UNIVERSITATEA TEHNICA CLUJ-NAPOCA FACULTATEA DE CONSTRUCTII DE MASINI CATEDRA : MUSP DISCIPLINA : Organe de Masini

REDUCTOR ORIZONTAL CU ANGRENAJ DE ROTI DINTATE CILINDRICE CU DINTI DREPTI

STUDENT : EREMIA ANDREI ANUL : III

1

CUPRINSCUPRINS................................................................................................................................................................................2 1. MEMORIU TEHNIC..........................................................................................................................................................3

1.1. Consideratii generale...................................................................................................................3 1.2. Partile componente ale reductorului...........................................................................................4 1.3. Variante constructive...................................................................................................................5 1.4. Lubrifianti....................................................................................................................................7 1.5. Norme de tehnica securittii muncii............................................................................................8 1.6. Montarea si demontarea reductorului ........................................................................................82. MEMORIU JUSTIFICATIV DE CALCUL.......................................................................................................................9

2.1. Calculul raportului de transmitere a reductorului :....................................................................9 2.3. Calculul turatiei arborilor reductorului. Calculul momentelor de torsiune pe arbori.Calculul puterilor pe arbori..............................................................................................................................9 2.4. Alegerea preliminara a materialelor arborilor si a rotilor dintate...........................................10 2.5. Predimensionarea angrenajului................................................................................................10 2.6. Calculul angrenajului...............................................................................................................12 2.7. Verificarea angrenajului..........................................................................................................13 2.8. Calculul transmisiei cu curele trapezoidale.....................................................................15 2.9. Predimensionarea arborilor ...................................................................................................17 2.10. Calculul reactiunilor pe arbori...............................................................................................19 2.11. Verificarea arborilor la solicitare compusa...........................................................................21 2.12.Alegerea si calculul de verificare a rulmentilor......................................................................21 2.13. Alegerea si calculul de verificare a penelor..........................................................................22 2.14. Alegerea si justificarea sistemului de ungere si de etansare .................................................23 2.15.Verificarea la nclzire a reductorului.....................................................................................24

2

1. MEMORIU TEHNIC

1.1. Consideratii generaleReductoarele pot fi de uz general sau speciale. Reductoarele de uz general au un singur lant cinematic deci un raport de transmitere unic si o carcasa independenta si inchisa. In categoria reductoarelor de uz general nu intra reductoarele cu angrenaje conice si melcate ce au axele in alta pozitie decat orizontala sau verticala si respectiv unghiul dintre axe diferit de 90. Reductoarele pot fi cu una, doua sau mai multe trepte de reducere, construite fie ca subansamble izolate, fie ca, facand parte din ansamblul unei masini. In functie de pozitiile relative ale arborelui motor si condus reductoarele se construiesc cu roti dintate cilindrice (cand cele doua axe sunt paralele sau coaxiale), cu roti conice si roti pseudoconice (cand cei doi arbori sunt concurenti sau incrucisati) sau in combinatii de roti conice sau angrenaje melcate cu roti cilindrice (la rapoarte de transmitere mari). Reductoarele cu angrenaje cilindrice sunt cele mai raspandite datorita gamei largi de puteri si rapoarte de transmitere ce se pot realiza cu ajutorul lor cat si a posibilitatii tipizarii si executiei in uzine specializate. Reductoarele cilindrice sunt standardizate si tipizate. Sunt standardizate distanta intre axe, raportul de transmitere si dimensiunile principale, ceea ce permite fabricarea in serie a carcaselor si utilizarea la reductoare de diverse puteri si rapoarte de transmitere. Reductoarele cu angrenaje cilindrice pot fi construite cu roti dintate cilindrice cu dinti drepti, inclinati sau in V, cu dantura exterioara si, foarte rar, cu dantura interioara. Felul danturii depinde de viteza periferica a rotii si de destinatia transmisiei. Rotile dintate cilindrice cu dinti drepti se recomanda: la viteze periferice reduse, cand nu apar socuri si zgomot, in cazul in care nu se admit forte axiale in arbori si lagare; la cutii de viteze cu roti deplasabile etc. Rotile dintate cilindrice cu dinti inclinati si in V se recomanda la angrenaje silentioase si la viteze periferice mari. Rotile dintate cu dinti in V se folosesc, de preferinta, la reductoarele cu dimensiuni mari pe cand cele cu dinti drepti si inclinati la reductoarele si mijlocii. In general se prefera rotile dintate cu dinti drepti, din cauza tehnologiei si a montajului lor mai simplu. Reductoarele cu o treapta au la baza angrenaje cilindrice, conice sau pseudoconice si melcate montate in carcase Reductoarele, dupa tipul angrenajului, pot fi: cilindrice, conice, elicoidale, pseudoconice, melcate sau combinate. Dupa pozitia arborilor reductoarele pot fi : orizontale, verticale si inclinare a. Reductoare orizontale : cu pozitia orizontala a axelor si cu planul de operare al carcasei in planul arborilor. El este cel mai avantajos de utilizat datorita faptului ca se realizeaza o ungere buna a angrenajelor, iar din punct de vedere constructiv este mai usor de realizat. Carcasa turnata din fonta are avantajul ca se comporta mai bine la vibratii si se realizeaza pentru serii mici de lucru. b. Reductoare verticale : cu pozitia in plan vertical al axelor. Acesta are dezavantajul faptului ca nu are loc la motor iar ungerea se realizeaza mai greu. c. Reductorul inclinat : cu pozitia in planinclinat a axelor. Acesta are dezavantajul faptul ca ungerea se realizeaza destul de greu.3

