UNIVERSITATEA "MARITIMA" CONSTANTAFACULTATEA ELECTROMACANICA
NAVALAINGINERIE ELECTRICAELECTROMECANICA NAVALAPROIECTORGANE DE
MASINIRealizat, ndrumtor,Sef lucrari dr.ing.LUCIAN GRIGORESCUAN III
I.F.R.Tema lucrrii:Sa se proiecteze o transmisie mecanica necesara
actionarii unui troliu 2CUPRINSI.
INTRODUCERE...............................................................................................................31.
Enun...........................................................................................................................35.8.1
Calculul coeficientului de siguran
c............................................................28I.
INTRODUCERE1. EnunS se proiecteze o transmisie mecanica necesara
actionarii unui toliu campusa din1.motor electric trifazat cu
rotorul in scutrcircuit2.reductor de turatie cu o treapta de roti
dintate cilindrice cu dinti inclinati3.cuplaj elastic cu bolturi
Date de proiectare:P2[KW]-puterea necesara la masina de lucru
=6KWn[rot/min]-turatia motorului electric=1000rot/minia-raportul de
transmitere al reductorului=2,8Lh[ore]-durata de functionare
=5000hTransmisia functioneaza in doua schimburi32ALEGEREA MOTORULUI
ELECTRIC2.1 Determinarea puterii motorului electricSchema
cinematica si alegerea motorului electricDeoarecemotoarele
utilajelor propuse a fi actionate lucreaza in regim de lunga durata
cu sarcina constanta,determinarea puterii se face pentru aceasta
situatie.Puterea motorului Pe se determina cu relatia:(1.1)Unde P2
puterea la arborele de iesire din reductor in KW;-randamentul total
al mecanismului de actionare,determinat cu relatia: (1.2)a
-randamentul angrenajului ; a =0,96..0,98-pentru angrenaj cu roti
dintate cilindricel =0,99..0,995-randamentul unei perechi de lagare
cu rulmentiu =0,99-randamentul ungerii2.2 Alegerea motorului
electricPentrualegereaseriei motorului electric trebuiesasecunoasca
putereanecesara actionarii Pe si turatia la arborele motorului
electric nDin relatiile 1.1 si 1.2 rezultaIn functie de turatia n
=1000 rot/min din tema se parcurge coloana a doua din tabelul 1.2
astfel incat sa fie satisfacuta conditiaP>=PeSe alege tipul
motorului caracterizat prin seria sa care are puterea nominala
P[KW] si turatia nominala ne[rot/min]Rezulta seria motorului ASI
160M-42-6 (Anexa 1)Motoarele electrice sincrone trifazate cu
rotorul in scurt circuit se simbolizeazaprin grupul de litere ASI
urmat de un grup de cifre si o litera majuscula.De exemplu ASI
160M-42-6 inseamana :42PePu l a 293 , 0 99 , 0 99 , 0 99 , 0 96 ,
02 u l a KwKw Kw45 , 693 . 06 6Pe A- motor asincron trifazatS-rotor
in scurtcircuitI-constructie inchisa(capsulata)160M-gabaritul
142,mediu,ceeaceinseamnacainaltimeaaxului masinii estede 160mm de
la planul talpilor de fixare,iar motorul este executat in lungime
medie42-diametrul capatului de arbore6-numarul de poli care indica
viteza de sincronism respectiv 1000rot/min in cazul dat1.3 Calculul
cinematic al transmisiei1.3.1 Stabilirea turatiei la arborin1=ne
;Se alege penru calcul n1=ne=960rot/min2.2 Stabilirea puterilor
debitate pe arboriPuterea debitata pe arborele
1:P1=Pe=6,45Kwn1=ne=960 [rot/min]2.3 Determinarea momentelor de
torsiune ale arborilorP1 - puterea la arborele conductor, n kW;P2 -
puterea la arborele condus, n kW;n1,n2 - turaiile la arborele
conductor, respectiv condus, n rot/min.3 DIMENSIONAREA
ANGRENAJULUI3.1 Materiale pentru roi dinateMaterialeleroilor
dinatetrebuiesndeplineasc, nscopul uzrii uniformea pinionului i
roii conduse, urmtoarea condiie de duritate: 1 2HB 85 , 0 8 , 0 HB
HB2-duritatea materialului roii conduseHB1- duritatea materialului
pinionului5NmmrotKwnP49 , 167616min / 342 14 , 36 301022 30Mt26
NmmrotKwnP64164min / 960 14 . 345 , 6 301011 30Mt16 min / 3428 ,
2960 1n2 rotian Pentru construcia roilor dinate se poate utiliza o
mare varietate de materiale. Opiunea asupra unuia sau altuia dintre
