UNIVERSITATEA „TRANSILVANIA” BRAȘOV

PROIECT

ORGANE DE MASINI II

FACULTATEA DESIGN DE PRODUS ŞI MEDIUSpecializare: Design Industrial

Anul III

Titular disciplină:Prof.dr.ing. Anca BârsanProf. Coordonator: Student:Huidan Livia Gheorghe Razvan-Gabriel

1

CUPRINS

A. Memoriu justificativ de calcul..................................................................... 61. Schema cinematica a transmisiei mecanice.......................................................... 62. Alegerea motorului electric.................................................................................... 73. Calculul transmisiei prin curele trapezoidale inguste......................................... 8

3.1. Puterea de calcul la arborele conducator.................................................................. 83.2. Turatia rotii de curea conducatoare........................................................................... 83.3. Turatia rotii de curea conduse .................................................................................. 83.4 Tipul curelei.............................................................................................................. 83.5. Diametrul primitiv al rotii mici................................................................................. 83.6. Diametrul primitiv al rotii mari................................................................................. 83.7. Distanta dintre axe preliminara................................................................................. 83.8. Unghiul dintre ramurile curelei................................................................................. 83.9. Unghiul de infasurare................................................................................................ 93.10. Unghiul de infasurare la roata de curea.................................................................... 93.11. Lungimea primitiva a lungimii

curelei ...........................................................................................................................9

3.12. Distanta dintre axe definitiva.................................................................................... 93.13. Viteza periferica a curelei......................................................................................... 93.14. Coeficientul de functionare...................................................................................... 93.15. Coeficientul de lungime............................................................................................ 93.16. Coeficientul de infasurare......................................................................................... 93.17. Puterea nominala transmisa de o curea .................................................................... 93.18. Numarul de curele..................................................................................................... 93.19. Coeficientul numarului de curele.............................................................................. 93.20. Numarul definitiv de curele...................................................................................... 103.21. Forta periferica transmisa......................................................................................... 103.22. Forta de intindere a curelei....................................................................................... 103.23. Cotele de modificare a distantelor dintre axe........................................................... 10

4. Calcului angrenajului............................................................................................. 104.1. Calculul momentelor de torsiune si al turatiilor....................................................... 104.2. Alegerea materialului................................................................................................ 104.3. Determinarea numarului de dinti.............................................................................. 10

11 4.4. Determinarea distantei dintre axe............................................................................. 114.5. Determinarea modulului danturii.............................................................................. 114.6. Recalcularea distantei dintre axe.............................................................................. 114.7. Elemente geometrice ale rotilor dintate.................................................................... 114.8. Schema cinematica a angrenajului........................................................................... 134.9. Calculul fortelor din angrenaj................................................................................... 145. Calculul arborilor................................................................................................... 14

5.1. Alegerea materialelor................................................................................................ 145.2. Redimensionarea arborilor........................................................................................ 145.3. Determinarea distantei dintre reazeme...................................................................... 145.4. Calculul la solicitari compuse................................................................................... 15

5.4.1. Calculul arborelui de intrare.................................................................................... 165.4.2. Calculul arborelui de iesire....................................................................................... 175.5. Alegerea capetelor de arbori..................................................................................... 186. Alegerea si verificarea rulmentilor........................................................................ 18

2

6.1. Rulmentii de pe arborele de intrare........................................................................... 196.2. Rulmentii de pe arborele de iesire............................................................................ 197. Alegerea si verificarea penelor.............................................................................. 19

7.1. Determinarea lungimii penelor................................................................................. 207.2. Verificarea penelor (la forfecare).............................................................................. 208. Alegerea sistemului de ungere si etansare............................................................ 209. Bibliografie…………………………………………………………………………. 23

3

Universitatea Transilvania din Braşov Program de studii: DI şi ISERFacultatea Design de produs şi mediu Disciplina: Organe de maşini Dpt: Design de produs, mecatronică şi mediu

TEMA PENTRU PROIECTUL DE AN NR.2

Să se proiecteze o transmisie mecanică compusă din:- motor electric asincron;- transmisie prin curele trapezoidale înguste;- reductor de turaţie cilindric, cu o treaptă.

Date de proiectare - puterea motorului electric, P= 4 [kW];- turaţia motorului electric, n=950[rot/min];- raportul de transmitere al transmisiei prin curele, iC=2,3;- raportul de transmitere al reductorului, iR=2,7;- durata de funcţionare a transmisiei, Lh=8000[ore].

