Upload
oglinda-anton
View
259
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
1/53
MA 000000 89 MC
Pagina
5
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
INTRODUCERE
Mecanica, veche tiin a naturii, mpreun cu toate disciplinile care au derivat din ea,
ncadrate sub denumirea deMecanic aplicat, se bucur de o ampl reprezentare n literatura
mondial.
Elaborarea acestui proiect contribuie la consolidarea materiei teoretice a bazelor proiectrii
mainilor, conceperea mai profund a procesului calcul proiectare executare a organelor de
maini i acumularea cunotinelor necesare pentru elaborarea proiectelor de curs la disciplinele de
specialitate.
Funcionarea oricrui reductor este nsoit de uzur, care este un proces de modificare
treptat a dimensiunilor i a formei pieselor la frecare.
Uzura poate avea loc, cnd ntre suprafeele de contact nimeresc particole dure, caredeterioreaz metalul.
Pentru funcionarea normal a mainii este necesar de asigurat un regim stabil de
temperatur, deoarece degajarea ambundent de cldur i evacuarea proast a cldurii pot provoca
defecte.
Cldura degajat nrutete calitatea lubrifianilor, fapt ce provoac uzura.
Se numete reductor, mecanismul format din transmisii dinate sau melcate i servete pentru
transmiterea relaiei de la arborele motorului la arborele motorului, la arborele mainii de lucru.Reductorul este un mecanism care micoreaz viteza unghiular i mrete momentul de
rotaie n mecanismele cu aciune de la motorul electric la maina de lucru.
Reductorul are menirea de a micora viteza i corespunztor de a mri momentul relaiei a
arborelui n comparaie cu cel condus.
Reductoarele se clasific dup:
tipul transmisiei;
dinate; melcate;
numrul de trepte ( cu o treapt, cu dou treapte, etc); tipul roilor dinate ( cilindrice, conice, cilindro - conice); aezarea arborilor reductorului n spaiu ( orizontal, vertical).
Angrenajele conice se refer la tipurile de angrenaj cu axe concurente.
Dezavantajele: randamentele mai sczute, executatrea mai complicat n legtur cu forma
conic a roii este mai dificil. n legtur cu apariia forelor axiale este nevoie de o fixare mai
complex a arborelui.
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
2/53
MA 000000 89 MC
Pagina
6
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
Reductorul pe larg se ntrebuineaz n diferite ramuri ale industriei constructoare de maini,
de aceea exist i mai multe tipuri de maini.
Pentru a micora dimensiunile organelor de maini, n industria constructoare de maini se
ntrebuineaz motoarele reductoarele ce constau dintr-un agregat n care sunt unite motorul i
reductorul.
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
3/53
MA 000000 89 MC
Pagina
7
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
TEMA DE PROIECTARE
De proiectat angrenajul conic conform schemei de mai jos si datelor initiale
Fig.1. Schema actionarii electromecanice a elevatorului cu cause.
Date initiale.
Date pentru proiectare Varianta Sarcina
7 7
Fora de traciune la lant F, kN 2,0
Viteza benzii v,m/s 1,4
Diametrul tamburului D,mm 280
Durata de exploatare L, ani 8
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
4/53
MA 000000 89 MC
Pagina
8
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
1. ALEGEREA MOTORULUI ELECTRIC I CALCULUL CINEMATIC AL
ACIONRII ELECTROMECANICE
Alegerea utilajelor se realizeaz n majoritatea cazurilor cu ajutorul motoarelor electrice,
micarea de rotaie i puterea fiind transmise de la motor la utilaj prin intermediul transmisiilor
mecanice. Motorul electric (ME) este o component important din cadrul mecanismului de
acionare (MA) al unei maini de lucru. Caracteristica constructiv i de exploatare a mainii
proiectate depinde, n mare msura, de tipul, puterea i numrul de turaii ale ME, ceea ce impune o
exigen sporit la alegerea acestuia.
Pentru alegerea motorului electric n sarcina de proiectare sunt date puterea necesar
acionrii i turaia arborelui condus al ultimei transmisii mecanice.
Ca s alegem motorul electric trebuie s cunoatem puterea necesar acionrii organului
de luctu Pol, [kW] i turaia la arborele lui nol, [min-1].
1.1 Alegerea motorului electric.
1.1.1 Determinarea puterii pe arborele de la ieire ,olP [kW]:
,ol t ol P F v
unde tF este fora de traciune la lan, 2,0tF [kN];
ol
v viteza benzii, 1,4ol
v [m/s].
2,0 1,4 2,80olP [kW].
1.1.2 Determinarea puterii necesare a motorului electric (ME) ,necmeP [kW]:2,80
3,3370,839
nec olme
ma
PP
[kW].
1.1.3 Determinm randamentul orientativ al mecanismului de acionare (MA), :ma 3 ,ma td a rul c
unde td randamentul transmisiei prin curea, acceptm 0,915;td
a red randamentul transmisiei prin reductor (reductor cu roi dinate conice), acceptm
0,965red
rul randamentul unei perechi de lagre de rulmeni, acceptm 0,99;rul
c randamentul cuplajului 0,98c
Aceti parametri au fost alei conform tab.2.1, pag.12.
30,915 0,965 0,99 0,98 0,839ma
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
5/53
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
6/53
MA 000000 89 MC
Pagina
10
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
1.2.4 Determinarea prealabil a raportului de transmitere total.
' '
13
3
nom
metot
nu u
n
' '
13
950
9.9495,541totu u
Pe de alt parte: ' '13totu u = ' '
12 23 9.94u u ;
Aceastexpresie prezint o ecuaie cu dou necunoscute. Pentru a o rezolva dm valori lui
'
23u 3.15redu , atunci calculm'
12u ;
'
23
9,943.155
3,15tot
red
uu
u
Se accept:
'
12 3.15redu u
unde redu - este raportul de transmitere recomandat i se alege din tab.2, pag.15;
1.3 Calculul cinematic al acionrii electromecanice.
1.3.1 Determinarea frecvenei de rotaie a fiecrui arbore.
Pentru arborele motorului:
n1=nme=950 [min-1].
Pentru arborele pinionului:1
2 '
12
950302
3,15
nn
u [min-1].
Pentru arborele roii dinate:
23 '
23
30295,7
3,155
nn
u [min-1].
1.3.2 Determinarea vitezei unghiulare pe fiecare arbore , [s-1]:
30nom
nom
n
Pentru arborele motorului:
1
3,14 95099,43
30
[s-1]
Pentru arborele pinionului:
2
3,14 30231, 60
30
[s-1]
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
7/53
MA 000000 89 MC
Pagina
11
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
Pentru arborele roii dinate:
3
3,14 95, 710,01
30
[s-1]
1.3.3 Determinarea puterii pe fiecare arbore P [kW].
Pentru arborele roii dinate:
3
2,802,886
0,99 098ol
rul c
PP
[kW].
Pentru arborele pinionului:
32
2,8863,188
0,99 0,915r II
PP
[kW].
Pentru arborele motorului:2
1
3,1883,355
0,99 0,96r I
PP
[kW].
1.3.4 Determinarea momentelor de rsucire pe fiecare arbore T [Nm].
PT
Pentru arborele motorului avem:
1
11
3,3550, 033 33
99,43
PT
[Nm].
Pentru arborele pinionului avem:
22
2
3,1880,100 100
31,60
PT
[Nm].
Pentru arborele roii dinate avem:
33
3
2,8860,288 288
10,01
PT
[Nm].
