View
219
Download
5
Category
Preview:
DESCRIPTION
calcul cutie viteze
Citation preview
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
75
CAPITOLUL 5 CALCULUL I PROIECTAREA CUTIEI DE VITEZE
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
76
n acest capitol se prezint calculele de proiectare pentru cutia de viteze la automobilul nostru.
Datele de intrare necesare proiectrii sunt calculate n capitolul 2 calculul dinamic: - motor M.A.S. - putere nominal: P = 69 kW - momentul motor maxim: MM=(152.191 Nm) - rapoartele de transmisie din cutia de viteze ikI=3.2 ikIII=1.79 ikV=1 ikII=2.39 ikIV=1.34 iMI=3.7 - rapoartele de transmisie din reductorul central: iO=5.4 - turaia maxim a motorului: n1=5200rot/min
Pentru autoturismele cu totul fa sau totul spate se va alege cutia de viteze cu 2 arbori.
5.1 Rolul cutiei de viteze Totalitatea mecanismelor care transmit energia mecanic dezvoltat de motor la sistemul de rulare formeaz transmisia autovehiculului. Transmisia are rolul de a atenua sau de a nltura dezavantajele motoarelor, de a realiza o caracteristic de traciune care se apropie cel mai mult de caracteristica ideal, precum i de a repartiza puterea la roile motoare. Cutia de viteze reprezint subansamblul automobilului care asigur modificarea vitezei i forei de traciune a automobilului prin modificarea parametrilor puterii produse de motor.
5.2 Alegerea schemei funcionale a cutiei de viteze
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
77
5.3 Calculul cutiei de viteze *dimensiunea arborelui primar: d= 328.2 MM d=26,138mm Se adopt: d=27mm *distana dintre axe: aW= 328.2 MM aW=66,663mm Se adopt: aW=67mm
5.3.1 Calculul roilor dinate Se vor folosi angrenaje cu roi cilindrice cu dantur nclinat confecionate din
18MoCrNi13. *unghiul de nclinare al danturii: =20deg * momentul maxim la arborele secundar: cv=0,95
mN661.426MiMM
S
cvkIMS
=
=
n funcie de momentul maxim al arborelui secundar se adopt modulul normal mn= 2mm 5.3.1.1 Calculul de predimensionare Se vor folosi angrenaje cu roi cilindrice cu dantur nclinat confecionate din
18MoCrNi13 cu urmtoarele caracteristici mecanice: * duritatea flancului dintelui: 60 HRC * duritatea miezului: 350HB * rezistena la rupere: 1=1400MPa * limita la curgere: 01= 830MPa Determinarea numrului de dini:
12
1+
=
kIn
w
ima
z =1z 15,952 dini
Se adopt: =1z 15 dini
kIizz = 12 =2z 48 dini Se adopt: Tensiunile admisibile, din condiia de rezisten la solicitarea de contact respectiv de ncovoiere, pentru predimensionare:
mNT = 39,2271 25,0=a 82,0=d 5,11=n
MPazE 8,189= )cos( =z 969,0=z
)cos(49,2 =Hz 414,2=Hz 85,21 =FaY 1,22 =FaY 57,11 =SaY 85,12 =SaY
5,1=AK
AkIwa
kIHEHP Kia
iTZZZ
+= 3
31 )1(73,0
HP =3322,403MPa
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
78
( ))cos(
173,0 32
111
+=
wa
kIFP
a
izT 1FP =621,633MPa
=
1
2
1
212
Sa
Sa
Fa
FaFPFP Y
YYY
2FP =539,735MPa
Tensiunile limit necesare, pentru solicitarea de contact respectiv de ncovoiere, pentru predimensionare:
3,1=Nz 5,1=NY 15,1min =HS 25,1min =FS 87,01 =Y 05,12 =Y
N
HPHprH
z
S
=min
lim prH lim =2939,049MPa
1
1min1lim
YYS
N
FPFprF
= MPaprF 434,5951lim =
2
2min2lim
YYS
N
FPFprF
= MPaprF 361,4282lim =
5.3.1.2 Calculul de dimensionare Modulul danturii:
)cos(212
+
=
zz
am wn mmmn 999,1=
Se alege din S.T.A.S. 822-62 modulul de dantur corespunztor: nm =2mm
Distana de referin dintre axe:
)()cos(21
12 zzm
a n += mma 043,67= Unghiul real de angrenare, unghiul real de angrenare n plan frontal, respectiv n plan
normal: deg20=n
( )( )
=
cos
tantan nt a deg173,21=t
( )
= t
w
wta
aa coscos deg077,21=wt
( ) ( )
= wt
t
n
wn a
sin
sinsin
sin deg91,19=wn
Distana dintre axe: ( )( )wt
tw a
cos
cos= mmw 67=
Coeficientul normal, respectiv frontal al deplasrii de profil: ( ) ( )
( ) ( )12tan2 zzinvinv
xn
twtsn +
=
snx =-0,022 ( )11 3003,0 zxn = 45,01 =nx 12 nn xx = 45,02 =nx
Diametrele cercurilor de divizare:
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
79
( ) 11 cos zmd n= mmd 925,311 =
( ) 22 cos zmd n= mmd 161,1022 =
Diametrele cercurilor de baz: )cos(11 tb dd = mmdb 77,291 = )cos(22 tb dd = mmdb 265,952 =
Diametrele cercurilor de rostogolire:
( )wtb
w
ddcos
11 = mmd w 905,311 =
( )wtb
w
ddcos
22 = mmd w 095,1022 =
mmdd ww 67
221
=
+
Diametrele cercurilor de picior: 1' =anh 25,0' =nc
