MOM Indrumar

GEORGIC SLMNOIU

DUMITRU DASCLU

AURELIA CHIOIBA

MECANISME I ORGANE DE MAINI

NDRUMAR DE LABORATORFn e2 v mobil fus, rotitor Fr cuzinet, fix

i

ahmin cuzinet plan, fix hmin

wO1 O2

e pmax

l/2 l

e1

pmax e max

ACADEMIA NAVAL MIRCEA CEL BTRN CONSTANA 2006

CUPRINSLucrarea nr. 1 Lucrarea nr. 2 Lucrarea nr. 3 Lucrarea nr. 4 Lucrarea nr. 5 Lucrarea nr. 6 Lucrarea nr. 7 Lucrarea nr. 8 Structura i clasificarea mecanismelor .............................. 7

Determinarea rezistenei la presiuni ridicate a uleiurilor minerale prin metoda celor patru bile............................... 15 Angrenaje .......................................................................... 25

Trasarea grafic a profilului camelor pentru tachet cu vrf i rola........................................................................... 39 Trasarea grafic a profilului camelor pentru tachet cu talp 47 Trasarea grafic a profilului camelor pentru tachet cu micare de rotaie cu vrf i rol........................................ 53 59 Identificarea filetelor Determinarea caracteristicilor constructive i funcionale ale unui angrenaj cilindric cu dini nclinai dintr-un 73 reductor de turaie .............................................................. Determinarea caracteristicilor constructive i funcionale ale unui angrenaj conic cu dini drepi dintr-un reductor de turaie ............................................................................ Determinarea caracteristicilor constructive i funcionale ale unui angrenaj melcat dintr-un reductor de turaie ...... Determinarea rigiditii torsionale a unei transmisii cu lan ..................................................................................... Determinarea modulului de elasticitate al segmenilor motoarelor cu ardere intern .............................................

Lucrarea nr. 9

83 91 101 109 115 119 133

Lucrarea nr. 10 Lucrarea nr. 11 Lucrarea nr. 12 Lucrarea nr. 13

Determinarea momentului de frecare n lagrele cu alunecare Lucrarea nr. 14 Msurarea debitelor i temperaturilor ntr-un lagr radial cu alunecare Bibliografie .....................................................................................................

Lucrarea nr. 1STRUCTURA I CLASIFICAREA MECANISMELORef lucrri dr.ing. Aurelia Chioiba 1.1 CONSIDERAII GENERALE

Mecanismul este un lan cinematic, simplu sau complex, plan sau spaial, desmodrom i nchis de un element fix numit baz. El servete la transmiterea micrii sau la transformarea unei micri ntr-o alta necesar. Lanul cinematic este un ansamblu de elemente cinematice legate prin cuple cinematice. Un element liber n spaiu prezint 6 grade de libertate (3 rotaii, 3 translaii). Orice cupl cinematic preia din gradele de libertate ale elementelor, astfel nct introduce un numr de condiii de legtur :m = 6-L,

(1.1)

unde : L-numrul gradelor de libertate. Cuplele cinematice prezentate n fig.1.1 se ncadreaz n urmtoarele clase : - cupla sfer-plan, clasa I (fig.1.1 a) - cupla cilindru-plan, clasa a II-a (fig.1.1 b) - cupla paralelipiped-plan, clasa a III-a (fig.1.1 c) - articulaie sferic, clasa a III-a (fig.1.1 d) - cupla cilindric, clasa a-IV a (fig.1.1 e) - articulaie simpl, clasa a V-a (fig.1.1 g) - articulaie dubl, clasa a V-a (fig.1.1 h) - culis, clasa a V-a (fig.1.1 j) - cupla surub-piuli, clasa a V-a (fig.1.1 k) - cupla superioar plan, clasa a IV-a (fig.1.1 f) Calculul gradului de mobilitate al unui mecanism se realizeaz cu ajutorul relaiei lui Dobrovolski :

M = (6 - f ) n -

m =f +1

(m - f ) Cm,

5

(1.2.)

8

Mecanisme i organe de maini

_______________________________________________________________________________

unde : f- familia mecanismului, n = numrul elementelor cinematice mobile ; m = numrul condiiilor de legatur introduse de cupla cinematic de clas Cm ; Cm = numrul cuplelor cinematice de clas Cm.

a

b)

c)

d e

g

h

j

k

fFig. 1.1 Clasele cuplelor cinematice

Lucrarea nr. 1 Structura i clasificarea mecanismelor

9

_______________________________________________________________________________

Clasificarea structural a mecanismelor plane are la baz noiunea de grup cinematic (grupa cinetostatic, grupa Assur). Grupa cinematic este un lan cinematic cu grad de mobilitate nul. Conform principiului lui Assur, orice mecanism plan poate fi format prin legarea succesiv la baz i la elementul conductor (sau elementele conductoare) a grupelor structurale plane. Observaie: Grupa cinematic nu va trebui legat niciodat la acelai element, deoarece ar deveni rigid. Pentru a stabili cte elemente cinematice (n) i cuple cinematice (C5) se afl n componena lanului cinematic corespunztor fiecrei grupe cinematice, se pleac de la definiia acesteia, i anume: M=3n'-2c5'=0 (1.3) n relaia (1.3.) s-a considerat c orice cupl plan superioar de clas m=4 a fost echivalent cu un element cinematic i 2 cuple de clas m=5. Rezult: 3 c5'= n' (1.4) 2 Analiznd ultima expresie (1.4.) se observ c pentru a obine valori ntregi pentru c5' este necesar ca n' s ia valori pare, conform tabelului de mai jos:Tabelul 1.1 Concordana dintre numrul elementelor cinematice i ale cuplelor c5

n c

2 3

4 6

6 9

8 12

. .

n tabelul 1.2, se indic toate soluiile structurale pentru primele dou soluii numerice i cteva scheme pentru a treia soluie. Astfel, pentru: n'=2, c5'=3 rezult diade; n'=4, c5'=6 rezult triade i tetrade; n'=6, c5'=9 rezult triade duble, pentade i hexade. Grupele cinematice se clasific n clase i ordine. Clasa grupei cinematice se noteaz cu cifre romane i este dat de: numrul cuplelor (sau laturilor) care mrginesc conturul nchis deformabil cel mai complex din grup, n cazul cnd grupa are contururi nchise deformabile; rangul maxim al elementelor cinematice, n cazul cnd grupa nu conine contururi nchise deformabile. (vezi tab.1.4). Ordinul grupei cinematice se noteaz cu cifre arabe i este dat de numrul cuplelor exterioare (cele care se leag la elementele conductoare sau conduse, sau la batiu).

10 Mecanisme i organe de maini_______________________________________________________________________________

Grupele cinematice uzuale sunt cele de clasa a II - a / ordinul 2, clasa a III-a/ordinul 3 i clasa a IV - a /ordinul 2. Diada: clasa a II a / ordinul 2 Realiznd toate combinrile posibile ntre cele 2 tipuri de cuple de clasa a V-a se obin cinci aspecte ale diadei n form general i patru aspecte, n form particular (cnd lungimile elementelor sunt zero i cuplele cinematice se suprapun), prezentate n tab.1.4.Tabelul 1.2 Grupe cinematice


11

_______________________________________________________________________________ Tabelul 1.3 Rangul elementelor cinematice

Tabelul 1.4 Aspectele diadei


Observaii: 1) Cazul TTT nu se ncadreaz n familia f=3, ci n familia f=4. 2) Celelalte grupe cinematice nu se mai clasific n aspecte, ntruct numrul combinrilor dintre cuplele de clasa a V-a este mare. Pentru clasificarea mecanismelor plane dup criteriul grupelor cinematice se parcurg urmtoarele etape: se nltur elementele conductoare cu legtura lor la batiu, care formeaz mecanismul fundamental de clasa nti; se mparte lanul cinematic al elementelor conduse n grupe cinematice, ncepnd cu cele de clas cea mai mic; grupa cinematic de clas cea mai mare va da clasa i ordinul mecanismului. Pentru obinerea schemei structurale se ntocmete un tabel al legturilor dintre elemente, n care pe prima linie i coloan se trec elementele componente ale mecanismului, inclusiv batiul, iar pe ultima coloan va rezulta rangul elementelor, n funcie de legaturile dintre elemente, observabile pe schema mecanismului. Astfel, se poate ntocmi schema structural a mecanismului, n care fiecare element se reprezint conform rangului obinut. Pe schema structural se stabilesc mecanismul fundamental i grupele cinematice din care este compus mecanismul. n final, se poate scrie formula structural a mecanismului utiliznd notaiile I, II, III (corespunztor mecanismului fundamental i grupelelor cinematice), urmate de paranteze n care se trec elemente componente. 1.2 MATERIALE I APARATUR Studiul se efectueaz pe diferite mecanisme reale, machete ale acestora sau pe scheme cinematice. 1.3 MODUL DE LUCRU Pentru fiecare mecanism luat n discuie se urmrete: identificarea cuplelor cinematice (clas, denumire); identificarea elementelor cinematice (tipurile de micri pe care le efectueaz, denumire); stabilirea familiei mecanismului; calculul gradului de mobilitate; ntocmirea tabelului ce duce la obinerea schemei structurale; scrierea formulei structurale i verificarea ei prin parcurgerea etapelor prevzute la stabilirea clasei mecanismului; determinarea mecanismelelor nlocuitoare pentru mecanismele plane care conin cuple superioare.


13

_______________________________________________________________________________

1.4

PRELUCRAREA REZULTATELOR Pentru fiecare mecanism studiat se completeaz tabelul 1.5Tabelul 1.5 Centralizarea rezultatelorCuple cinematice (notaie, denumire, clas)

Nr. crt.

Denumirea mecanismului

Elemente cinematice (notaie, denumire, micri)

f

M

Schema structural

Formula structural

1. 2. 3. 4.

Lucrarea nr. 2 DETERMINAREA REZISTENEI LA PRESIUNI RIDICATE A ULEIURILOR MINERALE PRIN METODA CELOR PATRU BILEConf. univ.dr.ing. Georgic Slmnoiu 2.1 CONSIDERAII GENERALE

Metoda celor patru bile face parte din categoria metodelor experimentale de studiu a regimurilor de frecare-ungere-uzare i a caracteristicilor lubrifianilor. n principiu, metoda const n rotirea cu turaie constant, sub sarcin, a unei bile de oel n contact cu alte trei bile de oel fixe, cufundate n uleiul de ncercat. n funcie de sarcina aplicat, se msoar frecarea, uzura mecanic sau sarcina la care s-a produs sudura bilelor. Maina cu patru bile din dotarea Laboratorului Mecanisme i organe de maini este destinat efecturii unor ncercri prin care se stabilete: sarcina maxim fr gripaj; sarcina minim cu gripaj instantaneu; sarcina calculat pentru o ntrziere de 2,5 secunde a gripajului; variaia uzurii cu sarcina; sarcina la care se produce sudura bilelor; uzura mecanic; ale cror rezultate sunt folosite pentru aprecierea rezistenei la presiuni ridicate a uleiurilor minerale. 2.2 MATERIALE I APARATUR Pentru efectuarea experimentelor sunt necesare urmtoarele materiale i aparate: maina cu patru bile; solvent: eter sau benzin de extracie; lup Brinell sau microscop binocular cu mrirea de 30x; cronometru cu valoarea diviziunii de 0,2 secunde. 2.2.1 Construcia mainii cu patru bile Maina cu patru bile, a crei schem de principiu este dat n Fig. 5.1, este compus din: 1, manon de cuplare a motorului electric; 2, axul de antrenare a mandrinei 4;


3, rulmeni; 4, mandrin; 5, cuv; 6, inel pentru fixarea bilelor; 7, piuli pentru fixarea inelului 6; 8, prghia dispozitivului de aplicare a sarcinii; 9, discul de susinere a cuvei cu bile; 10, bile de ncercare, din oel, cu diametrul de 12,5 mm; 11, mner pentru blocarea prghiei.