Conţintul proiectului

A. Memoriu justificativ de calcul

1. Intocmirea schemei structurale a transmisiei şi alegerea motorului electric2. Proiectarea transmisiei prin curele trapezoidale înguste3. Proiectarea reductorului de turaţie

3.1. Calculul momentelor de torsiune şi turaţiilor arborilor reductorului3.2. Predimensionarea angrenajului 3.3. Predimensionarea arborilor reductorului3.4. Întocmirea schemei cinematice a reductorului (scara 1:1)3.5. Determinarea elementelor geometrice şi de control ale angenajului3.6. Alegerea şi verificarea rulmenţilor3.7. Calculul asamblărilor prin pene3.8. Verificarea arborilor la solicitări compuse3.9. Ungerea şi etanşarea reductorului

4. Calculul randamentului transmisiei5. Norme de tehnica securităţii muncii

B. Desene

1. Desenul de ansamblu al reductorului de turaţie (scara 1:1)

4

2. Desenul de execuţie al arborelui de intrare3. Desenul de execuţie al roţii conduseGrafic de desfăşurare a activităţii la proiectul de an nr.2

Nr.sapt.

Etapa de lucru planificată Data Semnătură profesor

1. Primirea temei de proiectReductoare de turaţie – studiul

machetelor din laboratorCercetare bibliografică

2. Proiectarea transmisiei prin curele trapezoidale înguste

3. Întocmirea schiţei roţii de curea conducătoare

Finalizare proiectare transmisie prin curele

4. Calculul momentelor de torsiune şi turaţiilor arborilor reductorului

Predimensionarea arborilor reductoruluiPredimensionarea angrenajuluiÎntocmirea schemei cinematice a

reductorului (scara 1:1)5. Determinarea elementelor geometrice şi

de control ale angenajului6. Forţele din angrenaj

Reductoare-proiecţii7. Alegerea rulmenţilor şi etanşărilor

Inceperea desenului de ansamblu a reductorului (secţiunea principală)

8. Definitivarea secţiunii principale a reductorului

Studiul rulmenţilor din laboratorMontaje cu rulmenţi –proiecţii

9. Calculul asamblărilor prin peneÎnceperea reprezentării vederii carcasei

reductorului10. Exemplu de calcul al arborilor la

solicitări compuseContinuare desen de ansamblu

11. Definitivarea vederii reductoruluiVerificarea arborilor la solicitări

compuse12. Verificarea rulmenţilor

Definitivare desen de ansamblu reductor13. Calculul randamentului transmisiei

5

Norme de tehnica securităţii munciiÎntocmire desene de execuţie

14. Întocmirea memoriului justificativ de calcul

Predarea proiectului15. Susţinerea şi notarea proiectului

Termenul limită de predare a proiectului - 9 ianuarie 2014 ora 15.00.

Braşov, 1.10.2013 Titular disciplină,Prof.dr.ing. Anca Bârsan

Memoriu justificativ

1.Schema cinematica a transmisiei mecaniceSchema cinematica a transmisiei din care fac parte transmisia prin curele si

reductorul ce urmeaza a fi proiectate este prezentata in Figura 1

Figura 1.

ME= motor electric de antrenare de tip asincronTCT= transmisie prin curele trapeizodale ingusteRC= reductor de turatie cilindric intr-o treaptaMU= masina unealtaI= arbore de intrare

6

II= arbore de iesire1= pinion2= roati

2.Alegerea motorului electricAdaptarea motorului electric care antreneaza transmisia mecanica se face din

STAS conform datelor de proiectare P,n.Schema unui motor electric e prezentat in Figura 2, iar caracteristicile tehnice ale

motorului in tabelul 1.

Figura 2

Tip Putere nominal

a[kW]

Turatie

Rot/min

η Cosφ

Curent la380V

La conectare directa

GD²kgfm²

Greutatekg

Lp/ln Mp/Mn Mmax.Mn

132S-8 3 1425 79 0,7 8,33 5 1,7 2 0,13 61,5 Tabelul 1

Tabelul 2 cuprinde dimensiunile de gabarit ale motorului ales.

