10
1 ANGRENAJE MELCATE Angrenaj Angrenaj melcat melcat Generalită Generalităţi Transmiterea mi Transmiterea mişcării de rota cării de rotaţ ie ie î ntre arbori ale căror axe nu se ntre arbori ale căror axe nu se intersectează intersectează î n spa n spaţ iu, s iu, se realizează cu ajutorul angrenajului e realizează cu ajutorul angrenajului melc melc- roată melcată roată melcată. D . De regulă e regulă, la acest angrenaj axele celor doi arbori , la acest angrenaj axele celor doi arbori sunt perpendiculare, sunt perpendiculare, fără a exclude posibilitatea aplicări angrenajului la fără a exclude posibilitatea aplicări angrenajului la axe care axe care î nchid un unghi diferit de 90 nchid un unghi diferit de 90°. Angrenaj Angrenaj melcat melcat Când roata are formă Când roata are formă globoidală globoidală şi melcul rămâne cilindric i melcul rămâne cilindric (b), ia na (b), ia naştere tere angrenajul cu melc cilindric angrenajul cu melc cilindric, iar când , iar când şi melcul devine i melcul devine globoidal globoidal , se , se nume numeşte te angrenaj cu melc angrenaj cu melc globoidal globoidal sau sau angrenaj angrenaj globoidal globoidal (c). (c). Angrenaj Angrenaj melcat melcat Angrenajul melc Angrenajul melc-roată melcată poate fi considerat ca un mecanism particular roată melcată poate fi considerat ca un mecanism particular cu cu ro roţi din i dinţate elicoidale ate elicoidale (ro (roţi cilindrice care au axele i cilindrice care au axele încruci ncrucişate ate în spa n spaţ iu, iu, iar din iar dinţii ro ii roţ ilor au ilor au înclinare diferită la fiecare roată nclinare diferită la fiecare roată). ). Dacă diametrul uneia din ro Dacă diametrul uneia din roţi este prea mic, iar unghiul de i este prea mic, iar unghiul de î nclinare al din nclinare al dinţ ilor ilor săi este foarte mare săi este foarte mare, din , dinţ ii formează o elice completă ii formează o elice completă, care poate , care poate înfă nfăşura de ura de câteva ori cilindrul. câteva ori cilindrul. Roata mică s Roata mică s-a transformat, astfel, a transformat, astfel, într ntr-un un şurub denumit urub denumit şurub urub melc melc, , iar iar roata elicoidală cu care angrenează se nume roata elicoidală cu care angrenează se numeşte te roată melcată roată melcată. Forma corpului, atât la melc cât Forma corpului, atât la melc cât şi i la roată poate fi cilindrică sau la roată poate fi cilindrică sau globoidală globoidală. D . Dacă melcul acă melcul şi roata i roata au formă cilindrică au formă cilindrică, atunci , atunci contactul este punctiform contactul este punctiform şi i portan portanţ a este mică a este mică, rezultând un , rezultând un angrenaj cilindric angrenaj cilindric încruci ncrucişat at (a). (a). M t1 , n 1 Angrenaj Angrenaj melcat melcat Numărul de din Numărul de dinţ i ai melcului se mai nume i ai melcului se mai numeşte te şi i număr de număr de î nceputuri nceputuri. . Roata din Roata dinţ ată cu care angrenează melcul ată cu care angrenează melcul, n , numită roată melcată umită roată melcată, e , este o ste o roată din roată dinţată cilindrică ca ată cilindrică ca în cazul danturilor n cazul danturilor înclinate. nclinate. Elementele geometrice se calculează ca Elementele geometrice se calculează ca în cazul danturilor n cazul danturilor înclinate, iar nclinate, iar execu execuţ ia danturii se realizează cu o freză melc ia danturii se realizează cu o freză melc, ca , ca şi dantura i dantura înclinată nclinată. . Deosebirea constă Deosebirea constă în forma n forma globoidală globoidală a ro a roţ ii, pentru a cuprinde melcul ii, pentru a cuprinde melcul şi i a realiza astfel un contact liniar. a realiza astfel un contact liniar. Angrenajele melcate servesc la transmiterea unor puteri mici Angrenajele melcate servesc la transmiterea unor puteri mici şi mijlocii i mijlocii între două axe ntre două axe. . Avantajul Avantajul angrenajului melcat este acela că realizează angrenajului melcat este acela că realizează rapoarte de rapoarte de transmitere mari transmitere mari , , i i = 6...100 (la transmisiile cinematice i = 6...100 (la transmisiile cinematice i 100 100). Cu cât ). Cu cât cre creşte raportul de transmitere scade randamentul, te raportul de transmitere scade randamentul, astfel că la astfel că la i = 100 = 100 randamentul este randamentul este η = 0,75 = 0,75. Având viteze mari de alunecare pe lungimea dintelui, pericolul d Având viteze mari de alunecare pe lungimea dintelui, pericolul de e gripare gripare este mare, necesitând a fi folosite cupluri de este mare, necesitând a fi folosite cupluri de materiale antifric materiale antifricţiune iune (oţel/bronz el/bronz, , oţel/fon el/fon) precum ) precum şi uleiuri puternic i uleiuri puternic aditivate aditivate. . Un alt avantaj al angrenajului melcat este Un alt avantaj al angrenajului melcat este func funcţ ionare lini ionare liniştită tită ş i i portan portanţă mare mare. N . Necesită ecesită în schimb o n schimb o răcire bună răcire bună, iar tehnologia de , iar tehnologia de execu execuţie ie şi montaj este destul de preten i montaj este destul de pretenţioasă ioasă.