Dupa pozitia axelor rotilor dintate distingem reductoare cu axe fixe si reductoare cu axe mobile (reductoare diferentiale si reductoare planetare). Reductoarele cu roti dintate au o larga utilizare datorita avantajelor pe care le prezinta: raport de transmitere constant, posibilitati de realizare a unor transmisii cu incarcari de la cativa newtoni la incarcari foarte mari, gabarit redus si randement ridicat, intretinere simpla si ieftina etc. Ca dezavantaje se mentioneaza: cost relativ ridicat, executie si montaj de precizie, producerea de zgomot, socuri

1.2. Partile componente ale reductoruluiComponentele reductorului cu o singura treapta sunt urmatoarele: Carcasa reductorului: se compune in general din doua parti, corp si capac, ansamblate intre ele prin stifturi de centrare si prin suruburi de fixare. Stifturile din centrare sunt necesare pentru asigurarea unei pozitii precise a capacului in raport cu corpul reductorului. De cele mai multe ori carcasa este realizata prin turnare avand prevazute nervure de ridigizare si racier. In cazul unor unicate sau serii mici de fabricatie carcasa se poate realize si prin sudare. Arborii: sunt realizati de obicei cu sectiune variabila ( in trepte), avand capetele cu diametru si lungimea standardizata, prevazuta cu pene pentru transmiterea momentului de torsiune. Arborele pe are se introduce micsorarea in redactor se poate executa impreuna cu pinionul cilintric, cu pinionul conic sau cu melcat motor de reducere a gabaritului si cresterii rezistentei pinionului. Orice reductor are un arbore de intrare si unul de iesire. La reductoarele cu mai multe trepte exista si arbori intermediari. Arborii pot si orizontal sau verticali in functie de tipul si pozitiarelativa a angrenajelor, locul de utilizare a reductorului, etc. Rorile dintate: sunt montate pe arbori prin intermediul unor pene paralele si fixate axial cu ajutorul umerilor executati pe arbori, cu bucse distantiere, etc. In cazul cand dantura se executa prin material deficitar se recomanda executarea rotii din doua materiale. Lagarele: in general sunt cu rastogolire, folosind rulmenti cu bile sau cu role. Uneori, la turatii mici, reductoarele se pot realize si cu lagare cu alunecare. Ungerea rulmentiilor se poate realize cu ajutorul uleiului din redactor sau cu vaselina destinata in acest scop. Reglarea jocului din rulmenti se face prin intermediul capacelor sau piulitelor speciale pentru rulmenti, tinand seama de sistemul de montare in 0 sau in X. Elemente de etansare: utilizate mai frecvent in cazul reductoarelor, sunt mansetele de rotatie cu buza de etnas are si inele din pasla. Capacele: servesc la fixarea si reglarea jocului din rulmenti, la asigurarea etansarii, fiind prinse in peretele reductorului cu ajutorul suruburilor. Dispozitive de ungere: sunt necesare pentru asigurarea ungerii cu ulei sau vaselina a rulmentiilor, uneori chiar a angrenajelor cand nici una din rotile dintate nu ajunge in baia de ulei. Conducerea lubrifiantului la locul de ungere se realizeaza folosind diverse constructii de dispozitive de ungere ( canalede ungere, ungatoare, roti de ungere, inele de ungere, lant de ungere, etc.) Indicatorul nivelului de ulei: din reductor, in cele mai multe cazuri este executat sub forma unei tije pe care sunt marcate nivelul maxim respectiv minim al uleiului. Exista si indicatoare care