Tab.1 Parametrii cinematici ai reductorului.
rot/min rad/s kW N*m ured
n1=950 1=99,43 P1=3,355 T1=33
3,15n2=302 2=31,60 P2=3,188 T2=100
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
8/53
MA 000000 89 MC
Pagina
12
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
2. ALEGEREA MATERIALULUI PENTRU ROILE DINATE I DETERMINAREA
TENSIUNILOR ADMISIBILE
2.1 Alegerea materialului roilor dinate
De obicei roile dinate se fabric din oeluri carbon sau aliate. Pentru a mri duritatea
superficial a dinilor toate roile dinate se supun diferitor tratamente termice. Dup duritate toate
roile dinate se mpart n dou grupe mari:
- cu duritatea 350 HB- cu duritatea 350 HBDin condiia de uzur uniform a roilor duritatea dinilor pinionului trebuie s fie mai
mare ca duritatea dinilor roii dinate:
HB1=HB2+25...30
innd cont din cele expuse mai sus materialul roilor dinate se alege conform tab. 3.3,pag.19.
n prezenta lucrare roile dinate vor fi fabricate cu duritatea 350 HB.
Conform tab.3.3 pag.19 roile dinate se vor fabrica din oel de marca Cm 45, tratamentul termic
fiind mbuntit, iar duritatea semifabricatului variind n limitele 269...302 HB.
Determinarea duritatii medii a dintilor pinionului si rotii dintate:
pinion -- HB1med=(HBmin+HBmax)/2=(269+302)/2=285,5; roata HB2med=285,5-(20...50)=258.
2.2 Determinarea tensiunilor admisibile de contact i de ncovoiere.
2.2.1Determinm tensiunile admisibile de contact pentru pinion []H1 i roat []H2, [N/mm2]
conform tab.3.2 pag.18:
-pinion []H1=1,8*HB1med+67= 1.8*285.5+67=581 [N/mm2]
- roat []H2=1,8*HB2med+67= 1,8*258+67=531 [N/mm2]
2.2.2 Determinm tensiunile admisibile de ncovoiere pentru pinion []F1i roat []F2, [N/mm2] n
conformitate cu tab.3.2, pag.18:-pinion []F1=1,03*HB1med=1,03*285,5=294 [N/mm
2],
- roat []F2=1,03*HB2med=1,03*258=266 [N/mm2]
Deoarece transmisia este reversibil []F1se micoreaz cu 25% conform tab.3.3,pag.19:
-pinion []F1=0,75*294=221 [N/mm2],
- roat []F2=0,75*266=200 [N/mm2]
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
9/53
MA 000000 89 MC
Pagina
13
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
3. CALCULUL DE PREDIMENSIONARE A ANGRENAJULUI CONIC
Calculul de proiectare al oricrui angrenaj const n determinarea unuia dintre parametrii
geometrici (de2, mte) din condiia de rezisten.
n cazul cnd angrenajul este uns din abunden calculul de proiectare const din: diametrul
cercului de divizare exterior de2 din condiia de rezisten la tensiunea de contact dup formula
(4.17).
3.1 Dimensionarea angrenajului cu roi dinate conice.
3.1.1Determinarea diametrului cercului de divizare exterior al roii dinate de2 [mm2] dupa formula:
3
23
2 2
2
10165 ,
[ ]
rede H
H H
i Td K
unde redi este raportul de transmitere al reductorului, 3,15;redi
2T momentul de torsiune care acioneaz asupra arborelui condus al reductorului,
2 100T [Nm];
2[ ]
H tensiunea admisibil de contact a materialului roii dinate, 2[ ] 531H [N/mm
2];
HK coeficientul neuniformitii distribuirii sarcinii pe lungimea dintelui, acceptm 1,0;HK
H coeficientul formei roilor dinate conice, acceptm 1,0H
3
32 2
3,15*100*10165 1, 0 170
1,0 531e
d
[mm]
Conform irului de numere normale tab.S1, pag.151, acceptm 2 170ed [mm].
3.1.2Determinarea unghiurilor conurilor de divizare a pinionului 1 i roii 2: 2 3,15 72.39 ;redarctg i arctg
1 290 90 72.39 17.61 .
3.1.3Determinarea lungimii generatoarei exterioare a conului de divizare ,eR [mm]:
2
2
17089,47
2 sin 2 sin 72, 39e
e
dR
[mm].
3.1.4Determinarea limii coroanei danturate a pinionului i roii dinate ,b [mm]:
0,285 0,285 89,47 25,49eb R [mm].
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
10/53
MA 000000 89 MC
Pagina
14
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
Conform irului de numere normale din tab.S1, pag151, acceptmb=25[mm].
3.1.5 Determinarea modululului de angrenare exterior din condiia de rezisten la ncovoiere ,em
[mm]:
3
2
2 2
14 10,e F
F e F
Tm K
d b
unde FK este coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea coroanei danturate,
acceptm 1, 0;FK
2T momentul de torsiune care acioneaz arborele condus al reductorului, 2 100T [Nm];
F coeficientul formei dinilor pentru roi conice cu dantur dreapt, acceptm
0,85;F
2F
tensiunea admisibil de ncovoiere a roii dinate cu dinte mai puin rezistent,
2
200F
[N/mm2];
2F
se alege conform tab.3.2,pag.18
314 100 101,0 1,93
0,85 170 25 200
em
[mm].
n conformitate cu tab.4.1,pag.23 acceptm modulul 2em [mm].
3.1.6Determinarea numrului de dini ai roii dinate 2z i a pinionului, 1z :
22
17085;
2
e
te
dz
m 2
1
8526,98;
3,15red
zz
i
Acceptm 2 85z dini i 1 27z dini.
3.1.7 Determinarea raportului de transmitere real reali i verificarea abaterii i fa de raportul detransmitere ales iniial redi :
2
1
853,14;
27real
zi
z 100% 4%;
real red
red
i ii
i
3,14 3,15100% 0,31 4%.
3,15i
3.1.8 Determinarea valorilor reale ale unghiurilor conurilor de divizare a pinionului 1 i roii 2 :
2 arctg arctg 3,14 72,33 ;reali
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
11/53
MA 000000 89 MC
Pagina
15
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
1 290 90 72,33 17,67 .
3.1.9Determinarea parametrilor geometrici de baz ai transmisiei.
Tab. 2Parametrii geometrici de baz ai angrenajului conic [mm].
n final, determinm diametrul cercului de divizare median al pinionului 1d i roii danturate 2d ,[mm]:
1 10,857 0,857 54 46,2ed d [mm];
2 20,857 0,857 170 145,6ed d [mm];
Diametrul
cercului [mm]Dantur dreapt
De divizare:
Pinion
Roat1 1 2*27 54e ed m z
2 2 2*85 170e ed m z
Exterior:
Pinion
Roat1 1 12 cos 54 2 * 2* cos17, 67 57, 811ae e ed d m
2 2 22 cos 170 2 * 2 * cos 72, 33 171, 214ae e ed d m
Interior:
Pinion
Roat1 1 12,4 cos 54 2,4*2*cos17,67 49.427fe e ed d m
2 2 22,4 cos 170 2,4*2*cos72,33 168,544fe e ed d m
Generatoareaconului de divizare
2
2
170Re 89.4732*sin 2*sin72,33
ed
Limea
coroanei danturate b=25
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
12/53
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
13/53
MA 000000 89 MC
Pagina
17
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
4. CALCULUL DE VERIFICARE A ANGRENAJULUI LA TENSIUNILE DE CONTACT
I TENSIUNILE DE NCOVOIERE
4.1 Calculul de verificare a angrenajului dupa tensiunile de contact.
4.1.1 Verificarea tensiunii de contact 2H
, [N/mm2]:
2
2
2 22
1, 0470 ,t real H H H H H
H e
F iK K K
d b
unde HK este coeficientul distribuirii sarcinii ntre dini,acceptm 1,0HK conform pag.36;
2tF fora tangenial de angrenare, acceptm 2 1373tF [N]; conform tab.4.10 pag.36
HK coeficientul sarcinii dinamice, care depinde de viteza periferic a roii;
Determinarea prealabil a vitezei periferice a roii dinate ,v [m/s]:
2 22 3 3
31,60*1702,68
2 10 2 10e
dv
[m/s].
