Reductor cu Dinti Inclinati cu o Treapta

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCA FACULTATEA DE CONSTRUCTII DE MASINICATEDRA : ORGANE DE MASINIDISCIPLINA : ORGANE DE MASINI

PROIECT de SEMESTRU

Student : Anul : III

I Tema de Proiect

Să se proiecteze un Reductor Cilindric cu Dinti Inclinati cu o treapta avînd urmatoarele caracteristici :

P = 3 [KW] n = 900 [rot/min] i = 8

Se cer urmatoarele:

1. Memoriul tehnic de prezentare;2. Memoriul justificativ de calcul:3.Desen de execuţie 4.Desen de asamblu

Termen de predare: Indrumător: Tatar Ovidiu

III Memoriu justificativ de calcul

1.1 Calcule preliminare

1.1.1 Date de intrare

Puterea motoruluielectric de antrenare

P 3 [ KW ]

Turatia motorului

n 900rot

min

Raportul de transmisie total

i 8

1.1.2 Impartirea raportului de transmitere total

Se admite un raport de transmitere al transmisiei prin curele care are valoarea:

itc 2

si astfel :

ui

itc

u 4

se adopta :

din STAS se alege ustas=3.55

Rapoartele de transmitere standardizate ale angrenajelor :

Se adopta : iISTAS 3.55 STAS 6012-82

Rapoartele de angrenare teoretice ale angrenajelor:

uIteoretic iISTAS uIteoretic 3.55

Raportul de transmitere (de angrenare) real depinde de numerele de dinti adoptate. La randul sau, numarul de dinti ales pentru pinion depinde de materialul pinionului. De aceea, mai jos se dau materialele alese pentru rotile dintate ale treptei I.

Materiale :

pinion 41MoCr11 imbunatatit HB=3000MPa roata 40Cr10 imbunatatit HB=2700MPa

Numarul de dinti ai rotii I :

Se adopta: z1 25

Numarul de dinti ai rotii II :

z2 z1 uIteoretic

z2 88.75

Se adopta : z2 89

Raportul de angrenare real al angrenajului I :

uI

z2

z1

uI 3.56

Verificare :

uI

uIteoretic uI

uIteoretic100 [%]

uI 0.282 este in intervalul [-2.5%.......2.5%]

Se recalculeaza raportul de transmitere al transmisiei prin curele trapezoidale:

itci

uI

itc 2.247

1.1.3 Calculul turatiilor:

Turatia arborelui I (arborele de intrare in reductor)

n1n

itc

n1 400.5

Turatia arborelui 2 (arborele intermediar):

n2n

i

n2 112.5 [rot/min]

c 0.96 randamentul angrenajului cu roti dintate cilindrice

tc 0.92 randamentul transmisiei prin curele trapezoidale

rul 0.99 randamentul unei perechi de rulmenti

Puterea arborelui I:

P1 P tc rul

P1 2.732 [KW]

Puterea pe arborele II:

P2 P tc c rul2

P2 2.597 [KW]

1.1.5 Calculul momentelor de torsiune:

T1

3 107 P1

n1

T1 6.515 104 [N mm]

Momentul de torsiune pe arborele 2:

T2

3 107 P2

n2

T2 2.204 105 [N mm]

1.1.4 Calculul puterilor

Se adopta din Anexa 1 urmatoarele valori pentru randamentele elementelor componente:

1.2 Calculul treptei Iz1 25

z2 89

1.2.1 Predimensionarea angrenajului

Se alege 8 deg unghiul de inclinare a danturii pe cilindrul de divizare (pentru reductoare cu dinti inclinati =8...12 grade)

Profilul cremalierei generatoare:

20 deg -unghiul de presiune de referinta in plan normal;

ha 1 coeficientul inaltimii capului de referinta;

c 0.25 coeficientul jocului la capul dintelui de referinta

Tensiunile admisibile pentru calculul de predimensionare:

Hlim1 760 Hlim2 720MPa MPa

Flim1 580 MPa Flim2 560 MPa

zIcr

Numarul de dinti critic, z.Icr ,este numarul de dinti pentru care tensiunile de strivire, r respectiv de incovoiere, au simultan valorile admisibile la solicitarile respective.

Factorul de elasticitate al materialului rotilor:

ZE 189.8 MPa

Factorul inclinarii dintilor pentru solicitarea de contact:

8deg 0.14

Z cos

1.2.2 Determinarea numarului critic de dinti ai pinionului pentru calculul de predimensionare:

Z 0.995

Factorul zonei de contact

ZH 2.49Z

ZH 2.478

Durata minima de functionare:

Lh1 8000 ore Lh2 8000 ore

Numarul de roti cu care vine in contact pinionul, respectiv roata:

1 1

2 1

Numarul de cicluri de solicitare:

NL1 60 n1 Lh1 1

NL1 1.922 108

NL2 60 n2 Lh2 2

NL2 5.4 107

Factorii durabilitatii pentru solicitarea de contact:

ZN1 1

ZN2 1

Factorii durabilitatii pentru solicitarea de incovoiere :

YN1 1

YN2 1

Factorul raportului duritatilor flancurilor dintilor:

ZW 1

Tensiunile admisibile pentru calculul de predimensionare:

HP1 0.87Hlim1 ZN1 ZW

HP1 661.2 [ MPa ]

HP2 0.87Hlim2 ZN2 ZW

HP2 626.4 [ MPa ]

HP HP2 daca HP1 HP2

HP2 daca HP1 HP2

HP HP2

HP 626.4 [ MPa]

