UTCN

Facultatea de mecanica

Profilul: Ingineria autovehiculului

Specializarea: Automobilul si mediul

TITLUL PROIECTULUI

STUDIUL SI PROIECTAREA UNUI REPER DIN CONSTRUCTIA CUTIEI DE VITEZE

APARTINAND AUTOVEHICULULUI FORD FOCUS CU URMATOARELE

CARACTERISTICI:

P=75 kW

n= 6000 rot/min

M=143 Nm

UTCN

Facultatea de mecanica

Profilul: Ingineria autovehiculului

Specializarea: Automobilul si mediul

Disciplina: SEUCA

TEMA DE PROIECT

Studentul: ACURMULOAE PETRE-ALEXANDRU

I. Sa se efectueze un studiu al solutiilor constructive actuale si de perspectiva pentru cutii de

viteze din constructia autovehiculelor sis a se proiecteze o component a sistemului studiat pentru

imbunatatirea performantelor constructiv-functionale.

Caracteristicile tehnice ale autovehiculului pentru proiectarea componentei precizate

sunt:

-Puterea, P= 75 [kW]

-Turatia, n= 6000 [rot/min]

-Momentul motor, Mm=143 [Nm]

Caracteristicile tehnice ale transmisiei autovehiculului precizat mai sus sunt:

(dimensiuni de gabarit, tip, alte caracteristici)

II. Proiectul va contine:

-memoriu tehnic (studiul solutiilor constructive actuale si de perspectiva);

-memoriu justificativ de calcul (proiectarea elementului ales);

-bibliografia

Partea desenata va contine desenul de executie al reperului proiectat, scara 1:1.

Obs: Conducatorul de proiect impreuna cu proiectantul va face precizarea componentei

proiectate sau care se va proiecta

Termen de predare: 31 mai 2016

Prof. dr. ing. A. Cazila

I. Memoriu tehnic

Rol functional

Rezistentele la inaintarea automobilului variaza mult in functie de conditiile de deplasare

si corespunzator acestora, trebuie modificata si forta de tractiune. Marea majoritate a

automobilelor actuale sunt echipate cu motoare cu ardere interna, a caror. particularitate consta

in faptul ca permit o variatie limitata a momentului motor, respectiv a fortei de tractiune. Din

aceasta cauza, automobilele prevazute cu motoare cu ardere interna trebuie sa fie inzestrate cu o

cutie de viteze avand rolul:

- sa permita modificarea fortei de tractiune in functie de variatia rezistentelor la

inalintare;

- sa permita deplasarea autamobilului cu viteze reduse ce nu pot fi asigurate de catre

motorul cu ardere interna, care are turatia minima stabila relativ mare;

- sa permita mersul, inapoi al automobi1ului fara a inversa sensul de rotatie al motorului;

- sa realizeze intreruperea indelungata a legaturii dintre motor si restul transmisiei, in

cazul in care automobilul sta pe loc, cu motorul in functiune.

Cutiile de viteze trebuie sa indeplineasca conditiile:

- sa asigure automobilului cele mai bune calitati dinamice si economice 1a o

caraoteristica exterioara data a motorului;

- actionare simpla si comoda;

- functionare silentioasa;

- constructie simpla;

- randament ridicat;

- siguranta in functionare;

- fiabilitate ridicata;

- greutate mica;

- gaibarit redus;

- intretinere usoara.

Studiul solutiilor actuale si de perspectiva

Partile componente ale unei cutii de viteze sunt urmatoerele:

mecanismul reductor (cutia de viteze propriu-zisa);

mecanismul de comanda;

dispozitivul de fixare a treptelor;

dispozitivul de zavorare a treptelor.

Mecanismul reductor constituie partea principala a cutiei de viteze si serveste la

modificarea raportului de transmitere, respectiv a momentului motor, in functie de variatia

rezistentelor la inaintarea automobilului.

Clasificarea cutiilor de viteze

Cutiile de viteze utilizate la autovehicule se clasifica dupa modul de schimbare a

raportului de transmitere si dupa modul de schimbare a treptelor de viteza.

a. Dupa modul de variatie a raportului de transmitere, acestea pot fi:

cu trepte (cu etaje) la care variatia raportului de transmitere este discontinua;

continue sau progresive, care asigura intre anumite limite o variatie continua a raportului

de transmitere;

combinate, care reprezinta o asociere intre o cutie de viteze progresiva si una in trepte.