( ) ( )
+= 1
''11 2
cosnnannf xch
zmd mmd f 725,281 =
( ) ( )
++= 2
''22 2
cosnnannf xch
zmd mmd f 961,982 =
Diametrele cercurilor de cap:
( )
+= 2
'21 22
cos2 nannwa xh
zmad mmd a 639,371 =
( )
+= 1
'12 22
cos2 nannwa xh
zmad mmd a 275,1042 =
Unghiul de nclinare al danturii pe un cerc oarecare: 1ay dd = 1dd =
( )
= tantan
dd
ay
y deg225,23=y
yb = 5.3.1.3 Elementele angrenajului echivalent Numerele de dini ai roilor echivalente:
( ) ( ) coscos 21
1
=
bn
zz 902,181 =nz dini
( ) ( ) coscos 22
2
=
bn
zz 486,602 =nz dini
Diametrele cercurilor de divizare ale roilor echivalente: 11 nnn zmd = mmd n 804,371 =
22 nnn zmd = mmd n 972,1202 = Diametrele cercurilor de baz ale roilor echivalente:
( )nnbn dd cos11 = mmdbn 524,351 =
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
80
( )nnbn dd cos22 = mmdbn 677,1132 =
Diametrele cercurilor de cap ale roilor echivalente: 1111 dddd anan += mmd an 517,431 =
2222 dddd anan += mmd an 086,1232 = Distana dintre axe a angrenajului virtual:
( )( )( )wn
n
bwn
aa
coscos
cos2 = mmawn 343,79=
Gradul de acoperire al angrenajului echivalent: ( )
( )nnwnwnbnanbnan
nm
addddpi
cos2sin22 2
22
21
21
+=
258,1=n
( )2cos bn
= 49,1=
Verificarea de funcionare corect a angrenajului Condiia de evitare a interferenei: - caz teoretic:
1717 1
min1nzx
= 112,0min1 =x
1717 2
min2nzx
= 558,2min2 =x
- caz practic:
1714 1
min1nzx
= 288,0min1 =x
1714 2
min2nzx
= 734,2min2 =x
Condiia este verificat 45,01 =nx 45,02 =nx
min11 xxn min22 xxn Gradul de acoperire al angrenajului n plan frontal, gradul de acoperire suplimentar, al
angrenajului: ( ) ( )
( )tnwnwnbaba
m
addddpi
cos2cossin222
22
21
21
+=
= 1,362 wa ab = mmb 75,16=
( )nm
b
=
pi
sin 912,0=
+= =2,401
Determinarea vitezei periferice pe cercul de divizare:
6011 ndv = pi
s
mv 145,0=
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
81
Alegerea treptei de precizie i a procedeului tehnologic de execuie al roilor angrenajului: treapta de precizie este 8.
Alegerea rugozitii flancurilor i a zonei de racordare: mRa 8,01 = 12 aa RR = mRa 8,02 = flanc mRa 6,11 = 12 aa RR = mRa 6,12 = zona de racordare
Alegerea lubrifiantului: Se alege lubrifiantul TIN 300 EP cu vscozitatea cinematic de 260-320mm2/s Factorul de elasticitate al materialelor roilor:
MPazE 8,189= Factorul zonei de contact i factorul de form al dintelui pentru solicitarea de ncovoiere:
( )( ) ( )wtt
bHz
tancos
cos22
= 85468,1=Hz
),( 111 nnFa xzfY = 1,21 =FaY ),( 222 nnSa xzfY = 4,12 =SaY
Factorii gradului de acoperire pentru solicitarea de contact, respectiv de ncovoiere:
1=z 819,0=z
an
Y
75,025,0 += =Y 0,846
Factorii nclinrii dinilor pentru solicitarea de contact, respectiv de ncovoiere: ( ) cos=z 969,0=z
120deg1 = Y 1=Y
condiia este verificat: 75,0=Y
min YY factorul dinamic:
15,1=K Factorii de repartizare a sarcinii pe limea danturii pentru solicitarea de contact,
reespectiv de ncovoiere: 08,1=HK 12,1=FK
Factorii de repartizare a sarcinii n plan frontal, pe perechile de dini aflate simultan in angrenare, pentru solicitarea de contact, respectiv de ncovoiere:
22, fpb ff - toleranele abaterilor efective a pasului de baz, respectiv a abaterii profilului dintelui. mf pb 212 = mf f 182 =
tF - fora tangent corespunztoare cercului de divizare
1
12d
TFt
= NFt = 114,14245
q - factor auxiliar
+=
bF
fq
t
pb 41,04 2 48,0=q
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
82
( )
+= 115,021
zqK H HK = 0,991
= qK F FK = 0,715 Tensiunile admisibile necesare, din condiia de rezisten la solicitarea de contact, respectiv de ncovoiere pentru dimensionare:
( )( )
( )
HHA
kIwa
kI
wt
tHEHP KKKKia
iTzzzz
= 31
2coscos
MPaHP 483,2246= ( ) ( )
( )22
113
211
1cos
cos
21
wt
tSaFaFFA
kIwa
kIFP YYYYKKKKia
izT
+=
MPaFP 85,19301 =
1
2
1
212
Sa
Sa
Fa
FaFPFP Y
YYY
= MPaFP 207,27832 =
Tensiunile limit necesare, pentru solicitarea de contact, respectiv de ncovoiere, pentru dimensionare:
07,1=Lz 955,0=Rz 96,0=z 1=wz 1=xz 11 =NY 11 =Y 11 =RY 11 =xY 12 =NY 12 =Y 12 =RY 12 =xY
xwRLN
HPHH
zzzzzz
S
=
mindimlim MPaH 813,2025dimlim =
1111
1min1dimlim
RxN
FPFF YYYY
S
=
MPaF 562,24131dimlim =
2222
2min2dimlim
RxN
FPFF YYYY
S
=
MPaF 008,34792dimlim =
