21 (Konstruisanje Rotacionih Masinskih Delova)

7/31/2019 21 (Konstruisanje Rotacionih Masinskih Delova)

1/21

Konstruisanje rotacionih ma{inskih delova__________________________________________________________________________________________________________

1-21Poglavlje 21

Poglavlje 2121

KONSTRUISANJE ROTACIONIHMA[INSKIH DELOVA


2/21

Kompjutersko crtanje i konstruisanje__________________________________________________________________________________________________________

2-21

uRotacioni ma{inski delovi

vi delovi su karakteristi~ni po cilindri~nom ili drugom obliku u pogledupopre~nog preseka. Na njima se mogu konstruisati drugi standardni i/ilinestandardni oblici kao {to su sredi{na gnezda, `lebovi za klinove i klinovi,

zup~anici, razni `lebovi, otvori, konusi, zaobljenja, oborene ivice i sl. Pri konstruisanjuse najpre formira cilindri~ni oblik, a zatim se vr{i nadogra|ivanje ili izdvajanje nekog odprethodnih oblika. Postupak se svodi i na integralno stvaranje rotacionog (stubi~astog)vratila ili osovine, uz istovremeno uno{enje posebnih oblika. Postupci Power operacijaformiranja oblika nisu strogo sekvencijalni, jer je mogu} i povratak na prethodne korakeradi modifikacije oblika, zavisno od rezultata dobijenih u pojedinim fazamakonstruisanja. Dakle, izmene su uvek mogu}e jer se postupak konstruisanja izvodi na

bazi parametarske tehnologije.

uVratila i osovine karakteristike i funkcija

Vratila i osovine su nosa~i zup~anika, kai{nika, spojnica, leàja i dr. Konstrui{u se nakraju, po{to se najpre rasporede delovi koje nose. Tako se dobija oblik prilago|enpotrebi funkcije da sve ove delove poveè u kompaktnu rotacionu celinu. Osim togakonstrukcijski detalji moraju biti uskla|eni sa tehnologijom. Zbog toga se oblikkomponuje iz razra|enih (razvijenih) konstrukcijskih detalja. Osovine su nose}i elementistati~kih ili rotiraju}ih ma{inskih delove. Dominantno su napregnute na savijanje, a uizvesnoj meri i na smicanje, pritisak i zatezanje i ne prenose obrtne momente. Mogu dase okre}u zajedno sa obrtnim delovima ili da budu stati~ne. Kratke osovine nazivaju sesvornjacima ili osovinicama i opisane su u poglavlju 10. Vratila su, tako|e, nosa~ima{inskih delova kao i osovine, ali se ovi delovi po funkciji okre}u, prenose}i pri tomeobrtni moment. Iz tih razloga, vratila su optere}ena i na savijanje i na uvijanje. Zaprenos snage izme|u pokretnih pogonskih i radnih agregata, upotrebljavaju se savitljivavratila [13]. Podu`ne ose vratila mogu biti pravolinijske ili sa isprekidano-izlomljenompodu`nom osom, npr. kod kolenastih vratila [54]. Normalna optere}ena vratila i osovinenaj~e{}e se izra|uju od ^ 0545 ili ^ 0645. êsto se osovine i vratila izra|uju od ~elika^ 1430(za {inska vozila), ili legiranih ~elika:^ 3130, ^ 4130, DIN 20MnCr5, 18CrNi8 isl. Delovi vratila ili osovina koji se oslanjaju na leàje, nazivaju se rukavcima. Oni se

konstrui{u od cilindri~nog, koni~nog ili kuglastog oblika. Mogu mirovati ili biti pokretni,a prema poloàju na vratilu spolja{nji i unutra{nji.

uSredi{na gnezda

Cilj formiranja sredi{nih gnezda je pozicioniranje predmeta rada (naj~e{}e vratila iosovina) u fazi njegove obrade na alatnim ma{inama. Njihova naj~e{}a uloga je uoslanjanju prilikom verifikacije kvaliteta izrade, duìne i geometrije.

u@lebovi za izlaz alata

Iz konstrukcijskih razloga, na mestima prelaza kod cilindri~nih povr{ina, konture seizvode radijusima zaobljenja zbog smanjenja koncentracije napona u periodu eksploatacije

O


3/21


3-21Poglavlje 21

tih delova. Izrada ovih prelaza ponekad je oteàna, pa se zato postavljaju `lebovi zaizlaz alata [28]. Vrstu i oblik ovih izlaza, konstruktor utvr|uje prema raznimraspoloìvim parametrima. Ova re{enja mogu biti na osnovu standarda, kao i drugih

re{enja prelaza na osnovu preporuka ili raspoloìvih alata za njihovo izvo|enje.