1.5.Angrenaje MELCATE_Popa.pdf

Embed Size (px)

Citation preview

  • 1

    ANGRENAJE MELCATE AngrenajAngrenaj melcatmelcat

    GeneralitGeneralitiiTransmiterea miTransmiterea micrii de rotacrii de rotaie ie ntre arbori ale cror axe nu se ntre arbori ale cror axe nu se intersecteaz intersecteaz n span spaiu, siu, se realizeaz cu ajutorul angrenajului e realizeaz cu ajutorul angrenajului melcmelc--roat melcatroat melcat. D. De regule regul, la acest angrenaj axele celor doi arbori , la acest angrenaj axele celor doi arbori sunt perpendiculare, sunt perpendiculare, fr a exclude posibilitatea aplicri angrenajului la fr a exclude posibilitatea aplicri angrenajului la axe care axe care nchid un unghi diferit de 90nchid un unghi diferit de 90..

    AngrenajAngrenaj melcatmelcat

    Cnd roata are form Cnd roata are form globoidalgloboidal i melcul rmne cilindric i melcul rmne cilindric (b), ia na(b), ia natere tere angrenajul cu melc cilindricangrenajul cu melc cilindric, iar cnd , iar cnd i melcul devine i melcul devine globoidalgloboidal, se , se numenumete te angrenaj cu melc angrenaj cu melc globoidalgloboidal sau sau angrenaj angrenaj globoidalgloboidal (c).(c).

    AngrenajAngrenaj melcatmelcat

    Angrenajul melcAngrenajul melc--roat melcat poate fi considerat ca un mecanism particular roat melcat poate fi considerat ca un mecanism particular cu cu roroi dini dinate elicoidale ate elicoidale (ro(roi cilindrice care au axele i cilindrice care au axele ncrucincruciate ate n span spaiu, iu, iar diniar dinii roii roilor au ilor au nclinare diferit la fiecare roatnclinare diferit la fiecare roat).).

    Dac diametrul uneia din roDac diametrul uneia din roi este prea mic, iar unghiul de i este prea mic, iar unghiul de nclinare al dinnclinare al dinilor ilor si este foarte maresi este foarte mare, din, dinii formeaz o elice completii formeaz o elice complet, care poate , care poate nfnfura de ura de cteva ori cilindrul. cteva ori cilindrul. Roata mic sRoata mic s--a transformat, astfel, a transformat, astfel, ntrntr--un un urub denumit urub denumit uruburub melcmelc, , iar iar roata elicoidal cu care angreneaz se numeroata elicoidal cu care angreneaz se numetete roat melcatroat melcat..

    Forma corpului, att la melc ct Forma corpului, att la melc ct i i la roat poate fi cilindric sau la roat poate fi cilindric sau globoidalgloboidal. D. Dac melcul ac melcul i roata i roata au form cilindricau form cilindric, atunci , atunci contactul este punctiform contactul este punctiform i i portanportana este mica este mic, rezultnd un , rezultnd un angrenaj cilindric angrenaj cilindric ncrucincruciatat (a).(a).