Fig. 2.1

2.2.2

Caracteristicile tehnice ale mainii cu patru bile Dimensiuni de gabarit: lungime = 850 mm; lime = 650 mm;

Lucrarea 2 Determinarea rezistenei la presiuni ridicate a uleiurilor minerale 17 prin metoda celor patru bile _______________________________________________________________________________

nlime = 1400 mm; Puterea electromotorului de antrenare : P = 0,75 kW . Turaia electromotorului de antrenare : n = 1425 rot/min. Tensiunea de alimentare a electromotorului de antrenare : 380 V c.a. Sarcina aplicat: 6012000 N. 2.3 MODUL DE LUCRU Pentru realizarea oricreia dintre ncercrile menionate anterior este necesar s se parcurg etapele enumerate n continuare. I. Pregtirea mainii, care const n efectuarea urmtoarelor operaii (n ordinea dat mai jos): splarea cu solvent a bilelor, cuvei i a mandrinei, urmat de tergerea acestora cu o bucat de pnz de ifon nepluat i apoi de uscarea bilelor; introducerea unei bile n mandrin i montarea acesteia n axul de antrenare; fixarea a trei bile n cuv, urmat de turnarea, peste bile, a circa 10 cm 3 din uleiul de ncercat i apoi, de introducerea cuvei sub mandrin. II. Pornirea mainii, care const n efectuarea urmtoarelor operaii (n ordinea dat mai jos): punerea n funciune a motorului, pentru cteva minute, la mers n gol, pentru aducerea lui la temperatura de regim; oprirea motorului i aplicarea pe prghie a diferitelor sarcini (greuti mobile); acionarea mnerului 11 pentru deblocarea, fr oc, a prghiei deja ncrcate, astfel nct s nu se produc un contact brusc ntre bile. III. Executarea ncercrii, care const n efectuarea urmtoarelor operaii: punerea n funciune concomitent a motorului i a cronometrului; meninerea n funciune a motorului pe durata corespunztoare experienei; oprirea motorului urmat de descrcarea prghiei i scoaterea bilelor din cuv; msurarea diametrelor petelor de uzur aprute pe fiecare din cele trei bile de ncercare, cu ajutorul lupei Brinell; realizarea calculelor corespunztoare experienei. 2.3.1 Determinarea sarcinii maxime fr gripaj Dup ce maina a fost pregtit se pun n funciune dispozitivul de nregistrare i motorul, timp de 60 secunde i se aplic diverse sarcini pn la


stabilirea sarcinii maxime, la care coeficientul de frecare rmne constant (diagrama coeficientului de frecare nregistrat rmne paralel cu abcisa). Sarcina maxim, exprimat n N, la care, n decurs de 60 secunde, coeficientul de frecare este reprezentat pe diagram printr-o dreapt paralel cu abcisa, se numete sarcin maxim fr gripaj i este caracterizat prin aceea c dup ncercare, pe bile nu se observ urme ale contactului (pete de uzur). Variaia coeficientului de frecare la sarcina maxim fr gripaj e prezentat n fig.2.2 Se face precizare c vrful care apare pe diagram se datoreaz ineriei ansamblului i nu se ia n considerare.

Fig. 2.2

2.3.2 Determinarea sarcinii minime cu gripaj instantaneu Se pune n funciune maina pregtit i dispozitivul de nregistrare i se aplic sarcini diferite pn la stabilirea sarcinii minime, la care apare o cretere brusc (vrf) a coeficientului de frecare n mai puin de 0,5 secunde de la pornirea motorului. Aceasta reprezint sarcina minim cu gripaj instantaneu, dup care n decurs de 60 secunde, coeficientul de frecare rmne practic constant, fr a se produce sudur i se exprim n N. La determinarea sarcinii minime cu gripaj instanteneu, pe bilele scoase din cuv apar pete de uzur. Variaia coeficientului de frecare la sarcina minim cu gripaj instantaneu este prezentat n fig. 2.3.


Fig. 2.3

2.3.3 Determinarea sarcinii calculate pentru o ntrziere de 2,5 secunde a gripajului 2.3.3.1 Se procedeaz ca la ncercarea de la 2. 2.3.2, cu deosebirea c se determin sarcina la care gripajul se produce dup 2,5 secunde. Sarcina la care creterea coeficientului de frecare apare dup 2,5 secunde de la pornirea motorului se numete sarcin calculat pentru o ntrziere de 2,5 secunde a gripajului i se exprim n N . Variaia coeficientului de frecare la o sarcin calculat pentru o ntrziere de 2,5 secunde a gripajului, este prezentat n fig. 2.4.

Fig. 2.4


2.3.3.2 ntrzierea gripajului se poate stabili i cu ajutorul diagramei logaritmice din fig. 5.5, n modul descris mai jos: Se determin cel puin dou sarcini la care apar ntrzieri ntre 5 i 30 secunde ale gripajului. Se traseaz diagrama logaritmic, trecnd n ordonat ntrzierea la gripaj, n secunde, iar n abcis sarcinile corespunztoare, n N.

Fig. 2.5

Se citete pe diagram (dup extrapolare) valoarea sarcinii corespunztoare ntrzierii de 2,5 secunde (n fig. 2.5 sarcina corespunztoare ntrzierii de 2,5 secunde este de 960 N). 2.3.4 Determinarea variaiei uzurii cu sarcina Maina pregtit se pune n funciune timp de 10 0,2 secunde cu sarcini crescnde ale cror valori snt date n tabelul 5.1. La fiecare aplicare de sarcin se folosete un set de bile noi, iar cuva se umple cu o nou prob de ulei. La aceast determinare se lucreaz fr dispozitiv de nregistrare a coeficientului de frecare.


Pentru stabilirea variaiei uzurii cu sarcina se fac ncercri pn la apariia sudurii bilelor. Dup fiecare ncercare se scot din cuv cele trei bile de ncercare (numerotate 1,2,3), se spal cu solvent i se terg cu o crp curat. Apoi, folosind lupa Brinell sau microscopul, se msoar diametrele petelor de uzur, n mm, aprute pe fiecare din cele trei bile de ncercare, pe dou direcii: n sensul frecrii (d1) i perpendicular pe acesta (d2). Se face precizarea c mrimea petei de pe bila din mandrin nu se ia n considerare. Se face media diametrelor celor ase valori ale petelor de uzur msurate, obinndu-se o valoare X corespunztoare sarcinii cu care s-a efectuat ncercarea. n aceleai condiii, se efectueaz maximum 20 de ncercri cu sarcini ntre 603160 N i minimum dou ncercri cu sarcini ntre 35507940 N pn la apariia sudurii (fr a socoti sarcina la care s-a produs sudura). Diametrele petelor de uzur se trec ntr-un tabel (conform tabelului 5.1) n dreptul sarcinilor aplicate corespunztoare cu care s-a efectuat ncercarea. Pentru fiecare ncercare se calculeaz sarcina corectat, prin mprirea factorului Y din tabelul 5.1 (stabilit n condiii standard de funcionare a aparatului) la valoarea X. Se calculeaz apoi valoarea A (suma sarcinilor corectate, la ncercrile succesive efectuate cu sarcini ntre 603160 N) i valoarea B (media sarcinilor corectate, la ncercrile succesive efectuate cu sarcini ntre 35507940 N). Cu rezultatele obinute se calculeaz media sarcinilor corectate pn la apariia sudurii, cu formula: Media sarcinilor corectate = n care: A - suma sarcinilor corectate a ncercrilor succesive efectuate cu sarcini ntre 603160 N, n N, - B - media sarcinilor corectate a ncercrilor succesive efectuate cu sarcini ntre 35507940 N, n N. Dac sudura s-a produs la o sarcin mai mic de 3160 N atunci A este egal cu suma sarcinilor corectate obinute la 20 ncercri, iar B = 0. Dac sudura s-a produs la o sarcin mai mare de 3550 N, atunci A este egal cu suma sarcinilor corectate obinute la 19 ncercri succesive cu sarcini ntre 603160 N iar B este egal cu media aritmetic a sarcinilor corectate obinute la ncercrile succesive efectuate cu sarcini ntre 35507940 N. A+B 20

[N]

22 Mecanisme i organe de maini_______________________________________________________________________________ Tabelul 2.1

Sarcina aplicat, N 60 70 80 90 100 110 130 140 160 180 200 220 250 280 320 360 400 450 500 560 630 710 790 890 1000 1120 1260 1410 1580 1780 2000 2240 2590 2840 3160

Diametrul petei de uzur, mm Bila 1 Bila 2 Bila 3 d1 d2 d1 d2 d1 d2

Media diametrelor petelor de uzur, (X), mm

Factor de corecie, (Y), N mm 0,954 1,120 1,400 1,638 1,880 2,134 2,665 2,940 3,520 4,122 4,470 5,390 6,375 7,420 8,864 10,38 11,96 14,00 16,10 18,70 21,86 25,70 29,62 34,71 40,50 47,15 55,19 66,01 74,58 81,40 102,2 118,7 138,3 161,6 188,0

Sarcina corectat Y , X

N

Suma sarcinilor corectate = A


Sarcina aplicat, N 3550 3980 4470 5010 5620 6390 7080 7940

Diametrul petei de uzur, mm Bila 1 Bila 2 Bila 3 d1 d2 d1 d2 d1 d2

Media diametrelor petelor de uzur, (X), mm

Factor de corecie, (Y), N mm 219,4 255,5 298,1 347,2 404,6 472,6 550,6 641,6

Sarcina corectat Y , X

N

Media sarcinilor corectate = B

2.3.5 Determinarea sarcinii la care se produce sudura Maina pregtit se pune n funciune cu sarcini crescnde pn la sarcina la care se produce sudura bilelor n interval de 60 secunde. La aceast determinare se lucreaz fr dispozitivul de nregistrare a coeficientului de frecare. 2.3.6 Determinarea uzurii mecanice n funcie de tipul uleiului i de condiiile tehnice de calitate ale acestuia, determinarea se poate efectua prin una din urmtoarele variante de lucru: cu sarcin de 200 N, timp de 100 minute; cu sarcin de 300 N, timp de 60 minute; cu sarcin de 1500 N, timp de 1 minut. n funcie de varianta folosit, se efectueaz determinarea prin aplicarea sarcinilor indicate, pe durata corespunztoare apoi se msoar, conform 5.3.4., diametrul petelor de uzur la cele trei bile din cuv. Uzura mecanic se exprim prin media aritmetic a celor ase diametre ale petelor de uzur. 2.4 INTERPRETAREA REZULTATELOR Rezistena la presiuni ridicate pe maina cu patru bile se exprim pentru fiecare ncercare n parte, astfel: sarcina maxim fr gripaj, n N; sarcina minim cu gripaj instantaneu, n N; sarcina calculat pentru o ntrziere de 2,5 secunde a gripajului, n N; variaia uzurii cu sarcina, n N;


sarcina la care se produce sudura, n N; uzura mecanic, (diametrul petei de uzur) n mm. Pentru fiecare ncercare, n acelai laborator, ca rezultat se ia media aritmetic a dou determinri ale cror rezultate nu difer ntre ele cu mai mult dect valorile din tabelul 5.2. ntre rezultatele a dou laboratoare diferenele trebuie s nu depeasc valorile indicate n acelai tabel.Tabelul 2.2 ncercarea Sarcina maxim fr gripaj; sarcina minim cu gripaj instantaneu; sarcina calculat pentru o ntrziere de 2,5 secunde a gripajului; sarcina la care se produce sudura: pentru sarcini pn la 3000 N pentru sarcini peste 3000 N Variaia uzurii cu sarcina Uzura mecanic ( diametrul petei de uzur) n acelai laborator ntre dou laboratoare

100 N 500 N 130 N 0,20 mm

100 N 500 N 160 N 0,30 mm

Lucrarea nr. 3 3 ANGRENAJEef lucrri dr. ing. Chioiba Aurelia 3.1 CONSIDERAII GENERALE

3.1.1 Definiii. Clasificri Roile dinate sunt organe de maini care se caracterizeaz prin dispunerea ordonat la periferie a dinilor pe suprafee, n general de revoluie, numite suprafee de rostogolire. Angrenajul este un mecanism cu roi dinate care permite transmiterea direct i forat a micrii de rotaie de la arborele conductor la arborele condus. Clasificarea angrenajelor: Cu axe paralele: - cilindrice: - exterioare: - cu dantur dreapt (fig.3.1); - cu dantur nclinat (fig. 3.2); - cu dantur compus (fig. 3.3); - interioare: - cu dantur dreapt (fig. 3.4); - cu dantur nclinat; - cu cremalier: - cu dantur dreapt (fig. 3.5); - cu dantur nclinat (fig. 3.6); Cu axe concurente: - conice: - cu dantur dreapt (fig. 3.7); - cu dantur nclinat; - cu dantur compus (fig. 3.8); - cilindric conic (fig. 3.9); - cu roat plan (fig. 3.10);