acestea are implicaii asupra gabaritului transmisiei, tehnologiei
de execuie, preului de cost etc.In general, alegerea materialului
pentru roile dinate trebuie sa aib n vedere urmtoarelecriterii:-
felul angrenajului i destinaia acestuia;- condiiile de exploatare
(mrimea i natura ncrcrii, mrimea vitezelor periferice, durata de
funcionare i condiiile de mediu);- tehnologia de execuie agreat;-
restriciile impuse prin gabarit, durabilitate i pre de
fabricaie.Principalele materiale folosite n construcia roilor
dinate sunt: oelurile, fontele, unele aliaje neferoase i
materialele plastice.Oelurile sunt utilizate, n general, pentru
angrenajele de lucru, la care uzura trebuie s fie ct mai mic.Din
aceast grup se folosesc oelurile carbon de calitate i oelurile
aliate. Aceste materiale se supun tratamentelor termice n scopul
ameliorrii caracteristicilor de rezisten i a mbuntirii comportrii
flancurilor dinilor la diverse forme de uzur.In alegerea oelurilor
se pot face urmtoarele recomandri:- Roile care angreneaz s nu fie
executate din acelai material (la materiale identice tendina de
gripare este maxim).- Roata conductoare funcioneaz n condiii mai
grele dect roata condus, deci trebuie s fie executat dintr-un
material cu caracteristici mecanice superioare. Cteva combinaii de
materiale ntlnite la reductoare de uz general sunt: OLC45 / OLC35;
OLC60 / OLC45; OLC60 / OLC35; 40Cr10 / OLC45; OLC35 / OL70; OLC15 /
OLC10; 41MoCr11 / 40Cr10; 33MoCr11 / OLC45 etc.- Pentru
reductoarele obinuite se recomand utilizarea oelurilor cu duriti
mici i mijlocii HB (2500...3500) MPa, astfel micorndu-se pericolul
griprii, diferena ntre roi fiind de HB (200...300)MPaFontele se
utilizeaz pentru angrenajele de dimensiuni mari care funcioneaz cu
viteze periferice relativ sczute.Roile dinate executate din fonte
rezist bine la uzur dar nu se recomand n cazul solicitrilor de
ncovoierePentru roile dinate puin solicitate se utilizeaz materiale
neferoase de tipul alamei i bronzului. Aceste materiale se
prelucreaz uor, se comport bine la uzur i sunt
antimagnetice.Materialele plastice se utilizeaz acolo unde
condiiile de exploatare a roilor dinate permit acest lucru. Ele
prezint avantajul reducerii zgomotului, dar nu pot fi folosite dect
ntr-un domeniu restrns de temperatur i umiditate.In funcie de modul
de solicitare se recomand urmtoarele:- pentru angrenaje puternic
solicitate i viteze periferice v (3...12) m/s: oeluri aliate
decementare (21MoMnCr12; 15MoMnCr12; 13Cr08; 21TiMnCr12; 18MoCr10),
cementate n adncime- pentru angrenaje mediu solicitate i viteze
periferice v (4..8) m/s: oeluri carbon decalitate (OLC 35; OLC 45;
OLC 60) i oeluri aliate (35CrMnSi13; 40Cr10; 41MoCr11)
mbuntite.-pentru viteze v (8...12) m/s: oeluri carbon de calitate i
aliate (OLC 35; OLC 45; 40Cr10;41MoCr11) mbuntite la 30...35 HRC i
clite superficial la 50...55 HRC.6- pentru angrenaje slab
solicitate i viteze periferice v(6...12) m/s: oeluri carbon de
cementare (OLC 10; OLC 15) cementate pe o adncime de (0,6...1) mm i
clite la (50...60) HRC pe suprafa.-pentru v < 6 m/s: oeluri
carbon de calitate (OLC 35; OLC 45; OLC 60) i oeluri aliate
(40Cr10; 35 Mn16; 27MnSi12; 31CrMnSi10; 35CrMnSi13) mbuntite la
(20...25) HRC.- pentru angrenaje foarte slab solicitate, indiferent
de vitez: oeluri carbon obinuite netratate (OL42; OL50; OL60;
OL70), oeluri turnate (OT45; OT50), font turnat (Fgn600; Fgn700),
textolit.3.2.Alegeraea finala matierialului pentru pinion si roata
condusa:Din considerente tehnice si economice am adoptat atat
pentru pinion cat si pentru roata materialul OLC 45 care este otel
de imbunatatire cu o durabilitate mai mica decat 350 HB.Angrenajele
confectionate din oteluri de inbunatatire sau normalizate au o
capacitate portant mai redusa decat cele din grupa otelurilor
durificate, dar tehnologia de executie este mai simpla deci si
pretul de fabricatie este mai redus.Proprietile fizico-mecanice ale