021 800 [ MPa ]

022 750 [ MPa ]

Numerele de dinti ai rotilor echivalente:

Zn1

z1

cos 3

Zn1 25.744

Factorul relativ de sensibilitate al materialului la concentratorul de tensiune de la baza dintelui:

Y1 0.997

Y2 1

FP1 0.8 Flim1 YN1 Y1

FP1 462.608 [ MPa]

FP2 0.8 Flim2 YN2 Y2

FP2 448[ MPa]

Pentru simplitate s-a notat ordonata Z3cr x YFa3 x YSa3 a diagramei din Anexa 26 cu Fz3cr

Fz3cr 1.25 ZE Z ZH 2FP1

HP2

uI 1

uI

1

cos

Fz3cr 417.521

Deoarece din Anexa 26 rezulta ca z3 critic este foarte mare este clar ca solicitarea principala este presiunea de contact.

1.3 Calculul distantei axiale, al modulului si a altor elemente geometrice:

Factorul regimului de functionare :

KA 1

Coeficientul de latime :

aI 0.25

Distanta axiala necesara :

awnec 0.9 uI 1

3T1 KA ZE ZH Z 2

aI HP2

uI

awnec 141.356

Modulul necesar al danturii :

mnnec

2 awnec

z1 z2

mnnec 2.48

Se alege din STAS 822-82 modulul :

m 2.5

Distanta elementara axiala :

am z1 z2

2

a 142.5

Distanta axiala standardizata STATS 6055-82 :

aw 140 [ mm]

aw a

2aw a

m1

Abaterea limita pentru distanta axiala : 8

fa 0.050 [ mm]

fa 0.050 [ mm]

Valoarea reala a distantei axiale este :

aw 140 fa

aw 139.95

aw 140 fa

aw 140.05

Latimea preliminara a rotii :

aw 140

b aI aw

b 35

Unghiul de angrenare de referinta in plan frontal :

1 atantan cos

1 20.181

inv tan 1 1

180

inv tan 20.181( ) 20.181

180

inv 0.3675 20.1813.14

180

inv 0.015

Unghiul real de angrenare in plan frontal :

w acosa

awcos 1

w 76.036deg

invw tan w w

180

invw 0.4793 25.61

180

invw 0.032

Suma coeficientilor deplasarilor de profil in plan normal :

n 20deg

z2 89xs

invw inv z1 z2

2 tan

xs 0.305

Suma coeficientilor deplasarilor de profil in plan frontal :

xst xs cos

xst 0.044

Coeficientul normal respectiv frontal al deplasarii de profil :

x1

xs

20.5

xs

2

log uI

logz1 z2

100

x1 0.115

x2 xs x1

x2 0.42

Conditia de indeplinire a interferentei - coeficientii deplasarilor de profil trebuie sa fie mai mari sau egali decat valorile minime.

x1min

14 Zn1

17

x1min 0.691

deoarece x1 0.115

xt1 x1

xt1 0.115

xt2 x2

xt2 0.42

Diametrele cercurilor de divizare :

d1 m z1

d1 62.5

d2 m z2

d2 222.5

Diametrele cercurilor de baza :

db1 d1 cos 1

db1 14.817

db2 d2 cos 1

db2 52.749

Diametrele cercurilor de rostogolire :

dw1 d1

cos 1 cos w

aw 140

dw1 61.404

dw2 d2

cos 1 cos w

dw2 218.596

Trebuie indeplinita conditia :

dw1 dw2

2140 -conditie indeplinita

Diametrele cercurilor de picior :

df1 m z1 2 ha c x1

df1 56.823

df2 m z2 2 ha c x2

df2 214.152

Diametrele cercurilor de cap :

da1 2 aw m z2 2ha 2x2

da1 64.598

da2 2 aw m z1 2 ha 2 x1

da2 221.927

Pe desenele de executie ale rotilor dintate se vor trece doar cu 2 zecimale.

Unghiul de presiune al profilului pe cercul de cap:

a1 acosd1

da1cos 1

a1 76.74deg

a2 acosd2

da2cos 1

a2 76.25deg

inva1 tan a1 a1

180

inva1 2.1806 65.365

180

inva1 1.04

inva2 tan a2 a2

180

inva2 2.2768 66.289

180

inva2 1.12

Arcul dintelui pe cercul de divizare in plan normal, respectiv in plan frontal :

S1 0.5 2 x1 tan n m

S1 4.135

S2 0.5 2 x2 tan n m

S2 3.163 [ mm]

S1

0.5 2 xt1 tan 1 m

cos

S1 43.122

S2

0.5 2 xt2 tan 1 m

cos

S2 32.093

Unghiul de inclinare a danturii pe cercul de cap :

a1 atanda1

d1tan

a1 1.429

a2 atanda2

d2tan

a2 81.612 deg

Arcul dintelui pe cercul de cap in plan normal, respectiv frontal :

Sa1 inv inva1 m z1 S1 cos 1 cos a1

Sa1 1.361

Sa2 inv inva2 m z2 S2 cos 1 cos a2

Sa2 1.596

Sa1 Sa1 cos a1

Sa1 0.192

Sa2 Sa2 cos a2

Sa2 0.233

Conditia de evitare a ascutirii dintelui :