    Mt1 , n1

    AngrenajAngrenaj melcatmelcatNumrul de dinNumrul de din i ai melcului se mai numei ai melcului se mai numete te i i numr de numr de nceputurinceputuri. . Roata dinRoata dinat cu care angreneaz melculat cu care angreneaz melcul, n, numit roat melcatumit roat melcat, e, este o ste o roat dinroat dinat cilindric ca at cilindric ca n cazul danturilor n cazul danturilor nclinate. nclinate. Elementele geometrice se calculeaz ca Elementele geometrice se calculeaz ca n cazul danturilor n cazul danturilor nclinate, iar nclinate, iar execuexecuia danturii se realizeaz cu o frez melcia danturii se realizeaz cu o frez melc, ca , ca i dantura i dantura nclinatnclinat. . Deosebirea const Deosebirea const n forma n forma globoidalgloboidal a roa ro ii, pentru a cuprinde melcul ii, pentru a cuprinde melcul i i a realiza astfel un contact liniar.a realiza astfel un contact liniar.Angrenajele melcate servesc la transmiterea unor puteri mici Angrenajele melcate servesc la transmiterea unor puteri mici i mijlocii i mijlocii ntre dou axentre dou axe. . AvantajulAvantajul angrenajului melcat este acela c realizeaz angrenajului melcat este acela c realizeaz rapoarte de rapoarte de transmitere maritransmitere mari, , i i = 6...100 (la transmisiile cinematice i = 6...100 (la transmisiile cinematice i 100100). Cu ct ). Cu ct crecrete raportul de transmitere scade randamentul, te raportul de transmitere scade randamentul, astfel c la astfel c la ii = 100 = 100 randamentul este randamentul este = 0,75= 0,75..Avnd viteze mari de alunecare pe lungimea dintelui, pericolul dAvnd viteze mari de alunecare pe lungimea dintelui, pericolul de e griparegripareeste mare, necesitnd a fi folosite cupluri de este mare, necesitnd a fi folosite cupluri de materiale antifricmateriale antifriciuneiune((ooel/bronzel/bronz, , ooel/fonel/fontt ) precum ) precum i uleiuri puternic i uleiuri puternic aditivateaditivate. . Un alt avantaj al angrenajului melcat este Un alt avantaj al angrenajului melcat este funcfuncionare liniionare linitittit i i portanportan maremare. N. Necesit ecesit n schimb o n schimb o rcire bunrcire bun, iar tehnologia de , iar tehnologia de execuexecuie ie i montaj este destul de preteni montaj este destul de pretenioasioas..

    Claudiu Ovidiu PopaStamp

  • 2

    xx

    dd11

    AngrenajAngrenaj melcatmelcatDatorit formei Datorit formei toroidaletoroidale a roa roii melcate, ii melcate, dantura angrenajului melcat nu dantura angrenajului melcat nu mai poate fi definit de o cremalier de referinmai poate fi definit de o cremalier de referin ca la angrenajele ca la angrenajele cilindrice cilindrice i si s--a adoptat un a adoptat un melc cilindric de referinmelc cilindric de referin conform conform STAS 6845STAS 6845--7575..

    Angrenaje cu melc cilindricAngrenaje cu melc cilindric

    Alturat se prezint Alturat se prezint melcul de referinmelcul de referin n secn seciune axialiune axial..

    xx-- unghi de presiune unghi de presiune de referinde referin

    ppxx pas axialpas axial dd11 diametrul de referindiametrul de referin al melcului al melcului; ; ((aici plinul este egal cu golul dintre dinaici plinul este egal cu golul dintre dinii))

    unghiul de unghiul de nclinare a elicei de nclinare a elicei de referinreferin

    ddaa, , ddff diametrele cilindrilor de cap, respectiv de piciordiametrele cilindrilor de cap, respectiv de piciorhhaa, , hhff nlnlimea capului, respectiv piciorului dinteluiimea capului, respectiv piciorului dintelui

    901 11 unghi de unghi de nclinare de divizare a melculuinclinare de divizare a melcului

