8/18/2019 Reduktor proracun
1/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
Proizvodno mašinstvo
Predmet: CAD/CAM sistemi
Školska godina: 2014/2015
Tzla ! 05"02"2015" godine
PROJEKTNI ZADATAK IZ PREDMETA CAD/CAM sistemi
Dvostepeni reduktor
RADIO RO! INDE"A DATUM #RE$LEDAO
Mustafa Kahvedžić II – 408/10
8/18/2019 Reduktor proracun
2/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
ZADATAK
Proračunati i konstruisati dvostepeni reduktor sa cilindričnim zupčanicima zapodatke prema donjoj tabeli:
Granična snaga P, [kW] 12,
!roj obrtaja "#motora n, [min#1] $%
!roj zubaca pogonskog zupčanika z1 2&
Prenosni odnos prvog zupčastog para '
Prenosni odnos drugog zupčastog para 2,(oe)cijent pomjeranja pro)la, * %,+ptere-enje radne ma.ine izra/eno pomo-u0aktora udara
1,2
Predvieno vrijeme rada, 3 1%%%
4gao bočne linije zubca, 5%
6aterijal zupčanika 78 '1&%
6aterijal vratila 78 1&%
dnos .irina i prečnika zupčanika, 9b;d%1 %,<
(valitet izrade zupčanika, => ?
>olerancije polja mjere preko zubca 0d
@astojanje izmeu le/i.ta 1+%Polo/aj vratila reduktora Asl8 28$& [str821$ 6"Bpasoje C8]D
"
stale veličine potrebne za proračun samostalno usvojiti8
@ad treba da sadr/i:
1D Badr/aj2D Polazne podatke i tekst zadatka&D Bkicu idejnog rje.enja'D Proračun dvostepenog reduktoraD >rodimenzionalni model reduktora i izvr.ni3 elemenata u nekom odso0tvera za modeliranje+D Bklopni crte/ reduktora$D @adioničke crte/e nestandardni3 elemenata reduktora?D E"6 analizu ili generisanje G#koda za minimalno dva izvr.na elementasklopae3nički opis i namjenu reduktora1%D iteraturne podatke
RADIO RO! INDE"A DATUM #RE$LEDAO
Mustafa Kahvedžić II – 408/10
8/18/2019 Reduktor proracun
3/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
1.Tehnički opis i namjena reduktora
Pod pojmom reduktor podrazumijeva se zupčasti ili pu/ni prijenosnik smje.tenu posebno ku-i.te8 Fadatak reduktora je preno.enje snage od nekogapogonskoga stroja na odreeni radni stroj uz odgovaraju-u promjenu obrtnogmomenta8Pri tome se najče.-e brzina vrtnje umanjuje ili reducira, na primjer, motoriB4B rade sa nm 1?%% 22%% min#1ACizelD i '%%% ?%%% min #1 AbenzinskiD8@adne ma.ine rade na znatno manjem broju obrtaja Aalatne ma.ine,
transporteri, elevatori, automobili, dizaliceD8
Fato se izmeu pogonske i radne ma.ine postavljaju reduktori koji smanjujubroj obrtaja pogonske ma.ine, prilagoavaju-i ga potrebnom broju obrtajaradne ma.ine84koliko je potrebno da se u toku rada mijenja broj obrtaja radne ma.ine Anaprimjer kod motorni3 vozila, ma.ina alatki i dr8D upotrebljavaju se mjenjači kojimogu da smanje broj obrtaja u vi.e stepeni , ili varijatori koji mogu daobezbijede svaki /eljeni broj obrtaja u odreenom dijapazonu8Harijatori mogu, pored redukcije, da obezbijede i multipliciranje Apove-anjeDbroja obrtaja8@eduktori se izrauju za snage od %,1 kW do 1%%%% kW i vi.e, a serijski seproizvode za snage do $%% kW, prenosni odnos obično je od 1 do %%8