Dimensiuni de motare (mm)A AA AB AC B BB C CA D

DAEEA

FFA

GGB

GAGC

GDGF

H HA HC HD K L

216 40 247 270 140 176 89 135 38 80 10 33 41 8 132 15 267 303 12 427,5

Tabelul 2

7

3. Calculul transmisie prin curele trapeizodale ingusteSchema unei transmisii prin curele e prezentata in Figura 3.

Figura 3

3.1 Puterea de calcul la arborele conducator

Pc=P= 4 Kw

3.2 Turatia rotii de curea conducatoare

n1=n=950 [rot/min]

3.3 Turatia rotii de curea conduse

3.4 Tipul curelei se alege din monograme [4]Se adopta curea TIP SPZ cu dp1 intre 63 si 180

3.5 Diametrul primitiv al rotii miciDp1= 90 mm.Se alege constructiv din [4] si anume dp1= 125mm.

3.6 Diametrul primitiv al rotii mari Dp2 =Ic∙Dp1= 287.5 mm.

3.7 Distanta dintre axe preliminara0,7(Dp1+Dp2)≤A≤2(Dp1+Dp2)288,7≤A≤825Se adopta A=550mm.

8

3.8 Unghiul dintre ramurile curelei

3.9 Unghiul de infasurare la roata mica

3.10 Unghiul de infasurare la roata mare

3.11 Lungimea primitiva a curelei

Se adopta lungimea primitiva la valoarea cea mai apropiata de valoarea din STAS[4] si anume Lp=1250 mm.

3.12 Distanta dintre axe definitive

3.13 Viteza periferica a curelei

3.14 Coeficientul de functionareSe adopta din [4] Cf, functie tipul masinii de actionare si numarul de ore de lucru

zilnice al transmisie; Cf= 1,3

3.15 Coeficientul de lungime Se alege din [4] functie de lungime primitiva a curelei si tipul curelei. CL=0,94

3.16 Coeficientul de infasurare

Cβ=0.96Se adopta conform tabelului 5.

3.17 Puterea nominala transmisa de o cureaSe adopta din [4] functie de Dp1, Ic, n1 (Dp1=90; Ic=2,3; n1=950), Po=1,56

3.18 Numarul de curele

- preliminar

9

3.19 Coeficientul numarului de cureleSe adopta din [4] functie de numar de curele Cz=0,9.

3.20 Numarul de curele definitiv

Se adopta Z=4.

3.21 Forta periferica transmisa

3.22 Forta de intindere a cureleiSa=(1,5...2)F [N}

3.22 Cotele de modificare a distantei dintre axex≥0,03Lpy≥0,015Lp

4. Calculul angrenajelor4.1 Momentul de torsiune la arborele motorului electric

Pentru arborele de intrare

Pentru arborele de iesire

4.2 Alegerea materialelorPentru realizarea rotilor dintate se adopta un otel de imbunatatire si anume OLC

45 STAS 880 in urmatoarele caracteristici [2].

10

4.3 Determinarea numarului de dintiSe recomanda ca numar de dinti al pinionului z1=[19...23]; Se adopta z1=21.

Se adopta z2=57Recalcularea raportului de transmitere:

Se calculeaza eroarea raportului de transmitere

e=│ │∙100% =0.51

Deoarece eroarea la raportul de transmitere este mai mica de 3%, in continuare se lucreaza cu Z1=21, Z2=57 si IR=2,7

4.4 Determinarea distantei dintre axeDistanta dintre axe se adopta din monograme functie de urmatorii parametrii*Nr de cicluri

Se adopta distanta dintre axe aw= 80 mm si coeficientul de latime ψa=0,4

4.5 Determinarea modulului danturii

Modulul se calculeaza cu relatia :

Modulul se adopta din STAS 882 conform tabelului 3.

1 1,125 1,5 1,375 1,5 1,75 2 2,25 2,5 2,75 3 3,5 4 4,5 5

Tabelul 3

Se adopta modulul standardizat m=2

4.6 Recalcularea distantei dintre axe

In continuare se lucreaza cu a=78; m=2

4.7 Elementele geometrice ale rotilor dintate*Diametrele cercurilor de divizare

*Diametrele cercurilor de baze

11

*Diametrele cercurilor de picior

*Diametrele cercurilor de cap

*Pasul pe cercul de divizareP= πm = 6,2π.*Gradul de acoperire

*Latimile rotilorb2=ψa•a=23,4mmSe adopta b2=24b1=b2+(2...5)mm=27mm

12

4.8 Schema cinematica a angrenajului

Figura 4

13

4.9 Calculul fortelor din angrenajFortele care actioneaza intr-un angrenaj cilindric cu dantura dreapta sunt

prezentate in figurile 5,6.