26


_______________________________________________________________________________

Fig. 3.1 Clasificarea angrenajelor

Lucrarea nr. 3 Angrenaje 27 _______________________________________________________________________________

Cu axe oarecare: - cilindrice elicoidale (fig. 3.11); - melcate: cilindrice (fig. 3.12) globoidale

3.1.2 Restabilirea elementelor geometrice ale unui angrenaj cilindric cu dini drepi Aceast metod se aplic n cazul cnd se urmrete nlocuirea unui angrenaj cilindric cu dini drepi, deteriorat. Ca urmare, este necesar ntocmirea desenelor de execuie ale roilor, pentru realizarea i nlocuirea angrenajului scos din uz. Se consider cazul angrenajului executat cu o scul standardizat, avnd profilul de referin conform STAS 821-82. Se va utiliza cremaliera de referin 20 - 1,0 0.25, care prezint urmtoarele caracteristici: a) unghiul normal al profilului de referin, 0 = 20; b) nlimea capului de referin, ha = h0a* m = 1 m; c) nlimea piciorului de referin, hf = h0f*m = 1,25 m; d) nlimea dintelui de referin, h = h a + h f = (h * + h * )m = 2, 25m ; oa of * e) jocul de referin la picior ( la cap ), c0 = c0 m = 0,25 m; f) raza de racordare de referin la piciorul dintelui, 0f* m = 0,38 m. Principalele elemente geometrice ale roilor dinate (fig 3.14) sunt: 1 numrul de dini z1., z2 (numr natural); 2 modulul m [mm]:m= p d = ; p z

(3.1)

3

diametrul de divizare, d [mm]:d1, 2 = m z1, 2 ;

(3.2)

4

pasul pe cercul de divizare, p [mm]:p= pd = pm ; z

(3.3)

5

diametrul de baz, d b 1,2 [mm]:

28


_______________________________________________________________________________

d b1, 2 = d1, 2 cos a 0 ;

(3.4)

6

nlimea de referin a capului dintelui, h a [mm]:h a = h *a m ; 0

(3.5)

7

nlimea de referin a piciorului dintelui, h f [mm]:h f = h *f m ; 0

(3.6)

8

nlimea de referin a dintelui, h [mm]:h = h a + h f = ( h *a + h *f ) m ; 0 0

(3.7)

9

jocul la capul dintelui c [mm]:c = c* m ; 0

(3.8)

10 coeficientul deplasrii de profil, x1,2 ( din tabelul 3.1 ); 11 nlimea capului dintelui ha [mm]:


h a1, 2 = (h oa + x1.2 ) m ; 12 nlimea piciorului dintelui hf [mm]: h f 1, 2 = (h oa + c 0 - x 1.2 ) m ;13 nlimea dintelui h [mm]:* *

*

(3.9)

(3.10)

h1, 2 = h = (2 h oa + c 0 ) m ;14 diametrul de rostogolire d w 1, 2 [mm]:

*

*

(3.11)

d w 1, .2 = d1, 2 + 2 m x 1, 2 = m(z1, 2 + 2 x1, 2 ) ; (3.12)

15 diametrul de cap d a 1, 2 [mm]:

d a 1, 2 = d1, 2 + 2 h a 1, 2 = d1, 2 + 2 (h oa + x 1, 2 ) m ;16 diametrul de picior d f 1, 2 [mm]:d f 1, 2 = d1, 2 - 2h f 1, 2 ;

*

(3.13)

(3.14)

17 distanele dintre axele de referin a [mm]:a= (z1 + z 2 ) m ; 2

(3.15)

18 distana dintre axe aw [mm]:aw = d w1 + d w 2 cos a w ; =a 2 cos a

(3.16)

19 coeficientul deplasrilor de profil nsumate xS: xS = x1+x2 20 involuta unghiului inv : inv a = tga - a ; (3.18) (3.17)

30


_______________________________________________________________________________

21 involuta unghiului de angrenare inv a w :

inv a w = inv a +22 unghiul de angrenare w

2 x s tga ; z1 + z 2

(3.19)

w = arg (inv w).Deplasrile de profil xS x1 x2 Domeniile de aplicare Tipul x1 transmisiei

(3.20)

Tabelul 3.1 Deplasrile de profil pentru angrenajele cilindrice exterioare cu dini drepiDistana axe dintre x2 u

aw = a

0 0 0 0 1 00,5

0 0,3 0 0,3 0,5 xS 0,5

0 - 0,3 0 - 0,3 0,5 0 xS 0,5

Cinematic

17 12 16 21 14 20 10 30 z 1 min , dar nu mai mic de 10 z 1 min + 2 10 11

17 22 21 17 21 z 2 min z 2 min + 2

De putere

1 1 3,5 1 -

Cinematic De putere Cinematic De putere

aw > a 0,51

Modulul se va determina cu relaia:m= pb . p cos a

(3.21)

n care, pb pasul pe cercul de baz [mm], = 0 = 20 (unghiul de angrenare de referin). Pentru determinarea pasului de baz, se msoar cota peste N i peste N+1 dini, cote care se pot exprima cu relaiile (fig. 3.15): WN = ( N 1 ) pb + sb; WN+1 = N pb + sb. (3.22) (3.23)

n care: N este numrul de dini peste care se msoar cota WN; sb este grosimea dintelui pe cercul de baz.


Pentru danturi normale ( = 20), numrul de dini N peste care se msoar cota WN se determin cu relaia:z N = + 0,5 9

(3.24)

Valoarea obinut pentru N se rotunjete la numrul ntreg imediat superior, deoarece execuia evolventei este mai precis spre vrful dintelui. Metoda de msurare a cotei peste N dini se bazeaz pe egalitatea dintre coarda dus tangent la cercul de baz ntre dou evolvente i lungimea arcului pe cercul de baz cuprins ntre dou evolvente i lungimea arcului pe cercul de baz cuprins ntre cele dou flancuri antiomoloage (fig. 3.15). Din relaiile (3.21), (3.22) i (3.23) rezult modulul:m= WN +1 - WN . p cos a

(3.25)

Valoarea obinut cu relaia (3.25) se rotunjete la cea mai apropiat valoare din STAS 822 82 . Deplasarea specific de profil x corespunztoare fiecrei roi este: x= Notnd: WN - [p (N - 0,5) + z inv a] m STAS cos a 2 m STAS sin a* [p (N - 0,5) + z inv a ] cos a WN ,

.

(3.26)

(3.27)

se obine:

x=

* WN - m WN . 2 m sin a

(3.28)

Numrul de dini N peste care se face msurtoarea n funcie de numrul z de dini ai roii, ct i valoarea mrimii W*N corespunztoare, se pot adopta direct din tabelul 3.3. n acest tabel sunt date i limitele corespunztoare ale deplasrii de profil posibile. Semnul + al valorii lui x se refer la dantura care a suferit o deplasare pozitiv, iar semnul - la dantura cu deplasare negativ. Avnd stabilite valorile m ( tab. 3.2 ), x 1 i x 2 se poate trece la calculul elementelor geometrice ale roilor dinate i la ntocmirea desenelor de execuie.

32


_______________________________________________________________________________

Tabelul 3.2 Gama modulelor (EXTRAS STAS 822 - 82)

I II 0,05 0,055 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0,11 0,12 0,14 0,15 0,18

I 0,2

I II 12 0,22 0,9 3,5 14 0,25 1 4 16 0,28 1,125 4,5 18 0,3 1,25 5 20 0,35 1,5 5,5 22 0,4 1,5 6 25 0,45 1,75 7 28 0,5 2 8 32 0,55 2,25 9 36 0,6 2,5 10 40 0,7 2,75 11 45 II I 0,8 II I 3 II

I 50 60

II 55 70

80 90 100

3.2

APARATURA UTILIZAT

Pentru msurarea unor elemente geometrice ale roilor se va folosi un ubler i un micrometru pentru msurarea cotei peste dini, N.


3.3

MODUL DE LUCRU Etapele desfurrii lucrrii sunt: 1 Se determin numrul de dini ai roii z; 2 n funcie de z se stabilete numrul de dini N peste care se va msura cota peste dini WN i valoarea corespunztoare a mrimii WN * conform tab. 3.3; 3 Se vor efectua 5 msurtori pentru determinarea cotei peste N dini ( WN ), respectiv peste N + 1 dini (WN+1) (fig. 3.15); 4 Se face media aritmetic a acestor msurtori: WN = 1 5 WN i ; 5 i =1 1 5 W( N +1) i . 5 i =1 (3.29) (3.30)

WN + 1 =

Rezultatele msurtorilor se vor trece n tabelul 3.8. 5 Considernd unghiul de angrenare = 0 = 20, se calculeaz modulul roii dinate cu relaia (3.25). Se alege din tabelul 3.2 valoarea standardizat, care trebuie s fie cea mai apropiat de cea calculat;Tabelul 3.3 Valorile mrimii W*N z 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 x min 0,55 0,5 0,4 0,35 0,65 0,3 0,5 0,25 0,4 0,2 0,3 0,15 0,2 0,05 0,15 0 0,9 0 max 0,8 0,8 0,8 0,65 0,9 0,5 1 0,4 1 0,3 1 0,2 1 0,15 1 0,9 1 0,75 N 2 2 2 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 3 4 3 W*N 4.5402 4,5542 4,5483 4,5823 7,3544 4,5963 7,5484 4,6103 7,5624 4,6243 7,5764 4,6388 7,5904 4,6523 7,6044 7,6184 10,5703 7,6324 z 30 31 32 33 34 35 x min -0,5 -0,2 0,45 -0,5 -0,25 0,35 -0,5 -0,5 -0,3 -0,5 -0,35 0,2 -0,5 -0,4 0,15 -0,5 -0,45 0,05 max -0,2 0,45 1 -0,25 0,35 1 -0,2 0,3 0,25 -0,35 0,2 1 -0,4 0,15 1 -0,45 0,05 0,75 N 3 4 5 3 4 5 3 4 5 3 4 5 3 4 5 3 4 5 W*N 7,8005 10,7525 13,1047 7,8145 10,7666 13,7187 7,8285 10,7806 13,7327 7,8425 10,7946 13,7454 7,8565 10,8086 13,7607 7,8706 10,822 13,7784

34


_______________________________________________________________________________ z 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 x min 0,75 -0,05 0,65 -0,1 0,55 -0,15 0,45 -0,25 0,35 -0,3 0,3 -0,35 0,2 -0,35 0,15 -0,4 0,05 0.8 -0.45 0 0,7 -0,5 -0,05 0,6 -0,5 -0,1 0,5 -0,55 0 0,5 -0,5 -0,05 0,55 -0,5 -0,1 0,5 -0,5 -0,2 0,4 -0,5 -0,25 0,35 -0,5 -0,35 0,2 -0,5 N 4 3 4 3 4 3 4 3 4 3 4 3 4 3 4 3 4 5 3 4 5 3 4 5 3 4 5 5 6 7 5 6 7 5 6 7 5 6 7 5 6 7 5 6 7 5 W*N 10,5845 7,6464 10,5985 7,6604 10,6125 7,6604 10,6205 7,6824 10,6425 7,7024 10,6545 7,7165 10,6686 7,7305 10,6826 7,7445 10,6966 13,6487 7,7583 10,7106 13,6627 7,7725 10,7246 13,6767 7,7865 10,735 13,6307 13,9142 16,8669 19,8190 13,9289 16,8810 19,8831 13,9429 16,8950 19,8471 13,9569 16,9090 19,8611 13,9709 16,9230 19,8751 13,9849 16,9370 19,8891 13,9989 z 36 37 38 39 40 41 42 x min -0,5 0 0,65 -0,5 -0,05 0,6 -0,5 -0,1 0,5 -0,5 -0,2 0,4 -0,5 -0,25 0,35 -0,5 -0,3 0,25 -0,5 -0,35 0,2 -0,5 -0,4 0,15 0,8 -0,5 -0,45 -0,5 -0,35 0,2 -0,5 -0,4 0,15 0,8 -0,5 -0,4 0,05 0,7 -0,5 0 0,6 -0,5 -0,05 0,55 -0,5 -0,1 N 4 5 6 4 5 6 4 5 6 4 5 6 4 5 6 4 5 6 4 5 6 4 5 6 7 4 5 6 7 8 6 7 8 9 6 7 8 9 7 8 9 7 8 9 7 8 W*N 10,8368 17,7888 16,7409 10,8507 13,8028 16,7549 10,8602 13,8168 16,7689 10,8787 13,8382 16,7829 10,8927 13,8448 16,7969 10,9067 13,8588 16,8109 10,9207 13,8728 16,8249 10,9347 13,8862 16,8389 19,7910 10,9487 13,9008 17,0771 20,0292 22,9813 17,9011 20,0432 22,9953 25,9474 17,1051 20,0272 23,0093 25,9614 20,0712 23,0233 25,9754 20,0852 23,0373 25,9894 20,09992 23,0513