materialelor alesePentru o tehnologie normal de execuie a roilor
dinate se adopt valori medii ale eforturilor unitare limit ( flim i
( Hlim din intervalul de valori indicate n tabelul de mai sus.n
funcie de materialele alese, a tehnologiei de execuie i a
eforturilor unitare limit am adoptat treapta de precizie a
angrenajului i jocul dintre flancuri 7. Conform anexa
Hlim=1.5D+200=500 MpaFlim=0.4D+120=200 MpaRm=500..610 Mpapo,2=360
MpaMaterialSTASTTDuritateRezisten la piting Hlim[ M Pa]Rezistena la
piciorul dinteluiFlim[ M Pa]Rezistena la rupereR( r)Limita de
curgereo2 ( c)Miez-DHBFlanc-DFHRCOLC 45 Im880-88m 200230 1,5D+200
0,4D+120 620660 3604007unde:Hlim- rezistenta la pittingFlim
rezistenta la piciorul dinteluiRm rezistenta la ruperepo,2 - limita
de curgere3.3. Calculul distantei dintre axeSe determina din
conditiile de rezistenta a danturii la presiunea de contact
hertziana si se determina cu relatia:32lim12 min1) 1 (uuM k ku aH
dtp A H+ + unde:kH factorul gobal al presiunii hertziene de
contact;kH = (80000-100 000) MPakH = 85000 MPakA factorul de
utilizare;kA = 1 Mtp momentde torsiune;Mtp = Mt1 = 79752 Nmmu= iR =
i12 = 2,5d factorul latimii danturii se alege conform
(Anexa3)Treapta de precizie 5...7 (5)Asezarea piciorului fata
dereazem este simetricad = 0,5Cu valorile precizate se obtine:11 ,
1488 , 28 , 2 1500 5 . 064164 85000) 8 , 2 1 ( 3212 min+ +
avalorile rezultate din calcul se standardizeaza conform STAS 6055
82 superioara (Anexa 2)160stasa 8min0, 05stasstasa aa=>160 1480,
075 0, 05160 >-conditie neindeplinita deci alegemaw12 = 140
3.4Calculul modulului normal2lim212min) 1 ( uaM K KmF w dtp A Fn+
KF factorul global al tensiunii de la piciorul dinteluiKF=
1,6...1,8 KF=1,8KA=1Mtp=Mt1=79752Nmmd=0.5 u=2,5aW12=140Flim=200
MPaCu valorile precizate mai sus se obtine:8035 , 0 ) 8 , 2 1 (200
140 5 , 064164 1 7 , 122min + nmModulul danturii este standardizat
prin STAS 822-82. Deoarece mnmin + + > + + na fw nna fw nmd da
cmd da c-nlimea dinilor, h1 i h2 :h1 = (da1 - df1) / 2 = (
79,17045-67,92995 ) /2 = 5,62 [mm];h2 = (da2 - df2) / 2 = (
211,5372-200,2872 ) /2 = 5,62 [mm];- Unghiul de presiune la capul
dintelui, a1 i a2 ;2601 , 24 cos arccos2915 , 29 cos
arccos222111
,_
,_
taataadddd - Limea danturii roilor b1 i b2: Pentru compensarea
erorilor de montaj axial, latimea pinionului se adopta mai mare
decat latimea danturii rotii.Valorile obtinute se rotunjesc in
mm.b2 = d1 d = 73,61900 0,7=53,5353=55mmb1 = b2 +( 1 2 ) mn =
53,5353+1,52,5=55,2853=58mm133.11.3 Gradul de acoperireGradul de
acoperire pentru un angrenaj cu roti dintate cilindrice cu dinti
inclinati se determina cu relatia : = + 1,2[ ] 92 , 114 , 3 260348
, 12) 2 1 ( 2 1212 1 + + t a atg z z tg z tg z 1400 , 15 , 210 sin
51,5353 sin 2 mnb3.11.4Randamentul angrenrii, aRandamentul unei
trepte cu roi dinate cilindrice se determin cu relaia9806 , 081 29
9848 , 0 2110 92 , 1 135 , 0 14 , 31 )1 1(10 cos12 1 + z z faa
3.12.Calculul fortelor din angrenajul cilindric cu dinti
inclinatiFortele nomimale din angrenaj se determina din momentul de
torsiune motor existent pe arborele pinionului.Forta normala pe
dinte Fn, aplicata in punctul de intersectie al liniei de angrenare
cu cercul de divizare, se descompune intr-o forta tangentiala Ft la
cercul de divizare, o forta radiala Fr la acelasi cerc si o forta
axiala Fa.3.12.1 Fortele tangentiale Ft1,2NdMF Ftpt t2 , 204061 ,
7364164 2212 1 3.12.2 Fortele radiale Fr1,21 2 1 112040, 21 20,
283559 753,88cosr r t n t tF F F tg F tg tg N 3.12.3 Fortele axiale
Fa1,21 2 12040, 21 10 359, 74a a tF F F tg tg N 3.12.4 Forta
normala pe flancul dintelui Fn1,22 2 2 11 1 12040, 212227, 78cos
cos cos 20cos10tn t r anFF F F F N + + 144. VERIFICAREA LA NCLZIRE
A REDUCTOARELOR4 .1 Alegerea lubrifiantului si a sistemului de
ungere Conditiile de alegere a lubrifiantului sunt impuse, n primul