Cutiile de viteze in trepte se clasifica in functie de pozitia axelor arborilor si dupa

numarul treptelor pentru mersul inainte.

Dupa pozitia axelor arborilor, in timpul functionarii, cutiile de viteze in trepte pot fi:

cu axe fixe (simple), la care arborii au axa geometrica fixa;

planetare, la care axele unor arbori executa o miscare de revolutie in jurul unui ax central.

Dupa numarul treptelor de viteza, cutiile de viteze pot fi cu trei, patru, cinci sau mai

multe trepte.

Cutiile progresive, se clasifica, dupa principiul de transformare a momentului, in:

mecanice, de tipul cu frictiune si cu impulsuri;

hidraulice, de tipul hidrodinamice sau hidrostatice;

electrice.

Cutiile de viteze combinate reprezinta in general o asociere intre un hidrotransformator si

o cutie de viteze in trepte, de obicei planetara.

b. Dupa modul de schimbare a treptelor de viteza, cutiile de viteze pot fi:

cu actionare directa, la care schimbarea treptelor se face, in general manual sau cu

ajutorul unui servomecanism;

cu actionare semiautomata, la care numarul de operatii necesare la trecerea in treapta

urmatoare se reduce (stabilirea treptei de viteze se face de catre conducator, dar

schimbarea se efectueaza de catre un servomecanism);

cu actionare automata, la care schimbarea treptelor se face in mod automat, in functie de

conditiile de de mers, asigurand automobilului regimul optim de miscare in ce priveste

calitatile dinamice sau economice.

Proiectul își propune să imbunătățească din punct de vedere constructiv și funcțional cutia

de viteze din echiparea automobilului Ford Focus.

Cele mai raspandite cutii de viteze sunt cele cu variatia in trepte a raportului de transmitere,

cu arbori cu axe fixe si cu actionare mecanica. Aceste cutii de viteze permit obtinerea variaatiei

raportului de transmitere in limitele necesare pentru o constructie nu prea complicata.

Cutii de viteze automate

Cutia de viteze automată

este un sistem automat de cuplare a

treptelor de viteza, care efectueaza

trecerea dintr-o treapta in alta in

functie de parametrii stabiliti de

conducatorul auto: pozitia pedalei

de acceleratie, viteza

autovehiculului etc.

DSG (Direct Shift Gearbox)

reprezinta cea mai avansata cutie de

viteze automata aflata pe piata. Ea

echipeaza anumite modele ce

apartin grupului VAG (Audi, Vw,

Skoda) si inlocuiesc modelul

Tiptronic.

DSG este in esenta, un

tiptronic cu doua ambreiaje concentrice: unul este responsabil cu cuplarea treptelor impare

(1,3,5), iar celalalt cu a treptelor cu a treptelor pare (2,4,6). Beneficiul adus este substantial:

timpul de schimbare a treptelor tinde catre ordinul milisecundelor. Adica la rularea in treapta a

V-a (de exemplu), ambreiajul 1 lucreaza, iar ambreiajul 2 a selectat deja treapta a 6-a (care este

inca inactiva). Cand soferul comanda trecerea in

ultima treapta aceasta este deja selectata asa ca nu

se mai pierde timpul cu selectarea ei. Singura

operatiune ramane astfel decuplarea treptei a V-a, care se realizeaza aproape instantaneu.

Rezultatul final: flux continuu de putere la roata.

CVT (Continuously Variable Transmission = Cutie de viteza cu Variatie Continua) este

un sistem care face posibila varierea progresiva a rapoartelor cutiei de viteze. Asadar, permite

Cutie de viteze DSG

selectarea unui numar infinit de trepte de viteza, intre o valoare minima si una maxima stabilite

de producator. A fost introdusa pe piata de catre Nissan, actualmente fiind adoptata de mai multi

producatori.

Cea mai importanta trasatura a CVT este aceea ca, pentru orice viteza a autovehicului,

motorul functioneaza la turatia cea mai potrivita. Un procesor coreleaza mai multi factori (viteza

autovehiculului, pozitia acceleratiei, turatia motorului, etc.) si

alege, in functie de acestia raportul ideal de demultiplicare

(treapta ideala de viteza) pe care il variaza continuu, pentru

pastrarea eficientei maxime in orice moment (cuplu cat mai mare,

consum cat mai mic, regim motor cat mai lejer, emisii minime).