29 45 46 47 48 49 50 51

max 1 0,65 1 0,55 1 0,45 1 0,35 1 0,3 1 0,2 1 0,15 1 0,05 0,8 1 0 0,7 1 -0,05 0,6 1 -0,1 0,5 1 0 0,55 1 -0,05 0,55 1 -0,1 0,5 1 -0,2 0,4 1 -0,25 0,35 1 -0,3 0,25 1 -0,35

43 44 60

61

62

63 64 65

max 0 0,65 1 -0,05 0,6 1 -0,1 0,5 1 -0,2 0,4 1 -0,25 0,35 1 -0,3 0,25 1 -0,35 0,2 1 -0,4 0,15 0,8 1 -0,45 0,05 -0,35 0,2 1 -0,4 0,15 0,8 1 -0,45 0,05 0,7 1 0 0,6 1 -0,05 0,55 1 -0,1 0,45

Lucrarea nr. 3 Angrenaje 35 _______________________________________________________________________________ x min -0,35 0,2 -0,5 -0,4 0,15 0,8 -0,5 -0,45 0,05 0,8 -0,5 0 0,65 -0,5 -0,05 0 -0,5 -0,1 0,5 -0,5 -0,2 0,4 -0,5 -0,2 0,35 -0,5 -0,3 x min 0,45 -0,5 -0,2 0,4 -0,5 -0,25 0,35 -0,5 -0,3 0,25 -0,5 -0,35 0,2 0,85 -0,5 -0,4 0,15 0,75 -0,6 -0,05 0,7 -0,6 0 0,6 -0,5 -0,05 0,55

z

52

53

54 55 56 57 58 59

max 0,25 1 -0,4 0,15 0,8 1 -0,45 0,05 0,7 1 0 0,65 1 -0,05 0,55 1 -0,1 0,5 1 -0,2 0,4 1 -0,25 0,35 1 -0,3 0,25

N 6 7 5 6 7 8 5 6 7 8 6 7 8 6 7 8 6 7 8 6 7 8 6 7 8 6 7

W*N 16,9510 19,9031 14,0129 16,9650 19,9171 22,8692 14,0269 16,9790 19,9311 22,8832 16,9930 19,9451 22,8972 17,0071 19,9592 22,9113 17,0211 19,9732 22,9253 17,6351 19,9872 22,9393 17,0491 20,0012 22,9533 17,0631 20,0152

z

66 67 68

69

70

71 72 73

max 1 -0,2 0,4 1 -0,25 0,35 1 -0,3 0,25 1 -0,35 0,2 0,85 1 -0,4 0,15 0,75 1 -0,05 0,7 1 0 0,6 1 -0,05 0,55 1

N 9 7 8 9 7 8 9 7 8 9 7 8 9 10 7 8 9 10 8 9 10 8 9 10 8 9 10

W*N 26,0034 20,1132 23,0653 26,o174 20,1272 23,0793 26,0314 20,1412 23,0933 26,0454 20,1553 23,1074 26,0595 29,0016 20,1693 23,1241 26,0735 29,0256 23,1354 26,0875 29,0396 23,1494 26,1015 29,0526 23,1634 26,1155 29,0676

Cu relaia (3.26) sau (3.28) se calculeaz deplasarea specific de profil x i se apreciaz dac aceasta se ncadreaz n limitele prevzute n tab. 3.3; 7 Se vor calcula principalele elemente geometrice conform relaiilor (3.1...3.20), ct i lungimea peste N dini cu relaia:WN1, 2 = m p (N1, 2 - 0,5 ) + z1, 2 inv a cos a + 2 x1, 2 m sin a ,

6

[

]

(3.31)

sau cu relaia (3.27):* WN1, 2 = m WN 1, 2 + 2 x 1, 2 sin a

(

)

(3.32)

cu valorile W*N 1, 2 adoptate corespunztor din tabelul 3.3. Rezultatele calculelor se vor trece n tabelele 3.9 i 3.10 care nsoesc figurile 3.17 i 3.18 corespunztoare celor dou roi.

36


_______________________________________________________________________________

Tabelul 3. 4 Treptele de precizie corespunztoare domeniilor de folosin 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Construcii de maini Turbine Motoare cu ardere intern Vapoare Maini textile Industria chimic Industria poligrafic Construcia de aparate Trenuri Maini de ridicat i transportat Reductoare de uz general Maini de calcul i birou Aparate de precizie Maini unelte Aparate de msur 12

Roi etalon Tabelul 3.5 Alegerea treptei de precizie n funcie de viteza periferic V t 1 (m/s) Treapta de precizie la dantura nclinat Treapta de precizie la dantura dreapt 0...1 11-12 0... 2 11-12 9-10 2...5 9-10 7-8 5...10 7-8 5-6 10...20 5-5 -

Tabelul 3.6 Alegerea treptei de precizie dup procesul de prelucrare Treapta de precizie Procesul de prelucrare 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Rectificare everuire Mortezare, rabotare, frezare Freza AA Frezare cu frez melcat Freza A Freza B Frezare i apoi clire tanare, presare, injectare Turnare

Dantur obinut n condiii speciale de prelucrare Condiii normale de prelucrare 8 Se va prescrie tolerana la lungimea peste N dini astfel: a. Se calculeaz viteza periferic a roii cu relaia:


v=

p d w 1, 2 n 1, 2 60 1000

[m / s],

(3.33)

unde: n1, 2 turaia roii 1 sau 2, n rot/min; se va considera n1 = 800 rot/min; dw1, 2 - diametrul de rostogolire a roii 1 sau 2, n mm. b. Din tab. 3.5 rezult treapta de precizie n funcie de viteza periferic; c. Din tab. 3.7 se alege abaterea minim a cotei peste dini EWS (cu semnul - pentru danturi exterioare) n funcie de diametrul de divizare, treapta de precizie i tipul ajustajului format de dinii roilor din angrenaj (se va lua ajustajul cu joc tip C ); d. Se alege tolerana cotei peste dinii TW n funcie de tolerana btii radiale a danturii F1 i tipul ajustajului ales ; e. Se scrie cota peste dinii cu abaterile astfel:WN

( ),aS aI

unde ai = EWS [mm], as = TW + EWS [mm]. (3.34) f. Cota peste dinii cu abaterile sale se trec n tabelul 3.9 si respectiv 3.10 i se vor ntocmi desenele de execuie din fig. 3.17 i 3.18 corespunztoare celor dou roi ale angrenajului analizat.Tabelul 3.7 Valorile abaterii minime a cotei peste dini EWSTreapta de precizie dup criteriul funcionrii line Tipul ajustajului Peste 80 la 125 Peste 125 la 180 Peste 180 la 250 Diametrul de divizare d,mm Peste Peste Peste 400 la 315 la 250 la 500 400 315 mm Peste 500 la 530 Peste 530 la 800 Peste 800 la 1000

Pn la 80

H E D

C B

36 7 36 7 36 7 8 36 7 8 9 36 7

8 10 20 25 30 35 40 50 55 60 70 80 100

10 10 24 30 35 40 50 60 70 80 80 100 110

11 12 28 30 40 50 50 70 70 80 100 110 120

12 14 30 35 50 55 60 80 80 100 110 120 140

14 16 35 40 55 60 70 90 100 110 120 140 180

16 18 40 45 60 70 80 100 110 120 140 160 180

18 20 45 50 70 70 80 11 120 140 140 180 200

20 22 50 55 70 80 90 120 140 140 160 200 200

22 25 55 60 90 100 110 140 140 160 200 220 250

25 28 60 70 100 110 120 160 160 200 200 250 280

38


_______________________________________________________________________________ Tabelul 3.8 Rezultatele msurtorilor WN, WN + 1

( WN ) i 1 2 3 4 5 WN = 1 5 WN i 5 i =1

( WN + 1 ) i

WN + 1 =

1 5 W( N +1) i 5 i =1

Tabelul 3.9 Caracteristici geometrice ale roii 1

Desenul de execuie a roii 1 din angrenajul cilindric cu dini drepi

Figura 3.17

Modulul Numrul de dini Cremaliera de referin Diametrul de divizare Deplasarea specific Lungimea peste ...dini Clasa de precizie i jocul Distana dintre axe Roata conjugat Nr. de dini Nr. desenuluiTabelul 3.10 Caracteristici geometrice ale roii 2

Desenul de execuie a roii 2 din angrenajul cilindric cu dini drepi

Figura 3.18

Modulul Numrul de dini Cremaliera de referin Diametrul de divizare Deplasarea specific Lungimea peste ...dini Clasa de precizie i jocul Distana dintre axe Roata conjugat Nr. de dini Nr. desenului

Lucrarea nr. 4 TRASAREA GRAFIC A PROFILULUI CAMELOR PENTRU TACHET CU VRF I ROLConf. univ. dr. ing. Dasclu Dumitru 4.1 ASPECTE TEORETICE GENERALE

Mecanismele cu came constituie o clas de mecanisme cu cuple superioare, care datorit avantajelor deosebite au cunoscut o puternic dezvoltare. Conform fig.2.1. se compun din dou elemente cinematice specifice: - cama, elementul cinematic conductor 1, - tachetul sau culegtorul mecanismului cu came, elementul cinematic condus 2. Cama, este caracterizat de existena unei suprafee profilate cu geometrie ce poate fi, funcie de necesiti, foarte diversificat, cu care vine n contact culegtorul. Cama i tachetul, pot s execute diverse micri de rotaie, de translaie sau plan-paralel. n general, aceste mecanisme sunt mecanisme ciclice, iar camele au o micare uniform. n cazul cel mai uzual de studiu, pentru realizarea unui ciclu, profilul camelor are patru zone distincte, genernd cele patru faze clasice de micare ale culegtorului, astfel nct la o rotaie complet a sa, tachetul s revin n poziia iniial. Conform fig.2.1, funcie de micarea tachetului, cele patru zone poart denumiri sugestive, iar mrimile caracteristice indici specifici: - zona de urcare (AB), pentru care mrimile caracteristice poart indicele u; - zona de repaus superior (BC) pentru care mrimile caracteristice poart indicele R; - zona de coborre (CD), pentru care mrimile caracteristice poart indicele c; - zona pentru repaus inferior (DA), iar mrimile caracteristice poart indicele r. Pentru a se obine zonele de repaus, se observ c acestea trebuie s fie suprafee circulare n cazul camelor cu micare de rotaie, respectiv suprafee paralele cu direcia de deplasare la cele cu micare de translaie. Cercul de raz r, corespunztor suprafeei de repaus inferior, poart numele de cerc de baz. Unghiul corespunztor fiecrei faze, msurat cu vrful n centrul camei, se numete unghi de profil al camei sau unghi constructiv, fiind mrimi fixe pentru o cam i se noteaz cu q , nsoit de un indice corespunztor

40


_______________________________________________________________________________

fiecrei zone: qu la urcare, q R repaus superior, qc la coborre, q r repaus inferior. Unghiul cu care se rotete cama pentru realizarea unei faze se noteaz cu j , se numete unghi de rotaie al camei, sau unghi funcional, nsoit de cte un indice corespunztor fazei.