uZup~asti prenosnici

Zup~asti prenosnici predstavljaju najva`niju i najrasprostranjeniju grupu komponentima{inskih sistema. Sa~injeni su od parova spregnutih zup~anika kombinovanih u vidurazli~itih varijantnih re{enja. Obimna sila i obrtno kretanje sa jednog na drugo vratiloprenosi se sprezanjem zubaca koji su u neposrednom zahvatu. Ova kretanja odvijaju sebez klizanja ili puzanja. Razlikuju se prenosnici sa stalnim prenosom, menja~i brzina iprenosnici za razvo|enje snage. Konstrukcioni oblici zup~anika zavise od njihove

funkcije, materijala i na~ina izrade. Prema me|usobnom poloàju osa vratila susre}emoslede}e slu~ajeve: kada su vratila paralelna, zup~anici su cilindri~ni (sa pravim ili kosimzupcima helikoidni); kada se ose vratila seku, zup~anici su koni~ni; kada se ose vratilamimoilaze mogu se upotrebiti zavojni (vija~ni) zup~anici. Za vratila ukr{tena pod pravimuglom vrlo ~esto se upotrebljavaju pu`ni zup~anici. Profil zupca je po praviluevolventnog oblika, a moè biti i cikloidnog. Evolventa je pogodna za obradu rezanjem.Raznorodni su materijali od kojih se prave zup~anici; po~ev od metalnih materijala:~elika za cementaciju (^ 1220, ... ^ 5421), ~elika za pobolj{anje (^ 1330, ... ^ 5431),ugljeni~nih ~elika (^ 0500, ... ^ 0745) i sl. Zatim od sivog (SL 180, 220, 260) i~eli~nog liva (^L 0500, ... ^L 0600), temper liva i dr. U materijale za zup~anike

spadaju lake legure, zatim polimerni i kerami~ki materijali. Pogonski faktor, vek trajanja,brzina obrta i snaga, osnova su za izbor materijala ovih delova. Primena je raznovrsna isusre}emo je svugde: kod konstrukcije poljoprivrednih ma{ina, pumpi, reduktora,multiplikatora, mehani~kih ~asovnika u autoindustriji i sl. Prora~un kinematskih,dinami~kih i geometrijskih veli~ina, podmazivanje zup~anika, njihov kvalitet i tolerancijanaro~ito je razra|en metodologijom ISO standarda. Kod predstavljanja tehni~kedokumentacije potrebno je dati sve detalje o geometriji, mehani~kim i drugihparametrima, koji su precizno definisani standardom.

Referentnipojmovi konstrukcijskih detaljaWrench Kvadratni oblik `leba klina. Gear Zup~anik ili o`lebljenje.Break Prekid oblika. Groove @leb, udubljenje.Fillet Zaobljena ivica. Thread Navoj.Break line Linija prekida dela. Side view Bo~ni pogled.External thread Spolja{nji navoj. Standard runout Standardni zavr{etak.Regular thread Normalni (pravilni) navoj.Undercut @leb za izlaz alata (udubljenje podsecanje).Right Inner contour Unutra{nja kontura formirana na desnoj strani ma{inskog dela odreferentnog poloàja.

Left innert contour

Unutra{nja kontura formirana na levoj strani ma{inskog dela odreferentnog poloàja.Std. (Standard) parts Standardni ma{inski delovi.


4/21


4-21

Slope 1:x Nagib (u odnosu ortogonalnih du`ina) u odnosu 1: x.Fine thread Fini navoj. Pipe thread Cevni navoj.Blind Zatvoreni (slepi) otvor (rupa). Centerhole Sredi{nja rupa.

Key

Klin. Slice

Razrez.Outer Contour Spolja{nja kontura. Woodruff key Segmentni klin.Profile Profil. Section Presek.Parallel key Paralelni klin. Top View Ortogonalni pogled odozgo.Shaft Generator Generator oblika vratila. Cylinder Cilindri~ni oblik.

uKomande za konstruisanje vratila sa zup~anikom

p Paleta alata: AM:Content Shaft Generatorp Meni: Content Shaft Generator...p Komandna linija: AMSHAFT2D.

Algoritam: generisanje konstrukcijskih detalja Primer: Za Vratilo sa zup~anikom i klinom prema sl. 21.1 definisati postupke

crtanja na osnovu metode generisanja standardnih i nestandardnih konstrukcijskih detaljai izvr{iti njihovo povezivanje u crte`. Formirani oblik kotirati i propisati tolerancijedu`inskih mera.