    Angrenaj melcatAngrenaj melcat

    Melcul de referinMelcul de referin este melcul fictiv, care serveeste melcul fictiv, care servete pentru definirea te pentru definirea geometric a melcului geometric a melcului i a roi a roii melcate.ii melcate.n funcn funcie de tehnologia de realizare, angrenajele melcate cilindrice ie de tehnologia de realizare, angrenajele melcate cilindrice cuprinse cuprinse n n STAS 6845STAS 68458282 pot fi:pot fi:-- cu melc de tip cu melc de tip ZAZA ((arhimedicarhimedic), avnd profil rectiliniu ), avnd profil rectiliniu n secn seciune axial iune axial (este cel mai des folosit);(este cel mai des folosit);-- cu melc de tip cu melc de tip ZN 1ZN 1 (convolut), melc cilindric cu flancurile generate (convolut), melc cilindric cu flancurile generate geometric de dou drepte cuprinse geometric de dou drepte cuprinse ntrntrun plan perpendicular pe elicea un plan perpendicular pe elicea median median (de referin(de referin) a melcului;) a melcului;-- cu melc de tip cu melc de tip ZN 2ZN 2, avnd profil rectiliniu , avnd profil rectiliniu n secn seciunea normal pe iunea normal pe elicea medie a golului;elicea medie a golului;-- cu melc de tip cu melc de tip ZEZE (evolventic), melc cilindric cu flancurile generate (evolventic), melc cilindric cu flancurile generate geometric de dou drepte tangente la un cilindru director geometric de dou drepte tangente la un cilindru director (de (de bazbaz););-- cu melc de tip cu melc de tip ZK 1ZK 1, melc cilindric cu flancurile , melc cilindric cu flancurile nfnfurate de o scul urate de o scul cilindric cilindric biconicbiconic, cu profil axial rectiliniu , cu profil axial rectiliniu i de tip i de tip ZK 2ZK 2, m, melc prelucrat cu elc prelucrat cu o scul conico scul conic, f, frez deget sau piatr deget de rectificat rez deget sau piatr deget de rectificat i avnd forma i avnd forma profilului o curb oarecare profilului o curb oarecare n secn seciune axial iune axial i frontali frontal..

    Angrenaj melcatAngrenaj melcat

    Melcul de funcMelcul de funcionareionare este cel care formeaz este cel care formeaz , , mpreun cu roata mpreun cu roata melcatmelcat, angrenajul melcat , angrenajul melcat i care are forma i care are forma i dimensiunile danturii i dimensiunile danturii identice cu cele ale melcului de referinidentice cu cele ale melcului de referin, cu excep, cu excepia grosimii dintelui, ia grosimii dintelui, micmicorat orat n scopul obn scopul obinerii jocului dintre flancuri.inerii jocului dintre flancuri.Melcul generatorMelcul generator are forma are forma i dimensiunile identice cu cele ale i dimensiunile identice cu cele ale melcului de referinmelcului de referin, cu excep, cu excepia diametrului de cap, ia diametrului de cap, mritmrit, , n scopul n scopul obobinerii jocului la picior.inerii jocului la picior.Deplasrile de profil la angrenajele melcate se fac din aceleaDeplasrile de profil la angrenajele melcate se fac din aceleai i considerente ca considerente ca i la angrenajele cilindrice.i la angrenajele cilindrice. Se realizeaz deplasri Se realizeaz deplasri numai la roata melcatnumai la roata melcat; cercul de ; cercul de rostogoloirerostogoloire al acesteia coincide cu al acesteia coincide cu cercul ei de divizare cercul ei de divizare n secn seciune medianiune median. Melcul . Melcul i pstreaz i pstreaz i i ntrntr--un un angrenaj melcat deplasat aceleaangrenaj melcat deplasat aceleai dimensiuni ca i dimensiuni ca i la cel i la cel nedeplasatnedeplasat..Conform Conform STAS 822STAS 822--8282, la angrenajele melcate este standardizat , la angrenajele melcate este standardizat MODULUL AXIAL MODULUL AXIAL mmxx..

    1 xd m q qq este este COEFICIENTUL DIAMETRALCOEFICIENTUL DIAMETRALi i n n STAS 6845STAS 6845--8282 sunt indicate, pentru sunt indicate, pentru fiecare modul fiecare modul mmxx cte trei valori ale q.cte trei valori ale q.

    Claudiu Ovidiu PopaStamp

  • 3

    Angrenaj melcatAngrenaj melcatAvnd Avnd n vedere c att melcul ct n vedere c att melcul ct i roata melcat sunt roi roata melcat sunt roi dini dinate cu ate cu dindini i nclinanclinai, i, se regsesc acelease regsesc aceleai i profileprofile ca ca i i n cazul acestora.n cazul acestora.