Alegerea materialelor celor dou roi, a tratamentului i a tensiunilor limit la contact i la ncovoiere: Se vor folosi angrenaje cu roi cilindrice cu dantur nclinat confecionate din 18MoCrNi13 cu urmtoarele caracteristici mecanice: *duritatea flancului dintelui: 60 HRC * duritatea miezului: 350 HB * rezistena la rupere: MPa14001 = * limita de curgere: MPa83001 = Tratamentul termic: cementare+clire+revenire joas
MPa1350dimlim = MPa1400lim =
2
lim
dimlim
=
aarec 232,0=arec
Determinarea limilor laturilor, a elementelor de control, a abaterilor i toleranelor: warec ab =2 mmb 575,152 =
se adopt: mmb 162 = mmb 1=
21 bbb += mmb 171 =
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
83
5.3.2 Determinarea numrului de dini n funcie de raportul de transmitere Momentul pe arborele secundar:
mNM S = 661,462 * pentru treapta a II-a
12
3 +=
kIIn
w
ima
z 764,193 =z dini
se adopt: =3z 20 dini
kIIizz = 34 8,474 =z dini se adopt: =4z 43 dini * pentru treapta a III-a
12
5 +=
kIIIn
w
ima
z 014,245 =z dini
se adopt =5z 26 dini
kIIIizz = 56 =6z 46,54 dini se adopt =6z 38 dini * pentru treapta a IV-a
12
7 +=
kIVn
w
ima
z =7z 28,632 dini
se adopt: =7z 32 dini
kIVizz = 78 =8z 42,88 dini se adopt =8z 32 dini * pentru treapta a V-a
12
9 +=
kVn
w
ima
z 5,339 =z dini
se adopt =9z 34 dini
kVizz = 910 3410 =z dini se adopt 3110 =z dini
5.3.3 Determinarea elementelor geometrice a roilor dinate 5.3.3.1 Determinarea elementelor geometrice a roilor dinate din treapta a II-a Modulul danturii:
deg20= ( )cos2
43
+
=
zz
am wn mmmn 055,2=
se alege S.T.A.S. 822-82 modulul de dantur corespunztor: =nm 2mm
Distana de referin dintre axe:
( ) ( )43cos21
zzm
a n += a = 65,222mm Unghiul real de angrenare, unghiul real de angrenare n plan frontal, respectiv n plan normal:
deg20=n ( )( )
=
cos
tantan nt a =t 20,647deg
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
84
( )
= t
w
wta
aa coscos =wt 24,364deg
( )( ) ( )
= wt
t
n
wn a
sin
sinsin
sin =wn 23587deg
Distana dintre axe: ( )( )wt
tw a
cos
cos= =w 67mm
Coeficientul normal, respectiv frontal al deplasrii de profil: ( ) ( )
( ) ( )43tan2 zzinvinv
xn
twtsn
=
=snx 0,967
( )33 3003,0 zxn = 03,03 =nx 34 nsnn xxx = =4nx 0,667 Diametrele cercurilor de divizare:
( ) 33 cos zmd n = mmd 411,413 =
( ) 44 cos zmd n = mmd 034,894 =
Diametrele cercurilor de baz: ( )tb dd cos33 = mmdb 751,383 = ( )tb dd cos44 = mmdb 315,834 =
Diametrele cercurilor de rostogolire:
( )wtb
w
ddcos
33 = mmd w 54,423 =
( )wtb
w
ddcos
44 = mmd w 46,914 =
mmdd ww 67
243
=
+
Diametrele cercurilor de picior: 1' =anh 25,0' =nc
( )
+= 3
''33 2)cos( nnannf xch
zmd mmd f 611,373 =
( )
+= 4
''44 2)cos( nnannf xch
zmd mmd f 365,814 =
Diametrele cercurilor de cap:
( )
+= 4
'43 22
cos2 nannwa xh
zmad =3ad 46,297mm
( )
+= 3
'34 22
cos2 nannwa xh
zmad mmd a 389,954 =
Unghiul de nclinare al danturii pe un cerc oarecare: 3ay dd = 3dd =
[ ]
= tantan
dd
ay
y deg62412,21=y yb = Elementele angrenajului echivalent
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
85
Numerele de dini ai roilor echivalente:
( ) ( ) coscos 23
3
=
bn
zz 902,181 =nz dini
( ) ( ) coscos 24
4
=
bn
zz 486,602 =z dini
Diametrele de divizare ale roilor echivalente: 33 nnn zmd = mmd n 127,453 =
44 nnn zmd = mmd n 024,974 = Diametrele cercurilor de baz ale roilor echivalente:
( )nnbn dd cos33 = mmdbn 406,423 = ( )nnbn dd cos44 = mmdbn 172,914 =
Diametrele cercurilor de cap ale roilor echivalente: 3333 dddd anan += mmd an 013,503 =
4444 dddd anan += mmd an 379,1034 = Distana dintre axe a angrenajului virtual:
( )( )( )wn
n
bwn
aa
coscos
cos2 = mmawn 878,72=
Gradul de acoperire al angrenajului echivalent; ( )
( )nnwnwnbnanbnan
nm
addddpi
cos2sin22 4
24
23
23
+=
433,1=n
( )2cos bn
= 562.1=
Verificarea de funcionare corect a angrenajului: Condiia de evitare a interferenei - caz teoretic:
1717 3
min3nzx
= 327,0min3 =x
1717 4
min4nzx
= 854,1min4 =x
- caz practic:
1714 3
min3nzx
= 504,0min3 =x
1714 4
min4nzx
= 03,2min4 =x
Condiia este verificat: 3,03 =nx 667,04 =nx
min33 xxn min44 xxn
( ) [ ]( )tn
wtwnbaba
m
addddpi
cos2cossin224
24
23
23
+=
165,1=
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
86
wa ab = mmb 75,16= ( )nm
b
=
pi
sin 69,0=
+= 252,2= Determinarea vitezei periferice pe cercul de divizare:
3013 ndv = pi smv 376,0=
Alegerea treptei de precizie i a procedeului tehnologic de execuie al roilor angrenajului: treapta de precizie este 8.