Avand in vedere complexitatea sistemului (de tip "drive

by-wire"), pedala de acceleratie nu comanda direct obturatorul, ci

comanda un senzor care trimite comanda la computerul central.

De acolo, dupa analizarea tuturor parametrilor, pleaca o comanda

catre obturator. Pentru analizarea comportamentului CVT, vom

lua un caz practic: accelerarea de la 80 la 120 km/h. Soferul

accelereaza pana la podea, iar computerul da o comanda

interesanta: tureaza motorul pana la cuplul maxim si apoi il

mentine acolo crescand viteza din varierea rapoartelor cutiei de viteze. Aceasta asigura cea mai

buna exploatare a performantelor motorului, combinata cu o uzura minima si cu emisii scazute. Constructiv, varierea raportului de transmitere al cutiei de viteze se face astfel: arborele

principal (solidar cu arborele cotit al motorului) este construit din doua flanse care se pot departa

sau apropia una de cealalta. Arborele secundar (condus, solidar cu diferentialul) are o constructie

identica. Intre ele, o curea neextensibila (cu lungime fixa) transmite miscarea. Cand cele doua

flase de pe arborele principal se apropie, diametrul virtual creste. Cureaua fiind neextensibila,

flansele de pe arborele secundar se departeaza, micsorandu-i-se diametrul virtual. Astfel, puterea

la roata este mai mare, iar viteza de inaintare mai mica. Pentru obtinerea unei viteze crescute, se

inverseaza procesul: flansele de pe arborele primar se departeaza, concomitent cu apropierea

celor de pe arborele secundar.

Problema cea

mai mare a CVT este

ca, desi poate genera

un numar infinit de

trepte de viteza,

acestea sunt doar

pentru mersul inainte.

De aceea, este nevoie

de o treapta separata

de mers inapoi si de

ambreiaj. Cutie CVT – mod de functionare

Cutii de viteze cu preselector - şoferul poate selecta viteza dorita inainte de a avea nevoie

de ea si, cand doreste sa schimbe viteza, apasa pedala de ambreiaj.

Cutie de viteze hidrostatică, invenţia unui colectiv mixt Cluj-Toronto. Cutia de viteze

hidrostatica pentru autovehicule, conform inventiei, este prevazuta cu un lant cinematic similar

cutiilor de viteze mecanice clasice, format din rotile dintate conjugate (8 si 17) pentru treapta I

(22) si roata dintata de pe arborele (38)pentru treapta a II-a, (5 si 24) pentru treapta a III-a si (3 si

25) pentru treapta a IV-a; fiecare treapta de viteze este echipata cu un cuplaj hidrostatic cu role,

cu actionare directa. Cuplajele hidrostatice cu role aplicate inlocuiesc mecanismele de

sincronizare cu functiune si cuplajele cu gheare utilizate la cutiile de viteze mecanice clasice,

permitand schimbarea treptelor de viteze, in mod independent de turatia motorului si viteza de

deplasare a vehiculului. Se exclude posibilitatea cuplarilor gresite si fortare, permitandu-se

automatizarea simpla a cutiilor de viteze, iar lichidul de comanda al cuplajelor este introdus prin

canalele longitudinale (a) prevazute in arbore (33), de la capul distribuitor hidraulic.

Cutia de viteze secvenţială este o cutie manuala cu ambreiaj, insa schimbarea treptelor se

face prin comenzi +/-. Este in conceptie pur mecanica, ofera raspuns instantaneu si timpi de

schimbare a treptelor foarte redusi, pentru ca permite trecere dintr-o treapta in alta fara apasarea

ambreiajului (desi schimbarile in acest fel produc socuri destul de violente). Se folosesc pe toate

Cutie de viteze hidrostatica

motocicletele precum si pe automobilele de competitie, de la WRC pana la Formula 1, fiind cea

mai performanta solutie.

Cutia de viteze manuala

În funcţie de modul de poziţionare ale motorului cu ardere internă structura unei cutii de

viteze manuală este diferită. De exemplu pentru automobilele cu motoare dispuse longitudinal pe

puntea faţă şi tracţiune pe puntea spate cutia de viteze are trei arbori: unul de intrare, unul

intermediar şi al treilea de ieşire. În cazul automobilelor cu motor pe puntea din faţă şi tracţiune faţă (soluţia totul faţă)

cutiile de viteze au doi arbori: unul de intrare şi unul de ieşire.