    Profil Profil normalnormal

    Profil Profil transversaltransversal

    zz11 numrul de numrul de nceputurinceputuri

    pt tpn

    n

    x

    px

    Ph

    d1

    d1

    ph

    1 1

    1

    1tan h x xx x

    P z p z md m q m q

    zq

    ProfilProfilaxialaxial

    2121 ; nntx mmmm

    df1

    da1

    dw1

    df2

    dw2=d2

    da2

    O1

    AB

    Geometria Geometria angrenajului angrenajului

    melcatmelcatn secn seciunea axial melcul devine o iunea axial melcul devine o cremalier cu dincremalier cu dini i nclinanclinai i i astfel i astfel angrenajul melcat cilindric se angrenajul melcat cilindric se asimileaz cu angrenajul realizat asimileaz cu angrenajul realizat de o cremalier cu o roat cilindric de o cremalier cu o roat cilindric cu dincu dini i nclinanclinai.i.

    Claudiu Ovidiu PopaStamp

  • 4

    1

    1

    *

    1

    1

    * *

    2

    2 2

    2

    5

    2

    2 .

    x

    f x a x

    w x

    a x a x

    d m q

    d m q h m

    d m

    d m q h c m

    q

    q

    q x

    *2 2 2

    2

    2 2 2

    * *2

    21

    2 2 2 2 2 2

    2 2 2

    2

    2

    6

    .

    2

    5

    w x

    f x a

    a x a x

    xe a

    x

    d m z h x m z x

    m

    d d m z

    d m z h c x m

    d dz

    z x

    Angrenaj melcatAngrenaj melcat-- diametrul de referindiametrul de referin

    -- diametrul de divizarediametrul de divizare

    Elemente geometrice MELCElemente geometrice MELC

    Elemente geometrice ROT MELCATElemente geometrice ROT MELCAT

    -- diametrul cercului de capdiametrul cercului de cap

    -- diametrul cercului de diametrul cercului de piciorpicior

    -- diametrul de divizarediametrul de divizare-- diametrul cercului diametrul cercului de capde cap

    -- diametrul diametrul cercului de cercului de piciorpicior

    -- diametrul exterior al rodiametrul exterior al roiiii

    Angrenaj melcatAngrenaj melcat

    qzarctg 1

    20 1ah 25.0c

    2

    2zqma x

    221 ww

    wdda xw mxaa

    **2 chmh ax 175,0 adb 167,0 adb

    xmzL 206,011 xmzL 209,05,12

    Unghiul de presiune Unghiul de presiune de referinde referin

    CoefCoef. . nlnlimii imii capului de referincapului de referin

    CoefCoef. jocului la . jocului la capul de referincapul de referin

    -- Unghiul de Unghiul de nclinare a elicei directoare pe cilindrul de nclinare a elicei directoare pe cilindrul de referinreferin

    -- DistanDistana axial de referina axial de referin

    -- DistanDistana axial real a axial real (standardiza(standardizat sau impust sau impus))

    2_

    2zq

    am wnecx

    -- Modulul axial necesarModulul axial necesar

    -- nlnlimea dinteluiimea dintelui

    xx

    pm

    pentru zpentru z33 pentru zpentru z=4=4 -- L Limea roimea ro iiii

    pt. zpt. z11=1; 2=1; 2 pt. zpt. z11==3; 43; 4-- Lungimea Lungimea

    melculuimelcului

    Gama Gama modulilormodulilor pentru angrenaje cu melc cilindricpentru angrenaje cu melc cilindric(STAS 822) x

    m

    qValorile coeficientului diametralValorile coeficientului diametral (STAS 6845)(STAS 6845)

    -----25201612,51086,3543,152,521,61,251

    0,80,630,50,40,3150,250,20,160,1250,1

    xm

    qq91011121214168910101112147899101012

    20 i 2512...167...105...6,33...42 i 2,51...1,6

    Angrenaj melcatAngrenaj melcat

    Se admit Se admit i valorile: i valorile: 0,12; 0,15; 0,30; 0,60; 1,5; 3; 3,5; 6; 7 0,12; 0,15; 0,30; 0,60; 1,5; 3; 3,5; 6; 7 ii 1212 mmmm

    Claudiu Ovidiu PopaStamp

  • 5

    d2

    dw1

    n2

    Mt1 , n1

    Planmedian

    w

    O2

    O1

    Angrenaj melcatAngrenaj melcatCinematica angrenajelor melcateCinematica angrenajelor melcate

    ww unghiul de unghiul de nclinare a nclinare a elicei pe cilindrul de divizareelicei pe cilindrul de divizare