Sa1 0.25m 0.433 -pentru danturi imbunatatite

Sa2 0.25m 0.392

sunt > 0 deci conditia este indeplinita

1.4 Calculul gradului de acoperire al angrenajului :

-in plan frontal :

sin w 0.97 w 1.327

1 20.181 8 m 2.5cos 0.146

cos 1 0.237

da1

2db2

2 da22

db22 2 aw sin w

2 m cos 1

1.536

Gradul de acoperire suplimentar :

b

m

4.456

Gradul de acoperire total :

5.992

Unghiul de inclinare a danturiipe cercul de baza :

b atandb1

d1

b 13.337deg

Unghiul de inclinare a danturii pe cercul de rostogolire :

w atandw1

d1

w 44.493deg

Elementele angrenajului echivalent :

Numererle de dinti ai rotilor echivalente :

Zn1 25.744

Diametrele cercurilor de divizare ale rotilor echivalente :

dn1 m Zn1

dn1 64.361

Diametrele cercurilor de baza ale rotilor echivalente :

dbn1 dn1 cos n

dbn1 60.479

Diametrele cercurilor de cap ale rotilor echivalente :

dan1 dn1 da1 d1

dan1 66.459

Unghiul de presiune al angrenajului echivalent :

wn acoscos w cos b

cos w

wn 70.782deg

Distanta dintre axe a angrenajului echivalent :

awna

cos b 2cos n

cos wn

awn 429.682

Gradul de acoperire al angrenajului echivalent :

an

dan12

dbn12 2 awn sin wn

2 m cos n

an 1.775

1.5 Dimensionarea si verificarea angrenajului :

viteza periferica :

v1

d1 n2

60 1000

v1 0.368m

s

Alegerea treptei de precizie si a procedeului tehnologic de executie a rotilor angrenajului :

-clasa de precizie 8;danturare prin frezare cu freza melc si rectificare [Anexa 28]

-roti dintate cu rugozitatea Ra=0.8 pentru flanc si Ra=1.6 pentru zona de racordare

[Anexa 29]Alegerea lubrifiantului :

-tip lubrifiant: TIN 300 EP STAS 10588-76, avand vascozitatea cinematica 260-320 mm2/s, corespunzator si pentru angrenajul melcat. [Anexa 34]

Factorii inclinarii danturilor pentru solicitarea de contact, respectiv de incovoiere:

Z cos

Z 0.381i

Ymin 0.75 pentru 1

Y 1

120

Y 0.703

Y 0.998 pentru Y Ymin

Factorul zonei de contact:

ZH

2 cos b

sin w cos w

ZH 2.883

Factorul de forma a dintelui pentru solicitarea de incovoiere :

YFa1 2.53

YFa2 2.4

Factorul de corectie a tensiunilor de incovoiere la baza dintelui:

YSa1 1.63

YSa2 1.63

Factorul relativ de sensibilitate a materialului la concentratorul de tensiune de la baza dintelui, la durabilitate nelimitata :

Y1 0.986

Y2 0.984

Factorii gradului de acoperire pentru solkicitarea de contact, respectiv de incovoiere :

4.456 deoarece este > 1 rezulta :

Z1

Z 0.807

Y 0.250.75

an

Y 0.673

Factorul dinamic KV:

Kv 1.06

Kv 1.04

Kv Kv Kv Kv

Kv 1.129

db

d1

d 0.56

KH 1.14

KF 1.3

Factorul de repartizare a sarcinii in plan frontal pe perechile de dinti aflate simultan in angrenare, pentru solicitarea de contact respectiv de incovoiere :

fpb2 19

fpbr fpb2 abaterea efectiva a pasului de baza STAS 6273-81

[

Ft

2 T1

d1

Ft 2.085 103 forta tangentiala corespunzatoare diametrului de divizare

q 4 0.1fpbr 4

Ft

b

q 1.407 factor auxiliar

daca factorul auxiliar este > 0.5 se considera 1

q 1

KH 1 2 q 0.5 1

Z2

1

KH 1.536

KF q

KF 1.536

Factorul de ungere :

ZL 1.05

Factorii rugozitatii flancurilor pentru solicitarea de contact, respectiv de incovoiere :

pentru flancurile unde Ra1 0.8 Ra2 0.8

Rz1 4.4 Ra10.97

Rz1 3.544

Rz2 4.4 Ra20.97

Rz2 3.544

Rz100

Rz1 Rz2

2

100

aw

Rz100 2.995

Rezulta ZR 0.97

pentru razele de racordare unde Ra1 1.6 Ra2 1.6

Rz1 4.4 Ra10.97

Rz1 6.941

Rz2 4.4 Ra20.97

Rz2 6.941

rezulta : YR1 1.02 YR2 1.02

Factorul de viteza pentru solicitarea de contact STAS 12268-84

Zv 0.93

Factorii de marime pentru solicitarea de contact respectiv de incovoiere :

Zx 1 Zw 1

Yx1 1

Yx2 1

Coeficientii de siguranta minimi pentru solicitarea de contact respectiv de incovoiere :

SHmin 1.15

SFmin 1.25

Tensiunile admisibile pentru solicitarea de contact, respectiv de incovoiere :

HP1

Hlim1ZN1 ZL ZR Zv Zw Zx

SHmin

HP1 625.979

HP2

Hlim2ZN2 ZL ZR Zv Zw Zx

SHmin

HP2 593.033

HP HP2

HP 593.033 -deoarece HP3 HP4

FP1

Flim1YN1 Y1 YR1 Yx1

SFmin

FP1 466.654

FP2

Flim2YN2 Y2 YR2 Yx2

SFmin

FP2 449.649

1.6 Recalcularea latimii:

aI

z2

z11

3

aw3

T1 KA Kv KH KH ZE ZH Z Z 2

2 HP2

z2

z1

cos 1 cos w

2

aI 0.281

b aI aw

b 39.34

Se adopta latimea b2 40 mm pentru roata condusa

b1 b2 4

b1 44 -latimea pinionului

Prin acest calcul se asigura rezistenta danturii la presiune de contact deci la aceasta solicitare nu mai trebuie facuta inca o verificare .