Cutiile de viteze manuale conţin mai multe perechi de mecanisme cu roţi dinţate care au

rolul de a transforma cuplul motor şi turaţia în scopul adaptării motorului la cerinţele de

tracţiune. Dacă o cutie de viteze este de tipul 5+1 înseamnă că conţine 5 mecanisme de roţi

dinţate pentru mersul înainte şi un mecanism pentru mersul înapoi.Cutiile de viteze conţin mai

multe perechi de mecanisme cu roţi dinţate care au rolul de a transforma cuplul motor şi turaţia în scopul

adaptării motorului la cerinţele de tracţiune. Dacă o cutie de viteze este de tipul 5+1 înseamnă că conţine

5 mecanisme de roţi dinţate pentru mersul înainte şi un mecanism pentru mersul înapoi. Pinioanele primare pentru toate treptele de viteză sunt fixe pe arbore, nu se pot roti

independent faţă de arborele primar. Pe de altă parte pinioanele de pe arborele secundar sunt

libere pe arbore, acestea se rotesc chiar dacă arborele secundar nu se roteşte (caz în care

vehiculul staţionează). De reţinut că toate mecanismele cu roţi dinţate sunt angrenate tot timpul,

cuplarea şi decuplarea unei trepte de viteză se face prin intermediul unor manşoanelor de

cuplare.

Cutie de viteze cu cinci trepte pentru automobile cu

tractiune spate (motor dispus longitudinal) Cutie de viteze si diferential cu sase trepte pentru

automobile cu tractiune fata (motor dispus transversal)

Fiecare treaptă de viteză este caracterizată de

un raport de transmitere. Acest raport reprezintă

valoarea cu care este convertit cuplul motor şi turaţia

motorului într-o anumită treaptă de viteză. Raportul de

transmitere depinde de mărimea pinioanelor ce compun

treapta de viteză. Dacă se cunosc numărul de dinţi sau

diametrul fiecărui pinion se poate calcula raportul de transmitere: i = z2/z1 = d2/d1

unde:

z – numărul de dinţi

d – diametrul

1 – pinionul conducător (motor)

2 – pinionul condus

Mecanismul reductor se compune din doi sau trei arbori pe care se afla montate mai

multe perechi de roti dintate, cu ajutorul carora se transmite miscarea intre arbori, si dintr-un

carter.

1. pinionul intermediar al treptei de mers

înapoi

2. caneluri pe care se montează discul de

ambreiaj

3. arborele de intrare în cutia de viteze

4. pinionul primar al treptei I

5. pinionul prima al treptei de mers înapoi

6. pinionul primar al treptei II

7. pinionul primar al treptei III

8. furca de cuplare a treptelor III-IV

9. pinionul primar al treptei IV

10. pinionul primar al treptei V

11. furca de cuplare a treptei V

12. arborele secundar

13. pinionul diferenţialului

14. pinionul secundar al treptei I

15. furca de cuplare a treptelor I-II

16. pinionul secundar al treptei II

17. pinionul secundar al treptei III

18. senzor de viteză

19. pinionul secundar al treptei IV

20. pinionul secundar al treptei V

21. tijă de selecţie

Organizarea generală a cutiei de viteze cu doi arbori

Cutiile de viteze cu doi arbori se întâlnesc frecvent la autoturismele şi autoutilitarele

uşoare derivate din acestea cu motorul dispus transversal sau longitudinal. Ele dispun frecvent de

5 sau 6 trepte de viteză şi conţin:

- arborele primar (de intrare) care primeşte mişcarea de la arborele cotit al motorului

prin intermediul ambreiajului şi include sau susţine pinioanele conducătoare ale

angrenajelor;

- arborele secundar (de ieşire) susţine sau include roţile conduse ale angrenajelor şi

transmite mişcarea direct sau indirect către puntea motoare.

Caracteristici:

intrarea şi ieşirea se fac la o anumită distanţă de aceeaşi parte, în cazul soluţiilor de

organizare „totul faţă” sau „totul spate”, când în acelaşi carter cu cutia de viteze se

găsesc înglobate transmisia principală şi diferenţialul, sau în părţi opuse în cazul soluţiei

clasice;

la transferul fluxului de putere participă un singur angrenaj de roţi dinţate : randament

sporit; gamă de rapoarte mai restrânsă (treapta 5 cu 0,7...0,85);

treapta de mers înapoi este nesincronizată.