4

functioneaza pe principiul vaselor comunicante, realizate pe baza unui tub transparent care comunica cu baia de ulei. Elemente pentru ridicarea reductorului: si manipularea lui sunt realizate sub forma unor inele de ridicare cu dimensiuni standardizate si fixate in carcasa prin ansamblarea filetata.

1.3. Variante constructive.Varianta 1 : Este un reductor cu putere de transmitere mare prezentat n figura 1, cu gabarit mare. Rezemarea arborilor se face pe o pereche de rulmenti radiali-axiali cu role conice pentru roata condus, iar rezemarea pinionului se face pe o pereche de rulmenti radiali cu role cilindrice pe un singur rnd.

Fig 1.1

5

Fig 1.2 Schema cinematic

Varianta 2 : Este prezentat un reductor cu dinti drepti, n figura 2, cu o singur treapt de reducere. Este o variant simpl usor de realizat avnd un gabarit redus. Pentru varianta aceasta se pot folosi si roti cu dinti nclinati. Sprijinirea arborilor se face pe rulmenti radiali cu bile pe un singur rnd.

Fig 2.1

6

Fig 2.2 Schema cinematic

Se alege varianta constructiv 2, deoarece corespunde cerintelor temei, adic o putere detransmitere mic, si tot odat este o variant economic avnd un gabarit redus, simplu de realizat care nu implic conditii speciale de executie.

1.4. LubrifiantiLa angrenajele cu roti dintate cilindrice tipul ungerii care se realizeaz n aceste angrenaje depinde de : geometria danturii, marimea alunecrilor specifice, sarcina, rugozitatea si duritatea flancurilor, lubrifiant. Astfel, ungerea poate fi : mixt, la limit, elastohidrodinamic sau chiar hidrodinamic. Angrenajele din reductoare se ung prin barbotare n baie de ulei. n acest scop cte o roat dintr-un angrenaj este introdus n baia de ulei pn la nltimea unui dinte ns cel putin 10 mm si fr a depsi de 6 ori modulul. Perioada de schimbare a uleiului este de 1000 5000 ore de functionare. La reductoare noi, rodate, uleiul se schimb dup 200 300 ore de functionare. ntr-o cupl de frecare lubrifiantul are urmtoarele functii principale : reducerea frecrii si uzrii ; protectia suprafetelor cuplei de frecare mpotriva oxidrii ; eliminarea din zona de contact a particulelor desprinse prin uzare ; evacuarea cldurii din zona de contact ;

7

1.5. Norme de tehnica securittii munciiLa lucrul sau la exploatarea reductorului va trebui s se in seama de urmtoarele prevederi cu privire la norme de muncii: La aparitia unei defectiuni se va retrage dispozitivul din lucru i se va nlocui piesa defect; Este de preferat ca muchile i colturile s fie teite pentru a diminua riscul unor accidente; Este preferat ca elementele mecanisului s se vopseasc pentru a nu ruginii. Trebuie respectate ntocmai regulile de ntretinere a dispozitivului; n timpul manipulrii reductorului se va evita stationarea sub sarcin. Zonele n care exist organe de rotatie n micare se vor proteja cu ajutorul unor aprtori. Nu se va deschide capacul de vizitare n timpul lucrului. nainte de nceperea lucrului se verifica nivelul de ulei al reductorului. Ridicarea i transportul reductorului se face cu mijloace de ridicat i transport adecvate. Reductorul nu are voie s functioneze dect dac are toate accesoriile montate. Se interzice reglarea jocului din rulmenti n timpul functionrii reductorului, aprnd posibilitatea de distrugere a angrenajelor. Se va evita ptrunderea diferitelor obiecte prin capacul de vizitare.