b2 sin

m

5.039

7.74

1.8 Verificarea la solicitarea de incovoiere :

F1

T1 z1z2

z11

2

KA Kv KF KF Y Y YFa1 YSa1

2 b1 aw2 cos

cos 1 cos w

2

F1 812.902F1 FP1 -conditie indeplinita

FP1 466.654

F2 F1

b1

b2

YFa2

YFa1

YSa2

YSa1

F2 848.246

F2 FP2 -conditie indeplinitaFP2 449.649

1.9 Elemente de control :

Nt1 acosz1 cos 1

z1 2 x1 cos

Nt1 76.267deg

1.7 Recalcularea gradului de acoperire axial si total :

Nt2 acosz2 cos 1

z2 2 x2 cos

Nt2 76.305deg

Numarul de dinti pentru masurarea lungimii peste dinti :

N1 0.5z1

tan Nt1 cos 2

2 x1 tan n

z1 inv

N1 3.879

N2 0.5z2

tan Nt2 cos 2

2 x2 tan n

z2 inv

N2 9.56

Se adopta N1 4

N2 9

Cota peste dinti in plan normal, respectiv in plan frontal, pentru angrenajul fara joc intre flancuri :

WNn1 2 x1 m sin n m cos n N1 0.5 z1 inv

WNn1 26.935 [mm]

WNn2 2 x2 m sin n m cos n N2 0.5 z2 inv

WNn2 65.246

WNt1

WNn1

cos b

WNt1 27.681

WNt2

WNn2

cos b

WNt2 67.055

Valorile de mai sus sunt valori corespunzatoare angrenajului fara joc. In realitate trebuie sa existe un joc intre flancuri pt ca la incalzirea in functionare a angrenajului acesta sa nu se blocheze.Alegem o toleranta de tip c a jocului dintre flancuri, care corespunde unui ajustaj a rotilor dintate in angrenare de tip C.Toleranta bataii radiale a danturii pentru roata 1:

Fr1 0.045 [mm]

Toleranta bataii radiale a danturii pe roata 2:

Fr2 0.063 [mm]

Abaterea minima a cotei peste dinti pentru roata 1:

Ews1 0.06 [mm]Abaterea minima a cotei peste dinti pentru roata 2:

Ews2 0.1 [mm]

Toleranta cotei peste dinti pentru roata 1:

Tw1 0.08 [mm]

Toleranta cotei peste dinti pentru roata 2:

Tw2 0.12 [mm]

Razele de curbura ale profilului in punctele de masurare ale lungimii peste dinti, in plan frontal:

Nt1 0.5WNt1

Nt1 13.841 [mm]

Nt2 0.5 WNt2

Nt2 33.527 [mm]

Razele de curbura ale profilului in punctele de intrare, respectiv de iesire din angrenare, la piciorul dintelui :

At1 aw sin w 0.5 db2 tan a2

At1 28.079 [mm]

Et2 aw sin w 0.5 db1 tan a1

Et2 104.425 [mm]

Razele de curbura ale profilului la capul dintelui :

at1 0.5 da1 sin a1

at1 31.438 [mm]

at2 0.5 da2 sin a2

at2 107.784 [mm]

Pentru a se putea masura cota peste dinti trebuie sa se verifice conditiile :

b1 WNn1 sin b 5 32.787 -sa fie > 0

b2 WNn2 sin b 5 19.949 -sa fie > 0

At1 Nt1 14.239 -sa fie > 0

at1 Nt1 17.597 -sa fie > 0

at2 Nt2 74.256 -sa fie > 0

at2 Nt2 74.256 -sa fie > 0

-conditiile sunt satisfacute

Coarda constanta a dintelui in plan normal, respectiv in plan frontal, pentru angrenajul fara joc intre flancuri :

Scn1 m 0.5 cos n 2 x1 sin 2n

Scn1 3.652 [mm]

Scn2 m 0.5 cos n 2 x2 sin 2n

Scn2 2.793 [mm]

Sct1 Scn1cos

cos b 2

Sct1 0.561 [mm]

Sct2 Scn2cos

cos b 2

Sct2 0.429 [mm]

Valorile de mai sus sunt valori corespunzatoare angrenajului fara joc. In realitate trebuie sa existe un joc intre flancuri pt ca la incalzirea in functionare a angrenajului acesta sa nu se blocheze.Alegem o toleranta de tip c a jocului dintre flancuri, care corespunde unui ajustaj a rotilor dintate in angrenare de tip C.

