Memoriu Mecanica Cilindric..Doc
-
Upload
denis-malarciuc -
Category
Documents
-
view
53 -
download
7
description
Transcript of Memoriu Mecanica Cilindric..Doc
1
Mod Coala NDocument Semnat Data
A efectuat
A verificat
Litera Coala Coli
36Consultant
Aprobat
T contr
MA 050338 06 08 MC Breazu A
Mecanism de acţionare al conveierului cu lanţ
(cu redactor cilindric)
Decusara
UTM FIMCMgr TCM-061
CUPRINS
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
INTRODUCERE 31 ALEGEREA MOTORULUI ELECTRIC ŞI CALCULUL CINEMATIC
AL MECANISMULUI DE ACŢIONARE 4 Alegerea motorului electric 4 Determinarea şi distribuirea raportului total de transmitere al MA 4 Determinarea parametrilor cinematici şi de forţă ai arborilor MA 5
2 CALCULUL DE PROECT AL ANGRENAJULUI REDUCTORULUI helliphelliphellip 6
Alegerea materialului angrenajului şi determinarea tensiunilor Admisibile helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Dimensionarea angrenajului cu roşi dinţate cilindricehelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Calculul forţelor icircn angrenaj 10 Calculul de verificare al angrenajului 10
3 CALCULUL ARBORILOR 10
Calculul de predimensionare 13 Calculul de diminsionare 13Alegerea prealabilă a rulmenţilor 13 Elaborarea schiţei de dimensionare a reductorului 13 Calculul de dimensionare a arborelui-pinion 16Calculul de dimensionare a arborelui condus 21Proectarea constructivă a arborilor 25
4 CALCULUL RULMENŢILOR 26
Determinarea duratei de funcţionare necesar pentru MA 26Determinarea capacităţii dinamicii portante necesare a rulmenţilor 26
421 Capacitatea portantă dinamică necesară pentru rulmenţii arborelui pinion 26 422 Capacitatea portantă dinamică necesară pentru rulmenţii arborelui condus 27
43 Alegerea finală a rulmenţilor 28
5 PROECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE 28
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ 29
61 Calculul asamblării prin pană pentru arbore-pinion 29 62 Calculul asamblării prin pană pentru arbore condus 31 7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREA33 8 ALEGEREA CUPLAJULUI35
BIBLIOGRAFIE 36
2
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
INTRODUCERE
Proectul de an este elaborat conform programului de icircnvăţămicircnt la disciplina Bazele Proiectării Maşinilorrdquo
Proectul de an are drept scop De a oferi posibilitatea de aplicare practică a metodelor de calcul şi proectare
ale organelor de maşini De a contribui la consolidarea şi generalizarea cunoştinţelor teoretice
accumulate aplicicircndu-le la rezolvarea unei probleme inginereşti concrete dezvoltă aplitudinile de analiză şi selectre creativă a soluţiilor optime capacităţile de calcul ingineresc şi proectare deprinderile de a lucra cu literatura tehnică de specialitate
3
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
1ALEGEREA MOTORULUI ELECTRIC ŞI CALCULUL CINEMATIC AL MECANISMULUI DE ACŢIONARE
11 Alegerea motorului electric111 Determinăm puterea necesară organului de lucru (OL) din cadrul maşinii
proectate Pol [kw]Pol=Ft∙vol
Unde Ft este forţa de tracţiune a OL Ft=4 [kN]Vol ndashviteza liniară a OL Vol=072 [ms]
Pol=4072=288 [kw]112 Determinăm randamentul orientativ a mecanismului de acţionare (MA) ηma
ηma= ηc∙ηcil∙ηtd∙η Unde ηc ndash randamentul cuplajului acceptăm ηc=098ηcil ndash randamentul angrenajului reductarului (redactor cu roţi dinţate cilindrice) acceptăm ηcil=097ηtd ndash randamentul transmisiei deschise acceptăm ηtd=096ηrul ndash randamentul unei perechi de rulmenţi acceptăm ηrul=099
ηma=098∙097∙096∙0993=0885113 Determinăm puterea necesară pe arborelui motorului electric (ME) Pme
[kw]
Pme= = =3252 [kw]
114 Determinăm puterea nominală a ME ndash Pnom [kw]Icircn conformitate cu recomandările [anexa A2 tab S3] acceptăm icircn continuare
Pnom=3 [kw]115 Alegem prealabil tipul motorului electric