1.6. Montarea si demontarea reductoruluiMontarea reductorului se va face astfel: se monteaz capacul de vizitare pe capacul reductorului; se monteaza subansamblele arboriroi dinaterulmeni, rulmenii si roile dinate fiind montati pe arbori; se monteaz capacul reductorului impreuna cu uruburile de asamblare a carcasei; se monteaz capace laterale mpreun cu garniturile de etanare sau plcuele de reglare si se prind cu uruburi. Demontarea se va face pe subansamble i repere n urmtoarea ordine: se deurubeaz dopul de golire pentru scurgerea lubrifiantului din baia de ulei; se demonteaz uruburile capacelor laterale i se scot aceste capace mpreun cu garniturile de etanare sau plcuele de reglare; se demonteaz uruburile de asamblare a carcasei i se separ capacul reductorului; se scot subansamblele arboriroi dinaterulmeni, fr a demonta roile dinate i rulmenii de pe arbori; se demonteaz capacul de vizitare;

8

2. MEMORIU JUSTIFICATIV DE CALCUL

2.1. Calculul raportului de transmitere a reductorului :Se alege raportul de transmitere al reductorului i12 = 3.57;itot = i12 iC iC = iC ic max = 2; itot 4.2 = iC = 1.175 i12 3.57

itot - raportul de transmisie total i12 - raportul de transmisie al reductorului iC raportul de transmisie a curelei trapezoidale.

2.2. Calculul randamentului reductoruluic = 0.94 randamentul curelelor trapezoidale; r = 0,99 randamentul lagrelor cu rulmeni; rd = 0,97 randamentul roilor dinate cilindrice cu dini drepti;

Randamentul total al sistemului de transmisie va fi :t = c r rd = 0,94 0,99 0,97 = 0,9026

2.3. Calculul turatiei arborilor reductorului. Calculul momentelor de torsiune pe arbori.Calculul puterilor pe arbori.n1 = n2 = n 1250 = = 1064 [rot / min] turatia arborelui 1 ic 1.175 n1 i12 n2 = 298 [ rot / min] turatia arborelui 2 puterea arborelui de intrare

P1 = P c = 2.4 [ KW ] Mt 1 = 950000 M t 2 n2 950000 P1 n1

Mt 1 = 21820 [ N mm ] momentul de torsiune pe arborele de intrare Mt 2 = 74810 [ N mm ] momentul de torsiune pe arborele de iesire puterea arborelui de iesire

Mt 2 = Mt 1 r rd i12 P2 =

P2 = 2.346 [ KW ]

9

2.4. Alegerea preliminara a materialelor arborilor si a rotilor dintatePentru constructia rotilor dintate se poate utiliza o mare varietate de materiale: fonte, bronzuri si in special oteluri laminate.

Materialul Grupa Otel aliat Simbolul 41MoCr11

Tratament ul termic

Duritatea dintelui HB [daN/mm2] 280

Solicitari limita Hlim 1.8HB+200 =704[MPa] Flim 0,4HB+155 =267[MPa]

I

2.5. Predimensionarea angrenajului. 2.5.1. Valori necesare calcului angrenajului-tensiunea admisibila la solicitarea de contact: HP = H lim Z N Z L Z R Z V Z W Z X S HP in care: Hlim =704 MPa - tensiunea limita la solicitarea de contact; SHP = 1,15 - coeficientul de siguran minim admisibil pentru solicitarea de contact; ZN = 1 - factorul de durabilitate; ZL = 1 - factorul de ungere; ZR = 1 - factorul de rugozitate, pentru danturile rectificate; ZV = 1 - factorul de vitez; ZW = 1- factorul de duritate al flancurilor; ZX = 1 - factorul de dimensiune. 704 HP = H lim Z N Z L Z R Z V Z W Z X = = 612 .17 MPa . S HP 1.15 -tensiunea admisibil la solicitarea de ncovoiere: FP = 0 lim YN Y YR Y X S FP unde: 0lim =267 [MPa] - tensiunea limit la solicitarea de ncovoiere; SFP = 1,25 - coeficientul de siguran minim admisibil pentru solicitarea de ncovoiere; YN = 1 - factorul de durabilitate la ncovoiere; YR 1 - factorul rugozitii racordrii dintelui pentru roi rectificate; YX =1 - factorul de dimensiune, n funcie de modulul normal al roii; Y = 1,1 - factorul de sprijin.10

FP =

0 limS FP

YN Y YRYX =

267 1,1 = 235 MPa . 1.25

- factorul de corecie al ncrcrii: -pentru solicitarea de contact si incovoiere:K H = K F = K A K V K H K H

unde: KA = 1,25 - factorul de utilizare; KV = 1,5 - factorul dinamic; KH (= KF )= 1 - factorul repartiiei frontale a sarcinii la solicitarea de contact(incovoiere); KH (= KF )= 1,5 - factorul repartiiei sarcinii pe limea danturii la solicitarea de contact(incovoiere). K H = K F = K A K V K H K H = 1,25 1,5 1 1,5 = 2,81 .