Fig.4.1 mecanism cu came i tachet cu rol Pentru tachetul cu micare de translaie, distana de la centrul de rotaie al camei 0, pn la direcia de micare a tachetului (fig.2.1) se numete excentricitate i se noteaz cu e. Cnd excentricitatea este zero (mecanism axat sau coaxial), unghiurile constructive ale camei q , sunt identice cu unghiurile funcionale j de rotaie al camei. n fig.4.1, se arat unghiul de rotaie funcional, corespunztor urcrii ju , pentru cazul mecanismului cu excentricitatea (dezaxarea) e. Unghiul se obine ntre direcia OA, corespunztoare nceputului zonei de urcare i dreapta ce unete centrul de rotaie al camei 0 cu punctul de intersecie al direciei tachetului cu cercul de baz, de raz r. Similar se obin i celelalte unghiuri funcionale. Reprezentarea grafic a mrimii deplasrilor liniare sau unghiulare ale tachetului pe parcursul unei faze i succesiunii diferitelor faze ale micrii funcie de unghiul de rotaie respectiv deplasarea camei, cnd acestea au micare de translaie, poart numele de ciclogram. Ciclogramele, cum se poate remarca n fig.4.2, pot fi polare (fig. 4.2. b), n care sunt reprezentate proporional unghiurile de rsucire a camei corespunztoare

Lucrarea nr. 4 Trasarea grafic a profilului camelor pentru tachet cu vrf i rola 41 _______________________________________________________________________________

zonelor de lucru existente, fr a da indicaii despre modul de variaie a micrii tachetului, respectiv carteziene (fig. 4.2. a), care redau n plus, grafic, detaliat dependena dintre deplasarea tachetului i unghiul de rotaie al camei pe fiecare zon.

s(j ) h(j ) hu

ju

jRa

jc

jr

j( t )b

Fig. 4.2 Ciclograme: carteziene a; polare b;

Cercul de baz, de raz r, reprezint zona cilindric a repausului inferior a micrii tachetului i stabilirea sa se pornete de la o valoare minim critic,

r0 , care se calculeaz difereniat funcie de condiia de autofrnare (vezi [1], [2], [3]). n proiectarea mecanismului, valorile lui r mai mici dect r0 nu suntnotat cu admise. 4.2 TRSAREA PROFILULUI CAMEI PENTRU TACHET CU VRF Trasarea profilului pe cale grafic se poate realiza fie direct, fie folosind metoda inversrii micrii, cnd se menine fix cama i se rotete suportul mecanismului cu tachetul su. n continuare se v-a folosi prima metod. Se are n vedere c zonele de repaus sunt suprafee cilindrice de raze i respectiv R. Particulariti ale profilului sunt ntlnite pe zonele de urcare, respectiv coborre. De asemenea, se are n vedere c n cazul ciclogramelor simetrice fa de vertical profilul camei are o ax de simetrie, ce trece prin 0 i este bisectoarea unghiului jr . n consecin, este suficient trasarea profilului pe zona de urcare, cci cel de coborre se obine prin simetrie. Cnd cele dou zone difer se traseaz dup acelai principiu separat profilul pe fiecare zon.

42


_______________________________________________________________________________

Conform fig.4.3, pentru exemplificare, s-a ales cazul unui mecanism cu tachet cu vrf de excentricitatea e, iar legea de micare pe zona de urcare este cea redat n figur, la o scar convenabil aleas. Cunoscnd r din condiia de evitare a griprii i excentricitatea e din condiii funcionale, se calculeaz poziia cea mai de jos a tachetului s0, cu relaia evident geometric:

s0 = r 2 - e 2

Fig. 4.3 Trasarea profilului zonei de urcare pentru o cam cu tachet cu vrf

Cunoscnd e i s0 se traseaz conform fig.4.3 n sistemul de coordonate ale ciclogramei centrul de rotaie al camei O. Se divizeaz zona de urcare ntr-un numr de intervale echidistante, ducnd din origine unghiurile corespunztoare j1; j2 ...j n i corespunztor deplasrile S1, S2,... Sn ale tachetului, ridicnd verticale pn se intersecteaz profilul ciclogramei. Numrul de diviziuni n, se stabilete n funcie de precizia de lucru dorit respectiv complexitatea profilului. n cazul aplicaiei se consider n = 4. Se proiecteaz deplasrile S1, S2 ... S4 pe axa Oy obinnd punctele OB0,, B1 C1 .... B 4 C1 . Se traseaz segmentele OB0; OB1 ... OB4 i apoi 1 4


corespunztor unghiurilor j1 ; j 2 ...j 4 , conform figurii 2.3. Rabatnd punctele OB1; OB2 ... OB4 , la interseciile cu diviziunile unghiulare trasate anterior, se obin punctele C1; C2 ... C4 de pe profilul camei. Unind printr-o curb racordat cele C1; C2 ... C4 puncte se obine profilul camei corespunztor zonei de urcare. Se traseaz, n continuare, arcul de cerc de raz R (R = r+h) subntins de unghiul j R , ce corespunde zonei de repaus superior. Valoarea lui j R se ia de pe ciclogram. Se traseaz axa de simetrie a profilului camei, fiind dreapta ce trece prin O i este bisectoarea lui j R i apoi, n continuare, simetric, profilul pe zona de coborre. Profilul se nchide cu suprafaa circular de raz r, corespunztoare zonei de repaus inferior. Dac ciclograma nu este simetric, dup trasarea profilului pe zona de urcare, se traseaz diviziunile unghiulare j R , j c i j r dup care, diviznd zona de coborre ntr-un numar de diviziuni n, se procedeaz similar ca n cazul zonei de urcare. 4.3 TRSAREA PROFILULUI CAMEI PENTRU TACHET CU ROL

Efectul, din punct de vedere funcional, este foarte bun, deoarece nlocuind frecarea de lunecare cu cea de rostogolire, se mrete foarte mult fiabilitatea mecanismului. Dezavantajul este dat de creterea gabaritului mecanismului, precum i de riscul apariiei interferenei profilelor, sau obinerea de dimensiuni foarte mici. (fig. 2.4). Acest fenomen limiteaz de multe ori utilizarea acestor role. Spre deosebire de mecanismele cu vrf, n acest caz poziiile C1, C2 ... C4 obinute n cazul tachetului cu vrf devin poziiile corespunztoare centrului teoretic de rotaie a rolei materializat n fig. 4.1. Dup cum se observ din fig. 4.1, tachetul vine n contact cu profilul camei prin tangentarea acestuia de ctre suprafaa cilindric exterioar a rolei, de raz r'. n aceast situaie distingem (fig. 4.4) un profil teoretic (cel obinut n cazul tachetului cu vrf), i un profil real. Conform fig 4.4 a profilului real se obine ducnd un numr de cercuri de raz r' cu centrul pe profilul teoretic. Profilul real este curba racordat tangent la cercurile desenate anterior. n fig. 4.4. b se poate observa c pentru anumite situaii se poate ajunge n cazul n care pentru o raz de curbur a profilului teoretic r min < r , profilul devine imaginar, ce face imposibil atingerea acelor puncte de ctre tachet i deci legea de micare nu se mai materializeaz. O alt situaie limit, este redat n fig. 2.4.b poate apare datorit obinerii unei seciuni a camei ce nu poate suporta sarcina ce acioneaz asupra tachetului.

44


_______________________________________________________________________________

Trasarea propiuzis a profilului camelor acestui tip de mecanisme se realizeaz n dou etape. I. Se traseaz profilul teoretic conform celor stabilite n cazul mecanismelor cu tachet cu vrf. II. Se duc cu centrul pe profilul astfel obinut un numr suficient de mare de cercuri de raz r, corespunztoare rolei i la scara la care s-a lucrat n prima etap. III. Se traseaz curba racordat tangent la toate cercurile de raze r ' trasate n etapa anterioar. IV. Se obine, n acest fel, profilul real al camei mecanismului cu tachet cu rol.

Fig.4.4 Profilul practic al camelor cu tachet cu rol.

4.4

MATERIALE I APARATUR - coli de desen (eventual milimetric); - creioane bine ascuite; - florare; - compas; - raportor; - echere; MODUL DE LUCRU

4.5

- se primesc ciclogramele cu legea de micare, precum i dup caz, r0, e, h, retc. - utiliznd metodica i exemplul dat se traseaz profilul complet al camei cu datele primite;


BIBLIOGRAFIE 1. Handra Luca V., Organe de maini i mecanisme, E.D.P. Bucureti 1975. 2. Manolescu N., .A., Teoria mecanismelor i a mainilor, Vol. I, E.D.P. Bucureti 1972. 3. Dasclu D. Mecanisme i organe de maini, Vol. I, Baze ale studiului mecanismelor, Editura Printech, Bucureti 2004.

Lucrarea nr. 5TRASAREA GRAFIC A PROFILULUI CAMELOR PENTRU TACHET CU TALP Conf. univ. dr. ing. Dasclu Dumitru 5.1 ASPECTE TEORETICE GENERALE

Mecanismele cu came constituie o clas de mecanisme cu cuple superioare, care, datorit avantajelor deosebite, au cunoscut o puternic dezvoltare. Conform fig.5.1 se compun din dou elemente cinematice specifice: - cama, elementul cinematic conductor 1, - tachetul sau culegtorul mecanismului cu came elementul cinematic condus 2. Cama este caracterizat de existena unei suprafee profilate cu geometrie ce poate fi, funcie de necesiti foarte diversificat, cu care vine n contact culegtorul. Cama i tachetul, pot s execute diverse micri de rotaie, de translaie sau plan-paralel. n general, aceste mecanisme sunt mecanisme ciclice, iar camele au o micare uniform. n cazul cel mai uzual de studiu, pentru realizarea unui ciclu, profilul camelor are patru zone distincte, genernd cele patru faze clasice de micare ale culegtorului, astfel nct, la o rotaie complet a sa, tachetul s revin n poziia iniial. Conform fig.3.1., funcie de micarea tachetului, cele patru zone poart denumiri sugestive, iar mrimile caracteristice indici specifici: - zona de urcare (AB), pentru care mrimile caracteristice poart indicele u; - zona de repaus superior (BC) pentru care mrimile caracteristice poart indicele R; - zona de coborre (CD), pentru care mrimile caracteristice poart indicele c; - zona pentru repaus inferior (DA), iar mrimile caracteristice poart indicele r. Pentru a se obine zonele de repaus, se observ c acestea trebuie s fie suprafee circulare, n cazul camelor cu micare de rotaie, respectiv suprafee paralele cu direcia de deplasare, la cele cu micare de translaie. Cercul de raz r, corespunztor suprafeei de repaus inferior poart numele de cerc de baz. Unghiul corespunztor fiecrei faze, msurat cu vrful n centrul camei se numete unghi de profil al camei sau unghi constructiv, fiind mrimi fixe pentru o cam i se noteaz cu q , nsoit de un indice corespunztor fiecrei zone: qu la urcare, q R repaus superior, qc la coborre, q r repaus inferior. Unghiul cu care se

48


_______________________________________________________________________________

rotete cama se noteaz cu j , se numete unghi de rotaie al camei sau unghi funcional. Pentru realizarea unui ciclu complet, unghiurile q i j corespunztoare fiecrei faze, sunt nsoite de cte un indice corespunztor fazei respective.

Fig.5.1 Mecanism cu came i tachet cu rol

Pentru mecanismele la care tachetul execut o micare de translaie, distana de la centrul de rotaie al camei 0 pn la direcia de micare a tachetului (fig.5.1) se numete excentricitate i se noteaz cu e. n cazul mecanismelor cu talp plat, indiferent dac valoarea excentricitii este zero (mecanism axat sau coaxial) sau nu, unghiurile constructive ale camei q sunt identice cu unghiurile funcionale j de rotaie al camei. Reprezentarea grafic a mrimii deplasrilor liniare sau unghiulare ale tachetului pe parcursul unei faze i succesiunii diferitelor faze ale micrii funcie de unghiul de rotaie respectiv deplasarea camei, cnd acestea au micare de translaie, poart numele de ciclogram. Ciclogramele, cum se poate remarca n fig.5.2, pot fi polare (fig.5.2 b), n care sunt reprezentate proporional unghiurile de rsucire a camei corespunztoare zonelor de lucru existente, fr a da indicaii despre modul de variaie a micrii tachetului, respectiv carteziene (fig.5.2 a), care redau n plus, grafic, detaliat dependena dintre deplasarea tachetului i unghiul de rotaie al camei pe fiecare zon.