rand, de tipul angrenajului, de regimul sau cinematic si de
incarcare.Pentru viteze periferice mai mari ale rotilor ( 4 15 m /
s ) se recomanda uleiurile minerale aditivate sau
neaditivate.Vascozitateacinematicauleiului ( 50latemperaturade50C),
necesar ungerii angrenajului cilindrice si conice, se determina: 4
, 0vt w125 vt w - viteza tangenial din polul angrenrii;vt w = dw
npinion / 60 103 = 73,46145 960 / 60 103 = 2,934m/s0,4 0,4125
12581, 69vt w2,934 Din(Anexa4) amadoptat tipul
uleiuluiTIN82EPmediuaditivat, cuurmatoarele caracteristici:-
indicele de vascozitate IV =60- punctul de congelare - 20oC4.2
Calculul elementelor geometrice ale carcaselor Cotele legate de
carcasa se calculeaza si se rotunjesc la numere intregi in
mm.Diametrele suruburilor se adopta conform sirului
standardizatgrosimea peretelui corpului :=0.025a+3mma=aw la
reductoarele cilindrice cu o treapta , in mm=0.025a+3mm=0.025140+3=
6,5[mm]=>adopt=7[mm]grosimea peretelui
capacului1=0.8=0.87=5,6[mm] =>adopt=6[mm]grosiema flansei
corpuluih=1,5 ==1,57=10,5[mm]=> adopt h=11[mm]grosimea
capaculuih1=1,5 1=1.56=9[mm]grosimea talpiit=1,5
=1,57=10,5[mm]=> adopt t=11[mm]grosiema nervurilor corpului
c15c=0.8 =0.87=5,6[mm] adopt c=6[mm]grosiema nervurilor capacului
c1c1=0.8 1=0.8 6=4,8[mm]=> adopt c1=5 [mm]diametrul
suruburilorde fixare a reductorului pe fundatie dd=1,5 =1,5
7=10,5[mm]=> adopt d=12[mm]diametrul suruburilorde fixare a
capacului de corpul reductorului , care se afla langa lagare
d1d1=0,75 d=0,75 12=9[mm] => adopt d1=10[mm]diametrul
suruburilorde fixare a capacului de corpul reductorului , care nu
se afla langa lagare d2d2=0,50 d=0,50 12=6[mm]diametrul suruburilor
capacelor lagarelor d3d3=0.75d2=0.756=4,5[mm]=>adopt
d3=6[mm]latimea flansei corpului si a capacului
kk=3d2=36=18[mm]distanta minima intre rotile dintate si suprafata
interioara a reductorului 1,5=> 1,57=> 10,5[mm]=>
=15[mm]distanta intre roata cea mare si fundul baii de ulei
115=> 157=> 135[mm]=> 1=40[mm]distanta de la rulment la
marginea interioara a carcasei reductorului l1l1=(510mm)=>
l1=10[mm]latimea capacului lagarului l4l4=(1525mm)=>
l4=20[mm]latimea rulmentului l5l5=(0.40.8mm)dmax=(1428mm) =>
l5=18 [mm]dmax=max(dI,dII)= max(28,35)=354.3Predimensionarea
arborilor i alegerea capetelor de arboriMomentele de incovoiere nu
pot fi determinate nfaza depredimensionare intrucat nu se cunoaste
pozitia fortelor fata de reazeme; in aceasta situatie
predimensionareasefacenumai latorsiune(Mt) insadmitandvalori
reduseale tensiunilor admisibile;at = (1530 ) N / mm2at=20
MPaAlegem n functie de momentul de torsiune transmisibil ce se
calculeaza pentru fiecare arbore din extras STAS 8724/3-74mm
dMdatt30 28 , 2620 14 , 364164 16 1613 311 > 16mm dMdatt38 63 ,
3520 14 , 349 , 167617 16 1623 322 > 4.4Calculul suprafetei
reductoruluimmdaR 39 , 123 6 15278245 , 204122 + + + + mmdar 31 ,
64 6 15242196 , 86121 + + + + mm mm r R a L 328 70 , 327 31 , 64 39
, 123 140 + + + + mm b l 103 14 30 59 2 2 1 + + + + mm mm tdaH 154
39 , 153 11 40278245 , 204122 + + + + 422 , 014031 , 64 39 , 123a r
Rtg2 26921038 , 0 9213 , 0 / 140 103 ) 31 , 6439 , 123 ( 2 / 14 , 3
103 ) 31 , 64 39 , 123 ( 140 31 , 64 140 2 ) 31 , 64 31 , 64 39 ,
123 39 , 123 ( 2 / 14 , 3431 154 2 103 328cos) (2) ( 2 ) (2) ( 22
2mar R l r R a r a r R l L H l L S + + + + + + + +
,_
+ + + + + + + + + Sc=1,2S=1,20,26921038=0,3230m24.5 Randamentul
total al reductoruluiRandamentul unui reductor cu k trepte de
reducere se determin cu relaia:u l a R 2a - randamentul
angrenajului1 1 3,140,1352,16991 ( ) 1 0, 97684cos10 1 2 20,
98482871aaf z z + coeficient de frecare dintre flancuri=0.08 gradul
de acoperire al angrenajului=10 - unghiul de inclinare al danturii
rotilor dintate z1, z2 numarul de dinti ai rotilor aflate in
angrenarel - randamentul lagarelor995 . 0 l17u - randamentul
datorat pierderilor prin barbotare977 . 0 993 . 0 995 . 0 976 .