Relatiile pentru calculul fortelor sunt : *Fortele tangentiale

*Fortele radiale

5. Calculul arborilor5.1 Alegerea materialuluiPentru arborele de intrare se adopta OLC 45 STAS 880 (

, iar pentru arborele de iesire OL 60 STAS 500/2

5.2Predimensionarea arborilorDeoarece in aceasta faza nu se cunoaste incarcarea arborilor, nici variatia

momentului incovoietor pe lungimea acestora, predimensionarea se face doar din conditia de rezistenta la torsiune si anume :

5.3 Determinarea distantei dintre razemeIn vederea stabilirii distantei dintre razeme, necesara calcului la solicitari compuse al arborilor

trebuie adoptati rulmentii. Se aleg urmatorii rulmenti:Rulment D D B

Arbore intrare 6205 25 52 15Arbore iesire 6206 30 62 16

Tabelul 6

14

Figura 5

X=(0...15)mmY=(3...5)mmS-a calculat distanta dintre reazemi pentru arborele de iesire care va fi considerata

si pentru arborele de intrare.

5.4 Calculul la solicitarea compusa Figura 6 reprezinta modul in care actioneaza angrenajul calculat.

Figura 6

15

In planul orizontal vor actiona fortele Fr1,Fr2,iar in plan vertical vor actiona Ft1,Ft2.**

5.4.1. Arborele de intrareSchema din Figura 7 reprezinta incarcarea arborelui de intrare

Figura 7.

pinionul e corp comun cu arborele d=df1

5.4.2. Arborele de iesire16

Schema de incarcare a arborelui de iesire e prezentata in Figura 8.

Figura 8

5.5 Alegerea capetelor de arboreCapetele de arbori se aleg conform STAS 8724/2, conform tabelului 7

17

Figura 9.d l

Arbore intrare 22 36Arbore iesire 25 42

Tabelul 7

6.Alegerea si verificarea rulmentilorRulmentii s-au ales anterior inainte de stabilirea distantei dintre razeme.S-au adoptat rulmentii

radiali cu pile STAS 3041 conform tabelului 8.Rulment Simbol d D B C CoArbore intrare

6205 25 52 15 11000 7100

Arbore iesire

6206 30 62 16 15300 10200

Tabelul 8.

Schema unui rulment radial cu bile e reprezentata in Figura 10.

Figura 10.

6.1. Rulmentii de pe arborele de intrareDurabilitatea rulmentului

18

;

C:capacitatea de incarcare dinamica masurata in N;P:sarcina dinamica echivalenta [N];p=3(pentru rulment cu bila)P=Fr[5];

Durata de functionare

6.2. Rulmentii de pe arborele de iesireDurabilitatea rulmentului

P=Fr[5]

Durata de functionare

7.Alegerea si verificarea penelorPentru montarea elementelor componente ale reductorului si transmisiei mecanice

se folosesc pene paralele cu capete rotunjita STAS1004Schema unei pene paralele cu capete rotunjite este prezenta in Figura 11, iar

dimensiunile penelor alese sunt cuprinse in Tabelul 9.

Figura 11

Pana d b h lCapat arbore intrare 22 6 6

19

Sub roata 34 10 8Capat arbore iesire 25 8 7

Tabelul 9

7.1.Determinarea lungimii penelorPana de pe capatul arborelui de intrare

Pana de sub roata

Pana de capatul arborelui de iesire

7.2.Verificarea penelor

8.Alegerea sistemelor de ungere si etansareUngerea rotilor dintate se realizeaza prin barbotare, pentru ungere se va folosi un

ulei mineral de tip TIN 200 EP 200-220 STAS 871, ulei recomandat pentru ungerea rotilor dintate cilindrice din constructia reductoarelor de turatie industriale, care functioneaza in regim de viteze si de sarcini moderate sau cu socuri. Uleiul se va schimba dupa primele 200h de functionare si in continuare la fiecare 1000 ore.

Pentru etansare reductorului se va folosi la intrare garnitura manseta de rotatie STAS 5907 (Figura 12, Tabelul 10) si inel de pasla (dimensiunile canalului trapeizoidal Figura 13 si Tabelul 11).

20

Figura 12

d D h25 47 10

Tabelul 10

Figura 1321

d d 3 d 4 b 1 b 230 31 43 4 5,5

Tabelul 11

9.Bibliografie

1. RADULESCU, C.D s.a Organe de masinivol. I, II, III. Universitatea din Brasov, 1984

22

2. JULA, A s.a Proiectarea angrenajelor evolventice. Editura “Scrisul Romanesc”, Craiova, 1990.

3. DRAGHICI, I. s.a Organe de masini. Probleme. Editura Didactica si Pedagocica, Bucuresti 1980.

4. Culegere de extrase din norme si standarde, vol I, II. Universitatea din Brasov, 1994

5. Catalog de rulmenti CIROA, Brasov, 1995

23