Deoarece pentru Pnom=3 [kw] icirci corespunde mai multe tipuri de ME cu număr diferit de turaţii Icircn conformitate cu recomandările [anexa A2 tab S3] alegem prealabil următoarele două motoare electrice
Tabelul 11 ndash Caracteristica ethnică pentru două variante de ME alese prealabil
varianta Modelul MECaracteristica tehnică
Puterea nominalăPnom [kw]
Turaţia asincronicănasin [rot∙min]
Turaţia nominalănnom [rotmin]
1 4AM100S4Y33
1500 14352 4AM112MA6Y3 1000 955
12 Determinarea şi distribuirea raportului total de transmitere al MA
4
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
121 Determinăm turaţia arborelui OL ndash nol [rotmin]
nol=
unde vol - este viteza OL vol=09 [ms]D ndash diametrul tobei D=225 [mm]
nol= =123428 [rotmin]
122 Determinăm rapoertele de transmitere ale MA pentru ambele variante de ME ima1 şi ima2
ima1= = ima2=
123 Determinăm rapoartele de transmitere ale treptelor MAima=ired∙ itd ima=23868=7737
unde ired itd sunt rapoartele de transmitere ale reductorului şi respectiv ale transmisiei prin curea Icircn conformitate cu recomandările [tab 22 pag 15] acceptăm ired=2Din relaţiea de mai sus determinăm valorile itd1 şi itd2 pentru cele două variante propuse
itd1= itd2=
Deoarece valoarea itd1 iese icircn afara limitei recomandate pentru cazul transmisiei prin curea icircn corespundere cu [tab 22 pag15] acceptăm a doua variantă a motorului electric Astfel icircn final alegem motorul electric 100L6950Pnom=3 [kw]nnom=955 [rotmin] rapoartele de transmitere
Reductorul cilindric ired=2 Transmisia prin curea itd=3868 Mecanismul de acţionare ima=7737
13 Determinarea parametrilor cinematici şi de forţă ai arborilor MA
Icircn corespundere cu schema cinematică MA [sarcina de proectare] pentru calculul cinematic vom avea următoarea schemă de calcul
Motor electricrarrTransmisie prin cureararrReductorrarrCuplajrarrOrgan de lucru
Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calcul (vezi tab 12)
Tabelul 12 ndash Parametrii cinematici şi de forţă ai MA
5
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Parame-trul
Arb
ore Consecutivitatea legăturii elementelor mecanismului de acţionare
conform schemei cinematiceMotor electricrarr Transmisie deschisă rarrReductorrarr Cuplaj rarrOrgan de lucru
merarr td rarrredrarr c rarrol
Put
erea
P[
kw]
me Pnom=3 [kw]
IP1=Pnommiddot =3091
II P2=P1middot =2968
ol Pol=P2middot =288
Tur
aţia
n [
rotmiddotm
in]
Vit
aza
ungh
iula
ră w
[s
-1] me nnom=955 wnom= =100007
In1=nnom=246857 w1=2585
IIn2=
w2=12925
ol nol=123428 wol=12925
Mom
entu
l de
tors
iune
T
[N
m]
meTnom=
IT1=119577
II
T2
ol
Tol
2 Calculul de proect al angrenajului reductorului
6
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
21 Alegerea materialului angrenajului şi determinarea tensiunilor admisibile
211 Alegerea materialului roţilor dinţate a durităţii şi tratamentului termicAlegerea materialului tratamentului termic şi a durităţii perechii de roţi care
angrenează poate fi efectuată conform recomandărilor din [tab32 pag 18] iar proprietăţile mecanice ale materialului ales ndash [ tab 33 pag 19]
Conform acestor recomandări alegem marca oţelului pentru fabricarea pinionului şi a roţii dinţate ndash oţel 40X duritatea lt=350HB
Diferenţa durităţii medii HB1 med ndash HB2 med=20hellip50 Proprietăţile mecanice ale oţelului 45 vor fi- Duritatea 269-302HB- Tratamentul termic icircnbunătăţire- Dimensiunile limită ale semifabricatului Dlim 125 mmDeterminăm duritatea medie a dinţilor pinionului şi roţii dinţate
Pinion ndash HB1 med=(HBmin+HBmax)2=(269+302)2=2855 Roată ndash HB2 med=2855-(20hellip50) 250
212 Determinăm tensiunile admisibile de contact pentru pinion şi roată [Nmm2]
Pinion - =18HB1 med+67=18middot216+67=5809 [Nmm2] Roată - =18HB2 med+67=18middot190+67=517 [Nmm2]
213 Determinăm tensiunile admisibile de icircncovoere pentru pinion şi roată [Nmm2]