Prema vrsti prenosnika reduktori mogu biti: sa cilindričnim zupčanicima, sakonično#cilindričnim zupčanicima, pu/asti, pu/asto#cilindrični i dr8Prema polo/aju vratila i elemenata za prenos, reduktori mogu biti3orizonstalni i vertikalni8Prema broju stepeni prenosa, reduktori mogu biti: jednostepeni, dvostepeni,trostepeni i vi.estepeni8
Fupčanici se izrauju obično od legiranog čelika pa se termički obrauju,vratila se izrauju od kvalitetnog ugljeničnog ili legiranog čelika sa )nobru.enim rukavcima i podglavcima sa tolerancijama k+ i m+8 4lazno vratiloobično ima jedan klin a izlazno dva8
Podmazivanje zupčanika u op.tem slučaju vr.i se potapanjem zubaca u uljnokupatilo8 4koliko su brzine zupčanika ve-e od 12 m;s onda se vr.i prinudnopodmazivanje pumpom8
Ilaenje reduktora vr.i se odvoenjem topline preko zidova ku-i.ta, kod neki3reduktora koji rade pod visokim temperaturama okoline i kod pu/asti3
reduktora srednje i ve-e snage ugrauju se posebni sistemi za 3laenje,ventilatori ili rebraste ku-ice8 (od reduktora koji se prinudno podmazuju i
RADIO RO! INDE"A DATUM #RE$LEDAO
Mustafa Kahvedžić II – 408/10
8/18/2019 Reduktor proracun
4/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
3lade ugrauje se manometar i termometar radi stalne kontrole pritiska ulja itemperature reduktora8
2.Idejno rješenje
Slika 2.0. Skica idejnog rješenja
Prvi zupčasti par -e ostvarivati prenosni odnos i'J dok -e drugi zupčasti parostvariti i2,, i samim tim dobijamo ukupni prenosni odnos i1%8(u-i.te se izrauje iz dva dijela Agornji i donjiD livenjem, a le/i.ta se izraujubu.enjem sklopljenog ku-i.ta8tvori na le/i.tima se zatvaraju poklopcima, koji ujedno i prite/uaksijalno radijalnile/aj i u nji3 se urezuje kanal za zaptivku8
RADIO RO! INDE"A DATUM #RE$LEDAO
Mustafa Kahvedžić II – 408/10
8/18/2019 Reduktor proracun
5/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
Proračun reduktora3. Modul
Prvo sve računamo uzimaju-i u obzir prenosni odnos prvog zupčastog para
koji iznosi '8
m
#0
#
1
10
2sin
41
α
ξ ξ
ϕ
β ⋅⋅⋅+
⋅⋅⋅
z
doz
z
i
i
z K
M
6oz1 6%1 K Lu K Ld K Lr # obrtni moment mjerodavan za proračun bokovazubaca
6o1 ul
ul
n
P
⋅$55 %505!12
$55 ⋅ 1,abela 281'D
6oz1 6%1 K Lu K Ld K Lr N 6oz1 1abela 281$DL" 0aktor spregnuti3 materijala, usvajamo da je L" 1 AFa sprezanje čelikapo čelikuDQ 1,2 O 2, stepen sigurnosti, najče.-e se usvaja Q 1,
RADIO RO! INDE"A DATUM #RE$LEDAO
Mustafa Kahvedžić II – 408/10
8/18/2019 Reduktor proracun
6/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
( doz γ
ξ ξ η E D K ⋅⋅
5!111& ⋅⋅
,&&2mm
N
Lz 0aktor polo/aja dodirne linije, usvajamo da je Lz 1,1' za A>abela 281D
Fn 0#
1
'os β
z
$&&!02#
2&,2+ L5 0aktor smanjenja optere-enja kod cilindrični3 zupčanika, usvajamo L 5 %,< A>abela 281ablica 282D