    Alunecarea Alunecarea ntre ntre profileprofile

    11 1

    60,000 coo sc s ww

    sw

    d nv v

    AngrenajeleAngrenajele melcate sunt melcate sunt caracterizate de existencaracterizate de existena a unor alunecri relative mari unor alunecri relative mari ntre dinntre dini, ca urmare a i, ca urmare a direcdireciei diferite a vitezelor iei diferite a vitezelor periferice ale melcului periferice ale melcului i i roroii, ii, n punctul de contact.n punctul de contact.

    Vitezele periferice ale Vitezele periferice ale cilindrilor de rostocilindrilor de rosto--golire golire vv11 i i vv22 nu nu coincid. Prin rcoincid. Prin rotire, otire, spira melcului alunec spira melcului alunec pe dintele rope dintele roii cu ii cu viteza de alunecare viteza de alunecare vvss dirijat dup tangenta dirijat dup tangenta la linia elicoidal de pe la linia elicoidal de pe cilindrul de divizare al cilindrul de divizare al melcului.melcului.

    1

    2

    1

    2

    2

    112

    wddu

    zzi

    d2

    dw1

    n2

    Mt1 , n1

    Plan median

    w

    C

    C

    Dintele roii

    v2

    v2

    v1vs

    v1

    x

    yv1

    v2

    s

    O2

    O1

    Angrenaj melcatAngrenaj melcat

    Roata melcatRoata melcat (sau doar (sau doar coroana dincoroana dinatat) s) se realizeaz e realizeaz n n general din general din materiale antifricmateriale antifriciuneiune, , funcfuncie de viteza de alunecare ie de viteza de alunecare dintre dintre profileprofile::

    vval al 1 1 m/sm/s font cenu font cenuie;ie;

    11 vval al 2 2 m/sm/s font antifric font antifriciune;iune;

    2 2 vvalal 4 4 m/sm/s bronz cu Aluminiu;bronz cu Aluminiu;

    4 4 vvalal 5 5 m/sm/s bronz cu Staniu;bronz cu Staniu;

    MelculMelcul din angrenaj se execut din din angrenaj se execut din ooelurieluri aliate de cementarealiate de cementare tratate tratate termic: 15Cr0termic: 15Cr08, 8, 13CrNi30, 113CrNi30, 18MnCr10, 8MnCr10, 18MoCrNi13 c18MoCrNi13 cu duritatea dup clire u duritatea dup clire de HRC = 58...63 sau din de HRC = 58...63 sau din ooelurieluri de de mbuntmbuntireire (de obicei aliate) cu (de obicei aliate) cu conconinut mediu de carbon: OLC45, 40Cr10, 33MoCr11, 41CrNi12, tratateinut mediu de carbon: OLC45, 40Cr10, 33MoCr11, 41CrNi12, tratatetermic la HRC = 45...55.termic la HRC = 45...55.

    MaterialeMateriale

    -- pentru diametre mai mari de 250 mmpentru diametre mai mari de 250 mm

    Claudiu Ovidiu PopaStamp

  • 6

    ForForele din angrenajul melcatele din angrenajul melcat

    d2

    dw1

    n2

    Mt1 , n1

    Planmedian

    w

    O2

    N2

    b b

    F02

    F02wx

    wx

    Fa2

    Fa1Fr1

    Ft2

    Fr2

    Fn2N2

    N2

    O1

    db2

    Fa2Ft1

    b

    b

    B

    B

    B-B

    C

    C

    Angrenaj melcatAngrenaj melcat

    n2

    Mt1 , n1

    O2

    Fa1

    Fr1

    Ft2

    Fr2

    O1

    Fa2Ft1

    Fr2

    Fr1

    Schema simplificat a forSchema simplificat a forelor elor n angrenajul melcatn angrenajul melcat

    FFaa11 = = FFtt22FFrr11 = = FFrr22FFtt11 = = FFaa22

    Pentru determinarea direcPentru determinarea direciei foriei forelor se respect specificaelor se respect specificaiile iile prevzute la angrenajele cilindrice cu dinprevzute la angrenajele cilindrice cu dini i nclinanclinai.i.

