Upload
dinu-andrei
View
222
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ORGANE DE MAINI PENTRU PROFIL ENERGETIC - APLICAII
- 66 -
PROBLEMA 8
Se consider transmisia mecanic din figur, format din motorul electric ME,transmisia prin roi cu friciune TRF, cuplajul cu flane CF, reductorul de turaieorizontal cu dou ieiri RTH i mainile de lucru ML1 i ML2.
1. S se calculeze momentele de torsiune pe arborii transmisiei, dac se cunosc: puterile la ieiri PIV = 12 kW i PV = 8 kW; turaia de intrare nI = 960 rot/min; randamentul unei perechi de rulmeni pr = 0,99; randamentul unei perechi de lagre pla = 0,97; randamentul transmisiei prin roi cu friciune TRF = 0,94; randamentul angrenajului a = 0,98; diametrele roilor cu friciune, D1 = 80 mm i D2 = 160 mm; coeficeintul alunecrii elastice a transmisiei prin roi cu friciune = 1; numerele de dini ale reductorului z1 = 19; z2 = 77; z3 = 94.
2. S se verifice transmisia prin roi cu friciune, dac se cunosc: coeficientul de suprasarcin = 1,5; coeficientul de frecare de alunecare = 0,2; modulele de elasticitate longitudinale E1 = E2 = 2,1 . 10 5 MPa; limea de contact b = 50 mm; tensiunea hertzian admisibil Ha = 1.000 MPa.
ORGANE DE MAINI PENTRU PROFIL ENERGETIC - APLICAII
- 67 -
3. S se calculeze elementele geometrice i forele pentru roata dinatcilindric cu dini nclinai z1. Se cunosc: modulul normal mn = 4 mm; unghiul de nclinare de divizare = 100; coeficientul deplasrii de profil n plan normal xn1 = 0,5; elementele cremalierei de referin standardizate 0n = 200; 1h*an0 = ;
25,1h*fn0 = .
4. S se verifice lagrul radial de pe arborele II. Se cunosc: diametrul D = 50 mm i limea B = 60 mm; presiunea de contact admisibil pa = 10 MPa; produsul admisibil presiune-vitez (p . U)a = 2 MPa . m/s.
5. S se dimensioneze i s se calculeze sgeata arcurilor cilindrice elicoidalemontate n paralel de la TRF. Se cunosc: indicele arcului i = 4; numrul de spire active n = 4; tensiunea de torsiune admisibil ta = 1.000 MPa; modulul de elasticitate transversal G = 0,85 . 10 5 MPa; diametre standardizate ale srmei arcului:
d, mm 6 6,3 7 7,5 8 8,5 9 10 10,5 11 11,5 12
6. S se verifice strngerea minim necesar pentru asamblarea presat a roiiz1 pe arborele II. Se cunosc: diametrul asamblrii d = 58 mm; ajustajul asamblrii H7/t6 ( )106,0 087,0030,00 / +++ ; coeficientul de suprasarcin = 1,5; coeficientul de frecare de alunecare = 0,2; limea butucului LB = 55 mm; coeficienii din relaia de calcul a strngerii teoretice, Ka = 0,7; Kb = 2,7; modulele de elasticitate longitudinale Ea = Eb = 2,1 . 10 5 MPa; factorii de corecie pentru rugoziti, respectiv pentru deformaiile termice i
elastice SR = 15 m; ST = SD = 0 m.
7. S se dimensioneze cordoanele de sudur de col ntrerupte, de la roata z2. Secunosc: numrul de cordoane nc = 3 (sunt dou rnduri de cordoane); diametrul coroanei roii: Dc = 400 mm; grosimea de calcul a cordoanelor a = 2,5 mm; tensiunea admisibil pentru cordoanele de sudur as = 20 MPa.
ORGANE DE MAINI PENTRU PROFIL ENERGETIC - APLICAII
- 68 -
8. S se verifice la solicitare compus static, arborele tubular II. Se cunosc: diametrul arborelui d = 60 mm; diametrul interior di = 30 mm; distana dintre reazeme = 130 mm; tensiunile de ncovoiere admisibile pentru ciclurile de solicitare static,
pulsator i alternant simetric: ai I = 230 MPa; ai II = 110 MPa; ai III = 65MPa.
REZOLVARE1. Calculul momentelor de torsiune impune determinarea puterilor i turaiilor
pe arborii transmisiei:
pr2a
VIVIII
PPP+
= = 21 kW; pla
IIIII
PP
= = 21,68 kW;TRFpla
III
PP
= = 23,78 kW;
2DDi1
2TRF == ; 1
212 z
zi = = 4,1;1
313 z
zi = = 4,9 .
TRF
1II i
nn = = 480 rot/min; IIIII nn = = 480 rot/min; 12
IIIIV i
nn = = 118,44 rot/min;
13
IIIV i
nn = = 97 rot/min.