2.5.2. Calculul de predimensionare- alegerea numarului de dinti: z1 = 22 dinti;z 2 = z1 i12 = 22 3.57 z 2 = 79 dinti; z u = 2 = 3.6 z1

- alegerea coeficientului de lime al danturii, a:a = 2 d 2 1 = = 0,435 u + 1 3 .6 + 1

- distana minim necesar ntre axe, a:

a min = ( u + 1) 3

M t1 K H ( Z H Z E Z Z )2 2u 2 a HP

2

unde: Mt1 = 21820 Nmm - momentul de torsiune la roata condus; ZH factorul zonei de contact;ZH = 2 = 2.495 sin t cos t

t = 20o - unghiul profilului n plan frontal; ZE = 271 [MPa]1/2 - factorul de material; Z = 1 - factorul gradului de acoperire; Z = 1 - factorul de nclinare al dinilor.11

a min = ( 3.6 + 1) 3

21820 2.81 ( 2.495 271) = 86.45mm 2 3.6 2 0.435 612 22

- modulul normal, mn:mn min = 2a w 2 86.45 = = 1.7 z1 (1 + u ) ) 22 4.6

mnSTAS = 2 mm

2.6. Calculul angrenajului.Profilul de referin conform STAS : n =20o; h*a =1; c*=0,25.

Elementul geometricNumerele de dinti Modulul normal standardizat(frontal) Inaltimea capului dintelui Inaltimea piciorului dintelui Inaltimea dintelui Diametrul de divizare Diametrul cercului de picior Diametrul cercului de varf Diametrul de rostogolire Distanta intre axe Unghiul profilului in plan frontal Diametrul cercului de baza

Relatia de calculz1 = 22 dinti;mn = mt = 2 mm;* ha = ha mn = 1 2 = 2 mm;

z1 = 79 dinti;

* h f = ( ha + c * ) m n = 1.25 2 = 2.5 mm;

h = ha + h f = 2 + 2.5 = 4.5

mm;

d1 = mt z1 = 2 22 = 44 mm; d 2 = mt z 2 = 2 79 = 158 mm;

mm; d f 2 = d 2 2h f = 158 2 2.5 = 153 mm; d a1 = d1 + 2ha = 44 + 2 2 = 48 mm; d a 2 = d 2 + 2ha = 158 + 2 2 = 162 mm; d w1 = d 1 = 44 mm; d w 2 = d 2 = 158 mm; d + d w 2 44 + 158 a = w1 = = 101 mm; 2 2 t = arctg ( tg n ) = n = 20d b1 = d 1 cos t = 44 cos 20 = 41 .34 mm; d b 2 = d 2 cos t = 158 cos 20 = 148 .47 mm;

d f 1 = d 1 2h f = 44 2 2.5 = 39

a1 = arccosUnghiul de presiune la capul dintelui a 2 = arccos

d b1 = 30 .54 d a1 d b2 = 23.58 d a2

Latimea rotii conduse

b2 = a a = 101 0,435 = 44 mm;12

Latimea rotii conducatoare

b1 = b2 + mn = 44 + 2 46 mm.

2.7. Verificarea angrenajului -Gradul de acoperire =1 [ z1tg a1 + z 2 tg a 2 ( z1 + z 2 ) tg t ] = 1.7029 . > 1.1 conditie indeplinit a 2

-Verificarea jocului la capc1 = a 0.5 ( d f 1 + d a 2 ) c1 = 0.5 c1 > 0.1 m = 0.2 conditie indeplinit a

-Lungimea peste dintiW N1

( = [N 1 ) m 0.5 N1

+ x1 2 t g

0 0

+ z1 iv n

W N

2

z1 = + = 0.5 3 9 ( = [N 2 ) m 0.5 + x 2 2 t g

+ z2 iv n

N iv n 2 0

2

z2 = 9

+ = 0.5 1 0

t =0 g 2

2 0 1 8 0

= 44 0,093 108

-Forta normal. Forta tangential. Forta radialaFn = 2 M t1 2 21820 = = 1056 [ N ] 0 44 cos 20 d w1 cos 20

