Reductor cu o Treapta cu Roti Dintate Conice cu Dinti Drepti

Universitatea Tehnica Cluj-Napoca

UNIVERSITATEA TEHNICCLUJ-NAPOCA

FACULTATEA DE CONSTRUCII DE MAINI

SECIA: MAINI UNELTE I SISTEME DE PRODUCIEDISCIPLINA: ORGANE DE MAINI I TRIBOLOGIE

PROIECT DE AN

REDUCTOR

P=3 Kwn=1420 rpmitot=4,5

Indrumtor: Student:Conf.dr.ing. Ioan Turcu

AN DE STUDIU:2013-2014CUPRINS

I.MEMORIU TEHNIC31.1 TRANSMISII MECANICE, REDUCTOARE DE TURAIE. GENERALITI31.2 PREZENTAREA SOLUIEI CONSTRUCTIVE ALESE DIN PUNCT DE VEDERE CONSTRUCTIV, FUNCTIONAL, TEHNOLOGIC.41.3 NORME DE PROTECIE A MUNCII61.4 NTREINEREA REDUCTORULUI6II. MEMORIU JUSTIFICATIV DE CALCUL82.1 MPRIREA RAPORTULUI DE TRANSMITERE Itot82.2 CALCULUL TURAIILOR82.3 CALCULUL PUTERILOR82.4 CALCULUL MOMENTELOR DE TORSIUNE92.5 ALEGEREA MATERIALELOR I JUSTIFICAREA LOR92.6 STABILIREA CARACTERISTICILOR MECANICE PENTRU MATERIALUL ALES92.7 STABILIREA DIMENSIUNILOR CAPETELOR DE ARBORE102.8 CALCULUL ANGRENAJULUI102.8.1 Predimensionarea:102.8.2 Calculul modulului:112.8.3 Calculul elementelor geometrice:112.8.4. Verificarea angrenajului:132.9 STABILIREA DIMENSIUNILOR CONSTRUCTIVE152.9.1 Arborele de intrare:152.9.2 Arborele de ieire:162.10 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CURELE172.11 CALCULUL FORELOR DIN ANGRENAJ182.12 CALCULUL REACIUNILOR PENTRU ARBORELE DE INTRARE202.13 ALEGEREA I VERIFICAREA PENELOR222.14 VERIFICAREA RULMENILOR232.14.1 Calculul forelor axiale proprii:232.14.2 Calculul sarcinii dinamice echivalente:242.14.3 Verificarea la durabilitate a rulmenilor de pe arborele de intrare24BIBLIOGRAFIE25

I.MEMORIU TEHNIC

Disciplina Organe de maini studiaz elementele care intr n construcia mainilor din punct de vedere al construciei, calculului i proiectrii.

Organele de maini sunt piese sau grupuri de piese care formeaz prile componente ale unor maini, ele putnd fi calculate i proiectate separat de restul ansamblului. n cadrul unei maini sau al unui agregat, organele de maini sunt grupate n ansambluri care au anumite roluri funcionale, de exemplu cutia de vitez de la un automobil.

1.1 TRANSMISII MECANICE, REDUCTOARE DE TURAIE. GENERALITI

Transmisiile mecanice dintre motor i maina de lucru, mresc sau micoreazviteza, respectiv momentul transmis, protejeaz organele mainii motoare contra suprasarcinilor. Reductoarele pot fi cu una, dou sau mai multe trepte de reducere, constructive, fie ca subansamble izolate, fie ca fcnd parte din ansamblul unei maini.

n funcie de poziiile relative ale arborelui motor i condus, reductoarele, sunt de mai multe feluri: cu roi dinate cilindrice; cu roi dinate conice; cu combinaii de roi dinate conice sau angrenaje melcate cu roi dinate cilindrice.

Reductoarele cu roi dinate au o larg utilizare datorit avantajelor pe care le prezint: raportul de transmitere constant; gabarit redus; randament ridicat; posibilitatea de realizare a unor transmisii de la civa newtoni la ncrcri foarte mari; ntreinere simpl i ieftin.

Reductoarele de uz general au un singur lan cinematic, deci un raport de transmisie mic i o carcas independent i nchis. Elementele principale ale unui reductor, indiferent de tip sunt urmtoarele: carcasa (corp + capac); angrenajele, arborii, lagrele i elemente auxiliare. Carcasele se execut n general din font prin turnare, dup care se prelucreaz prin achiere pe maini-unelte. Metoda conduce la micorarea consumului de material i manoper. Carcasa este prevzut cu nervuri care au scopul de a mrii rigiditatea ansamblului, de a reduce zgomotul i vibraiile i mresc suprafaa efectiv de rcire a reductorului.