Sl. 21.1 Vratilo sa zup~anikom sa kosim zupcima jedna faza u konstruisanju

Napomena: Razrez D-D je dobijen programskim putem komandom Section. Na sl.21.1 i 21.38 izvr{eno je korigovanje razreza u presek.


5/21


5-21Poglavlje 21

1. Priprema radnog fajla.

p Kliknuti na el. ikonicu New.

p Iz dijaloga AutoCAD Mechanical izabrati karticu Select template.p Iz liste Name podesiti format am_iso.dwt (sl. 21.2).p Podesiti crnu boju radne povr{ine, postupcima iz menija: Assist Options kartica

Display Colors... lista Color: Black Apply & Close OK.p Otvoriti meni i podesiti dijalog Assist Drafting Settings Osnap Settings...p U otvorenom dijalogu Power Snap Settings izabrati karticu Settings 1. Ovim

postupkom podesio se automatski set od ~etiri ni{ana za precizne 2D opservacije, ito: Endpoint, Midpoint, Center i Intersection.

p Zatvoriti dijalog el. tasterom OK (sl. 21.3).

Sl. 21.2 Dijalog Select template i izbor formata am_iso.dwt

2. Aktiviranje generatora za konstruisanje oblika vratila.

p Aktivirati generator 2D oblika postupkom iz menija Content Shaft Generator...p Postaviti po~etnu ta~ku osne linije: Specify starting point or select center line [New

shaft]: 0,0( ).p Postaviti krajnju ta~ku osne linije: Specify centerline endpoint: 250,0 ( ).p Nakon ovog unosa otvara se dijalog Shaft Generator (sl. 21.4a), i u desnom delu

radne povr{ine simbol b) kao znak da je uspostavljen re`im generisanja crte`ama{inskih delova.


6/21


6-21

Sl. 21.3 Dijalog Power Snap Settings

3. Osnovno konstrukciono re{enje vratila sa zup~anikom.

p Iz dijaloga Shaft Generator generisati normalni navoj klikom na el. taster Thread.p Iz novootvorenog dijaloga Thread izabrati standard ISO 261 External Threads...

(sl. 21.5).p Iz dijaloga Thread ISO 261 External Threads (Regular Thread) podesiti vrednosti

navoja M22x2 du`ine 32,5 mm (sl. 21.6a). Posle odabira podataka kliknuti na el.taster OK.

Sl. 21.4 Dijalog Shaft Generatora) i simbol aktivnog generisanja b)

a)

b)

a)

b)


7/21


7-21Poglavlje 21

Sl. 21.5 Izbor navoja ISO 261 External Thread na osnovu opcijeThread

Sl. 21.6 Faze generisanja navoja M22x2x32.5iz dijalogaThread ISO 261

p U dijalogu Shaft Generator izabrati opciju Cylinder (sl. 21.7). Podesiti slede}eparametre: Specify length 45( ) i Specify diameter 22 ( ).

Sl. 21.7 Generisanje cilindra opcijom Cylinder

a) b)


8/21


8-21

p U dijalogu Shaft Generator ponovo izabrati opciju Cylinder. Podesiti njegoveparametre: Specify length 70( ) i Specify diameter 30 ( ) (sl. 21.8).

Sl. 21.8 Generisanje cilindra opcijom Cylinder

p U dijalogu Shaft Generator izabrati opciju Gear. Podesiti parametre zup~anika sakosim zupcima prema sl. 21.9 i klikom na el. taster OK potvrditi izbor.

Sl. 21.9 Faze generisanja zup~anika sa kosim zupcima iz dijalogaGear

a)

b)


9/21


9-21Poglavlje 21

p U dijalogu Shaft Generator izabrati opciju Slope 1:x.p Pre}i na re`im dijaloga: Specify length or [Dialog] D i podesiti parametre

konusa kao na sl. 21.10.

p Kliknuti na el. taster OK.

Sl. 21.10 Faze generisanja konusa 1:5 iz dijalogaShaft Generator

p U dijalogu Shaft Generator ponovo izabrati opciju Cylinder. Podesiti parametrecilindra: Specify length 25( ) i Specify diameter 25 ( ). Kliknuti na el.taster OK.

Sl. 21.11 Generisanja cilindra opcijom Cylinder

a)

b)


10/21


10-21

p U dijalogu Shaft Generator izabrati konstrukcijski detalj Thread. U dijalogu Threadselektovati opciju ISO 261 External Threads (Regular Thread).

p Iz dijaloga Thread ISO 261 External Threads (Regular Thread) podesiti parametre

navoja M24x1,5 kao na sl. 21.12. Kliknuti na el. taster OK.