Ft = Fn cos 20 0 = 993 [ N ] Fr = Ft tg 20 0 = 362 [ N ]

-La incovoiere13

F = F

YFa = 2,8 - factorul de form al dintelui KF = 2,81 -La presiunea de contact H = Z H Z E Z Ft K H u + 1 HP b d w1 u

Ft K F YFa FP bm 993 2.81 = 2.8 = 88 .78 < FP [ N / mm 2 ] 44 2

ZH factorul zonei de contact;ZH = 2 = 2.495 sin t cos t

ZE = 189.9 [MPa]1/2 - factorul de material; Z - factorul gradului de acoperire;Z = 4 = 3 4 1.7 = 0.876 3

KH = 2,81 H = 2,495 189 .9 0,876 993 2,81 3.6 + 1 = 563 .25 < HP = 612 .17 [ N / mm 2 ] 44 44 3 .6

14

2.8. Calculul transmisiei cu curele trapezoidale.

- Diametrului primitiv al roii mici Dp1D p1STAS = 63 [ m ] m

- Diamentrul primitiv al rotii mari.D p 2 = ic D p1 D p 2 STAS = 80 [ mm ]

- Diametrul mediu al rotilor de cureaD pm = D p1 + D p 2 2 D pm = 71 .5 [mm ]

- Distanta dintre axe (preliminar)A = 200 [ mm ]

0.7 ( D p1 + D p 2 ) A 2 ( D p1 + D p 2 )

- Lungimea primitiv a cureleiL p = 2 A + D pm + ( D p 2 D p1 ) 2 4 A = 625 [mm] L p = 630 STAS 7195 76

- Distanta dintre axe (calcul de definitizare)A=p+ p2 q A = 202 .42 [ mm ] p = 0.25 L p 0.393 ( D p1 + D p 2 ) = 101 .301 q = 0.125 ( D p 2 D p1 ) 2 = 36 .125

- Unghiul dintre ramurile curelei:15

= 2 arcsin

D p2 D p1 2A

= 4.81 o

- Unghiul de nfurare: 1 = 180o = 175.19o; 2 = 180o + = 184.81o. - Calculul numrului de curele (preliminar)z0 = CF P C L C P0 z 0 = 3.26 de lungime de in fasurare de functionar e

C L = 0.82 coeficient C = 0.985 C F = 1 .1 coeficient

coeficient

P0 = 1.08 [kW ] puterea transmisa de o curea

- Coeficientul numrului de cureleC Z = 0.9

- Numrul de curele (definitiv)z= z0 Cz z = 3.62 se alege z = 4

- Viteza periferica a cureleiv= D p1 n 19100 = 63 1250 = 4.123 m / s; 19100

- Forta periferica transmisaF = 1000 P 2 .6 = 1000 = 630 .6 N ; v 4.123

16

Fora de ntindere iniial a curelei ( F0 ) i cea de apsare pe arbori ( Fa ) sunt egale cu:Fo = Fa = 1.55 F = 977 N Fc = 977 N

.

- Dimensiuni ale curelei trapezoidale Sectiunea curelei Ac [cm2] 0,54

Tip curea SPZ

lp [mm] 8,5

h [mm] 8

[o] 400,1

- Dimensiunile si abaterile limita ale sectiunilor canalelor rotilor de curea

Sectiunea l canalului p Z 8,5

nmin 2,5

mmjn 9

f 81

e 120,3

38o1o 34o1o

r 0,5

2.9. Predimensionarea arborilor Se face pe baza capatului de arbore: STAS 8724/3-74, iar valorile diametrelor minime se aleg din coloana b1 pentru ca capatul de arbore este solicitat simultan de catre un moment de torsiune si un moment de incovoiere, ambele de marime cunoscuta:1

Tabelul de la pagina 142 din REDUCTOARE, autori: Adalbert ANTAL, s.a 17

Arborele 1: Mt1 = 21.82 Nm => dI = 22 mm;

Arborele 2: Mt2 = 74.81 Nm => dII = 32 mm;