Stabilim treapta a 9-a de precizie pentru angrenajul proiectat n conformitate cu tab. 4.4,
pag.28 i acceptm 1,12HK
Mrimile 2H
,[N/mm2]; HK ; H ; 2ed ,[mm]; b ,[mm]; reali conform p.3.1;
2 , [s-1]viteza unghiular a arborelui condus tab.1,pag.9;
2
2
1373 3,14 1,0470 1,0 1,0 1,12 513
1,0 170 25H
[N/mm2]
2 531
H [N/mm
2];
Aa cum 22 HH ,iar aceast suprasarcin nu depete 5%, putem trece la urmtoarea
etap a calculului de verificare.
4.1.2 Verificarea tensiunilor de ncovoiere a dinilor F , [N/mm2]dupa formula:
22 2 2 ;t
F F F F F FF e
FY K K K
b m
11 2 12
,FF F FF
Y
Y
unde em , [mm]- modulul exterior al angrenrii conform tab.4.1,pag.23
acceptm 2em [mm];
FK -coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea coroanei danturate
1, 0FK (vezi p. 3.1.5);
b , [mm]limea coroanei dinate 25b [mm]din tab.S2, pag.151;
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
14/53
MA 000000 89 MC
Pagina
18
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
2tF , [N]fora tangenial din angrenaj 2 1373tF , [N] (vezi p.3.1.10);
FK coeficientul distribuirii sarcinii ntre dini, acceptm 1,0;FK
FK coeficientul sarcinii dinamice, care depinde de viteza periferic a roilor i de treapta
de precizie a angrenajului conform tab.4.5,pag.28 acceptm 1,12;FK
1FY i 2FY coeficienii de form ai dinilor pinionului i roii dinate, care se determin n
dependen de numrul echivalent de dini ai pinionului i roii dinate 1vz i 2vz :
11
1
2728
cos cos17.67v
zz
2
2
2
85283
cos cos 72.33v
zz
Deci, conform tab.4.7,pag.30 acceptm 1 3,81FY i 2 3,63FY ;
1F
i 2F
tensiunile admisibile de ncovoiere ale pinionului i roii dinate, [N/mm2].
2
13733, 63 1, 0 1, 0 1,12 112
1 25 2F
[N/mm2]
2 266
F [N/mm2]
1
3,81112 1183,63
F [N/mm2
] 1 296F [N/mm2
]
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
15/53
MA 000000 89 MC
Pagina
19
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
5. CALCULUL DE PROIECTARE A ARBORILOR, A ROII DINATE I A SCHIEI
REDUCTORULUI
De cele mai multe ori arborii se fabric din oeluri carbon sau aliate. n mecanismele
cinematice se folosesc i metale nefieroase ( bronz, alam, dur-aluminiu, .a.).Arborii i osiile se
obin prin forjare.
Dat fiind faptul c forma arborilor depinde de numrul i consecutivitatea ansamblrii altor organe pe
ei n cele mai dese cazuri forma arborelui este n cretere treptat apoi descretere treptat.
De obicei arborii sunt solicitai att la torsiune ct i la ncovoiere, ns iniial diametrul
minimal al arborelui se determin numai din condiia de rezisten la torsiune dup formula (6.1).
Aciunea momentului ncovoietor se ia n vedere prin micorarea tensiunii tangeniale admisibile
12...30 [N/mm2].
1d
2d
3d
M
Fig.4Arborele pinionului
Diametrul arborelui n locul asamblrii semicuplei 6.1, pag. 55, este:
3 3
1 331
10 33 1023
0, 2 [ ] 0, 2 14
I
t
Td
[mm].
unde: 1 33T [N m]momentul de torsiune, care acioneaz pe arborele calculat;
[ ] 12...20t
[N/mm2] tensiunea admisibil la torsiune a materialului din care se
confecioneaz arborele. Pentru pinion se adopt valori mici a lui [ ]t .
Diametrul arborelui n locul asamblrii capacelor pentru rulmeni cu garniturile de etanare:
2 1 10,1 23 0,1 23 25I I Id d d [mm].
Diametrul filetului arborelui n locul asamblrii piuliei pentru rulmeni i a aibei de siguran:
Filetul l alegem din tab.S7,pag.156;
2 20,1 25 0,1 25 30 .I IM d d mm
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
16/53
MA 000000 89 MC
Pagina
20
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
Diametrul arborelui n locul asamblrii rulmenilor:
3 2 30 2 2, 5 35Id M f [mm].
Diametrul din regiunea dinilor:
4 3 2 35 2 2, 5 40I Id d f [mm].
unde: 2,5f [mm] - coieficient ce caracterizeaz dimensiunea racordrii, conform tab. 9.5,
pag. 100, n dependen de diametruln 3Id .
5.2. Calculul de proiectare al arborelui condus.
Fig. 5.Arborele roii dinate.
Diametrul arborelui n locul de asamblare a semicuplei conform relaiei 6.1, pag.55:
3 3
1 331
10 100 1030
0, 2 [ ] 0, 2 18
II
t
Td
[mm].
unde: 2 100T [N m] momentul de torsiune, care acioneaz pe arborele calculat;
[ ] 12...20t [N/mm2] tensiunea admisibil la torsiune a materialului din care se
confecioneaz arborele. Pentru arborele roii dinate se adopt valori mari ale lui [ ]t .
Diametrul arborelui n locul asamblrii capacelor pentru pentru rulmeni cu garniturile de etanare:
2 1 10,1 30 0,1 30 33II II IId d d [mm].
Diametrul arborelui n locul asamblrii rulmenilor:
3 2 20,1 33 0,1 33 35II II IId d d [mm].
Diametrul arborelui n locul montrii roii dinate:4 3 2 35 2 2, 5 40II IId d f [mm].
unde: 2,5f [mm] - coieficient ce caracterizeaz dimensiunea racordrii, conform tab. 9.5,
pag. 100, n dependen de diametrul 3IId .
Pentru valorile obinute ale lui 3Id i 3
IId , din tabelul S5, pag. 154, se aleg rulmenii radiali-
axiali cu role conice, deoarece conform tab. 6.1,pag. 56, pentru transmisia conic cu dini drepi i
pentru 11
1500[min ]n se aleg anume astfel de rulmeni.
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
17/53
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
18/53
MA 000000 89 MC
Pagina
22
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
C1 C2
d1
T
Rm
Re
41
b
l1a
La
l2aaa
Fig. 6.Schema de dimensionare a reductorului conic cu o treapt.
35 720,5 18,5 0,37 16
3a
[mm]
n continuare, n corespundere cu fig.5 determinm urmtoarele mrimi necesare pentru
calcul:
1 2 2cos 2 89.473 cos 72.33 2 9 45eC C R x [mm],
2589 76,5
2 2m e
bR R [mm]
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
19/53
MA 000000 89 MC
Pagina
23
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
(1.5...2) 2, 0 18, 5 37pL T [mm]
12 2 45 18,5 127aL C T [mm]
Astfel, valorile distanelor de aplicare a reaciunilor n reazeme sunt:
1 1
18,52 cos 3 25 cos17, 67 3 22
2 2 2p
Tbl [mm]
2 12, 3 2, 3 22 51p pl l [mm]
1 2
25cos 1, 5 5 2 cos 72,33 1,5 7 5 9 2 18, 5 49
2 2a
bl S x T [mm]
2 2
25cos 1,5 5 cos 72.33 1,5 7 5 9 46, 2 2 18,5 95
2 2a
bl S x d T
[mm]
- pentru pinion1 1
18,537 16 43, 75
2 2
calc
p p
Tl l a [mm], se admite 44 [mm];
2 2
18,5 18,585 16 16 72
2 2 2 2
calc
p p
T Tl l a a [mm],
se admite 72 [mm];
- pentru roat1 1 49 16 33calc
a al l a [mm]
2 2 95 16 79calc
a al l a [mm]
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
20/53
MA 000000 89 MC
Pagina
24
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
Fig.7.Schia roii dinate.