Lucrarea nr. 5 Trasarea grafic a profilului camelor pentru tachet cu talp 49 _______________________________________________________________________________

s(j ) h(j ) hu

ju

jRa

jc

jr

j( t )b

Fig.5.2 Ciclograme: carteziene a; polare b;

Cercul de raz r reprezint zona cilindric a repausului inferior a micrii tachetului fiind numit i de baz i stabilirea sa se pornete de la o valoare minim critic, notat cu r0 , care se calculeaz difereniat, funcie de condiia de autofrnare (vezi [1], [2], [3]). n proiectarea mecanismului, valorile lui r mai mici dect 5.2

r0 nu sunt admise.TRASAREA PROFILULUI UNEI CAME CU TACHET CU TALP

Trasare profilului pe cale grafic se poate realiza fie folosind metoda direct, fie metoda inversrii micrii. n acest, caz se va folosi a doua metod. Principiul metodei const n a menine fix cama i a rotii suportul mecanismului odat cu tachetul, invers dect n realitate. Pentru exemplificare, n continuare se va prezenta posibilitatea trasrii complete a profilului unei came cu ciclogram simetric, respectiv la coborre deplasarea tachetului este inversa celei de la urcarea acestuia. Pentru aceasta se parcurg urmtoarele etape: 1Se divizeaz mai nti pe ciclogram fiecare zon de urcare i coborre n cte 4 intervale. Acest numr de intervale se stabilete opional, funcie de complexitatea profilului i de precizia de trasare dorit. 2Prin ridicarea de perpendiculare pe axa orizontal a ciclogramei, din dreptul fiecrei diviziuni anterioare, la intersecia cu profilul ciclogramei se obin deplasrile corespunztoare ale tachetului. Datorit simetriei se obin la coborre valori similare celor de la urcare. 3Se proiecteaz pe axa de deplasare a tachetului cele 10 puncte obinute anterior, rezultnd punctele B0 ; B1 ...B10 . Indicele punctelor Bi,

50


_______________________________________________________________________________

corespunde cu diviziunile unghiulare ale unghiurilor funcionale j i . Cum la mecanismele cu talp plat, indiferent de poziia relativ n raport cu axa de deplasare a tachetului i centrul de rotaie al camei 0 mecanismul este concentric, unghiurile funcionale

j i i cele constructive se vor suprapune. n exemplu se i j vor considera unghiurile funcionale i .

ajuttor de raz R care, pentru o mai bun lizibilitate a desenului s

4Din acest motiv, cunoscnd raza minim a camei ro , care se calculeaz difereniat funcie de condiia de autofrnare (vezi [1], [2], [3]), se traseaz pe direcia de deplasare a tachetului, respectiv pe direcia coordonatei verticale a ciclogramei n partea negativ, centrul 0 de rotaie al camei, la distana ro fa de originea sistemului de referin. Cu centrul n 0 se traseaz un cerc ndeplineasc condiia R ro + h , n care h reprezint cursa maxim a tachetului. 5Conform cu valorile numerice de pe ciclogram, se traseaz pe acest cerc mai nti diviziunile unghiulare corespunztoare zonelor camei. ntre laturile unghiului de repaus superior se duce un arc de cerc de raz R (calculat cu unghiului de repaus inferior se duce un arc de cerc de raz ro . 6Se divizeaz unghiular zonele de urcare i apoi de coborre ntr-un numr de cte patru diviziuni egale, n concordan cu diviziunile stabilite iniial pentru diviziunile de pe ciclogram. Se noteaz intersecia acestor diviziuni unghiulare cu cercul ajuttor de raz R , cu cifrele corespunztor diviziunilor iniiale ale ciclogramei, rezultnd punctele 1,2,10.

relaia: R= ro +h, n care h reprezint cursa maxim a tachetului). ntre laturile

Bi pn intersecteaz razele cu care au acelai indice. Se obin cele 10 puncte Bi corespunztoare7Cu centrul n 0 se rabateaz cele 10 puncte zonelor de urcare i respectiv coborre. 8Prin cele 10 puncte Bi se duc drepte perpendiculare pe razele O1 O2... O10. Profilul camei va fi curba nfurat de cele 10 perpendiculare. 9n cazul tachetului cu profil bombat singura diferen este dat de

faptul c n locul celor 10 perpendiculare din punctele Bi se va trasa de 10 ori profilul bombat. Profilul camei pe cele dou zone, va fi curba racordat, nfurat de cele 10 poziii ale profilului bombat.

Lucrarea nr. 5 Trasarea grafic a profilului camelor pentru tachet cu talp 51 _______________________________________________________________________________

Fig.5.3 Trasarea profilului camelor pentru tachet cu talp.

5.4

MATERIALE I APARATUR

- coli de desen (eventual milimetric); - creioane bine ascuite; - florare; - compas; - raportor; - echere. 5.5 MODUL DE LUCRU

- se primesc ciclogramele cu legea de micare, precum i dup caz, r0, e, h, etc. - utiliznd metodica i exemplul dat se traseaz profilul complet al camei cu datele primite.

52


_______________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE 1. Handra Luca V., Organe de maini i mecanisme, E.D.P. Bucureti 1975. 2. Manolescu N., .A., Teoria mecanismelor i a mainilor, Vol. I, E.D.P. Bucureti 1972. 3. Dasclu D. Mecanisme i organe de maini, Vol. I, Baze ale studiului mecanismelor, Editura Printech, Bucureti 2004.

Lucrarea nr. 6 TRASAREA GRAFIC A PROFILULUI CAMELOR PENTRU TACHET CU MICARE DE ROTAIE CU VRF I ROLConf. univ. dr. ing. Dasclu Dumitru 6.1 ASPECTE TEORETICE GENERALE

Mecanismele cu came constituie o clas de mecanisme cu cuple superioare care, datorit avantajelor deosebite au cunoscut o puternic dezvoltare. Conform fig.6.1 se compun din dou elemente cinematice specifice: - cama, elementul cinematic conductor 1, - tachetul sau culegtorul mecanismului cu came elementul cinematic condus 2. Cama, este caracterizat de existena unei suprafee profilate cu geometrie ce poate fi, funcie de necesiti foarte diversificat, cu care vine n contact culegtorul. Cama i tachetul, pot s execute diverse micri de rotaie, de translaie sau plan-paralel. n acest caz, particularitatea este dat de faptul c tachetul execut o micare de rotaie. Unghiul ce definete micarea de rotaie a tachetului (fig.6.1) se noteaz cu y = y (j ) , fiind o funcie de timp prin intermediul unghiului de rotaie al camei sau unghi funcional j. n general aceste mecanisme sunt mecanisme ciclice, iar camele au o micare uniform. n cazul cel mai uzual de studiu, pentru realizarea unui ciclu, profilul camelor are patru zone distincte, genernd cele patru faze clasice de micare ale culegtorului, astfel nct, la o rotaie complet a sa, tachetul s revin n poziia iniial. Conform fig.6.1., funcie de micarea tachetului, cele patru zone poart denumiri sugestive, iar mrimile caracteristice indici specifici: - zona de urcare (AB), pentru care mrimile caracteristice poart indicele u; - zona de repaus superior (BC) pentru care mrimile caracteristice poart indicele R, - zona de coborre (CD), pentru care mrimile caracteristice poart indicele c; - zona de repaus inferior (DA), iar mrimile caracteristice poart indicele r. Pentru a se obine zonele de repaus, se observ c acestea trebuie s fie suprafee circulare n cazul camelor cu micare de rotaie, respectiv suprafee paralele cu direcia de deplasare la cele cu micare de translaie. Cercul de raz r, corespunztor suprafeei de repaus inferior, poart numele de cerc de baz. Unghiul corespunztor fiecrei faze, msurat cu vrful n centrul camei se numete unghi de profil al camei sau unghi constructiv, fiind mrimi fixe pentru o cam

54


_______________________________________________________________________________

q , nsoit de un indice corespunztor fiecrei zone: qu la urcare, q R repaus superior, qc la coborre, q r repaus inferior. Unghiul cu care se rotete cama sei se noteaz cu noteaz cu

Fig. 6.1 Mecanism cu came i tachet cu rol

ciclu complet, unghiurile q i j corespunztoare fiecrei faze sunt nsoite de cte un indice corespunztor fazei respective. n cazul mecanismelor cu tachet cu micare de rotaie, unghiurile constructive ale camei q , ce delimiteaz zonele de lucru, sunt identice cu unghiurile funcionale j de rotaie al camei. Reprezentarea grafic a mrimii deplasrilor unghiulare ale tachetului pe parcursul unei faze i succesiunii diferitelor faze ale micrii funcie de unghiul de rotaie respectiv deplasarea camei, cnd aceasta are micare de translaie, poart numele de ciclogram. Ciclogramele, cum se poate remarca n fig.6.2, pot fi polare (fig.6.2. b), n care sunt reprezentate proporional unghiurile de rsucire a camei corespunztoare zonelor de lucru existente, fr a da indicaii despre modul de variaie a micrii tachetului, respectiv carteziene (fig.6.2. a), care redau n plus, grafic, detaliat dependena dintre deplasarea tachetului i unghiul de rotaie al camei pe fiecare zon.

j,

se numete unghi de rotaie al camei sau unghi funcional. Pentru realizarea unui

Lucrarea nr. 6 Trasarea grafic a profilului camelor pentru tachet 55 cu micare de rotaie cu vrf i rol _______________________________________________________________________________

s(j ) h(j ) hu

ju

jRa

jc

jr

j( t )b

Fig.6.2 Ciclograme: carteziene a; polare b;

Cercul de raz r reprezint zona cilindric a repausului inferior a micrii tachetului fiind numit i de baz i stabilirea sa se pornete de la o valoare minim critic,

r0 , care se calculeaz difereniat funcie de condiia de autofrnare (vezi [1], [2], [3]). n proiectarea mecanismului, valorile lui r mai mici dect r0 nu sunt admise.notat cu 6.2 TRASAREA PROFILULUI MICARE DE ROTAIE CAMEI PENTRU UN TACHET CU

Conform figurii s-a ales varianta mai general a unui mecanism dezaxat negativ, deoarece distana O1O 2 dintre centrele de rotaie ale camei, respectiv tachetului, este mai mic cu valoarea e dect lungimea teoretic a braului tachetului l, respectiv distana dintre centrul de rotaie al tachetului O2 i vrful de contact al tachetului cu profilul camei. n cazul general, o ciclogram red grafic dependena dintre deplasarea tachetului s=s( j ), n care j se numete unghi de rotaie sau unghi funcional al camei. Pentru cazul particular n care tachetul are micare de rotaie, pentru asimilarea celor cu micare de translaie, se transform deplasarea s=s( j ) de translaie al tachetului n unghi de rotaie a tachetului y = y (j ) cu relaia:

yi =

n care y i reprezint unghiul de rotaie al tachetului corespunztor deplasrii si . Se observ c cele dou mrimi sunt proporionale, diferind doar prin constanta l. n acest fel, ciclograma este s=s( j ,) se transform n y = y (j ) .

si l

6.1

56


_______________________________________________________________________________

rotete cama cu unghiurile funcionale j i . Pentru exemplificare, n continuare se va prezenta posibilitatea trasrii complete a profilului unei came cu o ciclogram simetric, respectiv la coborre deplasarea tachetului este inversa celei de la urcarea acestuia, conform fig.6.3. Pentru aceasta se parcurg urmtoarele etape [3]. 1Se traseaz punctele

Trasarea profilului pe cale grafic se poate realiza fie folosind metoda direct, fie metoda inversrii micrii. n acest caz, se va folosi prima metod, considernd c se

ji

pe orizontala ciclogramei, iar prin ridicarea de

verticale prin aceste diviziuni se obin punctele proiecteaz aceste puncte

si

pe ciclogram conform fig.6.3. Se

si ,

pe axa vertical a ciclogramei. n continuare, se traseaz

convenabil centrul de rotaie al tachetului negativ. Din punctul

O2

pe axa unghiurilor ciclogramei, n zona

O2 , se duce n continuare pe axa orizontal a ciclogramei, la distana l, B0 C0 , ce reprezint nceputul zonei de urcare. Centrul de rotaie al cameiun arc de cerc de raz

O1 , se traseaz sub axa orizontal a ciclogramei, ducnd din O2

O1O2 , cunoscut din datele problemei, pn intersecteaz cel de al doilea arc de cerc de raz r0 , dus cu centrul n B0 C0 . Raza minim r0 se calculeaz difereniat funcie decondiia de autofrnare (vezi [1], [2], [3]). n proiectarea mecanismului, valorile lui r mai mici dect

r0

nu sunt admise.