Momentele de torsiune vor avea astfel valorile:
I
I7
tI nP103M
= = 236.576 Nmm; II
II7
tII nP103M
= = 431.421 Nmm;
III
III7
tIII nP103M
= = 418.478 Nmm; IV
IV7
tIV nP103M
= = 967.494 Nmm;
V
V7
tV nP103M
= = 787.398 Nmm.
2. Fora normal de apsare necesar pentru transmiterea momentului MtI este:
1
tIn D
M2F
= = 44.358 N.
Fora Q cu care se realizeaz tensionarea transmisiei este:Q = Fn = 44.358 N;
Calculul razei de curbur echivalente i respectiv a modulului de elasticitateechivalent,
21 D2
D2
1
+= = 26,66 mm;
21 E1
E1
2E+
= = 2,1 . 10 5 MPa.
permit n final determinarea tensiunii hertziene:
ORGANE DE MAINI PENTRU PROFIL ENERGETIC - APLICAII
- 69 -
=E
bF418,0 nH = 1,104
. 10 3 MPa > Ha = 1.000 MPa.
Valoarea calculat este mai mare dect cea admisibil, impunndu-seredimensionarea transmisiei prin roi cu friciune.
3. Diametrele de divizare, de baz, de cap i respectiv de picior sunt:
=
coszmd 1n1 = 77,17242 mm; on11b cosdd = = 72,5183 mm;
( )1n*an0n11a xhm2dd ++= = 89,17242 mm;( )1n*fn0n11f xhm2dd = = 71,17242 mm.Forele nominale, tangenial, radial i axial sunt:
1
tIII1t d
M2F = = 10.845 N;
=
costgFF n01t1r = 4.008 N;
= tgFF 1t1a = 1.912 N.
4. Solicitarea lagrelor este dat de fora normal de apsare a transmisiei prinroi cu friciune:
2FF nrA = = 22.179 N.
Verificarea presiunii medii:
DBFp rAm
= = 7,39 MPa < pa = 10 MPa.
Viteza periferic este:
100060nDU II
= = 1,25 m/s.
Verificarea lagrului la uzur, adic a produsului presiune vitez:pm . U = 9,29 MPa . m/s > (p . U)a = 2 MPa . m/s.
Valoarea calculat este mai mare dect cea admisibil,deci lagrul nu rezist.
5. Fora de apsare pe care trebuie s o asigure fiecare dintre cele ase arcurieste:
6QQ1 = = 7,393
. 10 3 N.
Coeficientul care ine cont de faptul c spira este elicoidal este:
i6,11k += = 1,4 .
Diametrul minim necesar pentru srma arcului este:
ta
1 ikQ8d
= = 10,26 mm.
Se adopt valoarea d = 10,5 mm. Diametrul mediu al nfurrii este:
ORGANE DE MAINI PENTRU PROFIL ENERGETIC - APLICAII
- 70 -
Dm = i . d = 42 mm.iar sgeata:
dGniQ8f
31
= = 16,96 mm.
6. Tensiunea superficial de contact minim necesar pentru transmitereamomentului de torsiune MtIII este:
B
21a
2tIII
min,s Ld
FdM2
+
= = 10,89 MPa.
Strngerea teoretic minim necesar este:
mm010,0EK
EKdS
b
b
a
amin,smin,t =
+= .
Strngerea corectat minim necesar este:
mm025,01000
SSSSS DTRmin,tmin,c =++
+= .
Verificarea strngerii minime corespunztoare ajustajului prescris:min,csiSTASmin, Smm057,0AaS >== .
7. Se determin fora tangenial care solicit la forfecare cele dou rnduri decordoane:
a7.0DM2T
c
tIV
= = 4.858 N.
Lungimea necesar pentru un cordon este:
a2an2
T
sac
+
= = 21 mm.
Unghiul la centru corespunztor unui cordon este:0
0
c
1,6180a7,0D
2=
= .
8. Seciunea unde solicitarea atinge valoarea maxim este la mijlocul distaneidintre reazeme, unde momentul de ncovoiere are valoarea:
21FM rAi = = 1.441.637 Nmm.
Momentul de ncovoiere echivalent, care nglobeaz i efectulmomentului de torsiune al arborelui, se determin innd cont i de modul de variaien timp al tensiunilor de ncovoiere (ciclu alternant simetric) i respectiv de rsucire(ciclu pulsator):
iaII
iaIII
= = 0,59; ( )2tII2iiech MMM += = 1.464.004 Nmm.
ORGANE DE MAINI PENTRU PROFIL ENERGETIC - APLICAII
- 71 -
Verificarea tensiunii de ncovoiere echivalente:
ddd
32
M4i
4iech
iech
= = 73,64 MPa > ai III = 65 MPa.
Deoarece tensiunea de ncovoiere echivalent este mai mare dect ceaadmisibil, se impune redimensionarea constructiv a arborelui.
PROBLEMA 8REZOLVARE