Determinarea dimensiunilor coroanei.
- grosimea coroanei danturate care se obine la laminare i forjare:
2,5 2 2,5 2 2 7eS m [mm]
- grosimea coroanei danturate care se obine la tanare sau forjare:
0 1, 2 1,2 2 2,4eS m [mm] se admite 3[mm]
- limea coroanei danturate :
25b [mm]
- limea coroanei danturate obinut la forjare sau tanare:
0 0, 6 0,6 25 15b b [mm]se admite 15[mm]
Determinarea dimensiunilor butucului.
- diametrul interior:
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
21/53
MA 000000 89 MC
Pagina
25
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
4 40IId [mm]
- diametrul exterior:
41, 55 1, 55 40 62II
butd d [mm]
- lungimea butucului:41,35 1, 35 40 54II
butl d [mm]
Calculul discului.
- grosimea:
0, 35 0, 35 25 8, 7C b [mm]se admite 9[mm]
- raze de rotunjire:
1R [mm]
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
22/53
MA 000000 89 MC
Pagina
26
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
6. CALCULUL DE VERIFICARE AL ARBORILOR
Dupa determinarea parametrilor geometrici ai arborilor i roii dinate obligatoriu e necesar
calculul de verificare al arborilor care const n determinarea diametrului arborelui n seciunea
periculoas la solicitrile statice ale arborelui. La rndul su, pentru determinarea seciunii
periculoase e nevoie de construit diagrama momentului ncovoietor, de torsiune si echivalent.
6.1. Calculul de verificare al arborelui conductor.
Date iniiale:
1 46,2d [mm]diametrul cercului median;
1373tF [N]; 471rF [N]; 150aF [N]forele din angrenaj;
1 44pl [mm]; 2 72pl [mm] - distana de aplicare a reaciunilor n reazeme ;
La etapa dat calculele se efectueaz n 3 etape:
-determinarea forelor de reaciune n reazeme;
-construirea diagramelor momentelor de ncovoiere;
-calculul diametrului arborelui n funcie de momentul echivalent care include momentele de
torsiune i respectiv de ncovoiere.
0
YZ
X
Fr
Ft
Fa
d11 2 3
A B
RAv
RAoRBv
RBo
I II
Z1Z2
l1p l2p
Fig. 8.Schema de calcul a arborelui-pinion.
6.1.1. Determinarea forelor de reaciune n reazemele A i B din fig. 8.
Planul vertical (YOZ)
Se scrie ecuaia de echilibru a momentelor de ncovoiere fa de sprijinul A.
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
23/53
MA 000000 89 MC
Pagina
27
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
11
12 1
2
20 02V V
a r p
A B p r p a BV
p
dF F l
dM R l F l F R
l
,
46,2150 471 44
2 239,7072
BvR
[N] se admite -240[N]
Se scrie ecuia de echilibru a momentelor de ncovoiere fa de sprijinul B.
11 2
12 1 2
2
( )20 ( ) 0
2V V
a r p p
B A p r p p a AV
p
dF F l l
dM R l F l l F R
l
,
46,2150 471 (44 72)
2 710,7072
AvR
[N] se admite -711[N].
Pentru verificarea corectitudinii calculelor efectuate se scrie ecuaia de echilibru a tuturor
forelor care acioneaza asupra arborelui n planul vertical YOZ:
0 0 471 ( 711) ( 240) 0v r Av BvF F R R .
Planul orizontal (XOZ)
Se scrie ecuaia de echilibru a momentului de ncovoiere fa de sprijinul A.
12 1
2
1373 440 0 839, 05[ ]72o o
t pA B p t p Bo
p
F lM R l F l R Nl
se admite 839[N].
Se scrie ecuaia de echilibru a momentelor de incovoiere fa de sprijinul B.
0 ( ) 02 1 2
M R l F l lBo A p t p po
( ) 1373(44 72)1 22212, 05[ ]
722
F l lt p pR N
Ao l p
se admite 2212[N].
Pentru verificarea corectitudinii calculelor efectuate, iar se scrie ecuaia de echilibru a tuturorforelor care acioneaza asupra arborelui deja n planul orizontal XOZ:
0 0 1373 2212 839 0o t Ao BoF F R R .
Reaciunile sumare n rezemeleAiBvor fi:
2 2 2 22212 711 2323, 45[ ]A Ao AvR R R N se admite 2323[N] ;
2 2 2 2839 240 873[ ]B Bo BvR R R N .
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
24/53
MA 000000 89 MC
Pagina
28
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
6.1.2. Construirea diagramelor momentelor ncovoietoare prezentate n fig. 7.
Planul vertical (YOZ)
Se mparte arborele n 2 sectoare : I i II. Se scriu expresiile n forma general pentru forele
transversale vQ [N], i momentele de ncovoiere vM [Nm] ntr-o seciune arbitrar situat la
distana Z de la reazemul A, pentru sectorul I i tot la distana Z de la reazemul B, pentru sectorul II.
Sectorul I 0> 1Z > 1pl
Calculul forei transversale vQ , [N].
471v rQ F [N].
Calculul momentului de ncovoiere vM , [Nmm].
10 02v
r I a v
dM F Z F M
1
2v r I a
dM F Z F .
Pentru 1Z =0,1 46,2
(0) 0 150 3465[ ]2 2v r ad
M F F Nmm .
Pentru
1Z = 1pl , 1
1 1
46,2( ) 471 44 150 17259[ ]
2 2v p r p a
dM l F l F Nmm
Sectorul II 1pl > IIZ > 1 2( )p pl l
Fa
d1/
2
l1pFr
Mv
Qv
Z2
RAv
Calculul forei transversale vQ , [N].
d1/2
Qv
Mv
Z1
Fr
Fa
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
25/53
MA 000000 89 MC
Pagina
29
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
11
2
46,2471 44 1502 2 335,95
72
r p a
v
p
dF l F
Ql
[N] se admite -336[N].
Calculul momentului de ncovoiere vM , [Nmm].
110 ( ) 0
2v r II a v II p v
dM F Z F R Z l M
11( ).
2v r II a v II p
dM F Z F R Z l
Pentru IIZ = 1pl ,
11 1
46,2( ) 471 44 150 17259[ ]
2 2v p r p a
dM l F l F Nmm .
Pentru IIZ = 1 2( )p pl l ,
11 2
11 2 1 2 2
2
( )2( ) ( )
2
a r p p
v p p r p p p a
p
dF F l l d
M l l F l l l Fl
46,2150 471 (44 72)46,22471(44 72) 72 150 0[ ]
272Nmm
Planul orizontal XOZ
Se mparte arborele n 2 sectoare : I i II. Se scriu expresiile n form general pentru forele
transversale 0Q [N], i momentele de ncovoiere 0M [Nm] ntr-o seciune arbitrar situat la
distana Z de la reazemul A, pentru sectorul Ii tot la distana Z de la reazemul B, pentru sectorul II.