Pinion - =103HB1 med=103middot2855=29391 [Nmm2] Roată - =103HB2 med=103middot1250=2575 [Nmm2]
Deoarece transmisia este reversibilă se micşorează cu 25 Pinion - =075middot29391 =22043 [Nmm2] Roată - =075middot2575 =19313 [Nmm2]
214 Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calcul
Tabelul 21 ndash Caracteristicile mecanice a materialului transmisiei
Elementul transmisiei
Marcaoţelului
Dlim [mm]
Tratamenttermic
HB1 med
HB2 med [Nmm2]1 pinion 40x lt125 calire 2855 5809 220432 roată dinţată 250 5170 19313
22 Dimensionarea angrenajului cu roţi dinţate cilindrice
221 Determinăm distanţa dintre axe aw [mm]
7
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
aw Ka(ired+1)
unde Ka este coeficientul distanţei dintre axe acceptăm Ka=430 - coeficientul lăţimii coroanei danturate acceptăm =032
KHB - coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea dintelui acceptăm KHB=10 [ pag 22]
ired ndash raportul de transmitere a reductorului ired=2 T2 ndash momentul de torsiune care acţioniază pe arboreal condus al
reductorului T2=22966 [Nmiddotm] - tensiunea admisibilă de contact a materialului roţii dinţate
=517 [Nmm2]
aw 43(2+1)
Conform şirului de numere normale acceptăm aw=110 [mm]222 Determinăm modulul de angrenare m [mm]
m
unde Km este coeficientul de modul acceptăm Km=58d2 [mm] ndash diametrul de divizare a roţii
d2 [mm]b2 [mm] ndash lă ţimea coroanei danturate a roţii care se determină din relaţiea
b2 [mm]Conform şirului de numere normale acceptăm b2=36
- tensiunea admisibilă de icircncovoere a roţii dinţate =19313[Nmm2]m [mm]
Acceptăm modulul m=3 [ tab 41 pag 23]223 Determinăm unghiul de icircnclinare al dinţilor βmin
βmin=arcsin (35mb2)=16957˚224 Determinăm numărul sumar de dinţi ai pinionului şi roţii dinţate ZΣ
ZΣ=z1+z2= dinţi
Acceptăm ZΣ=70 din ţi
225 Precizăm valoarea reală a unghiului de icircnclinare a dinţilor
β=arccos ˚
8
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
226 Determinăm numărul de dinţi a pinionului z1
z1= dinţi
Acceptăm z1=23 din ţi 227 Determinăm numărul de dinţi ai roţii dinţate z2
z2=ZΣ ndashz1=70-23=47 dinţiAcceptăm z2=47 din ţi 228 Determinăm raportul de transmitere real ireal şi verificăm abaterea i faţă de
raportul de transmitere ales iniţial ired
ireal= i 4 i= 100
229Determinăm distanţa dintre axe reală aw [mm]
aw= [mm]
229 Determinarea parametrilor geometrici de bază ai transmisiei
Tabelul 22 ndash Parametrii geometrici de bază ai transmisiei [mm]PARAMETRUL PINION ROATĂ
Dia
met
rul divizare d1=mz1cosβ=7228 d2=mz2cosβ=14771
exterior da1=d1+2m=7828 da2=d2+2m=15371
interior df1=d1ndash24m=6508 df2=d2ndash24m=14051
Lăţimea coroaneidanturate
b1=b2+4mm=40 b2=36
23 Calculul forţelor icircn angrenaj
Forţa tangenţială
9
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
pinion - Ft1=Ft2
roată - Forţa radială
pinion ndash Fr1=Fr2
roată - Forţa axială
pinion ndash Fa1=Fa2 roată -
24 Calculul de verificare al angrenajului
241 Verificăm distanţa dintre axe aw [mm]
aw [mm]242 Verificăm tensiunea de contact [ ]H2 [Nmm2]
Unde K este un coeficient complex acceptăm K=376 [ pag 27] Ft2 ndash forţa tangenţială din angrenaj Ft2=296558 [N] KH - COeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi Determinăm prealabil
viteza periferică a roţii dinţate v [ms]
v2 [ms]Stabilim treapta a 9-a de precizie pentru angrenajul proectat [tab44 pag 28] şi
acceptăm KH =111 KHv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KHv=101 [tab 44 pag 28]Mărimile T2 [Nm] [Nmm2] KH d2 [mm] b2 [mm] ired ndash [p221 pag 7]
w2 [s-1] ndash viteza unghiulară a arborelui condus[Nmm2]
Aşa cum lt iar aciastă subsarcină nu depăşeşte 10 putem trece la următoarea etapă a calculului de verificare
243 Verificăm tensiunile de icircncovoere a dinţilor [Nmm2]
10