Alegerea rugozitii flancurilor i a zonei de racordare: mRa 8,01 = 12 aa RR = mRa 8,02 = flanc mRa 6,11 = 12 aa RR = mRa 6,12 = zona de racordare
Alegerea lubrifiantului: Se alege lubrifiantul TIN 300 EP cu vscozitatea cinematic de 260-320mm2/s
MPa1350dimlim = MPa1400lim =
2
lim
dimlim
=
aarec 232,0=arec
Determinarea limilor laturilor, a elementelor de control, a abaterilor i toleranelor: warec ab =4 mmb 575,154 =
se adopt: mmb 164 = b =1mm
43 bbb += mmb 173 =
5.3.3.2 Determinarea elementelor geometrice a roilor dinate din treapta a III-a Modulul danturii:
deg20= ( )cos2
65
+
=
zz
am wn mmmn 022,2=
Se alege S.T.A.S. 822-82 modulul de dantur corespunztor: mmmn 2=
Distana de referin dintre axe:
( ) ( )65cos21
zzm
a n += mma 258,66= Unghiul real de angrenare, unghiul real de angrenare n plan frontal, respectiv n plan normal:
deg20=n ( )( )
=
cos
tantan nt a =t 20,647deg
( )
= t
w
wta
aa coscos =wt 22,271deg
( )( ) ( )
= wt
t
n
wn a
sin
sinsin
sin =wn 21,568deg
distana dintre axe:
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
87
( )( )wt
tw a
cos
cos= =w 67mm
Coeficientul normal, respectiv frontal al deplasrii de profil: ( ) ( )
( ) ( )65tan2 zzinvinv
xn
twtsn +
=
=snx 0,385
( )55 3003,0 zxn = 56 nsnn xxx = 265,06 =nx Diametrele cercurilor de divizare:
( ) 35 cos zmd n = mmd 834,535 =
( ) 66 cos zmd n = mmd 681,786 =
Diametrele cercurilor de baz: ( )tb dd cos55 = mmdb 377,505 = ( )tb dd cos66 = mmdb 627,736 =
Diametrele cercurilor de rostogolire:
( )wtb
w
ddcos
55 = mmd w 438,545 =
( )wtb
w
ddcos
66 = mmd w 563,796 =
mmdd ww 67
265
=
+
Diametrele cercurilor de picior: 1' =anh 25,0' =nc
( )
+= 5
''55 2)cos( nnannf xch
zmd mmd f 314,495 =
( )
+= 6
''66 2)cos( nnannf xch
zmd mmd f 62,726 =
Diametrele cercurilor de cap:
( )
+= 6
'65 22
cos2 nannwa xh
zmad mmd a 258,585 =
( )
+= 5
'56 22
cos2 nannwa xh
zmad mmd a 686,836 =
Unghiul de nclinare al danturii pe un cerc oarecare: 5ay dd = 5dd =
[ ]
= tantan
dd
ay
y deg17,16=y yb = Numerele de dini ai roilor echivalente:
( ) ( ) coscos 25
5
=
bn
zz 18,295 =nz dini
( ) ( ) coscos 26
6
=
bn
zz 648,426 =nz dini
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
88
Diametrele de divizare ale roilor echivalente: 55 nnn zmd = mmd n 631,585 =
66 nnn zmd = mmd n 297,856 = Diametrele cercurilor de baz ale roilor echivalente:
( )nnbn dd cos55 = mmdbn 841,545 = ( )nnbn dd cos66 = mmdbn 153,806 =
Diametrele cercurilor de cap ale roilor echivalente: 5555 dddd anan += mmd an 784,625 =
6666 dddd anan += mmd an 301,906 = Distana dintre axe a angrenajului virtual:
( )( )( )wn
n
bwn
aa
coscos
cos2 = mmawn 579,72=
Gradul de acoperire al angrenajului echivalent; ( )
( )nnwnwnbnanbnan
nm
addddpi
cos2sin22 6
26
25
25
+=
592,1=n
( )2cos bn
= 726,1=
Verificarea de funcionare corect a angrenajului: Condiia de evitare a interferenei - caz teoretic:
1717 5
min5nzx
= 716,0min5 =x
1717 6
min6nzx
= 509,1min6 =x
- caz practic:
1714 5
min5nzx
= 893,0min5 =x
1714 6
min6nzx
= 03,2min6 =x
Condiia este verificat: 12,05 =nx 265,06 =nx
min55 xxn min66 xxn Gradul de acoperire al angrenajului n plan frontal, gradul de acoperire suplimentar, al
angrenajului: ( ) [ ]
( )tnwtwnbaba
m
addddpi
cos2cossin226
26
25
25
+=
352,1= wa ab = mmb 75,16=
( )nm
b
=
pi
sin 69,0=
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
89
+= 416,2= Determinarea vitezei periferice pe cercul de divizare:
3015 ndv = pi smv 376,0=
Alegerea treptei de precizie i a procedeului tehnologic de execuie al roilor angrenajului: treapta de precizie este 8.