Abaterea superioara a grosimii dintelui pe coarda constanta pentru roata 1:

Ecs1 0.07 [mm]

Abaterea superioara a grosimii dintelui pe coarda constanta pentru roata 2:

Ecs2 0.1 [mm]

Toleranta grosimii dintelui (pe coarda constanta) pentru roata 1:

Tc1 0.09 [mm]

Toleranta grosimii dintelui (pe coarda constanta) pentru roata 2:

Tc2 0.14 [mm]

Ibaltimea la coada constanta in plan normal respectiv in plan frontal :

hcn1 0.5 da1 d1 Scn1 tan n

hcn1 1.256 [mm]

hcn2 0.5 da2 d2 Scn2 tan n

hcn2 0.965 [mm]

hct1 0.5 da1 d1 Sct1 tan 1

hct1 1.658 [mm]

hct2 0.5 da2 d2 Sct2 tan 1

hct2 0.598 [mm]

1.10 Verificarea ungerii:

Distantele de la suprafata libera a uleiului la axa rotilor :

Hmax 0.95df2

2

Hmax 101.722 [mm]

v1 0.368

v1 3 rezulta k 3

Hmink 2

k

da2

2

vw

3.14dw2 n2

60000

vw 1.287 vw > 2 k 6

Hmink 2

k

da2

2

Hmin 73.976

Hmax Hmin 27.747 cond este indeplinita >10 mm

Se considera conditia de ungere satisfacuta deoarece se cere ca diferenta sa fie de minim 10 mm

Alegerea lubrifiantului :

-tip lubrifiant: TIN 125 EP STAS 10588-76, avand vascozitatea cinematica 125-140 mm2/s, corespunzator si pentru angrenajul conic [Anexa 34]

2.1 Fortele tangentiale:

Ft1

2 T1

dw1 Ft1 2.122 10

3

FR1 Ft1 tan w FR1 8.534 103

2.3 Fortele axiale:

Fa1 Ft1

cos 1 cos w tan Fa1 162.659

2.Calculul fortelor in angrenajul cilindric cu dinti inclinati

2.2 Fortele radiale:

3.Calculul transmisilor prin curele trapezoidale.

Bf e

l p

DeDp

m

n

AY X

Dp1Dp2

P 3

[rot/min]n 900

n1 400.5 [rot/min]

Regimul de lucru al transmisiei este de motor electric cu socuri moderate.Tipul curelei SPZRaportul de transmitere itc 2.247Diametrul primitiv al rotii mici Dp1 80 [mm ]Diametrul primitiv al rotii mari Dp2 itc Dp1 Dp2 179.775Diametrul mediu al rotiilor de curea

Dpm

Dp1 Dp2

2 Dpm 129.888Distanta dintre axe A (preliminara) se alege 0.7(Dp1+Dp2)<A<2(Dp1+Dp2)0.7 Dp1 Dp2 181.843 - se alege constuctiv A=350 [mm ]2 Dp1 Dp2 519.551

[kw]

A 350 [mm]

Unghiul dintre ramurile curelei

2 asinDp2 Dp1

2 A

16.389deg

Unghiul de infasurare pe roata mica de curea

1 180deg

1 163.611deg

Lungimea primitiva a curelei

Lp 2 A DpmDp2 Dp1 2

4 A

Lp 1.115 103

Distanta dintre axe (calcul de definitivare)

A p p2

q unde :

p 0.25Lp 0.0393Dp1 Dp2 p 268.582

q 0.125 Dp2 Dp1 2

q 1.244 103

A p p2

q

A 534.837 [mm ]

Viteza periferica a curelei

vDp1 n1

19100

v 1.677 [m/s]Coeficientul de functionare

cf 1.2

Coeficientul de lungime

cL 0.93

Coeficientul de infasurare

c 0.97 Dp2 Dp1

A0.187

Puterea nominala transmisa de o curea.

P0 3.5 KW Dp1 80 n 900

Numarul de curele

z0

cf P

cL c P0

z0 1.14

Coeficientul numarului de curelei

cz 0.95

Numarul de curele

zz0

cz z 1.2

z 1

Frecventa incovoierilor curelei

f 2v

Lp 10

3

f 3.009

Forta periferica transmisa

F 103 P

v

F 1.788 103

Forta de intindere a curelei

S 1.55F

[N ]

S 2.772 103 N

Cote de modificare a distantei dintre axe

X 0.03Lp Y 0.0158Lp

X 33.455 Y 17.62

Pntru primul arbore 41MoCr11, srt este de 1100 rt 1100 N / mm^2

krt

550 T1ef

T1

k T1ef 3.257 10

4 N mm

D1 22 mm

l1 32 [mm], seria scurta conform STAS 8724/2-77

Al doilea arbore este din OLC45 are srt de 670 N/mm^2 rt 670

krt

550 T2ef

T2

k T2ef 1.809 10

5 N mm

D2 35 mm .

l1 52 [mm], seria scurta conform STAS 8724/2-77

din STAS 8724/3-74 alegem diametrul D2 D2 35 [mm] l2 36 mm

4.1 Proiectarea arborelui 1 (de intrare)

d1a1 - diametrul arborelui 1 pe tronsonul 1.





D1 22 [ mm] -diametrul capatului de arbore 1

l1 52 [ mm]

3.1 Alegerea diametrelor capetelor de arbore in functie de momentul de torsiune Tt1,3

4. Proiectarea formei constructive a arborilor

d1a1 D1 d1a1 22 [ mm]

d2a1 d1a1 2 d2a1 24 [ mm] STAS 7950/2-87

ls 5 [mm] - lungimea de siguranta ;

lp 6 [mm] - grosimea peretelui capacului in dreptul mansetei ;

le 7 [mm] - latimea mansetei ;