Schema cinematică şi de funcţionare a unei cutii de viteze cu 5+1 trepte este prezentată în

figura de mai jos.

Funcţionarea cutiei de viteze pentru mers înainte într-o treaptă oarecare: ambreiaj-roată

dinţată conducătoare AP- roată condusă AS.

Legătura între roata liberă şi arborele pe care se sprijină se face prin dantura de cuplare a

sincronizatorului, la deplasarea manşonului acestuia din poziţia neutră.

Cuplarea treptei de mers înapoi se face prin deplasarea roţii baladoare intermediare rbb, în

poziţia în care angrenează simultan cu roţile dinţate 6 şi 6`. Aflarea în angrenare a celor trei roţi

determină inversarea sensului de mişcare la arborele secundar faţă de cazul cuplării treptelor

demers înainte.

Organizarea generală a cutiei de viteze longitudinale cu trei arbori

Se utilizează la automobilele organizate după soluţia „clasică”. Cei 3 arbori:

- arborele primar (arborele de intrare) primeşte mişcarea de la arborele cotit al

motorului prin intermediul ambreiajului; pe el se află pinionul angrenajului

permanent;

- arborele intermediar cu roata condusă a angrenajului permanent şi roţile

conducătoare ale treptelor cu excepţia treptei de priză directă;

- arborele secundar (arborele de ieşire) susţine roţile conduse ale angrenajelor

treptelor şi transmite mişcarea către puntea motoare.

Caracteristici:

intrarea şi ieşirea sunt coaxiale şi pot fi de aceeaşi parte (la soluţia „totul faţă” sau opuse;

există posibilitatea cuplării directe a Ap cu AS (priza directă) cu randament maxim şi

zgomot minim;

rapoartele de transmitere ale treptelor (cu excepţia prizei directă) se obţin prin două

angrenaje: angrenajul permanent şi angrenajul treptei respective. Rezultă lărgirea gamei

de valori pentru rapoartele de transmitere, dar scde randamentul;

dacă CV este fixată direct pe carterul ambreiajului, Ap coincide cu arborele ambreiajului

Cuplarea uneia dintre treptele de mers înainte se face prin intermediul mecanismelor de

cuplare sincronizate. Datorită coaxialităţii între AP şi AS, prin deplasare axială la stânga a

manşonului de cuplare a sincronizatorului s2 se obţine o legătură directă între cei doi arbori,

numită priză directă (i = 1, fără r.d.) Această situaţie corespunde treptei IV. Cuplarea treptei de

mers înapoi se face similar construcţiei cu doi arbori.

Organizarea generală a cutiei de viteze transversale cu trei arbori

Soluţia adoptată de firmele RENAULT şi VOLVO urmăreşte: sporirea momentului

capabil de transmis, sincronizarea MÎ şi creşterea numărului de viteze în condiţiile unei

construcţii foarte compacte.

Are un AP şi doi AS paraleli, situaţi de o parte şi de cealaltă a AP.

- arborele primar (de intrare) primeşte fluxul de putere prin intermediul ambreiajului.

El include sau susţine roţile conducătoare ale angrenajelor;

- arborii secundari (conduşi) sunt: AS inferior şi AS superior (după poziţia pe care o

au faţă de AP). Ei susţin sau includ roţile conduse aflate permanent în angrenare şi

transmit direct sau indirect mişcarea către transmisia principală.

Caracteristici:

la transmiterea fluxului de putere participă un singur angrenaj de r.d.;

tote treptele au sincron;

lungimea ansamblului este redusă, chiar dacă există şase trepte.

Pe arborele primar se găsesc roţile fixe 1,2,5 şi roţile libere 3 şi 4, aflate permanent în

angrenare cu roţile 1`, 2` (libere) şi 3`,4` (fixe) ale ASI, respectiv 5` situată pe ASS. Între roţile

libere se află sincronizatoare care servesc la solidarizarea acestora cu arborii pentru obţinerea

treptelor I...IV de mers înainte.

Treapta a V-a (de suprapriză) este realizată prin angrenajul 5-5`, când aceasta din urmă

este solidarizată cu ASS de către sincronizator.

Treapta de MÎ se obţine prin angrenarea simultană a roţii intermediare duble 1`- 6 cu

pinionul conducător 1 fix pe Ap şi roata liberă 6` solidarizată cu AS prin deplasarea manşonului

balador al sincronizatorului s3 către dreapta.