Carcasa trebuie s asigure poziia relativ corect a arborilor (prin intermediul lagrelor) i roilor dinate servind ca i baie de ulei. Carcasa se compune din dou pri: corp i capac protejnd angrenajului fa de mediul exterior. Carcasele reductoarelor trebuie s ndeplineasc urmtoarele funcii : s asigure preluarea sarcinilor ce apar n timpul funcionrii; s asigure nchiderea liniilor de for prin fundaie; s protejeze angrenajele contra unor factori externi; s pstreze lubrifiantul necesar pentru ungerea angrenajelor; s asigure transmiterea cldurii spre exterior.

1.2 PREZENTAREA SOLUIEI CONSTRUCTIVE ALESE DIN PUNCT DE VEDERE CONSTRUCTIV, FUNCTIONAL, TEHNOLOGIC.

Reductoarele cu o singur treapt de reducere se pot mpri n urmtoarele tipuri de baz, n funcie de tipul angrenajului: cu roi dinate cilindrice cu dini drepi sau nclinai, cu roi conice i angrenaje melc-roat melcat.

Angrenajul conic.

Transmiterea micrilor i a sarcinii ntre doua axe concurente care se intersecteaz sub un anumit unghi oarecare se poate realiza cu ajutorul roiilor dinate conice cu dini drepi sau nclinai.analogie cu angrenajele cilindrice, unde suprafaa de rostogolire este un cilindru, suprafaa de rostogolire a angrenajelor conice cu dini drepi este un con.Flancurile dinilor roilor dinate conice se realizeaz asemntor cu flancurile dinilor rotilor dinate cilindrice. Profilarea roiilor dinate se face pe conul frontal exterior a crui ax coincide cu axa roiilor de prelucrat, iar generatoarea acestuia este perpendicular pe generatoarea conului de rostogolire.

Reductoarele cu roi dinate conice cu arborii aezai n plan orizontal se pun dou probleme importante i anume: asigurarea posibilitii de reglare a jocului din rulmenii arborelui pe care este montat pinionul; asigurarea posibilitii de reglare a jocului dintre flancurile dinilor.

Pentru asigurarea posibilitii de reglare a jocului din dantur i pentrua respecta condiia ca punctul de intersecie a generatoarelor conurilor de divizare s cad pe intersecia axelor arborilor este necesar ca arborii mpreun cu roile dinate s se poat deplasa axial, reglnd uruburile din capacele rulmenilor de la roata condus i uruburile care fixeaz poziia arborelui pinionului conic. Jocul din rulmenii arborelui pinionului conic se regleaz cu ajutorul capacului dela captul arborelui sau cu ajutorul piuliei pentru rulmeni n cazul montajului n O.

Orice reductor mai are o serie de elemente auxiliare necesare pentru o bun funcionare i anume: elemente de etanare; elemente pentru controlul nivelului de ulei din baia reductorului ( joje, vizoare ); elemente pentru deplasarea i transportul reductorului (inele de ridicare, umeri de ridicare etc.); elemente pentru fixarea i poziionarea rulmenilor i roilor dinate pe arbori n carcas; urub de golire; roata de curea; capace de fixare a rulmeniilor; aib si piuli pentru fixarea rulmeniilor radiali-axiali;

Varianta prezentat se caracterizeaz prin urmtoarele aspecte constructive: pinionul conic de la treapta I face corp comun cu arborele de intrare; roata conic de la treapta a II-a este montat cu ajutorul unei pene pe arborele de ieire; carcasa reductorului e turnat din dou buci plasate n plan orizontal; arborele de intrare se sprijin pe lagre cu rulmeni radiali axiali (montai n O) montai n caset; arborele de intrare 1 i arborele de ieire 2 sunt etanai prin montarea manetelor de rotaie n capace; ungerea roilor dinate i a lagrelor se asigur cu ulei, prin barbotare i stropire; arborele de intrare se sprijin pe lagre cu rulmeni care fiind montai ntr+o caset comun asigur o rigiditate mai mare a arborelui; asamblarea carcasei superioare i inferioare se realizeaz cu uruburi, centrarea lor fiind asigurata cu tifturi de centrare; controlul uleiului se face cu ajutorul unei joje.

Reductorul are n construcia sa un angrenaj conic cu dini drepi.Dup cum i spune i numele reductorul , livreaz la arborele de ieire o turaie mai mic dect turaia existent la arborele de intrare (n funcie de raportul total de transmitere).Arborele de intrare 1 este antrenat cu o turaie de 994 rpm cu ajutorul curelei trapezoidale montat pe roile de curea. Arborele de intrare transmite prin intermediul angrenajului conic o turaie de 315,56 rpm, arborelui de ieire 2.