D 40 [mm] diam exterior al mansetei

l21 ls lp le 4 l21 22

d3a1 d2a1 3 d3a1 27

Alegem diametrul pe tronsonul 3 standardizat in functie de diametrul interior al rulmentului

drul1 30 conform STAS 3043-86

Cu rulmentul de dimensiunile : d 30 mm

d3a1 drul1 D 62 mm

B 18 mm

Simbol 30306

l31 B 5 l31 23 mmb1 44

d4a1 drul1 7 d4a1 37 mm

l41 10 l41 10 mm

d5a1 da1 d5a1 64.598 mm

l51 b1 l51 44

d61 32

drul2 drul1 drul2 30 mm

l61 10

l71 20l71 B 3

L1 50 22 22 10 26 10 20 L1 160 mm

[mm]

4.2 Proiectarea arborelui 2 (de iesire)

d1a - diametrul arborelui 3 pe tronsonul 1.





d1a2 D2 d1a2 35 -diametrul de capat al arborelui 3

l13 110 mm

d2a2 d1a2 3 d2a2 38 mm STAS 7950/2-87

ls 5 mm - lungimea de siguranta ;

lp 6 mm - grosimea peretelui capacului in dreptul mansetei ;

le 8 mm - latimea mansetei ;

l23 ls lp le 4 l23 23 mm

Alegem diametrul pe tronsonul 3 standardizat in functie de diametrul interior al rulmentului

drul5 40 conform STAS 3043-86

Cu rulmentul de dimensiunile : d 40 mm

D 80 mm

B 23 mm

Simbol 32208

d3a3 drul5 d3a3 40 mm

l33 B 5 l33 28 mm

d4a3 drul5 4 d4a3 44 [mm]

l43 8 [mm]

d5a3 d4a3 10 d5a3 54

l53 l43 6 l53 14 [mm]

drul6 drul5 drul6 40

l63 B 10 l63 33 [mm]

L3 l31 l23 l33 l43 l53 l63 L3 129 [mm]

5. Calculul si verificarea arborilor :

5.1.1 Calculul reactiunilor pentru arborele de intrare :

Sa

a1 l1 l21l31

2 a1 85.5 [mm]

a2

l31

2

l41

2 a2 16.5 [mm]

d1 62.5

Ft1

2T1

dw1 Ft1 2.122 10

3 [N]

Fr1 Ft1 tan w Fr1 8.534 103 [N]

w atan tan dw1

d1

w 81.487 deg

Fa1 Ft1 tan w Fa1 1.418 104 [N]

Sa 500 [N] -forta de intindere a curelei

5.1 Calculul reactiunilor :

In plan orizontal [H] :

ab

dw1 2

A

H2

Fa1

Fr1

7057.557.5

H1

Sa

F 0 A 534.837

Fa1 A 0 => Fa1 A 517.359 [N]

Mb 0

Fr1 42 Fa187

2 H1 84 Sa 171 0

H1

Fr1 42 Fa1 43.5 Sa 171

84

H1 2.056 103 [N]

Ma 0

H2

Fa1

dw1

2 Sa 84 Fr1 42

84 H2 8.948 10

3 [N]

Fr1 42 H2 84 Fa1

dw1

2 Sa 84 0

In plan vertical [V] :

F 0 ; Ft1 V1 V2

Mb 0

Ft1 42 V1 84 0 => V1

Ft1 42

84 V1 1.061 10

3 [N]

Ma 0

Ft1 42 V2 84 => V2 V1 V2 1.061 103 [N]

5.1.2 Calculu reactiunilor pentru al doilea arbore :

Ft2 Ft1 Ft2 2.122 103 [N]

Fa2 Fr1 Fa2 8.534 103 [N]

Fr2 Fa1 Fa1 1.418 104 [N]

In plan orizontal [H] :

Ft2 2.122 103 [N]

Fr2 1.418 104 [N]

Fa2 8.534 103 [N]

F 0 => A Fa3 Fa2 237.99258 [N]

Ma 0

H3 201 Fr2 42 Fr3 163 Fa2

dw1

2 Fa3

dw3

2 0

H3

Fa2

dw2

2 Fa2

dw1

2 Fr2 163 Fr2 42

201

H3 1.78 104 [N]

H4 201 Fr3 38 Fa3

dw1

2 Fr2 159 Fa2

dw2

2 0

H4

Fr2 38 Fa2

dw1

2 Fr2 159 Fa2

dw2

2

201

H4 1.723 104 [N]

In plan vertical [V] :

Ft3 Ft2 V3 V4

Mb 0 => Ft3 38 Ft2 159 V4 201 0

V4

Ft2 38 Ft2 159

201 V4 1.277 10

3 [N]

Ma 0 => V3 201 Ft3 163 Ft2 42 0

V3

Ft2 163 Ft2 42

201 V3 1.277 10

3 [N]

5.2 Verificarea arborelui de intrare la solicitari compuse :

5.2.1 In plan orizontal [H] :

Sa 500 [N]

H1 2.056 103 [N]

H2 8.948 103 [N]

Pentru sectiunea 1-2 avem :

Mx Sa x x 0 => M1 Sa 0 M1 0 [N*mm]

x 87 => M2 Sa 87 M2 4.35 104 [N*mm]


Mx Sa x H1 x 86( ) x 87 => M2 Sa x H1 0M2 4.35 10

4

x 129 => M3 Sa x H1 42M3 1.509 10

5


Mx Sa x H1 x 86( ) Fr1 x 136( )

x 129 => M3 Sa x H1 x 87( ) Fr1 x 129( )

M3 1.509 105 [N*mm]

x 181 => M4 Sa x H1 x 87( ) Fr1 x 129( ) Fa1

dw1

2

M4 2.923 105 [N*mm]

5.2.2 In plan vertical [V] :

V1 1.061 103 [N]

