2)! Atenie: nu trebuie s fie prea mic, pentru a putea fi realizat efectiv. Trebuie determinat lungimea prhiilor lp i cursa cricului H, pentru valorile alese ale min, max i , astfel nct max s rezulte n limitele recomandate.

Ecuaii deduse din condiii geometrice:

(3.1.3)

(3.1.4)

(3.1.5)max=75H=Hmax-Hmin=550-250=300[mm]

lp=[mm]2) Studiul cinetostaticStudiul cinetostatic se efectueaz n scopul determinrii forelor care acioneaz n elementele mecanismului.

Mecanismul din structura cricului auto cu prghii constituie un sistem static determinat (gradul de mobilitate este 1 i are un singur element conducator: urubul).Prin urmare, reaciunile din cuplele cinematice se pot determina din condiiile de echilibru.

Dac fora F acioneaz simetric pe cup, momentul rezultant care tinde s basculeze cricul n plan vertical este zero.

Ecuaii de echilibru:

(3.1.6)

R64=[N]

(3.1.7)

16000[N]

(3.1.8)

(3.1.9)

Fig. 3.1.2 Schema cinetostatic a cricului auto cu prghiiDin relaiile de mai sus rezult c legatura dintre fora din urub, F1 , i greutatea ridicat, F, este:

(3.1.10)

=27712,8[N]Fora din fiecare prghie este egal cu reaciunea din prghie:

. (3.1.11)Atenie!: Pentru a considera solicitrile maxime din prghii i urub, trebuie s adoptm valoarea .Observaie! Dac fora se aplic excentric (linia ntrerupt din figura 2), apare tendina de rotire a prghiei 6, pe flancul dinilor sectoarelor dinate ale prghiilor fiind generat fora Fn.

(3.1.12)n acest caz, se vor modifica reaciunile din bare. Pentru a simplifica problema, se consider c excentritatea a este mic => Fn = neglijabil.3.1.3. Proiectarea cuplei urub-piuli1) Schema logic de proiectare a unei cuple urub-piuli

Fig. 3.1.3 Schema logic de proiectare a cuplei urub - piuli2) Alegerea materialului pentru cupla urub-piuli:

Cerin:

s se asigure un coeficient de frecare redus, prin utilizarea unui cuplu de materiale cu bune proprieti antifriciune;Recomandare:

n general, urubul este solicitat intens, materialul acestuia fiind oelul;

pentru piuli se alege fonta sau bronzul, ns pentru ncrcri mari se va alege tot un oel (altfel piulia nu va verifica la calculele de rezisten).Materialele pentru cupla urub-piuli se alege n funcie de cerinele i recomandrile enumerate anterior, conform tabelelor 1.20 1.26.Pentru alegerea semifabricatelor se utilizeaz tabelul 1.19, iar pentru alegerea tratamentelor termice corespunztoare se vor citi recomandrile de la subcapitolul 1.4.2.

Atenie!: La alegerea aliajelor pe baza de cupru, cu ct procentul de staniu din bronz este mai mare, cu att aliajul este mai dur i rezist la solicitri mai mari.

Se recomand folosirea bronzurilor pe baz de Al i Pb, deoarece Sn este foarte scump.

Observatie! Pentru piulia cricului auto se poate alege oelul, dei exist riscul de gripare. n cazul acesta, doar solicitrile mari din piuli determin aceast alegere (dac fonta sau bronzul nu sunt satisfctoare d.p.d.v. al rezistenei piuliei, revenim la alegerea materialului,). 3.1.4. Dimensionarea filetului1) Alegerea tipului de filet i a dimensiunilor STAS

Necunoscute: tipul filetului;

mrimea filetului (diametre, pas etc.);

numarul de spire n contact.

Alegerea tipului de filet se face n funcie de cerinele aplicaiei. Pentru aprofundarea problemei se va citi subcapitolul 2.1. Iat cateva recomandri pentru alegerea corespunztoare a filetelor de micare:Filet ptrat:

- randament bun;

- rezisten scazut a spirei;

- nu asigur preluarea jocului dup uzare.

Filet metric:

- se utilizeaz pentru mecanisme de mare precizie;- au randament mic;

- nu este potrivit ca filet de micare n transmisii de putere.Filet rotund:

- rezisten bun la oboseal;

- acionare uoar;

- pentru solicitri dinamice i acionri repetate, n mediu cu impuriti.

Filet fierstru:

- bun rezisten i rigiditate;

- randamentul este apropiat de cel al filetului ptrat;

- permite eliminarea jocului axial;

- poate transmite sarcini mari variabile ntr-un singur sens.