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde m [mm] este modulul angrenării b2 [mm] ndash Lăţimea coroanei dinţate a roţii Ft [N] ndash forţa tangenţială din angrenaj [vezi tab 22 şi p 23] KF - coeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi acceptăm KF =10 KF - coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea dintelui
acceptăm KF =10 KFv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KFv=104 [ Tab 44 pag 28] YF1 şi YF2 ndash coeficienţii de formă ai dinţilor pinionului şi roţii dinţate care se
determină icircn dependenţă de numărul de dinţi echivalenţi zv1 şi zv2Deci acceptăm YF1=378 şi YF2=360 Y - voeficientul ce ţine cont de icircnclinarea dinţilor
Y
şi - tensiunile admisibile de icircncovoere ale pinionului şi roţii dinţate [Nmm2]
[Nmm2][Nmm2]
224 Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calculTabelul 23 ndash Rezultatele calculului de dimensionare a angrenajului cu roţi dinţate
cilindriceCALCULUL DE DIMENSIONARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valoarea Parametrul ValoareaDistanţa dintre axe aw [mm] 110 Modulul m [mm] 25Forma dintelui icircnclinat Diametrul cercului de divizare
Pinion d1
722814771Unghiul de icircnclinare a 1734
11
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
dintelui Roată d2
Lăţimea coroanei dinţate [mm]Pinion b1
Roată b2
4036
Diametrul cercului exteriorPinion da1
Roată da2
782815371
Numărul de dinţiPinion z1
Roată z2
2347
Diametrul cercului interiorPinion df1
Roată df2
650814051
CALCULUL DE VERIFICARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valori admisibile Valori calculate NotăTensiunile de contact
[Nmm2]517 515953 -020
Tensiunile de icircncovoere [Nmm2]
2204319313
944410231
-5715-4702
3CALCULUL ARBORILOR
31 Calculul de predimensionare Din condirsquoia de reyistenţă la răsucire şi icircn conformitate cu recomandările [
pag 55] determinăm prealabil diametrele minime ale arborilor
Tabelul 31 ndash determinarea prealabilă a diametrelor arborilor [mm]ARBORE-PINION ARBORELE ROŢII DINŢATE
12
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
acceptăm d1p=35 [mm] acceptăm d1a=400 [mm]Unde T1 şi T2 [Nm] sunt momentele de torsiune pe arbori (vezi tab 12)
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la răsucire [ pag 55]
32 Calculul de dimensionare 321 Alegerea prealabilă a rulmenţilor
Icircn conformitate cu recomandările [ tab 61 pag 57] alegem prealabil următorii rulmenţi [ tab S5 anexa 2]Tabelul 32 ndash alegerea prealabilă a rulmenţilor
Rulmentul (GOST 831-75)
simbolizarea Dimensiunile mm
d D BARBORE PINION
36207 35 72 17
ARBORE CONDUS36208 40 80 18
322 Elaborarea schiţei de dimensionare a reductorului cilindric Icircn corespundere cu schema cinematică a reductorului cilindric [sarcina tehnică] elaborăm schiţa acestuia luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag 58-65]
Efectuicircnd măsurările (calculele) corespunzătoare pe schiţa elaborată a reductorului (fig 31 a şi b) determinăm valorile distanţelor icircntre reazime necesară pentru calculul arborilor
l=L-2a [mm]unde a [mm] este distanţa de la partea frontală a rulmentului picircnă la punctul de aplicare a reacţiunilor care se determină din relaţia
a=05
Valorile dDB şi sunt prezentate icircn tab 32a)
13
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
b)
Figura 31 ndash schiţa reductorului cilindric
14
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Deci pentru arbore-pinion şi arborele condus vom avea următoarele valori ale distanţelor de aplicare a reacţiunilor
[mm] [mm]Astfel Lp=b1+2x+2Bp=92 [mm] La=b1+2x+2Ba=94 [mm]
lp=Lp-2ap=64 [mm] la=La-2aa=64 [mm]323 Calculul de dimensionare a arborelui-pinionDate ini ţiale d1=7228 [mm]- diametrul cercului de divizare Ft=3110[N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N] ndash forţele icircn angrenaj lp=64 [mm]distanţa de aplicare a reacţiunilor icircn reazime