V2 1.061 103 [N]

M1v 0

M2v 0

Pentru sectiunea 1-2 avem : Mx 0 M1 0 [N*mm]

Pentru sectiunea 2-3 avem : Mx V1 x 87( ) x 87 M2 0

x 129 M3 V1 x 87( )

M3 4.456 104

Pentru sectiunea 3-4 avem : Mx V1 x 87( ) Ft1 x 129( )

x 129 M3 V1 x 87( ) Ft1 x 129( )

M3 4.456 104

x 181 M4 0

5.3 Solicitarea la torsiune :

Mt Ft1

dw1

2 Mt 65149.808 [N*mm]

Momentele incovoietoare sunt date de expresia :

Mi MiH2

MiV2 Deci : Mi1 0 [N*mm]

Mi2 M2H2

0 Mi2 4.3 104 2 0 Mi2 43000

Mi3 M3H2

M3V2 Mi3 2.37210

4 2 5.84103 2 Mi3 24428.344

Mi4 0 [N/mm]

Si se poate observa ca solicitarea maxima este in punctul 2. Conform teoriei a III a de rupere avem :

ech 2

42

a d 45 [mm] a 90N

mm2

Mi2

d3

32

4.807 [

N

mm2

]

Mt

d3

16

3.641 [N

mm2

]

ech 39.1232

4 3.1712 ech 39.634 [

N

mm2

] ech a

5.4 Verificarea arborelui la oboseala :

c - coeficient de siguranta la oboseala ;

cc c

c2

c2

r 1000 [N

mm2

]

c 750 [N

mm2

]

d 45 [mm]1 500 [

N

mm2

]

1 300 [N

mm2

]

c 550 [N

mm2

]

c1

K v1

cm

unde : Kk

1 2

m 0 - tensiunea medie ;

v max

Mimax

WMi 35 [N*m]

v - amplitudinea tensiunii de incovoiere ;

v35 10

3

d3

320

v 39.123 [N

mm2

]

k 1.6

0.7 - incovoiere pentru otel aliat ;

0.75 - incovoiere pentru orice otel ;

1 0.9 - coeficient ce depinde de calitatea suprafetei ;

2 1 - coeficient dependent de tratamentul aplicat stratului superficial ;

c1

k

1 2

v

1

m

c

c 5.032 [

N

mm2

]

Wp d

316

max

Mt

Wp max 3.641

N

mm2[ ]

vmax

2 v 1.821

N

mm2[ ]

c1

k

1 2

v

1

m

c

c 5.392

N

mm2[ ]

Pentru incovoiere avem ciclu alternant simetric ;

Pentru torsiune avem ciclu pulsatoriu ;

cc c

c2

c2

c 3.679

ca 25 ca c => arborele rezista la solicitari variabile ;

6. Verificarea rulmentiilor.

Calculul rulmentiilor de pe arborele de intrare .

X 0.4-se alege din tabel [7].

Y1 1.6

Fa11 0.5Fr1

Y1 -marimea fortei axiale interioare.

FaI Fa1 Fa11 -forta care actioneaza in rulment (rezultanta).

FII

FaI

Fr1

FII 1.349 trebuie >e e=0.37

Y 1.14

Fe1 X Fr1 Y Fa1

Fe1 -sarcina dinamica echivalenta

fk 1.1

fs 1.2 din tabele [2]

Fe1 X Fr1 Y Fa1

Fr2 262.07 [N]

Fa2 738.57 [N]

Fe21 X Fr2 Y Fa2

Fec1 Fe1 fk fs

Fec21 Fe21 fk fs

Fec21 1.25 103 [N]

Fec1 1.683 104 [N]

fk -factorul fortei suplimentare datorata transmisiei prin angrenare

fs -factorul fortei suplimentare dependenta de tipul masinii

Fec -sarcina dinamica echivalenta corectata

p 3

Durabilitate pentru rulmentii radiali axiali cu role 32207 STAS 3920-87:

c1 57000 N din tabele [2] pentru rulment cu role

L1

c1

Fec1

p

L1 38.875 [milioane de rotatii]

Lh1 106 L1

60 n1 [ore]

Lh1 1.618 103

Lh Limpus 8000( )

c 9.48Fec1

c 1.595 105 [w] < c

r-corectarea dinamica cr 57 [kw]

Rulmentii deci corespund (rezista) astfel este verificata alegerea initiala a marimilor:

X 0.4 Y1 1.6 -se alege din tabel [5]

Fa21 0.5Fr2

Y1 -marimea fortei axiale interioara

FaI Fa2 Fa21 -forta care actioneaza in rulment (axiala rezultanta)

FII

FaI

Fr2

FII 3.131 trebuie >e e=0.37

Fe2 X Fr2 Y Fa2

Fe2 -sarcina dinamica echivalenta

fk 1.1 fs 1.2 din tabele [2]

6.1 Calculul rulmentiilor de pe arborele de iesire

Fe2 X Fr2 Y Fa2

Fec2 Fe2 fk fs

Fec2 1.25 103

fk -factorul fortei suplimentare datorata transmisiei prin angrenare

fs -factorul fortei suplimentare dependenta de tipul masinii

Fec -sarcina dinamica echivalenta corectata

Durabilitate pentru rulmentii radiali axiali cu role 32207 STAS 3920-87:

c1 57000 N din tabele [2]

p 3 pentru rulment cu role

L2

c1

Fec2

p

L2 9.487 104 [milioane de rotatii]

Lh2 106 L2

60 n2 [ore]

Lh2 1.405 107

Lh Limpus 8000( )

c 9.48Fec2

c 1.185 104 [w] < c

r-corectarea dinamica cr 57 [kw]

7. Capace de rulmenti : Pentru fixarea rulmentilor in carcasa reductorului se utilizeaza capace de diverse forme constructive . Una dintre ele este prezentata mai jos :

Rulmentii deci corespund (rezista) astfel este verificata alegerea initiala a marimilor:

D D3

D1

2

7.1 Pentru rulment 32206:

D 62 [mm] -diametrul exterior al rulmentului ;

d 6 [mm] -diametrul suruburilor de fixare a capacului ;

n 6 -numarul de suruburi .