Sl. 21.12 Postupak izbora navoja na desnom delu vratila na osnovu dijaloga Thread ISO261 External Threads (Regular Thread)

Sl. 21.13 Generisan navojISO 261 M 24x1,5sa `lebom

4. Postavljanje standardnih oblika na vratilu.

p U dijalogu Shaft Generator kliknuti na el. taster Std. Parts... ~ime se otvara dijalogPlease Select a Part.

p Izabrati simbol klina Parallel Keys On Mid of Shaft (sl. 21.14).

a)

b)


11/21


11-21Poglavlje 21

Sl. 21.14 Postupak generisanja klina iz dijaloga Pleace Select a Part

p U teku}em dijalogu Please Select a Part izabrati ikonu Top View (sl. 21.15b).p U novootvorenom dijalogu Select a Key izabrati oblik klina DIN 6885 A (sl. 21.16).

Sl. 21.15 Postupak izbora pogleda na klin

a) b)

a)

b)


12/21


12-21

Sl. 21.16 Postupak izbora tipa klina

p Locirati klin u poziciju: Specify insertion point on shaft contour: 85,0 i potvrditi ( ).Zatim izabrati re`im: Direction to [Left/Right] : R( ).

p Isklju~iti opciju Draw Part i kliknuti na el. taster Finish dijaloga DIN 6885 A(sl. 21.16b).

p Kon~anicu povu}i u desno do pojave poruke size A 8 x 7 x 36 - DIN 6885 (sl. 21.17).Na zahtev Drag size: kliknuti levim tasterom mi{a, nakon ~ega se vr{i prora~unCalculating...

Sl. 21.17 Postupak izbora du`ine klina metodom Drag size

p Kliknuti na el. taster Std. Parts...p U dijalogu Please Select a Part izabrati opciju Center Holes rupe za centriranje, a

zatim ikonicu simbola Threadless (sl. 21.18).

a) b)


13/21


13-21Poglavlje 21

Sl. 21.18 Selekcija simbola rupe za centriranje

p U istoimenom dijalogu izabrati standardni oblik ISO 6411 A (sl. 21.19b).

Sl. 21.19 Izbor rupe za centriranje tipa ISO 6411 A

p Postaviti otvor: Specify insertion point: 0,0( ), a zatim u dijalogu ISO 6411 A

Nominal Diameter izabrati tip rupe 3,15 x 6,7 i izvr{iti Finish (sl. 21.20a).

a) b)

a)

b)


14/21


14-21

Sl. 21.20 Izbor veli~ine sredi{njeg gnezda a) i potvrda njenog izvoda (detalja) b)

p Na zahtev u dijalogu (sl. 21.20b) kliknuti na Y (Yes), ~ime se pojavljuje dijalogDetail ISO.

p Podesiti razmeru detalja 4:1 i potvrditi el. tasterom OK (sl. 21.22a).

Sl. 21.21 Formirano sredi{nje gnezdo ISO 6411 A 3,15 x 6,7

p Na zahtev Place the detail view : postaviti detalj, npr. u ta~ki 5,90( ).

Sl. 21.22 Faze formiranja detalja sredi{njeg gnezda

a) b)

a) b)


15/21


15-21Poglavlje 21

p Kliknuti na ek. taster Std. Parts...p U dijalogu Please Select a Part izabrati opciju Center Holes, a zatim ikonu simbola

Threaded (sl. 21.23). Slediti skup postupaka ~iji su rezultati dati na sl. 21.24 i

21.25.

Sl. 21.23 Postupak izbora navoja za centriranje

Sl. 21.24 Faze definisanja navoja za centriranje DIN 332 D sa desne strane vratila

Sl. 21.25 Dijalozi za definisanje detalja

p Izdvojiti prikaz detalja C (sl. 21.26) iznad objekta, npr. u ta~ki 250,90.

a) b)

a) b)DIN 332 D 5,3 x 8,1

a)

c)

b)


16/21


16-21

p Kliknuti na el. taster Std. Parts i iz dijaloga Please Select a part izabrati opcijuUndercuts i simbol External (sl. 21.27), a zatim na opciju DIN 509 E (sl. 21.28a).