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
26/53
MA 000000 89 MC
Pagina
30
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
Fr
Qo
Mo
Z1
Sectorul I 0> 1Z > 1pl
Calculul forei transversale 0Q , [N].
0 1373tQ F [N].
Calculul momentului de ncovoiere 0M , [Nm].
0 0v t I o o t I
M F Z M M F Z .
Pentru 1Z =0, (0) 0 1373 0 0[ ]o tM F Nmm .
Pentru 1Z = 1pl ,
1 1( ) 1373 44 60412[ ]o p t pM l F l Nmm
.
Sectorul II 1pl > IIZ > 1 2( )p pl l
Fr
Mo
Qo
RAo
l1p
Z2
Calculul forei transversale 0Q , [N].
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
27/53
MA 000000 89 MC
Pagina
31
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
1
0
2
1373 44839,05
72
t p
p
F lQ
l
[N] se admite 839[N].
Calculul momentului de ncovoiere 0M , [Nm].
10 ( ) 0o t II Ao II p oM F Z R Z l M 1( ).o t II Ao II pM F Z R Z l
Pentru IIZ = 1pl , 1 1( ) 1373 44 60412[ ]o p t pM l F l Nmm . .
Pentru IIZ = 1 2( )p pl l ,1 2
1 2 1 1 2
2
( )( ) ( )
t p p
o p p p t p p
p
F l lM l l l F l l
l
=1373 (44 72)
44 1373 (44 72) 072
[Nmm].
6.1.3. Determinarea momentului de ncovoiere rezultant n seciunile caracteristice ale arborelui
, [ ]rezM N mm n conformitate cu relaia:
2 2
.rez o vM M M ,
2 2 2 2
.1 1 1 3465 0 3465[ ]rez v oM M M N mm ;
2 2 2 2
.2 2 2 17259 60412 62829, 22 [ ]rez o vM M M N mm se admite 62829[ ]N mm ;
' ' '
' 2 2 2 2
.3 2 2 17259 60412 62829 [ ]
rez o vM M M N m
se admite 62829[ ]N mm ;
2 2 2 2
.4 3 3 0 0 0[ ]rez o vM M M N mm
6.1.4. Se construiete diagrama momentului de torsiune pentru arborele-pinion, care este egal cu1 33000[ ]T N mm i acioneaz pe poriunile arborelui la intrare pn la locul fixrii roii
dinate conform fig. 7.
6.1.5. Determinarea i constuirea diagramei momentelor echivalente de ncovoiere din fig. 7 nseciunile caracteristice .echM , [Nmm]din relaia:
2 2. . 0,75ech rez M M T ,
2 2 2 2
.1 .1 10, 75 3465 0, 75 33000 28788,11[ ]ech rez M M T N mm seadmite28788[ ]N mm
2 2 2 2
.2 .2 10, 75 62829 0, 75 33000 69023, 01[ ]ech rez M M T N mm
seadmite69023[ ]N mm ;
'
' 2 2 2 2
.3 1.2 0, 75 62829 0, 75 33000 69023[ ]ech rezM M T N mm
seadmite69023[ ]N mm ;
2 2 2 2
.4 .3 10, 75 0 0, 75 33000 28579[ ]ech rez M M T Nmm se admite 28579[ ]N mm .
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
28/53
MA 000000 89 MC
Pagina
32
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
6.1.6. Verificarea diametrului arborelui-pinion n seciunea cea mai solicitat.
Conform momentului echivalent de ncovoiere maxim, se precizeaz valoarea diametrului n
seciunea critic a arborelui din condiia de rezisten la ncovoiere conform relaiei 6.3.
.3
0,1 [ ]
ech
i
Md
,[mm]
unde: 2[ ] 65 [ / ]i N mm - tensiunea admisibil la ncovoiere n conformitate cu ciclul de
funcionare pulsator conform tab. S2, pag. 161.
. 69023[ ]echM N mm - momentul echivalent de ncovoiere n seciunea cea mai solicitat,
care corespunde valorii maxime .2 69023[ ]echM N mm .
Zona cea mai solicitat corespunde diametrului 4 40 [ ]I
d mm .
Deci, pentru seciunea 4 vom avea:
.233
1 1
6902321,97 [ ] 22 [ ] 20, 46 [ ]
0,1 [ ] 0,1 65
Iechp
i
Md mm d mm mm
.
Condiia se respect.
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
29/53
MA 000000 89 MC
Pagina
33
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
Fig. 9.Diagramele a momentului de ncovoiere, de torsiune i echivalent pentru arborele-pinion.
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
30/53
MA 000000 89 MC
Pagina
34
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
6.2. Calculul de dimensionare a arborelui condus.
Date iniiale:
2 145,6d [mm]diametrul cercului median;
1373[ ]tF N ; 150[ ]rF N ; 471[ ]aF N - forele din angrenaj;
l1a=33[mm]; l2a=79[mm]- distana de aplicare a reaciunilor n reazeme.
La etapa dat calculele se efectueaz n 3 etape:
-determinarea forelor de reaciune n reazeme;
-construirea diagramelor momentelor de ncovoiere;
-calculul diametrului arborelui n funcie de momentul echivalent care nclude momentele de
torsiune i respectiv de ncovoiere.
C D
RCv
Ft
Fr
Fa
X
XI
XII
l1a l2a
0 X
Z
Y
RCoRDo
RDv
Fig. 10.Schema de calcul a arborelui-pinion.
6.2.1. Determinarea forelor de reaciune n reazemele C i D din fig. 10.
Planul vertical (YOZ)
Se scrie ecuaia de echilibru a momentelor de ncovoiere fa de sprijinul C.
2
12
1 2 1
1 2
20 ( ) 02V V
a r a
C D a a r a a Dv
a a
d
F F ldM R l l F l F R
l l
,
145,6471 150 33
2 261,95[ ]33 79
DvR N
se admite 262[N]
.
Se scrie ecuia de echilibru a momentelor de ncovoiere fa de sprijinul D.
22
2
1 2 21 2
20 ( ) 02V V
r a a
D C a a r a a Cva a
dF l F
dM R l l F l F R
l l
,
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
31/53
MA 000000 89 MC
Pagina
35
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
145,6150 79 471
2 411,9533 79
CvR
[N] se admite 412[N].
Pentru verificarea corectitudinii calculelor efectuate se scrie ecuaia de echilibru a tuturor
forelor care acioneaz asupra arborelui n planul vertical YOZ:0 0 412 150 262 0v Cv r DvF R F R .
Planul orizontal (XOZ)
Se scrie ecuaia de echilibru a momentului de ncovoiere fa de sprijinul C.
11 2 1
1 2
1373 330 ( ) 0 404, 54[ ]
33 79
t aCo Do a a t a Do
a a
F lM R l l F l R N
l l
se admite 405[N].Se scrie ecuaia de echilibru a momentelor de ncovoiere fa de sprijinul D.
21 2 2
1 2
1373 790 ( ) 0 968, 45[ ]
33 79t a
Do Co a a t a Co
a a
F lM R l l F l R N
l l
se admite 968N].
Pentru verificarea corectitudinii calculelor efectuate, se scrie ecuaia de echilibru a tuturor forelor
care acioneaz asupra arborelui deja n planul orizontal XOZ:
0 0 968 1373 405 0o Co t DoF R F R
.Reaciunile sumare n reazemele C i D vor fi:
2 2 2 2968 412 1052, 03[ ]C Co CvR R R N se admite 1052 [N];
2 2 2 2405 262 482, 35[ ]D Do DvR R R N se admite 482 [N].
6.2.2. Construirea diagramelor momentelor ncovoietoare din fig. 9.
Planul vertical (YOZ)Se mparte arborele n 2 sectoare : I i II. Se scriu expresiile n forma general pentru forele
transversale vQ [N], i momentele de ncovoiere vM [Nmm] ntr-o seciune arbitrar situat la
distana x de la reazemul C, pentru sectorul I i tot la distana x de la reazemul D, pentru sectorul II.