Filet trapezoidal:

- bun rezisten i rigiditate;

- randament cu 4-5% mai mic dect al filetului ptrat;

- permite eliminarea jocului axial rezultat n urma uzrii, prin utilizarea unei piulie secionate;- poate transmite sarcini mari variabile ntr-un singur sens.

n urma analizei tipurilor de filete, pentru cricul cu acionare simpl se va alege un filet trapezoidal (figura 2.2). Dimensiunile i elementele caracteristice ale filetului trapezoidal sunt indicate n Tabelele 2.2 i 2.3. 2) Predimensionarea filetuluiCerine:

Rezistena corpului urubului la solicitare compusa (traciune, torsiune, ncovoiere);

Rezistena spirelor la solicitri compuse de ncovoiere, forfecare i strivire; S asigure condiia de autofrnare.

a) Predimensionarea urubului din condiia de rezisten la solicitare compusSolicitri:

- traciune-compresiune;

- torsiune.

Materiale alese: Pentru surub 1C45 C,R

;

(3.1.13)

[N]

, = fora de compresiune, respectiv fora axial din urubul principal;

= factor ce ia n considerare rsucirea. Calculul ariei necesare a seciunii urubului:

(3.1.14)

[mm]

Surub: Filet d=26[mm] p=5 d2=D2=23,5[mm] D4=26,5[mm] d3=20,5[mm] D1=21 [mm]

= diametrul de fund al filetului surubului;

= tensiunea admisibila la compresiune (tractiune);

;

=147[MPa]

(3.1.15)

= limita de curgere, MPa

= coeficientul de siguranta la curgere;

= 1,271,32 alegem =1,3;

=(0,250,4) c, pentru d330 mm

Observaie! Valorea final pentru d3 nu se cunoate nc, dac este nevoie se revine cu o valoare a lui n funcie de d3 recalculat.

b) Verificarea condiiei de autofrnare

La sistemele cu acionare manual este necesar ca autofrnarea s fie realizat de ctre filet. Filetele asigur autofranarea atunci cnd unghiul de nclinare a filetului, , este mai mic dect unghiul de frecare redus, ().

Fig. 3.1.4 Condiia de autofrnare, analogia cu planul nclinat

= unghiul facut de forta F1 cu normala la plan.

;

(3.1.16)

;

=3,833

10 se marete filetul sau se alege alt cuplu de materiale, care admite valori as mai mari (pentru z > 10 exist pericolul ca spira cea mai ncarcat s fie suprasolicitat, datorit nerepartizrii uniforme a sarcinii pe spire).

5) Verificarea spirei filetuluiDac asemnm filetul cu o grind ncastrat, aceasta este supus la ncovoiere i forfecare. Deoarece cele dou eforturi apar n seciunea de ncastrare, se recomand verificarea la solicitare compus att a spirelor piuliei (material cu caracteristici mecanice mai reduse), ct i a urubului (seciunea de ncastrare mai mic).

Fig. 3.1.6 ncrcarea unei spire a filetului

a) Verificarea filetului piuliei- Solicitarea de ncovoiere:

,

(3.1.23)

[MPa]

unde modulul de rezisten axial:

(3.1.24)

[MPa]Pentru filet trapezoidal interior:

.

(3.1.25)li=1,5- Solicitarea de forfecare:

(3.1.26)

[MPa]

unde aria de forfecare este:

(3.1.27)

[mm2]Km= coeficient de corecie, care ine cont de repartiia neuniform a sarcinii F1 pe cele z spire, prima spir fiind cea mai ncrcat.Se recomand s se aleag o valoare Km0,550,75.Km=0,6b) Verificarea filetului urubuluiWz=25,5[mm3]

Af=90,66[mm2]

[MPa]

[MPa]

[MPa]

Observaie! Pentru verificarea filetului urubului se aplic aceeai metodologie i aceleai formule ca la verificarea spirei filetului piuliei, cu specificaia c n locul valorii D4 se folosete valoarea d3.c) Calculul tensiunii echivalente

, unde ;

(3.1.28)

[MPa]

pentru materiale tenace (oel), se adopt

(3.1.29)

[MPa]

= limita de curgere a materialului, MPa.

= 1,53(4), coeficient de siguran la curgere. pentru materiale fragile (font, aliaje Cu-Sn),

(3.1.30)

= limita de rupere a materialului, MPa.

= (2)2,55

Observaie! Dac se dep