    Claudiu Ovidiu PopaStamp

  • 7

    Angrenaj melcatAngrenaj melcatDin seciunea axial a melcului se poate scrie:

    22 12

    2

    22 2

    2tt a

    TFd

    dT F F B-B reprezint urma planului de angrenare . n acest plan, perpendicular pe dinte acioneaz fora normal Fn2 care se descompune n dou componente: Fa2 fora axial i F02, care la rndul ei se descompune n planul axial al melcului n Ft2 fora tangenial i Fr2 fora radial. beste unghiul de nclinare a danturii pe cilindrul de baz iar wx este esteunghiul de nclinare a danturii melcului n plan axial. Cu aceste notaii se poate scrie:

    2 12 tanr t wx rFF F 2

    12

    22

    02

    cos cos cos2

    cos cosn wx bb w bn

    t

    x

    TFd

    FF F

    Melcul poate fi asimilat cu un urub, deci se poate scrie relaia de calcul a forei tangeniale Ft1 corespunztoare asamblrilor filetate:

    2 2

    1 1 tana t

    t a wF F

    F F

    2 12 tana t w tF FF tg -- unghi de frecare redusunghi de frecare redus

    Angrenaj melcatAngrenaj melcat

    Calculul la presiune de contact Calculul la presiune de contact

    Se pleac de la relaia Hertz: 2 2

    1 2

    1 2

    1 11 1

    nH

    k n

    FL

    E E

    22 _

    2

    2cos cos

    Hn n ef

    wx b

    T CF Fd

    1

    1 2cos 2 18 180 co0 os scb b

    kb

    AB dL d

    0.75 1.82 unghiul la centru pe care melcul unghiul la centru pe care melcul este este mbrcat de dintele rombrcat de dintele roiiii

    Fora normal efectiv:

    Lungimea de contact se stabilete greoi prin calcul exact i de aceea se folosete o relaie asemntoare cu cea a roilor cilindrice cu dini nclinai:

    Angrenaj melcatAngrenaj melcat

    1 2 2 2 2 2

    cos1 1 1 1 2 cos1sin

    bb

    n n nn wxdCN CN

    Raza de curbur redusRaza de curbur redus::

    NotNot:: Doar pentru melciDoar pentru melci ZN1, ZN2 ZN1, ZN2 este valabileste valabil n1n1 .. Pentru alte tipuri de Pentru alte tipuri de melci se va corecta ipoteza prin introducerea unui factor de cormelci se va corecta ipoteza prin introducerea unui factor de corececie ie ZZcc..

    22 2

    2 1 2 1 2

    1 2

    2 21 2

    1 2

    22

    1 2

    2cos 180

    180 cos 2cos2 1cos cos sin 1 1

    21sin co1 1 s

    b

    wx wx

    b bHH

    wx b wx

    H

    T Cd d d

    E E

    T

    E E

    Cd d

    ZZEEZZHH ZZ

    Claudiu Ovidiu PopaStamp

  • 8

    Angrenaj melcatAngrenaj melcatSemnificaia coeficienilor este:

    2 21 2

    1 2

    11 1E

    Z

    E E

    2cossin cos

    bH

    wx wx

    Z

    180Z

    Factor de materialFactor de material

    FactorFactorulul zonei de contactzonei de contact

    Factorul raportului de contactFactorul raportului de contact

    1

    2

    0.6 0.01 0.005 0.0014 0.008

    cZ x zz q

    Factorul variaFactorul variaiei razei de curburiei razei de curbur

    22

    1 2

    2 HH E H c HP

    T CZ Z Z Zd d

    Tensiunea efectiv de contact este:

    Angrenaj melcatAngrenaj melcat

    Dimensionarea angrenajului melcat la presiune Dimensionarea angrenajului melcat la presiune de contactde contact

    2 21 2 2 22 2 2

    x x xww

    m q x m z m q z xd da

    2

    22

    wx

    amq z x

    3 22 2 2 3 2 2

    1 2 2 2 32

    82

    wx x x

    a q zd d m q m z m q zq z x

    32 23 2

    2

    2 28

    HHP E H c

    w

    T C q z xZ Z Z Z

    a q z

    Angrenaj melcatAngrenaj melcat

    2 2 2 2 23_ 2 2 22

    24

    Hw nec E H c

    HP

    T Ca q z x Z Z Z Zq z

    32 22 2 2 2 23 2

    2

    24H

    HP E H cw

    T C q z xZ Z Z Z

    a q z

    32 23 2 2 2 22 22

    24H

    w E H cHP

    T C q z xa Z Z Z Z

    q z

    DistanDistana axial necesar la presiune de contacta axial necesar la presiune de contact::