3.2.!eoni modul
m 0'os β nm
5'os
#
&,%1 mm
".#$imna sila
Eoz1 01
102
d
M z ⋅
1
102
z m
M z
⋅⋅
2#01!#15$1(02
⋅
⋅
'
8/18/2019 Reduktor proracun
7/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
TC &&%%2
cm
kp
&&%2
mm
N
dinamička čvrsto-a podno/ja zuba za 78 '1&%,tabela 12 A@eduktori # Uevti- M8D
) * nk er z
mb F ⋅ +⋅⋅⋅ ξ ξ ξ φ
010
V% &,1< 0aktor oblika zubca za Fn 2&,+ iz tabele 1? A@eduktori # Uevti- M8DLr 1,% 0aktor raspodjele optere-enja, tabela broj 1' A@eduktori Uevti- M8DLe %,+' koe)cijent popravke zbog skra-enog kraka sile, tabela 1$A@eduktori Uevti- M8D # uvijek se tra/i samo za manji zupčanikL( %,?& 0aktor smanjenog optere-enja kosi3 zubaca, >abela 218 A@eduktori
Uevti- M8Db +2,&& mm .irina zupčanika
T '&,$2 2mm
N
Q 2(!4###0
$,' 1, .to zadovoljava
).*eometrijiske +eličine (upčano& para 1,2
).1. -roj (u$aa &onjeno& (upčanika
i 1
2
z
z
N z2 z1 K i N z2 2& K ' N z2
8/18/2019 Reduktor proracun
8/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
).%. Prečnii tjemenih kru&o+a
dk1 d%1 X 2 K mn +
8/18/2019 Reduktor proracun
9/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
mm !"s# n$n &5!&02!20'os42!$ =⋅=⋅= o
).12. 6isina ra+no& dijela standardno& pro5la
mm%m2 h nn =⋅=⋅= #2
).13. De$ljina (upa i širina me7u(u$lja standardno& pro5la
mm p
eS n %1!42
42!$
2====
0.Anali(a sila i šema optere8enja +ratila
RADIO RO! INDE"A DATUM #RE$LEDAO
Mustafa Kahvedžić II – 408/10
8/18/2019 Reduktor proracun
10/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
Slika 5. Prikaz sila koje djeluju na zupčasti par 1-2 i 3-4
.ile na (upčaniima 1,2 i 3," .1.#$imne sile na (upčaniku 1,2
RADIO RO! INDE"A DATUM #RE$LEDAO
Mustafa Kahvedžić II – 408/10
8/18/2019 Reduktor proracun
11/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
+o1 N
d
M o ##0&2#!($
15$1(022
01
1 =⋅
=⋅
=
6o2 iz iz
n
P
⋅$55
Piz 12, K %,
8/18/2019 Reduktor proracun
12/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
.%.#$imne sile na (upčaniku 3,"
+o& N
d
M o 4%$$2(!((
15$00022
0#
# =⋅
=⋅
=
6o' iz
iz
n
P ⋅$55
Piz 12,K %,
8/18/2019 Reduktor proracun
13/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
:#9IZ#;TA
8/18/2019 Reduktor proracun
14/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
\6Y%
G2 l
1 X E
r2 l
1 X G
' Al
1 X l
2D X E
r' Al
1 X l
2D E
!H Al
1 X l
2 X l
&D X E
a2
2
2d
X Ea'
2
4d
%E!H ??%,+? M
.3.Proračun momenata sa+ijanja u : ra+ni
6Y%62EYI K l1 1,? Mm6'EYI K %,% X E2 K %,1% 1+1 M6!%
.".Proračun momenata sa+ijanja u 6 ra+ni
6Y%62#EYv K l1 2,+&Mm6'#EYv K %,% X E2 K %,1% 1&',?& Mm6!%
4kupne reakcije u le/ajevima AosloncimaD ^Y^ i ^!^ odrede se prema izrazu:
N F F F ! " 115(22 =+=
N F F F #! #" # 1$$522 =+=
4kupne momente savijanja na karakterističnim mjestima odreujemo naosnovu ve- odreeni3 momenata savijanja u 3orizontalnoj i vertikalnoj ravni:
( ) ( )( ) ( ) Nm M M M
Nm M M M
Nm M M
!