0993 . 010 69920070 979 , 3 55 979 , 3 8110200812662 12 + Ruit tw
twuPz zv v b vTemperatura de functionare a reductorului se
stabileste din conditia de echilibru termic. Astfel, caldura
produsa in timpul functionarii in reductor sa fie egala cu cea
evacuata in mediul inconjurator prin conductibilitate, radiatie,
convectie.( )01tS KPtp+ + t temperatura medie de functionare a
reductoruluieRRpP P 1K coeficient de transfer de caldura prin
carcasa reductorului018 . 0 K coeficient care tine seama de
evacuarea caldurii prin placa de fundatie25 . 0 ... 05 . 0 Aleg25 .
0 S suprafata libera de racirea carcasei in [m2]t0 temperatura
mediului ambiant, t0=20Cta=70...85CKW P PeRRp1518 , 0 45 , 6977 ,
0977 , 0 1 1 ( ) ( )C C C tS KPtp67 20 47 203230 , 0 25 , 0 1 018 ,
01518 , 010 + + + + + 5.CALCULUL ARBORILOR5.1.Matierialul pentru
arbori Materialul ales pentru constructiaarborilor este OL 60 otel
de calitateSTAS 880-88.5 .2 Alegerea rulmentilor pentru
arboriRulmentul se alege in functie de diametrul fusului dfus
.Diametrul fusului se alege constructiv in functie de diametrul
capatului de arbore dca si trebuie sa fie divizibil cu 5.18Atat
pentru arborele pinionului cat si pentru cel al rotii am ales
rulmenti radiali cu bile clasa 1 de utilizare.
dfus=dca+8..5=5Xdfus1=30+5=35 [mm]=35mmdfus2=38+5=43 [mm]=45mm5.2.1
Rulmentii pentru arborele pinionului:Pentru arborele pinionului am
ales rulmenti radiali axiali cu bile pe un rand clasa 1 de
utilizare, avand urmatoarele caracteristici:drul
I=40[mm]D=72[mm]B=17[mm]C=39,7[KN]C0=20,1[KN]e=0,48Y=1,16Seria
7207C5.2.2 Rulmentii pentru arborele rotii:Pentru arborele rotii am
ales acelasi tip de rulment dar cu alte caracteristicidrul
II=45[mm]D=80[mm]B=18[mm]C=35,5[KN]C0=25,1[KN]e=0,4Y=1,42Seria
7208C5 .3.Trasarea diagramelor de momente incovoietoare 5 .3.1
Stabilirea solicitarii arborilor Atat arborele motor (I) , pe care
va fi montat pinionul cat si arborele condus (II) , pe care va fi
montata z2 , sunt incadrati , fiecare , de reactiunile , respectiv
actiunile fortelor de angrenare.Fortele care intra in cei doi
arbori se exercita la mijlocul distantei dintre reazeme.5 .3.2
Construirea diagramelor de momente (incovoietoare si de torsiune)
Arborele I19RH2Fa1Fr1Ft11234RH469 64
64d1/2Fa1Fr1RH2RH4H-31247,03-17001,32RV2Ft1RV4V65286,72+-+79752Mt1mmll
lll 6921820 202402 2'54 231 + + + + + + mmblll 6426015 102182
2'1152 + + + + + + ( ) ( )12 1 1 4440 64 64 64 0279, 2359, 74 753,
8864 128 02265, 64H a r HHHdM F F RRR N + + + 20( ) ( )14 2 1 1220
64 64 64 0279, 2128 359, 74 753, 8864 02488, 23H H a rHHdM R F FRR
N + ( ) ( )3 max 264 488, 2364 31247, 03H HM R Nmm ( )131 2 179,
264 488, 2364 359, 74 31247, 03 14245, 70 17001, 322 2H H adM R F
Nmm + + + ( ) ( )2 1 4440 64 64 64 02040, 21 64 128 01020,10V t
VVVM F RRR N + ( )3max 264 1020,1064 65286, 72V VM R Nmm 21( ) ( )4
1 2220 64 64 64 02040, 21 64 128 01020,10V t VVVM F RRR N +
d2/2Fa2Fr2Ft2RH75 7664
64RH7Fr2Fa2H5934,0842185,37+RV7Ft265286,4+VMt2+185681,16RH5RH5RV522(