Alegerea rugozitii flancurilor i a zonei de racordare: mRa 8,01 = 12 aa RR = mRa 8,02 = flanc mRa 6,11 = 12 aa RR = mRa 6,12 = zona de racordare
Alegerea lubrifiantului: Se alege lubrifiantul TIN 300 EP cu vscozitatea cinematic de 260-320mm2/s
MPa1350dimlim = MPa1400lim =
2
lim
dimlim
=
aarec 232,0=arec
Determinarea limilor laturilor, a elementelor de control, a abaterilor i toleranelor: warec ab =6 mmb 575,156 =
se adopt: mmb 166 = b =1mm
65 bbb += mmb 5,175 = 5.3.3.3 Determinarea elementelor geometrice a roilor dinate din treapta a IV-a
Modulul danturii: deg20=
( )cos287
+
=
zz
am wn mmmn 022,2=
Se alege S.T.A.S. 822-82 modulul de dantur corespunztor: mmmn 2=
Distana de referin dintre axe:
( ) ( )87cos21
zzm
a n += mma 258,66= Unghiul real de angrenare, unghiul real de angrenare n plan frontal, respectiv n plan
normal: deg20=n
( )( )
=
cos
tantan nt a =t 20,647deg
( )
= t
w
wta
aa coscos =wt 22,271deg
( )( ) ( )
= wt
t
n
wn a
sin
sinsin
sin =wn 21,568deg
Distana dintre axe: ( )( )wt
tw a
cos
cos= =w 67mm
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
90
Coeficientul normal, respectiv frontal al deplasrii de profil: ( ) ( )
( ) ( )87tan2 zzinvinv
xn
twtsn +
=
=snx 0,385
( )77 3003,0 zxn = 78 nsnn xxx = 445,08 =nx
Diametrele cercurilor de divizare:
( ) 77 cos zmd n = mmd 258,667 =
( ) 88 cos zmd n = mmd 258,668 =
Diametrele cercurilor de baz: ( )tb dd cos77 = mmdb 002,627 = ( )tb dd cos88 = mmdb 002,628 =
Diametrele cercurilor de rostogolire:
( )wtb
w
ddcos
77 = mmd w 677 =
( )wtb
w
ddcos
88 = mmd w 678 =
mmdd ww 67
287
=
+
Diametrele cercurilor de picior: 1' =anh 25,0
'
=nc
( )
+= 7
''77 2)cos( nnannf xch
zmd mmd f 018,617 =
( )
+= 8
''88 2)cos( nnannf xch
zmd mmd f 477,598 =
Diametrele cercurilor de cap:
( )
+= 8
'87 22
cos2 nannwa xh
zmad mmd a 961,697 =
( )
+= 7
'78 22
cos2 nannwa xh
zmad mmd a 982,718 =
Unghiul de nclinare al danturii pe un cerc oarecare: 7ay dd = 7dd =
[ ]
= tantan
dd
ay
y deg798,15=y yb =
Numerele de dini ai roilor echivalente:
( ) ( ) coscos 27
7
=
bn
zz 781,357 =nz dini
( ) ( ) coscos 28
8
=
bn
zz 781,358 =nz dini
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
91
Diametrele de divizare ale roilor echivalente: 77 nnn zmd = mmd n 561,717 =
88 nnn zmd = mmd n 561,718 = Diametrele cercurilor de baz ale roilor echivalente:
( )nnbn dd cos77 = mdbn 246,677 = ( )nnbn dd cos88 = mmdbn 246,678 =
Diametrele cercurilor de cap ale roilor echivalente: 7777 dddd anan += mmd an 265,757 =
8888 dddd anan += mmd an 286,778 = Distana dintre axe a angrenajului virtual:
( )( )( )wn
n
bwn
aa
coscos
cos2 = mmawn 309,72=
Gradul de acoperire al angrenajului echivalent; ( )
( )nnwnwnbnanbnan
nm
addddpi
cos2sin22 8
28
27
27
+=
587,1=n
( )2cos bn
= 714,1=
Verificarea de funcionare corect a angrenajului: Condiia de evitare a interferenei - caz teoretic:
1717 7
min7nzx
= 105,1min7 =x
1717 8
min8nzx
= 105,1min8 =x
- caz practic:
1714 7
min7nzx
= 281,1min7 =x
1714 8
min8nzx
= 03,2min8 =x
Condiia este verificat: 06,07 =nx 445,08 =nx
min77 xxn min88 xxn Gradul de acoperire al angrenajului n plan frontal, gradul de acoperire suplimentar, al
angrenajului:
( ) [ ]( )tn
wtwnbaba
m
addddpi
cos2cossin228
28
27
27
+=
364,1= wa ab = mmb 75,16=
( )nm
b
=
pi
sin 69,0=
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
92
+= 404,2= Determinarea vitezei periferice pe cercul de divizare:
3017 ndv = pi smv 301,0=
Alegerea treptei de precizie i a procedeului tehnologic de execuie al roilor angrenajului: treapta de precizie este 8.
Alegerea rugozitii flancurilor i a zonei de racordare: mRa 8,01 = 12 aa RR = mRa 8,02 = flanc mRa 6,11 = 12 aa RR = mRa 6,12 = zona de racordare
Alegerea lubrifiantului: Se alege lubrifiantul TIN 300 EP cu vscozitatea cinematic de 260-320mm2/s
MPa1350dimlim = MPa1400lim =
2
lim
dimlim
=
aarec 232,0=arec
Determinarea limilor laturilor, a elementelor de control, a abaterilor i toleranelor: warec ab =8 mmb 575,158 =
se adopt: mmb 168 = b =1mm
87 bbb += mmb 5,177 =
5.3.3.4 Determinarea elementelor geometrice a roilor dinate din treapta a V-a Modulul danturii:
deg20= ( )cos2