Figura 32 ndash Schema de calcul a arborelui-pinion3231 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazemele A şi B (fig 32)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]
Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
[N]
15
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
3232 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 33) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQv=RAv=113585[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RAv∙0=0Pentru Z1=l1prarrMv(l1p)=RAv∙l1p=3634[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)Qv=RAv-Fr=-3915[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQo=RAo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RAo∙0=0Pentru Z1=l1prarrMo(l1p)=RAo∙l1p=4976[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)
Qo=RAo-Ft=1555[N]
16
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
3233 determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 33) ]n secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3234 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arbore-pinion care este egal cu T1=11957 [Nm] şi acţionează pe porţiunea arborelui de la intrare picircnă la locul fixării roţii dinţate (fig33)3235 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 33) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mech1 =
Mech3 =3236 Verificăm diametrul arborelui-pinion icircn secţiunea cea mai solicitată
Conform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mech2 =10881 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1p=350 [mm] vom avea
17
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1p [mm] trebue majorat cu circa 5
Deoarece icircn construcţia arborelui-pinion drsquo1p [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură aceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2p=30[mm]
18
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 33 ndash Schema de calcul a arborelui pinion324 Calculul de dimensionare a arborelui condusDate iniţiale d2=14771 [mm] ndash diametrul cercului de divizareFt=3110 [N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N]Forţele icircn angrenajla=64 [mm] ndash distanţa de aplicare a reacţiunilor
Figura 34 ndash Schema de calcul a arborelui condus3241 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazime (fig 34)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
19
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
[N]
3242 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 34) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQv=RCv=53305[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RCv∙0=0Pentru Z1=l1ararrMv(l1a)=RCv∙l1a=1705[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)Qv=RCv+Fr=1708[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQo=RCo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RCo∙0=0Pentru Z1=l1ararrMo(l1a)=RCo∙l1a=4976[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)
20
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
INTRODUCERE 31 ALEGEREA MOTORULUI ELECTRIC ŞI CALCULUL CINEMATIC
AL MECANISMULUI DE ACŢIONARE 4 Alegerea motorului electric 4 Determinarea şi distribuirea raportului total de transmitere al MA 4 Determinarea parametrilor cinematici şi de forţă ai arborilor MA 5
2 CALCULUL DE PROECT AL ANGRENAJULUI REDUCTORULUI helliphelliphellip 6
Alegerea materialului angrenajului şi determinarea tensiunilor Admisibile helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Dimensionarea angrenajului cu roşi dinţate cilindricehelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 Calculul forţelor icircn angrenaj 10 Calculul de verificare al angrenajului 10
3 CALCULUL ARBORILOR 10
Calculul de predimensionare 13 Calculul de diminsionare 13Alegerea prealabilă a rulmenţilor 13 Elaborarea schiţei de dimensionare a reductorului 13 Calculul de dimensionare a arborelui-pinion 16Calculul de dimensionare a arborelui condus 21Proectarea constructivă a arborilor 25