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
32/53
MA 000000 89 MC
Pagina
36
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
Sectorul I 0>X> 1al
RCv
Qv
Mv
X
Calculul forei transversale vQ , [N].
412v CvQ R [N].
Calculul momentului de ncovoiere vM , [Nmm].
0 0Iv Cv I v v Cv IM R X M M R X .
Pentru 1X =0, (0) 0 412 0 0[ ]v CvM R Nmm .
Pentru 1X = 1al , 1 1( ) 412 33 13596[ ]v a Cv aM l R l Nmm .
Sectorul II 1al >X> 1 2( )a al l
RCv Fa
l1a
X
Fr Qv
d2/2
Calculul forei transversale vQ , [N].
412 150 262v Cv r Q R F [N].
Calculul momentului de ncovoiere vM , [Nmm].
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
33/53
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
34/53
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
35/53
MA 000000 89 MC
Pagina
39
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
6.2.5. Determinarea i constuirea diagramei momentelor echivalente de ncovoiere n seciunilecaracteristice (13) .echM , [Nmm]din relaia:
2 2
. . 0,75ech rez M M T ,
2 2 2 2.1 .1 20, 75 0 0, 75 100000 86602, 54ech rez M M T [Nmm]
se admite 86603[Nmm];
2 2 2 2
.2 .2 20, 75 34717 0, 75 100000 93302, 03 [ ]ech rez M M T N mm
se admite 93302[Nmm];
'
' 2 2 2 2
.3 .2 0, 75 0 38104 0, 75 0 38104 [ ];ech rezM M N mm
2 2 2
.4 .3 20, 75 0 0, 75 0 0[ ]ech rez M M T N mm .
6.3 Verificarea diametrului arborelui-condus n seciunea cea mai solicitat.
Conform momentului echivalent de ncovoiere maxim, se precizeaz valoarea diametrului n
seciunea critic a arborelui din condiia de rezisten la ncovoiere conform relaiei 6.3.
.3
0,1 [ ]
ech
i
Md
,[mm]
unde: 2[ ] 65 [ / ]i N mm - tensiunea admisibil la ncovoiere n conformitate cu ciclul de
funcionare pulsator conform tab. S2, pag. 151, ce corespunde valorii maxime
'
.2 93302[ ]echM N mm
'
. 93302[ ]echM N mm - momentul echivalent de ncovoiere n seciunea cea mai solicitat;
Zona cea mai solicitat corespunde diametrului 4 40 [ ]IId mm .
Deci, pentru seciunea 4 vom avea:
'.2
331 4
9330224.30 [ ] 40 [ ] 23, 26[ ]
0,1 [ ] 0,1 65
IIechp
i
Md mm d mm mm
.
Condiia se respect.
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
36/53
MA 000000 89 MC
Pagina
40
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
Fig. 11.Diagramele a momentului de ncovoiere, de torsiune i echivalent pentru arborele condus.
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
37/53
MA 000000 89 MC
Pagina
41
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
7 CALCULUL DE VERIFICARE A RULMENILOR
Dupa alegerea rulmentilor in dependenta de diametru arborilor in locul respectiv pemtrurulmentii alesi e nevoie de efectuat calculul de verificare. Acest calcul consta in determinareacapacitatii de incarcare dinamice reale si compararea lui cu capacitatea de incarcare dinamica arulmentului ales.
rc r
C C
7.1 Determinarea duratei de funcionare necesare pentru MA
Pentru determinarea duratei de funcionare necesare ,hL [ore] este nevoie de durata de
funcionare ,L [ani] a mecanismului de acionare prezent n sarcina tehnic. Astfel, durata de
funcionare calculat n ore ,hL [ore]:
8 246 16 31488[ ]h z hL L N N ore [ore],
unde 8L [ani] [Sarcina tehnic];
246z zN K este numarul de zile lucratoare, iar 0,6...0,75zK ;
24h hN K coeficientul orelor lucrtoare, iar 0,33hK , lucru intr-un schimb sau
0,66hK , lucru in doua schimburi.
Reductorul va lucra in doua schimburi.365 0, 675 246,375zN se admite 246;
24 0,66 15,84zN se admite 16;
7.2 Determinarea capacitii dinamice portante necesare rulmenilor7.2.1 Capacitatea portant dinamic necesar pentru rulmenii arborelui pinion:
1 6573
10
hmrc E
LC R [N],
unde ,1 [s-1]este viteza unghiular a arborelui pinion, 1 99.43 [s
-1] din tab.1.
,ER [N]este sarcina dinamic echivalent a arborelui pinion.
Relaia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul:
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
38/53
MA 000000 89 MC
Pagina
42
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
1
7130.30 0, 37;
1,0 2323
aA
r
Re e
V R
2
8630,98 0,37,
1,0 873
aB
r
Re e
V R
unde,
a
R[N]este sarcina axial a rulmentului, tab. 7.4, pag.85, care se determin n dependen de
componenta axial a sarcinii radiale a rulmentului ,sR [N], tab. 7.1, pag.81:
0, 83 0, 83 0, 37 2323 713, 39sA rAR e R [N]se admite 713[N];
0, 83 0, 83 0, 37 873 268, 09sB rBR e R [N]se admie 268[N];
713aA sAR R [N];
1 713 150 863aB sA aR R F [N].
1 150aF [N]fora axial n angrenaj, p. 3.1.10;
,rR [N]sarcina radial a rulmentului, care corespunde forei de reaciune sumare din
reazeme. Acceptm 2323rAR [N], 873rBR [N];
0,37;e 1,62;Y tab. S6, anexa 2;
0,1V coeficientul de rotire pentru cazul rotirii inelului interior.
n conformitate cu recomandrile pag. 80,
alegem urmtoarele relaii pentru determinareasarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion ,ER [N]:
1 0,4 1, 0 2323 1, 2 1, 0 1115.04E rA s tR X V R K K [N]se admite 1115[N];
2 0, 4 1, 0 873 1, 65 863 1, 2 1, 0E rB aB s tR X V R Y R K K
2127,78
[N], se admite 2128[N];
unde X este coeficientul sarcinii radiale, acceptm 0,45X dintab. 7.1, pag.81;
sK coeficientul de siguran, acceptm 2,1sK de la pag.81;
tK coeficientul de temperatur, acceptm 0,1tK de la pag.81.
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
39/53
MA 000000 89 MC
Pagina
43
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
3,33 3,332 1 6 6
31488573 2128 573 99, 43 20188,02
10 10Bh
rc E
LC R [N],
se admite 20188[N].
Verificarea condiiei: rc rC C
.20188 [ ] 48400 [ ]N N .
Deci, condiia e satisfacut i rulmenii de pe arborele -pinion vor ramne cei iniialalei
7.2.2 Capacitatea portant dinamic necesar pentru rulmenii arborelui condus:
3,332 6
573
10
hrc E
LC R [N],
unde ,2 [s-1]este viteza unghiular a arborelui condus, 2 31,60 [s
-1],tab. 1;
,ER [N]este sarcina dinamic echivalent a arborelui condus.
Determinm raportul pentru alegerea relaiei de determinare a lui :ER
3230,30 0,37;
1,0 1052
aC
rC
Re e
V R
7941,64 0,37
1,0 482
aD
rD
Re e
V R
unde ,aR [N]este sarcina axial a rulmentului, tab. 7.4, pag.85 , similar pinionului:
0, 83 0, 83 0, 37 1052 323, 06sC rCR e R [N], se admite 323[N];
0, 83 0, 83 0, 37 482 148, 02sD rDR e R [N], se admite 148 [N];
323aC sC R R [N]; 2 323 471 794aD sC aR R F [N].