2Cu centrul n O2 se traseaz n partea superioar din ( Bo ) arcul de cerc de raz l, ce reprezint locul geometric al punctelor prin care poate trece vrful tachetului. Proiectnd pe acest arc de cerc valorile arcurilor si de pe ordonata ciclogramei se obin punctele punctele

B0 , B1 ,....B10 , ( B0 si B10 , se suprapun). Unind O2

cu

Bi , se obin unghiurile de rotaie ale tachetului y i , conform figurii fig.6.3. Cnd se cunoate ciclograma y = y (j ) de pe ciclogram se msoar unghiurile y i ise traseaz pe arcul de raz l. Aceste unghiuri se mai pot i calcula cu relaia 6.1. 3Se duce axa Ox, prin

O1

i

B0 C0 , ce reprezint nceputul zonei de

urcare. Pentru a se obine cele 10 puncte Ci de pe profilul camei se pot folosi diverse metode. IPornind de la aceast ax Ox se traseaz cele zece diviziuni unghiulare conform ciclogramei. Pentru o divizare mai comod cu centrul n ajuttor de raz R care, pentru o mai bun lizibilitate a desenului, s ndeplineasc condiia R ro + h , n care h reprezint cursa maxim a tachetului. Se rabat cu un

O1

se traseaz un cerc

Lucrarea nr. 6 Trasarea grafic a profilului camelor pentru tachet 57 cu micare de rotaie cu vrf i rol _______________________________________________________________________________

compas cu vrful n

O1 , punctele Bi

pn intersecteaz diviziunile unghiulare desenate

anterior. Se obin astfel cele zece puncte IICu centrul n

C i (i=1,10) de pe profilul camei.

O1 se duc arce de cerc cu razele ri = 0 Bi . Din punctelecu valorile determinate de pe ciclograma mecanismului.

Bi

se traseaz unghiurile

ji

C i (i=1,10) de pe profilul camei. Se observ c n B0 se mai suprapun i punctele C 0 i C10 ce arat c profilul sa nchis.Se obin astfel cele zece puncte 4Indiferent de modul n care se obin cele 10 puncte Ci , curba continu racordat care unete cele zece puncte, reprezint profilul real al tachetului cu vrf.

Fig. 6.3 Trasarea profilului camei pentru un mecanism cu came, cu tachet cu micare de rotaie, cu vrf si rol

5-

Dac tachetul are o rol de raz r atunci profilul obinut cu ajutorul celor

zece puncte reprezint profilul teoretic al camei. Cele zece puncte Ci reprezint centrele de rotaie ale rolei tachetului. Pentru a obine profilul real al camei, n cazul tachetului cu

58


_______________________________________________________________________________

rol, se traseaz n cele zece puncte Ci , obinute anterior zece cercuri de raz r. Curba continu nfurat de zece cercuri de raz r reprezint profilul real al mecanismului cu tachet cu rol. 6.4 MATERIALE I APARATUR

- coli de desen (eventual milimetric); - creioane bine ascuite; - florare; - compas; - raportor; - echere. 6.5 MODUL DE LUCRU

- se primesc ciclogramele cu legea de micare, precum i dup caz, r0, e, h, l, etc. - utiliznd metodica i exemplul dat se traseaz profilul complet al camei cu datele primite.

BIBLIOGRAFIE 1 Handra Luca V., Organe de maini i mecanisme, E.D.P. Bucureti 1975. 2 Manolescu N., .A., Teoria mecanismelor i a mainilor, Vol. I, E.D.P. Bucureti 1972. 3 Dasclu D. Mecanisme i organe de maini, Vol. I, Baze ale studiului mecanismelor, Editura Printech, Bucureti, 2004.

Lucrarea nr.7 IDENTIFICAREA FILETELORConf. univ. dr. ing. Dasclu Dumitru 7.1 BAZE TEORETICE GENERALE

Prin definiie, asamblrile filetate (cu uruburi) asigur ansamblul prin intermediul unor suprafee profilate speciale constnd din una sau mai multe spire elicoidale. Organul de main la care spira este nfurat la exterior (fig. 7.1) poart numele de urub iar organul de main la care spira este nfurat la interior poart numele de piuli (fig.7.2).

a

b

c

d

e

f

Fig.7.1 Exemple de uruburi i prezoane. a urub cu cap hexagonal i tija filetat parial; b urub cu cap hexagonal filetat pn sub cap; c prezon filetat pe toat lungimea cu un singur filet; d prezoane roi e urub roata randalinat roi DACIA; f - uruburi cu cap hexagonal si flan

Dac suprafaa de nfurare este cilindric (fig.7.1), atunci avem filete cilindrice. Dac suprafaa de nfurare este conic, atunci avem asamblri filetate conice. Condiia de asamblare presupune ca cele dou suprafee filetate (una la interior i alta la exterior) s fie complementare, permind ca, prin rsucirea lor relativ, spira piuliei s nfoare spira urubului. Operaia mai poart i numele de nfiletare sau nurubare la strngere i desfiletare sau deurubare la demontarea ansamblului. Dup sensul de nfurare a spirei elicoidale filetele pot fi: - pe dreapta (normale) atunci cnd nfiletarea se realizeaz cnd rotim piulia n sensul spre dreapta, se simbolizeaz cu dr. (fig. 7.3 a); - pe stnga, atunci cnd nfiletarea (strngerea) se realizeaz rotind piulia n sensul spre stnga i se simbolizeaz cu st (fig. 7.3 b).

60


_______________________________________________________________________________

a

b

c

d

e

f

g

h

i

Fig. 7.2 Exemple de tipuri de piulie de fixare: a - piulie hexagonale joase; b - piulie crenelate; c - piuli roata DACIA; d - - piuli roata; e- piuli hexagonala cu guler; f - piulie de sudur joase; g - piulie de sudur nalte; h - piulie ptrate; i - piulie hexagonale cu autoblocare

cFig. 7.3 Caracteristicile filetelor a- filetare dreapta, b- filetare stnga, c- calculul unghiului mediu de nclinare a spirei filetului

Pentru realizarea condiiei de nfiletare (filetare) desfiletare suprafeele filetate ale urubului i piuliei trebuie s aib geometrii complementare bine definite. Definirea acestora pleac de la profilul generator, ce poate fi: triunghiular, cu elemente de particularitate, respectiv: metric (STAS 6371-73) simbolizat cu litera M, cu un profil triunghiular cu a = 60 0 i dimensiunile msurate n [mm], conform i redate n fig.7.4. Withword (STAS 6564-73) simbolizat cu avnd tot profil triunghiular cu a = 55 0 , iar dimensiunile n oli (1= 25,4 mm) tolerate doar pentru piese de schimb, fiind scos din uzul general;

Lucrarea nr. 7 Identificarea filetelor 61 _______________________________________________________________________________

Gaz (STAS 8130- 63) sau filete de fixare-etanare (cu elemente suplimentare) pentru evi, se simbolizeaz cu G nsoit de cota experimat n oli a interiorului evii. (G-filet pentru eav de ). trapezoidal (STAS - 2114 - 75) conform fig. ferstru (STAS - 2234 75) conform fig. ptrat rotund (STAS 668 80) speciale Un alt element caracteristic important, l reprezint numrul de nceputuri ale filetului i. Numrul de nceputuri reprezint numrul de spire identice nfurate echidistant pe acelai cilindru sau con. Funcie de valorile sale filetele pot fi: simple cu un singur nceput i= 1 sau multiple cu dou sau mai multe nceputuri, dac i 2 . Elementele geometrice generale, cu ajutorul crora este definit profilul filetelor i piulielor indiferent de forma profilului generator sunt urmtoarele: - d diametrul exterior al filetului urubului, care poart numele de diametrul nominal al ansamblului filetat. Este mrimea ce se precizeaz n simbolul filetelor cuplei filetate respective; -D, D4 reprezint diametrul exterior al filetului piuliei (diametrul maxim) Aceast mrime funcie de profilul generator al filetului, poate fi egal sau diferit de cea a urubului; - d1; D1 diametrul interior (minim) al filetului urubului, respectiv piuliei; - d1;D2 diametrul mediu al filetului urubului, respectiv piuliei. Aceste diametre sunt ntotdeauna egale, indiferent de tipul profilului. - p pasul filetului, reprezint distana dintre dou vrfuri consecutive ale aceleiai spire (distana dintre dou puncte identice de pe dou spire succesive) msurat n seciune axial. - p' - pasul unei subdiviziuni, utilizat n cazul filetelor multiple p' = p / i - i numrul de nceputuri al filetelor multiple; - H nlimea teoretic a profilului generator; - H2 nlimea util, proiecia radial a lungimii de contact dintre spirele filetului piuliei i respectiv, urubului. Este mrimea utilizat n calculul organologic al contactului dintre spirele filetelor; - H1 nlimea filetului;

62


_______________________________________________________________________________

- b m unghiul mediu de nclinare, nfurare a profilului generator. Este calculat, conform fig.7.3.c, pentru spira corespunztoare diametrelor medii cu relaia: p p tgBm = = nd 2 nD2 ntre aceste mrimi, funcie de profilul generator, se stabilesc relaii geometrice immediate, individualizate cnd este cazul. 7.2 SIMBOLIZAREA FILETELOR Datorit multiplelor avantaje ale acestor asamblri, ele s-au diversificat tipo-dimensional foarte mult. Pentru a asigura o ct mai bun interschimbabilitate a elementelor componente, pentru a putea utiliza scule, utilaje i tehnologii unitare, obinnd preuri de cost ct mai mici, pentru a putea standardiza calcule de proiectare, a aprut necesitatea standardizrii lor tipo-dimensional. Pentru simplificarea identificrii lor n procesul de fabricare, de desfacere i utilizare concret fr complicaii, a aprut necesitatea standardizrii lor tipo-dimensionale cu ajutorul unor simboluri. Simbolul reprezint un grup de litere i cifre cu semnificaii bine stabilite. Astfel, se red cu ajutorul acestor litere i cifre suficiente date pentru o identificare unitar a filetelor respective. Astfel, filetele triunghiulare cu dimensiunile exprimate n [mm] (Metrice), se simbolizeaz cu M, urmat de un grup de cifre ce va reda valoarea diametrului nominal d (n mm). Dac pasul filetului este cel normal standardizat nu mai este necesar precizarea acestuia n cadrul simbolului. Dac ns, este cu pas fin (mai mic dect cel normal, pentru acelai diametru nominal), respectiv grosolan (mai mare dect cel normal, pentru acelai diametru nominal) valorile acestora sunt obligatoriu a fi descrise n continuarea seriei. Asemntor, ntruct sensul de filetare pe dreapta este considerat convenional, ca fiind cel normal, aceasta nu este necesar a fi precizat ci numai sensul pe stnga cu literele st. Ex M 10 x 1,25 st filet cu profil triunghiular metric, cu cotele n milimetri, avnd diametrul nominal d=10mm, pasul fin (p=1,25mm), (normal p =1,5mm) cu sensul de nfurare pe stnga. 7.3 FILETE UZUALE CU LARG UTILIZARE 7.3.1 Filetul metric de fixare de uz general Este cel mai utilizat filet standardizat pentru fixare avnd profilul definit conform STAS 6371-73, cu gama de diametre conform STAS 6564-73 (tabel 7.1). Este de preferat utilizarea valorilor din irul 1 de diametre. Elementele geometrice de definire a profilului generator sunt redate n fig.7.4 iar denumirile i


relaiile de calcul sunt redate n continuare. Cu unele excepii, aceste denumiri sunt comune tuturor tipurilor de profile generatoare. - H nlimea teoretic a profilului filetului; - H1 = 0,866p nlimea spirei profilului de la filetul urubului; - H2 nlimea real a filetului urubului; - D=d diametrul nominal al filetului piuliei (D) i filetului urubului (d); - d2=D2 diametrele medii ale filetului urubului (d2) egal ntotdeauna cu cel al filetului piuliei (D2): D2=d2=d 0,649p;Fig.7.4 Elementele geometrice ale filetului metric

- D1 diametrul interior al profilului piuliei (diametru) burghiului de gurire, pentru

realizarea filetului piuliei:

D1 = D -1,003 p- d1 diametrul interior al profilului urubului;

d1 = D1 - 0,005 pDin motive tehnologice, dar i de rezisten se prefer varianta cu profilul curb de racordare la baza spirelor, n raport cu cel plat. Tabel 7.1Filete metrice ISO de uz general. (STAS 6564-73)Diametrul nominal al filetului D=d irul 1 irul 2 1; 1,1; 1,2. 1;1,2 1,2; 1,4 1,2 1,6; 1,8 1,6 2 2 2,2; 2,5 2 3 3 3,5 4 4 4,5 Pasul filetului p normal fin 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,6 0,7 0,75 Diametrul nominal al filetului D=d irul 1 irul 2 12 12 14; 16 16 18; 20; 22 20 24; 27 24 30; 33 30 36; 39 36 42; 45 42 48; 52 48 60 56 Pasul filetului p normal fin 1,25 1,75 1,5 2 1,5 2,5 2 3 2 3,5 4 4 3 4,5 3 5 4 5,5