109
+
=
zz
am wn mmmn 991,1=
Se alege S.T.A.S. 822-82 modulul de dantur corespunztor: mmmn 2=
Distana de referin dintre axe:
( ) ( )109cos21
zzm
a n += mma 293,67= Unghiul real de angrenare, unghiul real de angrenare n plan frontal, respectiv n plan
normal: deg20=n
( )( )
=
cos
tantan nt a =t 20,647deg
( )
= t
w
wta
aa coscos =wt 19,971deg
( )( ) ( )
= wt
t
n
wn a
sin
sinsin
sin =wn 19,347deg
Distana dintre axe:
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
93
( )( )wt
tw a
cos
cos= =w 67mm
Coeficientul normal, respectiv frontal al deplasrii de profil: ( ) ( )
( ) ( )109tan2 zzinvinv
xn
twtsn +
=
=snx -0,144
( )99 3003,0 zxn = 910 nsnn xxx = 024,010 =nx Diametrele cercurilor de divizare:
( ) 99 cos zmd n = mmd 399,709 =
( ) 1010 cos zmd n = mmd 184,6410 =
Diametrele cercurilor de baz: ( )tb dd cos99 = mmdb 877,657 =
( )tb dd cos1010 = mmdb 187,6410 =
Diametrele cercurilor de rostogolire:
( )wtb
w
ddcos
99 = mmd w 092,709 =
( )wtb
w
ddcos
810 = mmd w 908,6310 =
mmdd ww 67
2109
=
+
Diametrele cercurilor de picior: 1' =anh 25,0' =nc
( )
+= 9
''99 2)cos( nnannf xch
zmd mmd f 919,649 =
( )
+= 10
''1010 2)cos( nnannf xch
zmd mmd f 284,5910 =
Diametrele cercurilor de cap:
( )
+= 10
'109 22
cos2 nannwa xh
zmad mmd a 91,739 =
( )
+= 9
'910 22
cos2 nannwa xh
zmad mmd a 081,6810 =
Unghiul de nclinare al danturii pe un cerc oarecare: 9ay dd = 9dd =
[ ]
= tantan
dd
ay
y deg712,15=y yb =
Numerele de dini ai roilor echivalente:
( ) ( ) coscos 29
9
=
bn
zz 958,379 =nz dini
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
94
( ) ( ) coscos 210
10
=
bn
zz 633,3410 =nz dini
Diametrele de divizare ale roilor echivalente: 99 nnn zmd = md n 97,759 =
1010 nnn zmd = mmd n 267,6910 = Diametrele cercurilor de baz ale roilor echivalente:
( )nnbn dd cos99 = mdbn 388,719 = ( )nnbn dd cos1010 = mmdbn 089,6510 =
Diametrele cercurilor de cap ale roilor echivalente: 9999 dddd anan += mmd an 481,799 =
10101010 dddd anan += mmd an 161,7310 = Distana dintre axe a angrenajului virtual:
( )( )( )wn
n
bwn
aa
coscos
cos2 = mmawn 323,72=
Gradul de acoperire al angrenajului echivalent; ( )
( )nnwnwnbnanbnan
nm
addddpi
cos2sin22 10
210
29
29
+=
73,1=n
( )2cos bn
= 867,1=
Verificarea de funcionare corect a angrenajului: Condiia de evitare a interferenei - caz teoretic:
1717 9
min9nzx
= 234,1min9 =x
1717 10
min10nzx
= 037,1min10 =x
- caz practic:
1714 9
min9nzx
= 411,1min9 =x
1714 10
min10nzx
= 214,1min10 =x
Condiia este verificat: 12,09 =nx 024,010 =nx
min99 xxn min1010 xxn Gradul de acoperire al angrenajului n plan frontal, gradul de acoperire suplimentar, al
angrenajului:
( ) [ ]( )tn
wtwnbaba
m
addddpi
cos2cossin2210
210
29
29
+=
517,1=
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
95
wa ab = mmb 75,16= ( )nm
b
=
pi
sin 69,0=
+= 557,2=
Determinarea vitezei periferice pe cercul de divizare:
6019 ndv = pi smv 319,0=
Alegerea treptei de precizie i a procedeului tehnologic de execuie al roilor angrenajului: treapta de precizie este 8.
Alegerea rugozitii flancurilor i a zonei de racordare: mRa 8,01 = 12 aa RR = mRa 8,02 = flanc mRa 6,11 = 12 aa RR = mRa 6,12 = zona de racordare
Alegerea lubrifiantului: Se alege lubrifiantul TIN 300 EP cu vscozitatea cinematic de 260-320mm2/s
MPa1350dimlim = MPa1400lim =
2
lim
dimlim
=
aarec 232,0=arec
Determinarea limilor laturilor, a elementelor de control, a abaterilor i toleranelor: warec ab =10 mmb 575,1510 =
se adopt: mmb 1610 = b =1,5mm
109 bbb += mmb 5,179 = Recalcularea rapoartelor de transmitere:
1
2
z
zikI = 2,3=kIi
3
4
z
zikII = 15,2=kIIi
5
6
z
zikIII = 462,1=kIIIi
7
8
z
zikIV = 1=kIVi
9
10
z
zikV = 912,0=kVi
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
96
5.3.4 Stabilirea forelor din angrenaje pentru fiecare treapt ntr-un angrenaj cu roi cilindrice cu dantur nclinat acioneaz urmtoarele fore: fora
de interaciune Fn, normal la profilele dinilor n contact, care la rndul ei se descompune n dou fore componente: F' tangent la cilindrul de rostogolire i normal pe direcia dintelui; Fr, fora radial, orientat dup axa roii