Pentru transmiterea fluxului de putere către mecanismele punţii cei doi arbori secundari

sunt solidarizaţi cu două pinioane cilindrice cu dinţi înclinaţi, ce angrenează simultan cu coroana

transmisiei principale.

Organizarea generală a cutiei de viteze longitudinale cu arbori multipli

Provine dintr-o CV longitudinală cu trei arbori, completată cu un multiplicator de viteze.

Schema cinematică şi de funcţionare a unei CV (TOYOTA) cu trei arbori şi 5x2 trepte

sincronizate de mers înainte şi 1x2 trepte de MÎ este prezentată în a doua figură.

In concluzie, cutia de viteze din echiparea automobilului Ford Focus este una de tip

manuala transversala, cu 3 arbori, 5 trepte de mers inainte si 1 treapta de mers inapoi.

II. Memoriu justificativ de calcul

Elemente de o foarte mare importanta in buna functionare a unei cutii de viteze manuale

sunt rotile dintate.

Roţile dinţate au dantură înclinată, cu profil în evolventă, care asigură sporirea capacităţii

portante a danturii, permite corectarea danturii şi realizează funcţionarea fără zgomot.

Roţile dinţate cu dinţi drepţi sunt simple şi ieftine dar funcţionează zgomotos şi se uzează

rapid. De regulă se folosesc la realizarea treptei de mers înapoi, când se utilizează angrenaje

decuplabile cu roţi baladoare.

Dantura înclinată se foloseşte întotdeauna când r.d. sunt în angrenare permanentă.

Avantaje: sunt rezistente, permit micşorarea distanţei între axe, funcţionează uniform şi

cu zgomot redus.

Dezavantaje: determină apariţia forţelor axiale care trebuiesc preluate; se reduce

randamentul, datorită frecărilor suplimentare dintre roţi, precum şi dintre roţi şi arbore; creşte

lungimea CV prin introducerea elementelor de cuplare.

Unghiul de înclinare are valori cuprinse între 20...30o, crescătoare de la prima spre ultima

treaptă de viteză.

Pentru roţile AI, prin alegerea corespunzătoare a înclinării danturii, încărcările axiale pot

fi anulate sau mult reduse.

La roţile dinţate ale treptelor superioare, unde rapoartele de transmitere sunt reduse şi

roţile au dimensiuni apropiate, se foloseşte uneori corectarea danturii prin modificarea unghiului

de angrenare de la 20o la 17o30’ sau la 14o

acoperire creşte iar presiunea normală pe dinte scade.

Deoarece roţile libere participă la realizarea treptelor de viteză prin solidarizarea lor cu

arborele de susţinere prin intermediul mecanismelor de cuplare, ele sunt prevăzute cu danturi de

cuplare. În vederea unei cuplări uşoare, danturile de cuplare se execută cu module mici, astfel ca

la diametre de divizare reduse să se dispună de un număr cât mai mare de dinţi.

Roţile dinţate din CV se execută din oţel aliat, respectiv oţel aliat superior, la care se

aplică diferite tratamente termice sau termochimice. Miezul dintelui trebuie să fie tenace, pentru

a suporta sarcinile mari de şoc şi suficient de rezistent la încovoiere, iar suprafeţele de contact să

fie dure, spre a rezista la uzură.

Pentru imbunatatirea caracteristicilor constructiv-functionale am ales reproiectarea

rotii dintate pentru treapta I de viteza, din considerente de fiabilitate pe termen indelungat.

Pentru construcţia roţilor dinţate se poate utiliza o mare varietate de materiale. Opţiunea

asupra unuia sau altuia dintre acestea are implicaţii asupra gabaritului transmisiei, tehnologiei de

execuţie, preţului de cost etc. In general, alegerea materialului pentru roţile dinţate trebuie sa

aibă în vedere următoarele criterii:

- felul angrenajului şi destinaţia acestuia;

- condiţiile de exploatare (mărimea şi natura încărcării, mărimea vitezelor periferice,

durata de funcţionare şi condiţiile de mediu);

- tehnologia de execuţie agreată;

- restricţiile impuse prin gabarit, durabilitate şi preţ de fabricaţie.

Principalele materiale folosite în construcţia roţilor dinţate sunt: oţelurile, fontele, unele

aliaje neferoase şi materialele plastice.