18

2.10. Calculul reactiunilor pe arboriPentru arborele 1:V1 V2

In plan vertical

Ft b/2 b/2

Fc

H1

H2

In plan orizontal

Fr a b/2 b/2

- Reactiunile pe vertical F V1 = t = 496 .5 [ N mm ] 2 Ft V2 = = 496 .5 [ N mm ] 2 - Reactiunile pe orizontalH1 = Fc ( a + b) + Fr b b Fr + Fc a 2 H2 = = 812 [ N mm ] b a = 66 .5 [mm ] b = 103 [ mm ]2 R2 = V22 + H 2 = 951 .7 [ N mm ]

b 2 = 1427 [ N mm ]

R1 = V12 + H 12 = 1510 .9 [ N mm ]

- Determinarea momentelor ncovoietoare pentru arborele 119

M iV 1 = V1 M iV 2 M iH 1 M iH 2

b = 25569 .75 [ N mm ] 2 b = V2 = 25569 .75 [ N mm ] 2 b b = H 1 + Fc ( a + ) = 41795 .5 [ N mm ] 2 2 b = H 2 = 41818 [ N mm ] 22 2

M i max = M iV max + M iH max

= 49016

[ N mm ]

Pentru arborele 2:

Ft In plan vertical V1 b/2 b/2 V2

Fr In plan orizontal H1 b/2 b/2 H2

- Reactiunile pe verticalFt = 496 .5 [ N mm ] 2 F V1 = t = 496 .5 [ N mm ] 2 V2 =

- Reactiunile pe orizontal

20

Fr = 181 [ N mm ] 2 F H 2 = r = 181 [ N mm ] 2 H1 = b = 105 [ mm ]

R1 = V12 + H 12 = 528 .5 [ N mm ]2 R2 = V22 + H 2 = 528 .5 [ N mm ]

- Determinarea momentelor ncovoietoareM iV 1 = V1 M iV 2 M iH 1 M iH 2 b = 26066 .25 [ N mm ] 2 b = V2 = 26066 .25 [ N mm ] 2 b = H 1 = 9502 .5 [ N mm ] 2 b = H 2 = 9502 .5 [ N mm ] 22 2

M i max = M iV max + M iH max

= 27744 .3 [ N mm ]

2.11. Verificarea arborilor la solicitare compusaPentru efort torsiune constant si efort incovoiere alternant simetric avem =0,275; Pentru arborele 1:2 2 M irez = M iV + M iH = 49016 2

[ N mm ];2

2 M ech = M irez + (M t ) = 49016 2 + ( 0,275 21820 ) = 49381 .9 [ N mm ];

ech =

M ech 32 M ech 32 49381 .9 = = = 47 .23 ai = 75 Wz d3 22 3

[ N / mm ].2

2.12.Alegerea si calculul de verificare a rulmentilor -Alegerea rulmentilor

21

Pentru arborele 1: rulmentul 6006 d = 30 mm; D = 55 mm; B = 13 mm; C = 10.4 kN; C0 = 6.95 kN; Pentru arborele 2: rulmentul 6008 d = 40 mm; D = 68 mm; B = 15 mm; C = 13.2 kN; C0 = 9.5 kN; - Calculul de verificare a rulmentilor arborelui 1C P3 L ; 60 n1 Lh L1 = = 1276 .8 milioane de rotatii ; 10 6 Lh = 20000 h; P ncrcarea radial a rulmentul ui ; P = R1, 2 = 951 [ Nmm ]; 1 P 3 L1 = 10 .3 [ kN ] < C1 = 10 .4 [kN ]. 1

- Calculul de verificare a rulmentilor arborelui 2C P3 L ; 60 n2 Lh L2 = = 357 .6 milioane de rotatii ; 10 6 Lh = 20000 h; P ncrcarea radial a rulmentul ui ; P2 = R3, 4 = 528 [ Nmm ]; P2 3 L2 = 3.75 [kN ] < C 2 = 13 .2 [ kN ].