D1 D 3 d D1 80 [mm] -distanta dintre doua gauri diametral opuse ;

D2 D1 2.5 d D2 95 [mm] -diametrul exterior al capacului ;

D3 0.9 D D3 55.8 [mm]

e 1.2 d e 7.2 [mm] -grosimea gulerului capacului ;

d1 d 2 -diametrul gaurilor pentru suruburile de fixare ;

D4 D1 3 -diametrul canalului de pe capac ;

e3 2 [mm] -inaltimea canalului ;

e1 5 [mm]

D 80 [mm] -diametrul exterior al rulmentului ;

d 8 [mm]

n 6 -numarul de suruburi .

D1 D 2.5 d D1 100 [mm] -distanta dintre doua gauri diametral opuse ;

D2 D1 2.5 d D2 120 [mm] -diametrul exterior al capacului ;

D3 0.9 D D3 72 [mm]

e 1.2 d e 9.6 [mm] -grosimea gulerului capacului ;

d1 d 2 -diametrul gaurilor pentru suruburile de fixare ;

D4 D1 3 -diametrul canalului de pe capac ; D4 97

e3 2 [mm] -inaltimea canalului ;

e1 5 [mm]

Pana paralela se verifica la presiune de contact si la forfecare utilizand relatiile :

s

4 Mt

d h las f

2 Mt

d b laf

Valorile recomandate pentru lungimea penei este l 1.5...2( ) d

7.2 Pentru rulment 32208 :

-diametrul suruburilor de fixare a capacului ;

8. Alegerea penelor :

Material pana : OL60 STAS 500/80 as 70...100N

mm2[ ]

af 64...96N

mm28.1 Pana arborelui de intrare : [ ]

-dimensiuni : h 5 [mm]

b 8 [mm]

l 18 [mm]s

4 T1

36 7 28

s 36.933 [N

mm2

]

f2 T1

36 8 28 f 16.158 [

N

mm2

]

lc

4 T1

36 7 87 lc 11.886 [mm] lSTAS 30 [mm]

Deci : lc lSTAS

8.2 Pana arborelui de iesire :

-dimensiuni : h 9 [mm]

b 10 [mm]

l 46 [mm]

s

4 T2

35 9 35 s 79.974 [

N

mm2

]

f2 T2

35 14 35 f 25.706 [

N

mm2

]

lc

4 T2

44 9 100 lc 22.266 [mm] lSTAS 50 [mm]

Deci : lc lSTAS

9. Carcasa : Grosimea carcasei :

Se alege constructiv . S 10 [mm]

a 100 [mm]

S1 0.8 S S1 8 [mm] Grosimea nervurilor;

S2 2.4 S S2 24 [mm] Grosimea fundului carcasei;

S3 1.5 S S3 15 [mm] Grosimea umarului de jos pentru fixare;

S4 0.8 S S4 8 [mm] Grosimea capacului;

S5 0.65S S5 6.5 [mm] Grosimea nervurilor de pe capac;

S6 1.2 S S6 12 [mm] Grosimea umarului de sus pentru fixare;

Diametrele suruburilor :

d 0.036a 12 d 15.6 [mm]

d1 0.75d d1 11.7 [mm]

d2 0.5 d d2 7.8 [mm]

K 2.7 d2 K 21.06

Numarul suruburilor din fundatie :

L 490 B 315

nL B200

n 4.025 -se ia n=6.

Distanta minima de la roti la capac :

1.1 S 11

Razele de racordare ale carcasei :

R1 0.5 da2 R1 121.964 [mm]

R2 0.5 da2 R2 121.964 [mm]

10. Dopul de golire si aerisitorul :

10.1Solicitarea la torsiune : 10.1.1 Dopul de golire :

Uleiul din carcasa reductorului, utilizat pentru ungere este necesar sa fie schimbat dupa un anumit timp de functionare, in care scop reductorul este prevazut in partea inferioara cu un dop de golire a uleiului .

Forma dopului de golire : cu cap hexagonal si guler , STAS 5304/80 .

Ha

l

d

d - diametrul filetului M16

D 25 [mm]

H 7 [mm]

l 13 [mm]

a 3 [mm]

S 17 [mm]

10.1.2 Aerisitorul (STAS 5304/80) :

Pentru a se evita aparitia unor suprapresiuni in carcasa reductorului, in partea de sus a carcasei se monteaza un aerisitor, avand rolul de egalizare a presiunii din reductor cu presiunea atmosferica . Neutilizarea aerisitoarelor ar face ca aerul sub presiune sa iasa pe la etansari, antrenand uleiul din interiorul reductorului .

al

d

L

Dd - diametrul filetului M10

L 20 [mm]

l 12 [mm]

a 3 [mm]

D 24 [mm]

S 18 [mm]

Documents

Reductor cu Dinti Inclinati cu o Treapta