) ( )25 2 2 7770 64 64 64 02200, 83359, 74 753,8864 128 02659,15H a
r HHHdwM F F RRR N + + + -( ) ( )27 2 2 5550 64 64 64 02200, 83359,
74 753,8864 128 0294, 72H a r HHHdwM F F RRR N + + + ( ) ( )6 max
564 92, 7264 5934, 08H HM R Nmm ( )261 max 5 2200, 8364 94, 7264
359, 74 42185, 372 2H H adwM R F Nmm + + ( ) ( )5 2 7770 64 64 64
02040, 21 64 128 01020,10V t VVVM F RRR N + + + ( ) ( )7 2 5550 64
64 64 02040, 21 64 128 01020,10V t VVVM F RRR N + + + ( )6max 564
1020,1064 65286, 40V VM R Nmm 5 .3.3 Calculul momentului
inconvoietor rezultant M ijSe determina momentul incovoietor
rezultant in fiecare punct important prin insumarea geomertica a
componentelor Miv si MiH corespunzatoare , din cele doua plane :2 2
iH iV ijM M M + 2 2 2 23 3 365286, 72 31247, 0372379, 09i i V iHM M
M Nmm + + 2 2 2 26 6 665286, 4 42185, 3777729, 78i i V iHM M M Nmm
+ + 5 .3.4 Calculul momentelor incovoietoare echivalente M
ejMomentul echivalent se determina cu considerarea momentului
incovoietorsi a celui de rasucire in fiecare punct.23Momentul
echivalent se determina cu relatia 2 2) (tj ij ejM M M + Pentru
calculul coeficientului , , consideram arborele din otel carbon de
cea mai buna calitate cu
:r=600[MPa]ai(0)=95[MPa]ai(-1)=55[MPa]at(0)=78[MPa]Coeficientul se
calculeaza cu relatia urmatoare : 578947 , 09555) 0 () 1 ( aiai2 2
2 23 3 1( )72379, 09(0, 57894779752)85852, 21e i tM M M Nmm + + 2 2
2 26 6 2( )77729, 78 (0, 578947 185681,16)132657, 72e i tM M M Nmm
+ + 5 .3.5 Determinarea diametrelor in punctele importante
Diametrul se calculeaza pentru fiecare punct caracteristic al
arborelui utilizandu-se relatia : 3( 1)32[ ]ejaiMd mm3333( 1)32
3285852,1225,143,1455eaiMd adopt d3=26[mm]6336( 1)32 32 132657, 72
29, 073,1455eaiMd adopt d6=30[mm]5.6 Verificarea
arborilorVerificarea arborilor se va face dupa definitizare formei
constructive a arborilor.5.6.1 Forma constructiva a arborilorPentru
a stabili forma constructiva a arborelui este necesar sa se
verifice varianta de montaj a pinionului pe arbore se va adopta
solutia constructiva prin care pinionul se va monta pe arbore cu
pana paralela.Daca df1-d3>20[mm] se va adopta solutia
constructivamontaj pinion pe arbore .5 .6.2 Determinarea formei
constructiva a arborelui
I.df1-d3>20[mm]2474-38>20[mm]36>20[mm]d1=dI=30[mm]d2=drul
I=35[mm]d12=d1+(35)mm=30+(35)mm=3335mm=> adopt
d12=33[mm]d3=d2+(24)mm=35+(24)mm=3739[mm] => adopt
d3=38[mm]d4=d2=drul I=35[mm]d34= d3+(57)mm=38+(57)=4345=> adopt
d34=44[mm]c=5[mm]Solutia este montaj pinion pe arbore cu pana5.6.3
Determinarea formei constructive a arborelui
II.df2-d6>20[mm]192-42>20[mm]
154>20[mm]d8=dII=38[mm]d7=drul
II=45[mm]d78=d8+(35)mm=38+(35)mm=4145mm=> adopt
d78=42[mm]=>d6=d7+(24)mm=45+(24)mm=4749[mm]=>adopt
d6=48[mm]d5=d7=drul
II=45[mm]d56=d6+(57)mm=45+(57)=5052[mm]=>adopt
d56=52[mm]c=(47)[mm]=>c=4[mm]Solutia este montaj roata dintata
pe arbore cu pana5 .7 Calculul asamblarilor cu pene paralele Penele
se aleg in functie de diametrul zonei de arbore pe care se