2.13. Alegerea si calculul de verificare a penelor - Alegerea penelor Pentru cuplajul dintre roata de curea si arbolele 1 - pana 1:22

d 24

b 8

h mm 7

l 24

t1 4

t2 3,3

Pentru cuplajul dintre arbolele 2 si roata dintata - pana 2: d 45 b 14 h mm 9 25 5.5 3.8 l t1 t2

- Verificarea la presiunea de contact si la forfecare la pana 1.pe = 4 M t1 N p a p e = 21.64 hld mm 2 2 M t1 N af ef = 10.82 hld mm 2 N p a = 90 mm 2 N af = 60 mm 2 verificat

ef =

verificat

- Verificarea penei la presiunea de contact i la forfecare la pana 2.pe = 4 M t2 N p a pe = 29.55 hld mm 2 2 M t2 N af ef = 14.77 hld mm 2 verificat

ef =

verificat

2.14. Alegerea si justificarea sistemului de ungere si de etansare - Calculul vitezei periferice:= d w1 n1 = 2,45 [m/s] 60000

23

- ks este presiunea Stribeck si este dat de relaia:ks = Ft u + 1 2 993 3.6 + 1 Z H Z 2 = 2.495 2 0,876 2 = 3.13 [ MPa ] bd 1 u 44 44 3.6

Pentru ungere se va folosi uleiul TIN 82 EP, cu vscozitatea J50 = 100 cSt . Simbolul uleiului TIN 82 EP Vscozitatea cinematica la 500C 50 (cSt) 82-90 Indice de viscozitate IV 60 Punct de congelare ( 0C ) -20 Inflamabilitat e ( 0C ) 230

ntre capace i carcas se vor folosi ca elemente de etanare garnituri, iar intre arbori i carcas se va folosi manete. Se aleg dou manete : A25 x 40 si A35 x 55 STAS 7950/2-80

Nr 1 2

dm 25 35

h 7 8

D 40 55

2.15.Verificarea la nclzire a reductorului - randamentul total al reductorului:a = 1 a f1 1 0.09 1.7 1 1 + =1 + = 0.994 z 5 22 79 1 z2

a = 0.994 - randamentul treptei de roti dintate; l = 0.995 - randamentul unei perechi de lagare cu rulmenti; u = 0.99 - randamentul ungerii;24

Randamentul unui reductor cu o trepte de reducere se determin cu relaia: t = a l2 u = 0.974 . - dimensionarea carcaselor:

- elemente constructive: Grosimea peretelui corpului pentru reductoare cu angrenaje cilindrice: = 0.025 a + 7 10 mm ;

Grosimea peretelui capacului: 1 = 0,8 = 8mm; Grosimea flanei corpului: h =1,5 =15 mm ; Grosimea flanei capacului: h1 = 1,5 1 = 12 mm ; Grosimea tlpii (n varianta cu bosaje pentru uruburile de fundaie): t =1,5 =15 mm ; 25

Grosimea nervurilor corpului: c = 0,8 = 8mm ; Grosimea nervurilor capacului: c1 = 0,8 1 = 6,4mm; Diametrul uruburilor de fixare a reductorului pe fundaie d 1,5 12 mm ;

Diametrul uruburilor de fixare a capacului de corpul reductorului, care se afl lng lagre: d1 0,75 d = 10 mm ; Diametrul uruburilor de fixare a capacului de corpul reductorului, care nu sunt lng lagre: d 2 0,5 d = 6mm; Diametrul uruburilor capacelor lagrelor: d 3 d 2 = 6mm ; Limea flanei corpului i a capacului: K = 3 d 2 = 18 mm ; Distana minim ntre roile dinate i suprafaa interioar a reductorului: 1,5 =15 mm ;

Distana ntre roata cea mare i fundul bii de ulei: 1 4 = 40 mm; Distana de la rulment la marginea interioar a carcasei reductorului: l1 = 2 mm ;

- verificarea reductorului la nclzire Temperatura uleiului din baie, n cazul carcaselor nchise cnd nu are loc recircularea uleiului, se calculeaz din ecuaia echilibrului termic:t = t0 + t = 18 + P2 (1 t ) ta S ct

2.346 10 3 (1 0.974 ) = 43 .58 < t a = 60 12 1.2 0.17 0.974

unde: t0 - temperatura mediului ambiant (t0=18oC); P2 - puterea la arborele de ieire din reductor, n watt; t - randamentul total al reductorului; Sc - suprafaa de calcul a reductorului, n m2: Sc=1,2S, unde S reprezint suprafaa carcasei S = 0.17 m2; - coeficientul de transmitere a cldurii ntre carcas i aer; = (8...12) [W/(m2.oC)] dac exist o circulaie buna a aerului n zona de montare a reductorului;

26