ntr-un plan tangent la cilindrul de rostogolire, fora F' se descompune n fora tangenial Ft i fora axial Fa. * pentru treapta I: kIiTT = 12 NmT 648,7272 =
1
21
2w
t dT
F
= NFt 755,456131 =
12 tt FF = NFt 755,456132 =
( ) ( )wnIItFF tancos1'
1 = NF 837,18243'
1 =
'
1'
2 FF = NF 837,18243'
2 =
( )wnIr FF tan'11 = NFr 234,70481 = 12 rr FF = NFr 234,70482 = ( )Ita FF tan11 = NFa 169,122221 = 12 aa FF = NFa 169,122222 = * pentru treapta II: kIIiTT = 13 NmT 888,4883 =
3
33
2
w
t dT
F
= NFt 056,229853 =
34 tt FF = NFt 056,229854 =
( ) ( )wnIIIItFF tancos3'
3 = NF 647,10261'
3 =
'
3'
4 FF = NF 647,10261'4 ==
( )wnIIr FF tan'33 = NFr 013,43053 = 34 rr FF = NFr 013,43054 = ( )IIta FF tan33 = NFa 876,83653 = 34 aa FF = NFa 876,83654 = * pentru treapta III: kIIIiTT = 14 NmT 339,3324 =
5
45
2w
t dT
F
= NFt 937,122095 =
56 tt FF = NFt 937,122096 =
( ) ( )wnIIIIIItFF tancos5'
5 = NF 956,5846'
5 =
'
5'
6 FF = NF 956,5846'6 = ( )wnIIIr FF tan'55 = NFr 527,27045 = 56 rr FF = NFr 527,27046 =
( )IIIta FF tan55 = NFa 643,32715 = 56 aa FF = NFa 643,32716 = * pentru treapta IV: kIViTT = 15 NmT 39,2275 =
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
97
7
57
2w
t dT
F
= NFt 761,67877 =
78 tt FF = NFt 761,67878 =
( ) ( )wnIVIVtFF tancos7'
7 = NF 299,2709'7 =
'
7'
8 FF = NF 299,2709'
8 =
( )wnIVr FF tan'77 = NFr 554,10447 = 78 rr FF = NFr 554,10448 =
( )IVta FF tan77 = NFa 775,18187 = 78 aa FF = NFa 775,18188 = * pentru treapta V: kViTT = 16 NmT 326,2076 =
9
69
2w
t dT
F
= NFt 804,59159 =
910 tt FF = NFt 804,591510 =
( ) ( )wnVVtFF tancos9'
9 = NF 262,2361'9 =
'
9'
10 FF = NF 262,2361'
10 =
( )wnVr FF tan'99 = NFr 934,8139 = 910 rr FF = NFr 934,81310 = ( )Vta FF tan99 = NFa 135,15859 = 910 aa FF = NFa 135,158510 =
5.3.5 Calculul reaciunilor din lagre pentru fiecare treapt 5.3.5.1 Treapta I - arborele principal
Ft
Fv1 Fv2
[V]
mml 1791 = mml 172 = NFt 755,456131 =
21
112 ll
lFF tv +
= NFv 46,416572 =
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
98
21
211 ll
lFF tv +
= NFv 295,39561 =
Fr
Fh1 Fh2
[H]
Fa
NFr 234,70841 =
21
111 ll
lFF rh +
= NFh 326,6111 =
21
112 ll
lFF rh +
= NFh 908,64362 =
- arborele secundar
Ft
F`v1 F`v2
[V]
mml 187'1 = mml 48'2 =
'
2'
1
'
11'2 ll
lFF tv
+
= NFv 903,36296'
2 =
'
2'
1
'
21'1 ll
lFF tv
+
= NFv 852,9316'
1 =
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
99
Fr
Fh1 Fh2
[H]
Fa
'
2'
1
'
21'1 ll
lFF rh
+
= NFh 639,1439'
1 =
'
2'
1
'
11'2 ll
lFF rh
+
= NFh 908,6436'
2 =
5.3.5.2 Treapta II - arborele principal
Ft2
Fv3 Fv4
[V]
mml 1273 = mml 674 = NFt 755,456132 =
43
324 ll
lFF tv +
= NFv 551,298604 =
43
423 ll
lFF tv +
= NFv 204,157533 =
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
100
Fr
Fh1 Fh2
[H]
Fa
NFr 234,70842 =
43
423 ll
lFF hh +
= NFh 184,24343 =
43
324 ll
lFF rh +
= NFh 05,46144 =
- arborele secundar
Ft2
F`v3 F`v4
[V]
mml 187'3 = mml 48'
4 =
'
4'
3
'
32'4 ll
lFF tv
+
= NFv 903,36296'
4 =
'
4'
3
'
42'3 ll
lFF tv
+
= NFv 852,9316'3 =
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
101
Fr
Fh1 Fh2
[H]
Fa
'
4'
3
'
42'3 ll
lFF rh
+
= NFh 639,1439'
3 =
'
4'
3
'
32'4 ll
lFF rh
+
= NFh 595,5608'4 =
5.3.5.3 Treapta III - arborele principal
Ft3
Fv5 Fv6
[V]
mml 1045 = mml 926 = NFt 056,229853 =
65
536 ll
lFF tv +
= NFv 152,121966 =
65
635 ll
lFF tv +
= NFv 904,107885 =
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
102
Fr3
Fh5 Fh6
[H]
Fa3
NFr 013,43053 =
65
625 ll
lFF rh +
= NFh 472,12695 =
65
536 ll
lFF rh +
= NFh 292,22846 =
- arborele secundar
Ft3
F`v5 F`v6
[V]
mml 111'5 = mml 124'
6 =
'
6'
5
'
53'6 ll
lFF tv
+
= NFv 771,10856'
5 =
'
6'
5
'
62'5 ll
lFF tv
+
= NFv 285,12128'5 =
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
103
Fr3
Fh5 Fh6
[H]
Fa3
'
6'
5
'
63'5 ll
lFF rh
+
= NFh 581,2271'5 =
'
6'
5
'
53'6 ll
lFF rh
+
= NFh 431,2033'
6 =
5.3.5.4 Treapta IV - arborele principal
Ft4
Fv7 Fv8
[V]
mml 517 = mml 1468 = NFt 056,229854 =
87
748 ll
lFF tv +
= NFv 446,59508 =
87
847 ll
lFF tv +
= NFv 61,170347 =
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
104
Fr4
Fh7 Fh8
[H]
Fa4
NFr 013,43054 =
87
847 ll
lFF rh +
= NFh 517,31907 =
87
748 ll
lFF rh +
= NFh 496,11146 =
- arborele secundar
Ft4