    Claudiu Ovidiu PopaStamp

  • 9

    Angrenaj melcatAngrenaj melcatCalculul TERMIC al angrenajului melcatCalculul TERMIC al angrenajului melcat

    de2

    da1

    Pw

    O2

    O1

    a1

    b c

    aw

    da1

    1015

    10151015

    1015 1015

    >30

    Angrenaj melcatAngrenaj melcat

    Ca rezultat al existenei forelor de frecare dintre dinii roii melcate i dinii melcului, se dezvolt (n timpul funcionrii) o important cantitate de cldur, care are ca efect modificarea temperaturii elementelor transmisiei i a lubrifiantului. Ca urmare , se modific vscozitatea acestuia, fapt ce favorizeaz apariia gripajului.Calculul termic al angrenajelor melcate urmrete stabilirea unor relaii de determinare a temperaturii maxime de nclzire a lubrifiantului, n timpul funcionrii n regim staionar, cu scopul limitrii acesteia astfel nct s nu determine scderea capacitii portante a lubrifiantului.Considernd c pierderea de energie n funcionare se transform integral n cldur, cantitatea de cldur care se degaj n unitatea de timp se poate calcula cu relaia:

    WPQ 311 101 n care P1 [kW] este puterea transmis la arborele melcului , iar este randamentul angrenajului ( = 0,65...0,8 pentru z1=1, = 0,83...0,87 pentru z1=2 sau 3, = 0,89...0,91 pentru z1=4).

    Angrenaj melcatAngrenaj melcat

    Cantitatea de cldur evacuat n unitatea de timp, prin suprafaa carcasei, se calculeaz cu relaia:

    102 SttkQ tkktt coeficientul de transmitere a cldurii (kt = 8...19 W/m2grad pentru o circulaie slab a aerului, kt = 14...18 W/m2grad pentru o circulaie bun a aerului)

    SS [m2] suprafaa liber de rcire a carcasei incluznd i 50% din nervuri;>ttmaxmax se poate prevedea rcirea angrenajului cu ajutorul unui ventilatorventilator montat pe arborele melcului (kt = 20...26 W/m2grad)sau cu ajutorul unei serpentineserpentine prin care circul ap de rcire (kt = 93...210 W/m2grad)..

    Claudiu Ovidiu PopaStamp

  • 10

    Angrenaj melcatAngrenaj melcat

    Calculul tensiunii maxime de Calculul tensiunii maxime de ncovoiere se efectueaz pentru ncovoiere se efectueaz pentru dintele rodintele roii ii melcatemelcate, m, materialul acesteia avnd proprietaterialul acesteia avnd proprieti mecanice inferioare i mecanice inferioare materialului din care este confecmaterialului din care este confecionat melcul. ionat melcul. Tensiunea de Tensiunea de ncovoierencovoiere este:este:

    Calculul angrenajului melcat la Calculul angrenajului melcat la NCOVOIERENCOVOIERE

    23

    2

    2 2

    2 1

    2

    2

    1

    2

    1802

    cos18

    cos0

    2 180

    F

    F

    x

    t F FF F

    nn

    FF

    x x x

    F

    ww

    F C T CY Yb m d d m

    T C Ym z m q

    YT Cm qm z

    YY YYYYFF factorul profilului dintelui (este funcie de z)YY factorul distribuiei sarcinii

    YY factorul unghiului elicei melcului

    Angrenaj melcatAngrenaj melcatCu notaCu notaiile de mai sus, relaiile de mai sus, relaia ia tensiunii de tensiunii de ncovoierencovoiere este:este:

    23

    2

    2 FF F FP

    x

    T C Y Y Ym q z

    Se observ cSe observ c, spre deosebire de celelalte angrenaje, lipse, spre deosebire de celelalte angrenaje, lipsete factorul te factorul YYSaSa(factorul de corec(factorul de corecie a tensiunii la baza dintelui) deoarece materialul roie a tensiunii la baza dintelui) deoarece materialul roii ii melcate este moale melcate este moale i deci, i deci, n consecinn consecin, efectul concentratorului de , efectul concentratorului de tensiuni la baza dintelui este tensiuni la baza dintelui este neglijabilneglijabil..

    Claudiu Ovidiu PopaStamp