64


_______________________________________________________________________________ Diametrul nominal al filetului D=d irul 1 irul 2 5 5 6; 7 6 8 8 10 10 Pasul filetului p normal fin 0,8 1 1,25 1 1,5 1,25 Diametrul nominal al filetului D=d irul 1 irul 2 64; 68 64 72; 76 72 80; 85 80 90; 95 90 Pasul filetului p normal fin 4 6 6; 4 6; 4 6; 4 -

7.3.2 Filetul Withworth Este omologul filetului metric din rile care nu au aderat la sistemul metric de msur. Dimensiunile sunt redate conform STAS 8131-68 are unghiul a = 55 0 (triunghi isoscel) i se simbolizeaz profilul generator cu W, fr a fi obligatoriue, exprimarea cotei nominale ca ntreg i/sau fraciune de ol fiind suficient. Diametrul nominal este exprimat n oli i fraciuni de oli ( 1'' = 25,4mm ). Pasul se exprim ca numr de ganguri (spire) pe lungimea unui ol. Deoarece pasul are valori unice nu este necesar precizarea sa. Actualmente este tolerat pentru utilizare doar pentru piesele de schimb.Tabel 7.2 Filete withworth de uz general. (STAS 8131-68) Se completeaz cu tabelu de pe hrtie GHIVENT I URUB PIULIA

GANSURI PE OL

NLIME A

DESCHIDEREA CHEII

DIAMETR U EXTERIO

DIAMETRU INTERIOR

RAZA R 11 12 15 17 20 24 27 30 34 37 41 45

DIMETRU EXTERIOR

PASUL

D

1/4 5/6 3/8 1/2 5/8 3,4 7,8 1 11/8 11/4 13/8 11/2

6,35 7,94 9,53 12,70 15,88 19,05 22,23 25,40 28,58 31,75 34,93 38,10

D2 4,72 6,13 7,49 9,99 12,92 15,80 18,61 21,34 23,93 27,10 29,51 32,68

20 18 16 12 11 10 9 8 7 7 6 6

1,27 1,41 1,59 2,12 2,31 2,54 2,82 3,18 3,63 3,63 4,23 4,23

H 5,5 6,5 8 11 13 16 18 20 22 25 28 30

S 11 14 17 22 27 32 36 41 46 50 55 60

D* 13,5 16 20 25 31 36 41 46 53 57 64 70

r 3,5 4 5 6,5 7,5 9 10,5 11,5 13 14 16 17,5

RAZA


15/8 13/4 2 21/4 21/2 23/4 3 31/4 31/2 33/4 34/4

41,28 44,45 50,80 57/15 63,50 69,85 76,20 82,55 88,90 95,25 101,60

34,77 37,95 43,57 49/02 55,37 60,56 66,91 72,54 78,89 84,41 90,76

5 5 4,5 4 4 3,5 3,5 31/4 31/4 3 3

5,08 5,08 5,65 6,35 6,35 7,26 7,26 7,82 7,82 8,47 8,47

32 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

65 70 80 85 95 105 110 120 130 135 145

75 80 93 98 110 120 126 138 150 156 168

48 52 60 63 71 78 82 90 97 101 109

18,5 20 23 23,5 27,5 30 32 34,5 37,5 39 42

7.3.3 Filetul pentru evi (gaz) Este filetul de fixare i etanare (prin intermediul unor soluii simple) cel mai utilizat pentru realizarea filetelor exterioare ale evilor i armturilor (mufe, reducii, robinei, tuuri etc.). Simbolul profilului triunghiular cu a = 55 0 este G nsoit de dimensiunea exprimat n oli a interiorului evii. n tabelul 7.3 sunt redate conform STAS 8131-68, principalele elemente geometrice caracteristice dimensiunilor uzuale de evi.Tabelul 7.3 Filete pentru evi fr etanare proprie (STAS 8130- 63) Simbolul filetului G1/8 G1/4 G3/8 G1/2 G3/4 G1 G11/4 G11/2 G2 G21/2 G3 G31/2 G4 G5 G6 Dimensiunile nominale ale evilor [mm] 6 8 10 15 20 25 32 40 50 65 80 / 100 125 150 Diametrul exterior D=d 9,728 13,157 16,662 20,995 26,441 33,249 41,910 47,803 59,614 75,184 87,881 100,330 113,030 138,430 168,830 Diametrul mediu D2=d2 9,147 12,301 15,806 19,793 25,270 31,770 40,431 46,324 58,135 73,705 86,405 98,851 111,551 136,951 168,351 Diametrul Interior D1=d1 8,566 11,445 14,950 18,631 24,157 30,291 38,952 44,845 56,656 72,226 84,926 97,372 110,072 135,472 160,872 Pasul filetului p 0,907 1,337 1,337 1,814 1,814 2,309 2,309 2,309 2,309 2,309 2,309 2,309 2,309 2,309 2,309 Numrul de pai pe ol 28 19 19 14 14 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11

66


_______________________________________________________________________________

7.3.4 Filetul trapezoidal

Fig.7.5 Elementele geometrice i relaiile de calcul ale filetului trapezoidal

Filetul trapezoidal este filetul cel mai utilizat ca filet de micare. Conform fig.7.5, provine dintr-un profil triunghiular cu unghiul la vrf de 30 0 . Din profilul triunghiului isoscel generator se materializeaz n profilul real o nlime mult mai mic, ce d numele profilului de triunghiular. Elementele geometrice ale profilului generator sunt redate grafic n fig.7, alturi de relaiile geometrice imediate de calcul al lor. Gama de diametre i pai conform STAS 2114/3 75, sunt redate n tabelul 7.3.Tabelul 7.4 Filete trapezoidale (STAS 2114/3 - 75). Diametrul exterior irul 1 irul2 10 10; 12 16; 20 24; 28 32; 36 40 11, 14 18 22; 25; 26 30; 34 38; 42 Pasul p 1,5 2 3 2 4 2 8 5 3 8 6 3 10 7 3 Diametrul exterior irul 1 irul2 40 46; 50 48; 52 55 60 63; 65; 75 70; 80 85; 95 90 100 Pasul p 7 8 9 10 12 12

3 3 3 4 4 4

12 12 14 16 18 20

7.3.5 Filetul ptrat Datorit unei tehnologii relativ mai simple prin comparaie cu cele triunghiulare, a fost la nceput filetul cel mai folosit ca filet de micare. Actualmente este tolerat pentru utilizare doar pentru piesele de schimb, atunci cnd nu este justificat nlocuirea sa cu cel trapezoidal.


Elementele geometrice i relaiile lor de calcul funcie de diametru nominal i pasul su sunt redate n fig.7.6

Fig. 7.6 Elementele geometrice i relaiile de calcul ale elementelor geometrice caracteristice profilului generator al filetului ptrat

a=D-d, H= 0,5p+a, H1=0,5p, e=0,5p, D1=d1, D2=d2, d1=d 2H1

7.4

IDENTIFICAREA MATERIALELOR

n cazul organelor de asamblare filetate (urub i piuli), pe acestea sunt imprimate i caracteristicile mecanice impuse. Pe urub i piuli sunt imprimate dou cifre cu o virgul ntre ele. Semnificaia acestora este redat n tabelul 7.4 Spre exemplu conform tabel, un filet cu caracteristicile 6,8 este un ansamblu semiprecis sau precis cu piulia cu grupa de caracteristici 6(0L52, 0LC45) i urubul cu grupa de caracteristici 8 din 0LC55, 18MoCrNi 06, 21 MoMnCr12, etc. n cazul n care pe captul urubului standardizat sunt inscripionate i caracteristicile materialelor cuplei filetate utilizate se poate folosi tabelul 7.4. Conform tabelului, se pot selecta pe baza simbolului grupei att caracteristicile materialului piuliei, ct i ale urubului. De asemenea poate fi stabilit clasa de execuie utilizat precum i exemple de materiale standardizate ce s-au folosit la fabricarea lor.Tabel 7.5 Caracteristicile mecanice minime impuse organelor de asamblare, filetate [] Simbolul Rezistena grupei de la rupere caracteristici sr mecanice 2 urub Piulia daN/mm 4,6 Limita de curgere Categoria de execuie tehnologic Precise,

sc24

daN/mm

2

Exemple de materiale standardizate OL 37, OL 42, OL 44, STAS 500-68

68


_______________________________________________________________________________ 4,8 4 40 32 semiprecise, OLC 10, STAS 880-66 grosolane AUT 20, AUT 20 M, STAS1350-67 OLC 35, OLC 25, OLC 15, STAS 880-66 AUT 30, STAS 1350-67 OLC 35 normalizat, STAS 880-66 OL 52 STAS 500-68, OLC 45, STAS Precise, 880-66, 33 M 16, STAS 791-66 semiprecise OLC 60, STAS 880-66 31 M 14, STAS 791-66 18 MoCN 06, 15 MoMC 12, 20 C 08. STAS 791-66 41 VMoC 17, 34 MoCN 15, 40MCN15, 25 CNW 10, STAS 791-66 19 CN 35, STAS 791-66 33 CNS 13, STAS 791-66

5,6 5 5,8 6,6 6 6.8 6,9 8,8 10.9 12,9 14,9 60 50

30 40 36 48 54 64 90 Precise 12 14 120 140 108 126

8 10

80 100

7.5 METODE DE IDENTIFICARE 7.5.1 Metoda identificrii cu ajutorul unor elemente cu caracteristicile cunoscute Este o metod foarte rapid i se poate aplica atunci cnd n dotare exist o gam larg de scule (tarozi, calibre sau filiere fig. 7.7.) etalonate, uruburi i piulie inscripionate etc. Se ncearc nfiletarea acestor elemente al urubului sau piulia al crui filet dorim s-l identificm. Apoi cu ajutorul elementului care s-a filetat stabilim tipul filetului identificat. 7.5.2 Utiliznd instrumente de msur i tabele cu valorile standardizate Cu ajutorul unor ublere de exterior interior se msoar diametrul nominal d al urubului, respectiv pentru piuli diametrul interior D1. Cu ajutorul lerelor pentru filete se identific pasul spirelor filetului. Se verific ntotdeauna numrul de nceputuri ale filetelor respective i sensul de nfurare. n lipsa lerelor care s se suprapun peste spirele filetului identificat, se poate amprenta profilul pe o coal de hrtie sau o bucat de plastilin etc. i apoi se msoar un numr mai mare de pai pentru a reduce eroarea de citire.


a

b

c

d

Fig.7.7 elemente de identificare a filetelor: a i b - diferite variante constructive de tarozi; c calibre trece nu trece pentru filete; d filiere pentru identificat filetul uruburilor

7.5 7.6

Instrumente de msur i control truse de tarozi pentru o gam ct mai mare de filete i dimensiuni; truse de filiere pentru o gam ct mai mare de filete i dimensiuni; ublere de interior exterior; lere pentru filete; tabele cu valorile standardizate ale filetelor; hrtie; plastilin; Modul de lucru

Etapele desfurrii lucrrii: Se primesc uruburile i piuliele ce urmeaz a fi identificate

70


_______________________________________________________________________________

-

Se identific din tabele valorile cele mai apropiate Se selecteaz lerele adecvate i se stabilete pasul p Dac nu exist ler corespunztoare se stabilete pasul prin msurtori cu ajutorul amprentelor Se confrunt rezultatele obinute cu tabelele cu valori standardizate i apoi se completeaz tabele de tipul 7.6. Se ntocmete schia organelor de maini filetate ce au fost primite pentru a fi identificateTabel 7.6 Caracteristicile i valorile identificate la filetele studiate

Nr. crt.

Criteriul de clasificare i identificare

Denumirea (STAS) - de fixare - de fixare-etanare - de reglare - de msurare - speciale - cilindrice - conice - triunghiular (metric(6371-73), withwort (8131-68), gaz (8130-63) ), - trapezoidal (2114-75) - ferstru (2234-75) - ptrat - rotund (668-80) - special - simple (un nceput) - multiple (cu mai multe nceputuri) - normale - fine - pe dreapta - pe stnga - metrice - oli

Precizai mrimile din coloana a doua ce se regsesc la filetul/filetele identificate Primul Al doilea Al treilea

1

Scop

2

Forma corpului de nfurare

3

Profilul generator

4 5 6 7 8 9

Numrul de nceputuri Finee Sensul de nfurare Sistemul de msurare Caracteristicile de material Forma capului urubului


Bibliografie: 1 Dasclu D., Slmnoiu G., Chioiba A., MECANISME I ORGANE DE MAINI, ndrumar de laborator, Ed.

Documents

MOM Indrumar