monteaza.Dimensiunile penei :b=12[mm]h=8[mm]Dimensiunile canalului
peneit1=5[mm] ; t2=3,3[mm]5.7.1 Calculul lungimiii peneiCalcularea
fortei care actioneaza in asamblarea cu pana paralela252[ ]4(1
)tjjjMF Nd +unde: Mtj- momentul de torsiune pe care se sfla panadj-
diametrul arborelui pe tronsonul respectiv al asamblarii=0.15
coeficientul de frecare dintre arbore si pana( ) ( )2262 2
185681,167423, 531 4 / 42 1 0,154 / 3,14MF Nd + + Lungimea penelor
paralele se calculeaza din :Limitarea presiunii de contact21 12
27423, 5320, 62 21890aFl mm l mmhP> > adopt
Pa=90[N/mm2]Conditia de rezistenta la tensiunea de forfecare :22
27423, 5312, 37 13875efFl mm l mmh> >
af=(0.2..0.3)c=0.25*300=75 [MPa]Pana se executa din OL60=
c=300[MPa]lstmax(l1,l2) max(21,13)lst21[mm]adopt lst=25[mm]Lungimea
penei se va corela si cu latimea butucului rotii
dintatelst=(0,80,9) lbutuclbutuc t=b2=55mmlst0,855=44[mm]adopt
lst=45[mm]5.8 Verificarea la oboseala a arborilorSe face , din
considerente , numai in punctual 6 al arborelui II.Concentratorul
de tensiune este canalul de pana prelucrat cu freza
deget.Materialul arborilor este OL60 ; calitatea suprafetei in
sectiunea verificata e strunjire fina ; diametrele sectiunii
verificate , d6 , este cel masurat pe desen.26Sectiunea 664
645934,0842185,3762286,04185681,16VHMt2 Verificarea la oboseal se
face n seciunile cu o concentrare important a eforturilor canale de
pan, salturi de diametre, etc. i const n determinarea
coeficientului de siguran efectiv c i compararea lui cu un
coeficient de siguran admis:5 , 12 2 acc cc cc unde:c coeficient de
siguran la oboseal prin ncovoiere;c - coeficient de siguran la
oboseal prin torsiune.Se va considera c solicitarea de ncovoiere se
produce dup un ciclu alternant simetric iar solicitarea de torsiune
dup un ciclu pulsator.Calculul coeficientului de siguran
cCoeficientul de siguran c se calculeaz cu relaia:11 19, 311, 4 12,
35 00, 920, 88 160 280v mcc + + 27677729, 7812, 356292, 02ivZMW 02
, 6292 85 , 927 88 , 726942 2) 5 42 ( 5 123274088 14 , 32) - (32
621 6 136 dt d t b dWZunde: - coeficient efectiv de concentrare a
tensiunilor , = 1,4. coeficient de calitate al suprafeei , =0.92;
factor dimensional pentru oel carbon cu concentrri moderate, se
gsete = 0,88;-1 rezistena la oboseal a materialului arboreluim
tensiunea medie la solicitarea de ncovoiere a seciunii respective(m
= 0 ciclul de solicitare fiind alternant simetric).5.8.1 Calculul
coeficientului de siguran c Coeficientul de siguran c se calculeaz
cu relaia:cm vc + 11unde: = 1,51; = 0,92; = 0,88;92 , 13611 85 ,
927 77 , 1453942 2) 5 42 ( 5 121674088 14 , 32) - (16 621 6 136 dt
d t b dWp2185681,1613, 6413611, 92tv mpMW 11 15, 3713, 64 1, 51 13,
640, 920, 83 160 195v mcc + + 5 , 1 655 , 464 , 866902 , 3437 , 5
31 , 937 , 5 31 , 92 2 2 2 + +acc cc cc 286.VERIFICAREA RULMENTILOR
6.1Alegerea tipului de rulment:Rulmentii deja au fost alesi , din
categoria rulmenti radiali axiali , deoarece angrenajul cilindric
cu dinti inclinati incarca arborele din reazemele cu forta axiala.