1.3 NORME DE PROTECIE A MUNCII

Pentru sigurana desfurrii procesului de lucru cu acest dispozitiv trebuie s se respecte urtoarele reguli de protectie a muncii : zonele n care exist organe de rotaie n micare se vor proteja cu ajutorul unor aprtori; nainte de nceperea lucrului se verific nivelul de ulei al reductorului; la apariia unei defeciuni se va retrage dispozitivul din lucru i se va nlocui piesa defect; trebuie respectate ntocmai regulile de ntreinere a dispozitivului; este de preferat ca muchile i colurile s fie teite pentru a diminua riscul unor accidente; este preferat ca elementele exterioare ale reductorului s se vopseasc pentru a nu ruginii; nu se va deschide capacul de vizitare n timpul lucrului.

1.4 NTREINEREA REDUCTORULUI

Ungerea reductoarelor de uz general se face cu ulei. Metodele de ungere se aleg n funcie de viteza periferic a roilor dinate,n primul rnd. Pentru viteze periferice pn la 1215 m/s ungerea angrenajelor se face prin barbotare. La angrenajele cilindrice, nivelul uleiului la roata mare trebuie s treac peste dini cu 0,75 din nlimea lor dar nu mai puin de 10 mm. La angrenajele conice roata mare va fi scufundat n ulei pe toat nlimea dintelui (cel puin). Limita maxim de scufundare n ulei este tot 1/3 din diametrul exterior al roii. Rodajul joac un rol important n durata de exploatare i buna funcionare a oricrui angrenaj i transmisie cu roi dinate. Rodajul se poate face pe diferite standuri care se pot grupa n dou categorii (cu circuit nchis i cu circuit deschis). Rodajul se face cu un ulei special de rodaj.

Exploatarea i ntreinerea acestui dispozitiv impune o serie de msuri care trebuie s le lum pentru a evita deteriorarea elementelor componente.nainte de montarea pieselor vor fi curate, splate i suflate cu aer comprimat. La montare se vor respecta limitele toleranelor prescrise, toate cotele indicate n documentaia de execuie. Suprafeele neprelucrate mecanic ale pieselor turnate care se gsesc n interiorul carcasei trebuie s fie curate.Toate suprafeele exterioare cu excepia suprafeei de aezare vor fi acoperite cu vopsea. n timpul operaiei de transport se vor lua msurile necesare n vederea evitrii loviturilor sau a rsturnrii reductorului. Se recomand ca rodajul s se fac n trepte.

II. MEMORIU JUSTIFICATIV DE CALCUL

2.1 MPRIREA RAPORTULUI DE TRANSMITERE Itot

2.2 CALCULUL TURAIILOR

2.3 CALCULUL PUTERILOR

2.4 CALCULUL MOMENTELOR DE TORSIUNE

2.5 ALEGEREA MATERIALELOR I JUSTIFICAREA LOR

Principalele materiale utilizate la confecionarea roilor dinate sunt oelurile, fontele, bronzul, alama. Materialele metalice de tipul oelurilor i fontelor se supun tratamentelor termice n scopul mririi cifrelor de rezisten precum i pentru a mbunti comportarea flancurilor dinilor la diversele forme de uzur.

Se impune utilizarea OLC45 pentru pentru rotile dintate conice cu dinti drepti, pinion.

2.6 STABILIREA CARACTERISTICILOR MECANICE PENTRU MATERIALUL ALES

Pentru OLC45:

2.7 STABILIREA DIMENSIUNILOR CAPETELOR DE ARBORE

2.8 CALCULUL ANGRENAJULUI2.8.1 Predimensionarea:

2.8.2 Calculul modulului:

2.8.3 Calculul elementelor geometrice:

Semiunghiurile conului de rostogolire:

Diametrele cercurilor de divizare:

Inaltimea capului dintelui:

Inaltimea piciorului dintelui:

Diametrele cercurilor de cap:

Diametrele cercurilor de picior:

Lungimea generatoarei conului de rostogolire:

Diametrul de divizare median:

Unghiurile capului dintelui:

Unghiurile piciorului dintelui:

Semiunghiurile conurilor de cap:

Semiunghiurile conurilor de picior:

Inaltimea dintelui pe conul frontal exterior

2.8.4. Verificarea angrenajului:

Viteza periferic pe cercul de divizare mediu:

Alegerea treptei de precizie a angrenajului: (pag. 187, Reductor cu doua trepte , Pop D.)

-avnd viteza perific 2,91 m/s, vom alege treapta de precizie 7

Alegerea rugozitii i procedeului de prelucrare:

Flancurile dinilor roilor dinate se vor prelucra prin mortezare sau frezare, procedeu urmat de evruire. Ca urmare a acestor procedee rugozitatea flancurilor va fi 0,8, iar pentru rugozitatea zonei de racordare se va alege o valoare superioar respectiv 1,6.