Oţelurile sunt utilizate, în general, pentru angrenajele de lucru, la care uzura trebuie să fie

cât mai mică. Din această grupă se folosesc oţelurile carbon de calitate şi oţelurile aliate. Aceste

materiale se supun tratamentelor termice în scopul ameliorării caracteristicilor de rezistenţă şi a

îmbunătăţirii comportării flancurilor dinţilor la diverse forme de uzură.

In alegerea oţelurilor se pot face următoarele recomandări:

- Roţile care angrenează să nu fie executate din acelaşi material (la materiale identice

tendinţa de gripare este maximă).

- Roata conducătoare funcţionează în condiţii mai grele decât roata condusă, deci trebuie

să fie executată dintr-un material cu caracteristici mecanice superioare. Roata dintata aferenta treptei I de viteza a automobilului Ford Focus este construita dintr-

un otel carbon de cementare cu un continut mai mic de 0,2% de Carbon, si o duritate intre 56-64

HRC.

Calculul danturii la presiunea de contact Presiunea superficială sau efortul unitar de contact are o mare influenţă asupra duratei

de funcţionare a roţilor dinţate.

Efortul maxim unitar de contact se determină cu formula lui Hertz:

pmax = 0,418 )2/11/1).(cos./( bEFt relaţie în care:

Ft – forţa tangenţială = 9361.446;

E = 2,1. 106 daN/cm2 (modulul de elasticitate pentru oţel);

= 20o – unghiul de angrenare;

- razele de curbură care se calculează cu relaţiile:

= rd1.sin / cos2= 50.35

= rd2.sin / cos2

Efortul unitar admisibil de contact este dat de relaţia:

pa = pN/c în care:

pN - este efortul unitar de contact la oboseală pentru un anumit număr de cicluri

echivalente Nc;

c – coeficient de siguranţă; c = 1,2

Efortul unitar pN se calculează cu relaţia:

pN = k. H. 6 Nc/Nb unde:

k - este un coeficient care ţine seama de calitatea materialului.

Pentru oţelurile carbon de imbunatatire, se considera k = 290

H –duritatea danturii. H = 60;

Nb – numărul de cicluri de bază. Nb = 107;

Nc - numărul de cicluri echivalente. Nc = 101.104 cicluri.

pN = k. H. 6 Nc/Nb = 290*60* 6 4710101/10 =18,034

pa = pN/c=18,034/1.2=9017

pmax=0.418* )2/11/1).(cos./( bEFt =1 146

pmax< pa

Pentru noul material, un otel aliat de imbunatatire:

H=330

k=310

pN =310*330*1.03=106 030

pa = pN/c=106 030/1.2=88 359

pmax<<< pa

Din relatiile de mai sus rezulta o crestere semnificativa a efortului unitar admisibil, ceea ce duce

la o mai buna rezistenta a danturii rotii dintate la presiunea de contact si implicit o fiabilitate

mai mare in timp.

Cutia de viteze este compusa conform figurii 1.

-(o cutie de viteze din pct de vedere constructiv-cea mai simpla si cea mai uzuala)

-Elementele principale conform figurii.

- din punct de vedere functional – cum se transmite fluxul in lantul cinematic pana la transmisia

longitudinala

Plecand de la aceasta constructive standard, solutiile constructive au fost imbunatatite in functie

de necesitati (cerinte).

In figura 2 (prima solutie deja modificata), etc (+deosebiri intre a 2-a si prima)

-Aceasta modificare aduce urmatoarele avantaje, de ce s-a facut modificarea, dezavantaje.

Fig 3, fig etc

Ajungem pana la ultimele solutii constructive, cele mai noi, si apoi ceele de perspectiva.

Inainte de concluzie prezentam solutia de pe autovehiculul nostru si o comparam cu

autovehiculul nostrum cu cele anterioare (avantaje si dezavantaje de unde ne rezulta ce

imbunatatim, ce modificam la solutia de pe autovehicul-o solutie de imbunatatire, reproiectare)

Concluzie

Analizand constructive si functional Solutia aplicata pe autovehicul s-ar putea imbunatatii c-tiv

sau functional prin reproiectarea unor repere.

!!!BIBLIOGRAFIE__LISTA!!!

M. Untaru, N. Seitz, Gh. Peres, Gh. Fratila, Gh. Potincu, I Tabacu, T. Macarie

CALCULUL SI CONSTRUCTIA AUTOMOBILELOR