2 471aF [N]fora axial n angrenaj, p. 3.1.10;
,rR [N]sarcina radial a rulmentului, care corespunde forei de reaciune sumare din
reazeme. Acceptm 1052rCR [N],
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
40/53
MA 000000 89 MC
Pagina
44
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
482rDR [N]; 0,37;e 1,62;Y , tab. S6, anexa 2;
0,1V coeficientul de rotire pentru cazul rotirii inelului interior.
n conformitate cu recomandrile, pag. 80, alegem urmtoarele relaii pentru determinarea
sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui condus ,ER [N]:
( ) (0.4 1.0 1052 1.62 323)1.2 1.0 944, 06EC rC aC s t
R X V R y R K K
[N], se admite 944[N];
0, 4 1,0 482 1,62 794 1, 2 1,0ED rD aD s tR X V R Y R K K
1774,89 [N], se admite 1775[N];
unde X este coeficientul sarcinii radiale, acceptm 0,4X tab. 7.1, pag.81;
sK coeficientul de siguran, acceptm 2,1sK de la pag.81;
tK coeficientul de temperatur, acceptm 0,1tK de la pag.81;
3,33 3,332 6 6
31488573 1775 573 31,60 11934,98
10 10
hrc ED
LC R [N],
se admite 11935 [N].
Verificarea condiiei: rc rC C .
11935 [ ] 48400 [ ]N N .
Deci, condiia e satisfacut i rulmenii de pe arborele roii dinate vor ramne cei iniial alei.
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
41/53
MA 000000 89 MC
Pagina
45
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
8. CALCULUL ASAMBLRILOR PRIN PAN
Asamblrile prin pene servesc pentru transmiterea momentelor de rsucire de la arbore la roat
sau invers. Penele sunt articole standardizate i, deci, ele nu se proiecteaz ci se aleg din irul
standard, dup care se efectueaz calcul de verificare a lor.
n reductorele de destinaie general sunt utilizate, cel mai frecvent, asamblrile prin pene
longitudinale. Parametrii geometrici de baza ale acestora sunt: dimensiunile seciunii transversale,
care se aleg n funcie de diametrul arborelui n locul de plasare a penei i lungimea, care se alege din
irul standard. Pentru transmiterea momentului de torsiune dintr-un reductor ntr-o treapt e nevoie
de 3-4 pene. Toate penele sunt verificate la strivire i la forfecare. n prezenta lucrare, penele sunt
verificate la strivire.
8.1 Calculul asamblrilor prin pan pentru arborele-pinion
Date iniiale:
1 23Id [mm] i 1 44pl [mm] sunt diametrul treptei arborelui, pe care este instalat
pana; [fig.3.6]
1
1
2 2 330002870[ ]
23t I
TF N
d
este fora tangenial..
Fig. 12.Asamblarea prin pan paralel pe arborele-pinion.
8.1.1.Predimensionarea penei
n conformitate cu diametrul 1,Id [mm] conform,tab. S9, anexa 2, stabilim dimensiunile
seciunii transversale ale penei (fig. 6.1):
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
42/53
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
43/53
MA 000000 89 MC
Pagina
47
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
4 40IId [mm]i 4 54al [mm] diametrul interior i lungimea butucului roii dinate;
1
2
1
2 2 1000006666.66[ ]
30
t II
TF N
d
este fora tangenial ce actioneaza asupra
arborelui sub butucul elementului transmisiei deschise;
2
2
4
2 2 1000005000[ ]
40t II
TF N
d
este forta tangentiala ce actioneaza asupra diametrului
interior a butucului rotii dintate;
Fig. 13.Asamblrile prin pan ale arborelui condus.
8.2.1. Predimensionarea penelor
Secionarea A-A. n conformitate cu diametrul 4 , 40IId [mm]conform, tab. S9, anexa 2,
stabilim dimensiunile seciunii transversale ale penei, fig. 12:
12b [mm]; 8h [mm]; 1 5t [mm]; 3,32t [mm].
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
44/53
MA 000000 89 MC
Pagina
48
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
Lungimea penei 4 ,l [mm]se stabilete n dependen de lungimea butucului roii dinate
,butl [mm]:
4 5 10 54 7 47butl l [mm].
Acceptm conform irului de lungimi ale penei standardizat 4 45l [mm].
Deci, prealabil alegem urmtoarea pan:
Pan12x8x45 GOST 23360-78.
Secionarea B-B. n conformitate cu diametrul 1, 30Id [mm] conform, tab. S9, anexa 2,
stabilim dimensiunile seciunii transversale ale penei ,fig.12:
10b [mm]; 8h [mm]; 1 5t [mm]; 2 3,3t [mm].
Lungimea penei 1 ,l [mm]se stabilete n dependen de lungimea treptei arborelui, pe care
este instalat pana 1 ,II
l [mm]:
1 1 (5...10) 58 7 51IIl l [mm].
Acceptm conform irului de lungimi ale penei standardizat 1 50l [mm].
Deci, prealabil alegem urmtoarea pan:
Pan8x7x50 GOST 23360-78.
8.2.3 Calculul de verificare a penei
Condiia de rezisten la forfecare:
,sst
s A
F
unde ,sA [mm2]suprafaa de forfecare:
Seciunea A-A 10,94 0,94 8, 0 5, 0 33 83, 6s efA h t l [mm2];
Seciunea B-B 10,94 0,94 8 5 40 100,8s efA h t l [mm2];
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
45/53
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
46/53
MA 000000 89 MC
Pagina
50
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
9.ALEGEREA ULEIULUI I DESCRIEREA SISTEMULUI DE UNGERE
Ungerea angrenajelor cu roi dinate se efectueaz cu scopul protejrii acestora mpotriva
coroziunii, diminurii coeficientului de frecare, micorrii zgomotului i vibraiilor, reducerii uzurii,
transferului de caldur i a produselor rezultate n urma uzurii suprafeelor care interacioneaz.
9.1. Alegerea modalitii de ungere.
Pentru reductoarele cu destinaie general se folosete ungerea continu prin imersiune n baia
cu ulei a carterului reductorului. Aceast metod se folosete pentru angrenae cu roi dinate la
viteze periferice ale roilor cuprinse ntre 0,3...12,5 [m/s], iar, deoarece n prezentul proiect viteza
perferic este v=2,68, metoda dat e valabil i-n acest caz.
9.2 Alegerea tipului uleiului.
Conform tensiunii de contact calculate2
2[ ] 513 [ / ]H N mm i viteza periferic a roilor
dinate 2,68 [ / ]v m s , din tab. 9.19, pag. 125 se alege urmatorul tip de ulei:
46 , GOST 17497-87.
unde: ulei industrial;
pentru sisteme hidraulice;
far aditivi;
87indicile viscozitii uleiului.
9.3 Determinarea cantitatii de ulei.
Pentru reductoarele cu o singur treapt, cu ungere prin scufundare, volumul bii cu ulei se
determin din considerentele 0,4...0,8 litri de ulei la 1 [kW] putere transmis. Deci, pentru o putere
de aprxmativ 2,682 [kW] se aleg 1,5 litri de ulei.
9.4 Determinarea nivelului uleiului.
La ungerea prin scufunare a roii n baia cu ulei, nivelul uleiului se determin conform relaiei:
20,25mm h d
unde: 2m - modulul angrenajului;
2 145, 6 [ ]d mm - diametrul de divizare al roii dinate;
Nivelul mediu va fi:
20, 25 0, 25 145, 6 36, 4 [ ]
mh d mm
.