S
"
S S
! S
" S S
S#S
210
&!5%
0
2
#
2
##
2
2
2
22
=+=
=+=
==
6omenti uvijanja
6426211,2 Mm64'6'1'+,+ Mm
=dealni momenti savijanja
RADIO RO! INDE"A DATUM #RE$LEDAO
Mustafa Kahvedžić II – 408/10
8/18/2019 Reduktor proracun
15/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
Nmm M M M udu
ds
s 45!#2(2!1512002
&50&!5%
2
2
2
2
1
2
22 =
⋅
⋅+=
⋅
⋅+=
τ
σ
mm M M M u
du
ds
s
%!#%5(!14(2002
&50210
2
2
2
2
#
2
##
=
⋅⋅
+=
⋅
⋅+=
τ
σ
10"Preni'i vratila 10"1"dealni .reni'i vratila
mm M
d doz
i &$!#%(0
1#2(4501010##
2
2 =⋅
=⋅
=σ
mm M
d doz
i %!#$
(0
#%54501010##
#
# =⋅
=⋅
=
σ
1.2.t+arni prečnii +ratila
mmd d i s 4%!452!1 22 =⋅=mmd d i s (5!4%2!1 ## =⋅=
11.I($or i pro+jera le'aja
,adi-alna i aksi-alna kom.onenta o.tereen-a na le3ište -e:
[ ] N F F F r r r #!2154#2 =+=
[ ] N F F F aaa &5!%0 =+=
Pa sad imamo:
ar F $ F x F ⋅+⋅= # ekvivalentno optere-enje, gdje su:
*, _ 0aktori koji zavise od tipa le/aja i njegove podobnosti da primi radijalna,odnosno aksijalna optere-enja
&!1
4!0
=
=
$
x
N usvaja se na osnovu preporuka koje se nalaze uz tab8 $81+
N F $ F x F ar (5!21#%=⋅+⋅=
Po.to je ( )101 >n , računa se dinamička mo- no.enja le/aja:
N n% F & m " 4!#%1%&1(((0
450050000(5!21#%1##!##500
##!# =⋅
⋅⋅=⋅
⋅⋅⋅= ξ
RADIO RO! INDE"A DATUM #RE$LEDAO
Mustafa Kahvedžić II – 408/10
8/18/2019 Reduktor proracun
16/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
1= " ξ # 0aktor temperature # normalni radni uslovi kada je & 0
100≤θ
#!#=m # za le/aje sa valjcima
N F (5!21#%= # ekvivalentno optere-enje
'% 50000= # /eljeni vijek le/aja
min$4!&5 obr n ((( = # radni broj obrtaja rukavca
'% ) 500= # ispitani vijek le/aja
min%#!1010 obr n) = # ispitani broj obrtaja
=z tabele $8&8 biram le/aj sa kuglicama sa kosim dodirom tipa (!2&, prema
dinamičkoj mo-i no.enja [ ]kN & %5!#$= AU4B 68&8+%1D
Bada sve računamo uzimaju-i u obzir prenosni odnos drugog zupčastogpara koji iznosi 2,8
12. I($or i pro+jera klina
Provjera klina na povr.inski pritisak vr.i se prema obrascu:
p= F k ∙ ξ u
A p≤ pdoz
pri čemu je:
F k =2 ∙ M o
Avrat
Fa zupčanik 1:
F k 1=2 ∙ M o1
dvrat =
2∙159,6
0,045=7093[ N ]
Fa zupčanik 2:
F k 2=2 ∙ M o2
dvrat =
2∙151,2
0.045=6720[ N ]
Fa zupčanik &:
RADIO RO! INDE"A DATUM #RE$LEDAO
Mustafa Kahvedžić II – 408/10
8/18/2019 Reduktor proracun
17/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
F k 3=2 ∙ M o3
dvrat =
2∙159
0.047=6766 [ N ]
Fa zupčanik ':
F k 4=2∙ M o4
d vrat =2∙143,6
0.047=6110 [ N ]
Proračun klina se vr.i za najve-e optere-enje, a to je na zupčaniku 28
p= F k ∙ ξ u
A p≤ pdoz
pdoz=600÷900 MPa=800 MPa
p= F k ∙ ξ u
A p=
7093 ∙1.25
A p≤800 MPa
A p ≥11,08mm2
4svajamo klin dimenzija:
Fa zupčanik 1:b=5mm,h=5mm,f =3mm,h
1
=8mm
8Fa zupčanike 2, & i ': b=6mm,h=6mm,f =3.5mm,h1=9mm 8
Provjera na smicanje:
τ = F o ∙ξ u
AS≤ τ doz
AS ≥ F o ∙ ξu
τ doz=7093∙1.25
556=15,95mm2
AS=h ∙l⇒l= A
h =1.77mm
4svajamo du/inu klina l=90mm 8
RADIO RO! INDE"A DATUM #RE$LEDAO
Mustafa Kahvedžić II – 408/10
8/18/2019 Reduktor proracun
18/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
13. Dimen(ije ku8išta reduktora