De asemenea s-au ales rulmenti radiali axiali cu bile pe un
rand.6.2 Stabilirea incarcarii rulmentilor6.2.1 Fortele radiale din
rulment se calculeaza cu relatia :2 21(2) 1(2) 1(2) r H VF R R
+Fortele radiale din rulment calculate pentru arborele I sunt :2 2
2 21 2 2488, 231020,10909, 99r H VF R R N + + 2 2 2 22 4 4265,
641020,10848, 20r H VF R R N + + Fortele radiale din rulment
calculate pentru arborele II sunt :2 2 2 21 5 594, 721020,10824,
35r H VF R R N + + 2 2 2 22 7 7659,151020,10977, 26r H VF R R N + +
6.2.2 Fortele axiale interneFortele axiale interne , provenite din
descompunerea fortei normala la caile de rulare in directia axei
rulmentului , se vor determina cu urmatoarea relatie , unde se
adopta =150 : 1(2) 1(2)(1.21...1.26)ai rF F tg unde coeficientul
adopta valoarea de 1.21 deoarece avem rulmenti cu
bile.6.2.3Calcularea fortelor axiale interne pentru arborele I :N
tg tg F Fr ai28 , 286 15 99 , 909 21 , 1 21 , 11 1 N tg tg F Fr
ai84 , 266 15 20 , 848 21 , 1 21 , 12 2 6.2.4Calcularea fortelor
axiale interne pentru arborele II :N tg tg F Fr ai34 , 259 15 35 ,
824 21 , 1 21 , 11 1 N tg tg F Fr ai44 , 307 15 26 , 977 21 , 1 21
, 12 2 6.2.5Calculul fortelor axiale preluate de fiecare
rulment6.2.5.1Pentru arborele I avem:Forta din angrenajul cu dinti
inclinati , Fa , este orientata de la dreapta la stanga;Rulmentii
sunt montati in X.N F F F Ra ai ai FA99 , 269 43 , 289 84 , 266 28
, 2861 2 1 + + N F F Fa ai ai27 , 556 43 , 289 84 , 266 28 , 2862 1
+ < + > +ai a aiF F FN F F Fa ai ai77 , 5481 2 + N F Fa ai44
, 3071 1 Cunoscand fortele axiale calculate anterior se determina
raportul Fa1(2)/Fr1(2) si se compara cu valoarea lui e aleasa din
tabele.Daca :Fa1(2)/Fr1(2)e=>x=1 , y=0Fa1(2)/Fr1(2)>e=>x=1
, y=din tabele6.2.5.1 Pentru arborele I :e=0,4848 , 0 61 , 099 ,
909 27 , 55611> raFF=>x=0,4 , y=1,6248 , 0 31 , 020 , 848 84
, 26622< raFF=>x=1 , y=06.2.5.2 Pentru arborele II :e=0,44 ,
0 37 , 035 , 824 44 , 30711< raFF=>x=1 , y=04 , 0 56 , 026 ,
977 77 , 54822> raFF=>x=0,4 , y=1,426.2.6 Calculul sarcinii
dinamiceSarcina dinamica se calculeaza cu relatia : 1(2) 1(2) 1(2)
r aP X V F yF +unde:V coeficient cinematic; V = 1;30X coeficientul
radial al rulmentului;Y coeficientul axialal rulmentului.6.2.6.1
Calculul sarcinii dinamice ce solicita rulmentii de pe arborele I
:P1 = X . V . Fr1 + Y . Fa1 = 0,4.1.909,99+1,62.556,27 =
1265,14[N]P2 = X . V . Fr2 + Y . Fa2 = 0,4.1.848,20+1,62.266,84 =
771,48[N]6.2.6.2 Calculul sarcinii dinamice ce solicita rulmentii
de pe arborele II :P1 = X . V . Fr1 + Y . Fa1 = 1.1.824,35 +0 .
307,44 = 824,35 [N]P2 = X . V . Fr2 + Y . Fa2 = 1.1.977,26 + 1,42 .
548,77= 1756,51 [N]6.2.6.3 Capacitatea dinamic necesar:Se calculeaz
cu relaia:1(2) 1(2)pC P L unde: L durabilitatea nominal a
rulmentului, care se calculeaz cu relaia:660[ ]10hn LL milioane de
rotatii n turaia arborelui;Lh durata de funcionare[ore];p = 3pentru
rulmeni cu bile.arborele I :c=6,45[kw]n1=960 rot/minN C N L P C
29700 80 , 8354 288 141 , 1265331 1 1 < N C N L P C 27100 74 ,
5094 288 48 , 771331 2 2 < arborele IIc=6 [kw]n2=342 rot/minN C
N L P C 35500 09 , 4011 2 , 115 35 , 8243 32 1 1 < N C N L P C
35500 45 , 8546 2 , 115 515 , 17563 32 2 2 < 317.ALEGEREA
CUPLAJULUI Cuplaje cu bolturiLa cuplajul elastic cu bolturi ,
momentul de torsiune se transmite de la o semicupla la cealalta
prin bolturile de fixare si prin bucsele elastice de cauciuc
montate pe bolturi.Cuplajul se executa in tip N , normal,care este
cel mai utilizat.Semicuplele se executa in varianta constructiva Cf
in functie de forma capatului de arbore si de necesitatea fixarii
axiale.Semicuplele cu fixare frontala Cf se utilizeaza in cazul in
care in timpul functionarii apar forte axiale care pot conduce la
deplasare axiala a semicuplei pe capatul de arbore.Marimea
cuplajului se alege in functie de momentul de torsiune de calcul
Mtc ,lu-and in considerare regimul de lucru al masinii antrenate si
al celei motoare prin inter-mediul unui coeficient de serviciu cs,
corelat cu diametrul capatului de arbore.1.55112000797521.5564164
99454, 2tc s t tnstnttc tnM c M McM NmmM NmmM Nmm M