Alegerea lubrifiantului:

Lubrifiantul ales va avea vscozitatea cinematic egal cu 120, la temperatura de 50, recomandat pentru viteza periferic 2,91.

Alegerea factorului de form a dintelui:

Alegerea factorului de corecie a tensiunilor de ncovoiere la baza dintelui:

Factorul dinamic real: KVa=KV=1

Factorul de repartizare a sarcinii pe limea danturii: (pag. 176)

(pag. 158)Factorul de ungere:ZL=1,02

Factorul rugozitii flancului: (pag. 159)

ZR pentru solicitarea de contact=1YR pentru solicitarea de ncovoiere=1,08

Factorul durabilitii flancului: (pag. 153)ZW=1

Verificarea la strivire:

Verificarea la ncovoiere:

2.9 STABILIREA DIMENSIUNILOR CONSTRUCTIVE

2.9.1 Arborele de intrare:

2.9.2 Arborele de ieire:

2.10 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CURELE

(pag.394 Reductoare)Nr.crtDenumireaSimbolUniti de masurFormula folositValoarea

1Puterea motorului electric

3

2Turaia roii conductoare

1420

3Turaia roii conduse

993

4Raportul de transmitere

1,43

5Tipul curelei--SPZ

6Diametrul primitiv al roii mici de curea

conform STAS 1162-7780

7Diametrul primitiv al roii mari de curea

114.4

8Diametrul mediu al roilor de curea

97,2

9Distana dintre axe(preliminar)

250

10Unghiul dintre ramurile curelei

7,878

11Unghiul de nfurare pe roata conductoare

172,122

12Lungimea primitiv a curelei

800

13Distana dintre axe(definitiv)A

250

14Viteza periferic a cureleiV

5,948

15Coeficientul de funcionare

-se alege din tab.17.5, pag.3991,2

16Coeficientul de lungime

-se alege din tab.17.6, pag.4010,86

17Coeficientul de nfurare

-se alege din tab.17.7, pag.4010,97

18Puterea nominal transmis de o curea

se alege din tab.17.3, pag.3971,50

19Numrul de curele(preliminar)

0,283

20Coeficientul numrului de curele

-se alege din tab.17.8, pag.4010,95

21Numrul de curele(definitiv)

0,297se alege z=1

22Fora periferic transmis

504,401

23Fora de ntindere a curelei

756,602

24Cote de modificare a distanei dintre axeXY

2.11 CALCULUL FORELOR DIN ANGRENAJ

2.12 SCHEMA FORELOR

Ft1Rv2Rv1Pentru planul vertical:

Fcv

Pentru planul orizontal:

MRH1FCHFr1RH2

2.12 CALCULUL REACIUNILOR PENTRU ARBORELE DE INTRARE

Ecuaiile pentru planul vertical:

Ecuaiile pentru planul orizontal:

2.13 ALEGEREA I VERIFICAREA PENELOR

Pentru pana 1 A8x7x22:

Pentru pana 2 B10x8x35:

2.14 VERIFICAREA RULMENILOR2.14.1 Calculul forelor axiale proprii:

2.14.2 Calculul sarcinii dinamice echivalente:

2.14.3 Verificarea la durabilitate a rulmenilor de pe arborele de intrare

BIBLIOGRAFIE

1. Adalbert Antal, Dorina Matiean, Dumitru Pop, Felicia Sucal, Iacob Oltean, Ioan Turcu, Ovidiu Belcin, Clin Tomoiag, Ovidiu Ttaru, tefan Bojan, Lucian Tudose, Reductoare. Atelierul de multiplicare al Universitii Tehnice din Cluj-Napoca, 19942. Mihai Gafianu, Dumitru Mocanu, Dan Pavelescu, Spiridon Creu, Mircea Pascovici, Cezar Racocea, Dumitru Rdceanu, Constantin Tuleac, Ionel Vornicu, Organe de maini vol.I. Editura Tehnic, Bucureti, 19813. George Georgescu, ndrumtor pentru ateliere mecanice, ediia a IV-a. Editura Tehnic, Bucureti, 19664. Mrioara omotecan, Mihail Hrdu, Sanda Bodea, REZISTENA MATERIALELOR, U.T. PRES, Cluj-Napoca, 20055. Gheorghe Husein, Mihail Tudose, DESEN TEHNIC. EDITURA DIDACTIC I PEDAGOGIC, Bucureti, 19746. Felicia Sucal, Corina Brleanu, tefan Bojan, Ovidiu Ttaru, MECANISME I ORGANE DE MAINI. RISOPRINT, Cluj-Napoca, 20067. http://www.jp.nsk.com, catalog rulmeni8. Internet.

2