Sl. 21.26 Detalj navoja za centriranje

Sl. 21.27 Faze definisanja `leba za izlaz alata

p Izdvojiti `leb u ta~ki Specify Insertion point on Shaft contour : 207.5,12.5 (sl. 21.28b).p U dijalogu Select Part Size izabrati opciju DIN 509-E 0,8x0,3 i pritisnuti OK

(sl. 21.29a).

p Nakon toga slediti postupke predstavljene slikama sl. 21.29a do 21.31.

Sl. 21.28 Faze definisanja tipa i lokacije `leba za izlaz alata

b)

b)

a) b)

c)a)


17/21


17-21Poglavlje 21

Sl. 21.29 Faze definisanja veli~ine `leba za izlaz alata

Sl. 21.30Definisanje detalja i odgovaraju}e razmere prikaza (iznad zup~anika)

p U dijalogu Shaft Generator kliknuti na el. taster Section (sl. 21.32).p Specificirati prese~nu liniju (Specify position of cut: 100,25( ) i Specify starting point

of section line 100,25 ( ) i Specify endpoint of section line : 100,-25( )(sl. 21.32a).

p U dijalogu Hatch Parameters kliknuti na OK.p Uneti naziv preseka sa klinom, npr. D: Enter letter for sectional view D( ).

a) b)

a) b)

c)


18/21


18-21

Sl. 21.31 Definisanje parametara {rafure

p Odrediti pogled na presek, npr. s desna ulevo: Specify side of cutting plane 85,25( ). Kliknuti na tu (levu) stranu preseka (sl. 21.32b).

p Insertovati presek D (u razmeri 1:1) ortogonalno iznad crte`a vratila na visini, npr.90: Specify insertion point: 85,90( ).

Sl. 21.32 Faze definisanja preseka `leba za klin i odgovaraju}eg detalja

5. Definisanje spojeva i prelaza na obliku vratila i zup~anika.

p Iz Shaft Generator aktivirati opciju zaobljavanja ivica Fillet (sl. 21.33).

p Izabrati jednu ivicu (sl. 21.33a). Uneti vrednost radijusa zaobljenja: Enter radius(max 4.00) 2 ( ).

Sl. 21.33 Faze definisanja radijusa zaobljenja R2

a) b)

a) b) c)

c)


19/21


19-21Poglavlje 21

p Ponovo aktivirati opciju Fillet. Izabrati ivicu vratila ili u ta~ki 1 ili u 2 (sl. 21.34a),zatim uneti vrednost radijusa zaobljenja: Enter radius (max 22.92) 5 ( ).

Sl. 21.34 Faze definisanja radijusa zaobljenja R5

p Aktivirati komandu obaranja ivica Chamfer (sl. 21.35).p Odabrati levu ivicu zup~anika (sl. 21.35b). Posle izbora uneti slede}e vrednosti:

Specify lenght (max 30) 2( ) i Specify angle (0-77) or [Diameter] ( ).p Postupak ponoviti za obaranje desne ivice zup~anika, ~iji je rezultat dat na

sl. 21.35c.

Sl. 21.35 Faze obaranja ivica na zup~aniku

6. Kotiranje i propisivanje tolerancija.

p Zatvoriti dijalog Shaft Generation opcijom Close.p Izvr{iti odgovaraju}e korekcije u smislu razme{taja odre|enih delova objekta i

njegovih detalja (sl. 21.38).

a) b) c)

a) b) c)


20/21


20-21

uGrafi~ki katalog: tipovi konusno - rupi~astih i navojnih sredi{njihgnezda

Sl. 21.36 Tipovi sredi{njih gnezda rupa

Sl. 21.37 Tipovi navojnih sredi{njih gnezda

p Izvr{iti kotiranje vratila i preseka D-D.p Propisati odgovaraju}e tolerancije i formirati tabelu vrednosti svih tolerancija

du`inskih mera kao na sl. 21.38.p Sa~uvati fajl kao KONSTRUKCIJE\VRATILO.dwg.


21/21


21-21Poglavlje 21

Sl. 21.38 Crte`Vratila(VRATILO.dwg)

Savet: Da bi se crte` Vratilo kompletirao, potrebno je jo{:p Propisati tolerancije oblika i polo`aja.p Propisati kvalitet hrapavosti.p Dati tablicu parametara i tolerancija zup~anika prema JUS ISO standardu.p U napomeni, prema potrebi, dati dodatne informacije, npr. o ostalim vrednostima

oborenih ivica, o termi~koj obradi i sl.

p Odabrati i uneti odgovaraju}i format (zaglavlje) kao pripremu za radioni~ki crte`.p Pripremu za {tampu izvr{iti u prostoru papira (Layout-u).

Documents

21 (Konstruisanje Rotacionih Masinskih Delova)