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
47/53
MA 000000 89 MC
Pagina
51
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
Deci, nivelul uleiului trebuie sa fie n limitele:
2 66mh
9.5 Verificarea nivelului uleiului.
Nivelul uleiului din baia de ulei a reductorului se verific cu diferite tipuri de indicatoare.
Deoarece este comod, sigur n exploatare i avnd o construcie relativ simpl, n prezentul proiect
se va utiliza indicatorul indicat n fig. 9.32, b, pag. 128, cu amplasare pe corp.
9.6 Scurgerea uleiului.
n timpul funcionrii angrenajelor, n ulei nimeresc diferite impuriti parvenite din uzura
pieselor. Totodat, cu timpul uleiul i pierde calitile, deaceea e necesar s fie schimbat. Pentru
aceasta, n corpul reductorului se execut guri de scurgere nchise cu dopuri filetate. n prezentul
proiect se va utiliza dop filetat de tip: M16x1,5, conform tab. 9.17, pag. 140.
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
48/53
MA 000000 89 MC
Pagina
52
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
10. PARAMETRII GEOMETRICI AI REDUCTORULUI I CAPACELOR PENTRU
RULMENI
Carcasa reductorului servete pentru amplasarea i coordonarea pieselor transmisiei, protecia
contra impuritilor ,organizarea sistemului de ungere i rcire , deasemenea , pentru preluarea
forelor , care apar n angrenajul reductorului, n rulmeni, n transmisia deschis. Cea mai
raspndit metod de fabricare a carcaselor este turnarea din font cenuie (FC15).
n reductoarele ordinare cu o treapt este acceptat, de regul, construcia demontabil a
carcasei, care include capacul carcasei i corpul acesteia.
10.1. Determinarea parametrilor geometrici ai reductorului.
c
T
b
k
d
fd
Fig. 14.Schia corpului reductorului.
10.1.1. Grosimea peretelui corpului reductorului 4 22 6T mm .
44 22 2 100 6,32 7T mm .
10.1.2. Grosimea peretelui capacului reductorului.
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
49/53
MA 000000 89 MC
Pagina
53
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
0,9 0,9 7 7c mm .
10.1.3. Grosimea flanelor. 1,5 1,5 7 10,5 11 .b mm
10.1.4. Limea flanelor. 2,7 2,7 10 27 .k d mm
10.1.5. Diametrul uruburilor de strngere a flanelor. 3 2 10 .d T mm
31, 25 100 10 .d mm
10.1.6. Diametrul urubului de fundaie. 1, 25 1, 25 10 12,5 12 .fd d mm
10.1.7. Grosimea tlpilor. 2 2 7 14 .T mm
10.1.8 Diametrul stiftului.
0,5 0,5 10 5 .sd d mm
10.2. Parametrii geometrici ai capacelor pentru rulmeni.Capacele servesc pentru a fixa rulmenii. Exist foarte multe tipuri i forme de capace pentru
rulmeni, nsa n prezenta lucrare sunt folosite capacele prezentate n fig. 14. Dimensiunile acestor
capace se gsesc n dependen de diametrul inelului exterior al rulmentului respectiv.
a) Capac inchis. b) Capac strapuns.
Fig. 15.Schia capacelor reductorului.
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
50/53
MA 000000 89 MC
Pagina
54
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
10.2.1. Determinarea parametrilor capacelor rulmenilor pinionului. 72 [ ]D mm - diametrul exterior al rulmentului; 6 [ ]mm - grosimea mijlocie a capacului nchis; 8 [ ]d mm - diametrul uruburilor; 4z - numrul uruburilor; 2 106 [ ]D D mm - diametrul exterior al capacelor;
unde: 2D -diametrul bucsei;
1 1, 2 1, 2 6 7, 2 7 [ ]mm - grosimea marginal a capacelor; ' 1 2 10 2 12 [ ]h mm - grosimea mijlocie a capacului strpuns.
10.2.2. Determinarea parametrilor capacilor rulmenilor de pe arborele roii dinate. 72 [ ]D mm - diametrul exterior al rulmentului; 6[ ]mm - grosimea mijlocie a capacului nchis; 8[ ]d mm - diametrul uruburilor; 4z - numrul uruburilor; 4, 2 100 4, 2 8 105,5 106 [ ]D D d mm - diametrul exterior al capacelor; 1 1, 2 1, 2 6 7, 2 [ ]mm ,se admite 7[mm]- grosimea marginal a capacelor; ' 1 2 10 2 12 [ ]h mm - grosimea mijlocie a capacului strpuns
10.3. Alegerea manetelor.
10.3.1Alegerea manetei pentru arborele-pinion conform tab. S23, pag. 169.
Conform diametrului 2 25 [ ]Id mm se alege urmtorul tip de manet: 1-24x40 GOST 8752-79.
10.3.2Alegerea manetei pentru arborele roii dinate conform tab. S23, pag. 169.
Conform diametrului 2 33 [ ]IId mm se alege urmatorul tip de manet: 1-32x52 GOST 8752-79.
10.4 Proectarea bucselor pentru nodul de rulmenti.
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
51/53
MA 000000 89 MC
Pagina
55
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
Da
t
2
1D
D1
D2
Fig. 16. Schia bucsei pentru rulmenti.
72 [ ]D mm -diametrul exterior al rulmentilor;1 86 [ ];D mm 2 4, 2 86 4, 2 8 119, 6, 2 120[ ]aD D d mm -diametrele flansei;
2 72 2 7 86 [ ]aD D mm diametrul exterior al bucsei;7[ ]mm -grosimea peretilor;
1 7[ ]mm -grosimea umarului de sprijin;
2 1, 2 1, 2 7 8,4 9[ ]mm -grosimea flansei.
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
52/53
MA 000000 89 MC
Pagina
56
Mod Coala Nr. document Semnt. Data
CONCLUZIE
Ridicarea calitii i capacitii de concuren mainilor i a organelor de maini este una din
sarcinile de baz a proiectrilor industriei constructoare de maini. Aceast problem o rezolv n
primul rnd inginerii construciilor de maini, care trebuie sa aib o calificare i un nivel de
pregtire respectiv n domeniu. Din aceast cauz o mare atenie se acord pregtirii specializate a
tinerilor ingineri.
Lund n vedere specificul proiectului dat, adic faptul ca acesta este un proiect de valoare
didactic i nu tehnic, n lucrarea dat pot avea loc unele devieri de la STAS (GOST) n ceea ce
privete ntocmirea documentaiei de proiectare. Ca exemplu n proiectul didactic nu se elaboreazdesenele de execuie ale tuturor pieselor, iar tabelul de componen este ntocmit pentru toate
piesele i include compartimentul cu privire la material.
Deasemenea trebuie de luat n vedere ca la elaborarea lucrrilor ingineriei moderne totui nca
multe lucruri nu pot fi formalizate, adic exist mai multe variante de reprezentare a ideilor i
soluionare a problemelor ori chiar lipsa total a formelor standardizate i din aceast cauz
dezvoltarea gndirii ingineresti, examinarea experienelor predecesorilor, analiza posibilului
polivariantism a soluionrii i n baza tuturor acestora elaborarea a ideilor i soluiilor constructive
adecvate ramn a fi sarcinile principale rezolvate de proiectarea de curs la teoria organelor de
maini, una din subramurile careea fiind i mecanica aplicat studiat .
8/13/2019 Alexei Proiect Mecanica Aplicata Alexei
53/53
BIBLIOGRAFIE
1. V. Dulgheru, I. Botnariuc, R. Ciuperc, I. Dicusar. Mecanica aplicat. ndrumar deproiectare, Ed. TEHNICA-INFO, Chiinu 2008-296p.