(ao mjera na osnovu koje se računa uzima se rastojanje osa krajnji3 vratila8 no iznosi:
A=d
1
2+
d2
2+
d3
2+
d4
2−m
1−m
3=
69
2+277
2+98
2+246
2−3−1=341mm
Prema tabeli +$ računamo vrijednosti:
# debljina zida ku-i.ta Adonji dioD: S=0,025 ∙ A+5=13,52mm⇒S=13mm
# debljina zida poklopca Agornji dioD: S1=0.8 ∙ S=10mm
# debljina oboda ku-i.ta: S2=1,5 ∙ S=20,52mm⇒S2=20mm
# debljina oboda poklopca: S3=1,5 ∙ S=20,52mm⇒S3=20mm
# prečnik zavrtnja za vezu ku-i.ta i poklopca: d=
0,03 ∙ A+
6=
16,23mm⇒
M 16
# prečnik zavrtnja kod le/i.ta reduktora: d1=0,033 ∙ A+9=20,253mm⇒ M 20
# prečnik zavrtnja za vezu sa 0undamentom: d2=0,04 ∙ A+12=25 ,3mm⇒ M 2 4
1".Modul (a prenosni odnos 2
m
#02
#
1
10
2sin
14
α
ξ ξ
ϕ
β ⋅⋅+
⋅
⋅⋅
⋅
i
i
z K
M
doz
z
6oz1 6%1 K Lu K Ld K Lr # obrtni moment mjerodavan za proračun bokovazubaca
6o1 ul
ul
n
P ⋅$55
%505!12
$55 ⋅ 1
8/18/2019 Reduktor proracun
19/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
Lr 0aktor raspodjele optere-enja N Lr 1,22 za simetričan rasporedzupčanika izmeu le/ajeva8 >abela 1' strana &1 A@eduktori Uevti- M8 UovanD
6oz1 6%1 K Lu K Ld K Lr N 6oz1 22&%$% Mmm
( doz γ ξ ξ η E D K ⋅⋅
( C redukovana trajna dinamička čvrsto-a bokova zuba pri povr.inskompritisku N
( C 2cm
kN
%%%2cm
N
%2mm
N
Ln 0aktor ulja koji zavisi od viskoznosti, usvajamo da je Ln 1L" 0aktor spregnuti3 materijala, usvajamo da je L" 1 Q 1,2 O 2, stepen sigurnosti, najče.-e se usvaja Q 1,
( doz γ
ξ ξ η E D K ⋅⋅
5!11150 ⋅⋅
&&,&2mm
N
L2 0aktor polo/aja dodirne linije, usvajamo da je L2 1,%& za
Fn 0#
#
'os β
z
$01!0((
$&,& L5 0aktor smanjenja optere-enja kod cilindrični3 zupčanika, usvajamo L5 1
R R% ugao dodirnice
tg R% 0'osβ
α ntg
Rn 2% S standardni pro)l
tg R%
5'os
20tg
$(5!0#(#!0
%,&+ N R arctg%,&+ N R 2%,%2 S
m %,+1' mm
1".1. tandardni modul
mn 1 # usvaja se prva ve-a standardna vrijednost
1".2. !eoni modul
m 0'os β nm
5'os
1
1,%%' mm
RADIO RO! INDE"A DATUM #RE$LEDAO
Mustafa Kahvedžić II – 408/10
8/18/2019 Reduktor proracun
20/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
1%.#$imna sila
Eoz1 01
102
d
M z ⋅
#
102
z m
M z
⋅⋅
+$&2,$ M
1). tepen si&urnosti podno'ja (u$a
Q σ
σ D
TC &?%%2cm
kp
&?%2mm
N
dinamička čvrsto-a podno/ja zuba za 78 '&2%,tabela 12, strana 2< @eduktori # Uevti- M8
T n
er z
mb
F
⋅⋅⋅⋅ ξ ξ φ 010
V% 2,< 0aktor oblika zubca iz tabele 1? na strani &&A@eduktori # Uevti- M8DLr 1,%& 0aktor raspodjele optere-enja, tabela broj 1' A@eduktori Uevti- M8DLr %,+ koe)cijent popravke zbog skra-enog kraka sile, tabela 1$ A@eduktori Uevti- M8D # uvijek se tra/i samo za manji zupčanik
T 2%&,1'
2
mm
N
Q 1,?$ 1, .to zadovoljava
10. *eometrijiske +eličine (upčanika 3,"
10.1. -roj (u$aa &onjeno& (upčanika
i #
4
z
z
N z' z& K i N z'
8/18/2019 Reduktor proracun
21/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
10.". Prečnii podno'nih kru'nia
d0& d%& 2,' K mn
8/18/2019 Reduktor proracun
22/22
MAŠINSKI FAKULTET U TUZLI CAD/CAM SISTEMI Zadatak broj: 1
List broj:
1. rbojevi- i grupa autora, Reduktori, Maučna knjiga !eograd
RADIO RO! INDE"A DATUM #RE$LEDAO
Recommended