F`v7 F`v8
[V]
mml 111'7 = mml 124'
8 =
'
8'
7
'
74'8 ll
lFF tv
+
= NFv 771,10856'8 =
'
8'
7
'
84'7 ll
lFF tv
+
= NFv 285,12128'7 =
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
105
Fr4
Fh7 Fh8
[H]
Fa4
'
8'
7
'
84'7 ll
lFF rh
+
= NFh 581,2271'7 =
'
8'
7
'
74'8 ll
lFF rh
+
= NFh 431,2033'
8 =
5.3.5.5 Treapta V - arborele principal
Ft5
Fv9 Fv10
[V]
mml 259 = mml 17110 = NFt 937,122095 =
109
9510 ll
lFF tv +
= NFv 39,155710 =
109
1059 ll
lFF tv +
= NFv 547,106529 =
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
106
Fr5
Fh9 Fh10
[H]
Fa5
NFr 527,27045 =
109
1059 ll
lFF rh +
= NFh 562,23599 =
109
9510 ll
lFF rh +
= NFh 965,34410 =
- arborele secundar
Ft5
F`v9 F`v10
[V]
mml 32'9 = mml 203'
10 =
'
10'
9
'
95'10 ll
lFF tv
+
= NFv 63,1662'
10 =
'
10'
9
'
105'9 ll
lFF tv
+
= NFv 308,10547'9 =
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
107
Fr5
Fh9 Fh10
[H]
Fa5
'
10'
9
'
105'9 ll
lFF rh
+
= NFh 251,2336'9 =
'
10'
9
'
95'10 ll
lFF rh
+
= NFh 276,368'
8 =
5.3.6 Calculul de rezisten al arborilor la solicitrile de torsiune si ncovoiere 5.3.6.1 Treapta I - arborele principal:
111 lFM hiH = NmM iH 427,1091 =
111 lFM viV = NmM iV 177,7081 = 2
12
11 iViHi MMM += NmM i 581,7161 =
31
11
32dM i
i
=
pi MPai 997,5271 =
- arborele secundar: 1'
1'
1' lFM hiH = mM iH 213,2691' =
1'
1'
1' lFM viV = NmM iV 251,17421' =
2'
12
'
11'
iViHi MMM += NmM i 928,17621' =
32
1'
1'
32dM i
i
=
pi MPai 276,7361' =
5.3.6.2 Treapta II - arborele principal:
333 lFM hiH = NmM iH 141,3093 =
333 lFM viV = NmM iV 657,20003 = 2
32
33 iViHi MMM += NmM i 4,20243 =
31
33
32dM i
i
=
pi MPai 636,14913 =
- arborele secundar:
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
108
3'
3'
3' lFM hiH = NmM iH 213,2693' =
3'
3'
3' lFM viV = NmM iV 251,17423' =
2'
32
'
33'
iViHi MMM += NmM i 928,17623' =
32
3'
3'
32dM i
i
=
pi MPai 276,7363' =
5.3.6.3 Treapta III - arborele principal:
555 lFM hiH = NmM iH 025,1325 =
555 lFM viV = NmM iV 046,11225 = 2
52
55 iViHi MMM += NmM i 787,11295 =
31
55
32dM i
i
=
pi MPai 459,8325 =
- arborele secundar: 5
'
5'
5' lFM hiH = NmM iH 145,2525' =
5'
5'
5' lFM viV = NmM iV 24,13465' =
2'
52
'
55'
iViHi MMM += NmM i 649,13695'
=
32
5'
5'
32dM i
i
=
pi MPai 026,5725' =
5.3.6.4 Treapta IV - arborele principal:
777 lFM hiH = NmM iH 716,1627 =
777 lFM viV = NmM iV 765,8687 = 2
72
77 iViHi MMM += NmM i 872,8837 =
31
77
32dM i
i
=
pi MPai 262,6517 =
- arborele secundar: 7
'
7'
7' lFM hiH = NmM iH 145,2527' =
7'
7'
7' lFM viV = NmM iV 24,13467' =
2'
72
'
77'
iViHi MMM += NmM i 649,13697' =
32
7'
7'
32dM i
i
=
pi MPai 026,5727' =
5.3.6.5 Treapta V - arborele principal:
999 lFM hiH = NmM iH 989,589 =
999 lFM viV = NmM iV 314,2669 = 2
92
99 iViHi MMM += NmM i 769,2729 =
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
109
31
99
32dM i
i
=
pi MPai 984,2009 =
- arborele secundar: 9
'
9'
9' lFM hiH = NmM iH 76,749' =
9'
9'
9' lFM viV = NmM iV 514,3379' =
2'
92
'
99'
iViHi MMM += NmM i 694,3459' =
32
9'
9'
32dM i
i
=
pi MPai 405,1609' =
Ambii arbori rezist la solicitrile de incovoiere: Pentru solicitarea de torsiune avem:
NmM M 191,152= mmd 282 =
32
16dM M
t
=
pi MPat 903,35=
Ambii arbori rezist la solicitrile de torsiune 5.3.7 Verificarea rigiditii arborilor
Calculul se face pentru arborele primar 3if MM = NmM f 4,2024= MPaE 6102 = 311,0 dI = 34,1382 mmI =
IEM
y f
= 001,0=y
KIEH = 3765,2 mMPaH =
HM f
= 001,0=
Hf = mmf 265,0=
22 ff efectiv = mmf efectiv 375,0= < mmf 15,0max =
5.3.8 Calculul de alegere a rulmenilor Rulmentul radial cu bile pe un rnd cu cala de rulare adnc, model NUP 308 E.
NC 1160000 = NQ 4464= 3=p P
QC
D
=
0 oreD 941,17546= > 2500...3000ore
Rulment radial axial cu bile cu dublu efect, model 3207 WF NC 1930000 = NQ 6086=
P
QC
D
=
0 oreD 583,31891= > 2500...3000ore
Rulment radial axial cu role conice pe un rnd, model 32006 NC 4000000 = NQ 22133= 33,3=p
P
QC
D
=
0 oreD 776,15341= > 2500...3000ore
Facultatea de Inginerie Mecanic Lucrare de licen
110
Rulment radial axial cu role conice pe un rnd, model 32005 NC 3650000 = NQ 19525= 33,3=p
P
QC
D
=
0 oreD 872,17169= > 2500...3000ore
Recommended