4 CALCULUL RULMENŢILOR 26
Determinarea duratei de funcţionare necesar pentru MA 26Determinarea capacităţii dinamicii portante necesare a rulmenţilor 26
421 Capacitatea portantă dinamică necesară pentru rulmenţii arborelui pinion 26 422 Capacitatea portantă dinamică necesară pentru rulmenţii arborelui condus 27
43 Alegerea finală a rulmenţilor 28
5 PROECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE 28
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ 29
61 Calculul asamblării prin pană pentru arbore-pinion 29 62 Calculul asamblării prin pană pentru arbore condus 31 7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREA33 8 ALEGEREA CUPLAJULUI35
BIBLIOGRAFIE 36
2
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
INTRODUCERE
Proectul de an este elaborat conform programului de icircnvăţămicircnt la disciplina Bazele Proiectării Maşinilorrdquo
Proectul de an are drept scop De a oferi posibilitatea de aplicare practică a metodelor de calcul şi proectare
ale organelor de maşini De a contribui la consolidarea şi generalizarea cunoştinţelor teoretice
accumulate aplicicircndu-le la rezolvarea unei probleme inginereşti concrete dezvoltă aplitudinile de analiză şi selectre creativă a soluţiilor optime capacităţile de calcul ingineresc şi proectare deprinderile de a lucra cu literatura tehnică de specialitate
3
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
1ALEGEREA MOTORULUI ELECTRIC ŞI CALCULUL CINEMATIC AL MECANISMULUI DE ACŢIONARE
11 Alegerea motorului electric111 Determinăm puterea necesară organului de lucru (OL) din cadrul maşinii
proectate Pol [kw]Pol=Ft∙vol
Unde Ft este forţa de tracţiune a OL Ft=4 [kN]Vol ndashviteza liniară a OL Vol=072 [ms]
Pol=4072=288 [kw]112 Determinăm randamentul orientativ a mecanismului de acţionare (MA) ηma
ηma= ηc∙ηcil∙ηtd∙η Unde ηc ndash randamentul cuplajului acceptăm ηc=098ηcil ndash randamentul angrenajului reductarului (redactor cu roţi dinţate cilindrice) acceptăm ηcil=097ηtd ndash randamentul transmisiei deschise acceptăm ηtd=096ηrul ndash randamentul unei perechi de rulmenţi acceptăm ηrul=099
ηma=098∙097∙096∙0993=0885113 Determinăm puterea necesară pe arborelui motorului electric (ME) Pme
[kw]
Pme= = =3252 [kw]
114 Determinăm puterea nominală a ME ndash Pnom [kw]Icircn conformitate cu recomandările [anexa A2 tab S3] acceptăm icircn continuare
Pnom=3 [kw]115 Alegem prealabil tipul motorului electric
Deoarece pentru Pnom=3 [kw] icirci corespunde mai multe tipuri de ME cu număr diferit de turaţii Icircn conformitate cu recomandările [anexa A2 tab S3] alegem prealabil următoarele două motoare electrice
Tabelul 11 ndash Caracteristica ethnică pentru două variante de ME alese prealabil
varianta Modelul MECaracteristica tehnică
Puterea nominalăPnom [kw]
Turaţia asincronicănasin [rot∙min]
Turaţia nominalănnom [rotmin]
1 4AM100S4Y33
1500 14352 4AM112MA6Y3 1000 955
12 Determinarea şi distribuirea raportului total de transmitere al MA
4
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
121 Determinăm turaţia arborelui OL ndash nol [rotmin]
nol=
unde vol - este viteza OL vol=09 [ms]D ndash diametrul tobei D=225 [mm]
nol= =123428 [rotmin]
122 Determinăm rapoertele de transmitere ale MA pentru ambele variante de ME ima1 şi ima2
ima1= = ima2=
123 Determinăm rapoartele de transmitere ale treptelor MAima=ired∙ itd ima=23868=7737
unde ired itd sunt rapoartele de transmitere ale reductorului şi respectiv ale transmisiei prin curea Icircn conformitate cu recomandările [tab 22 pag 15] acceptăm ired=2Din relaţiea de mai sus determinăm valorile itd1 şi itd2 pentru cele două variante propuse
itd1= itd2=
Deoarece valoarea itd1 iese icircn afara limitei recomandate pentru cazul transmisiei prin curea icircn corespundere cu [tab 22 pag15] acceptăm a doua variantă a motorului electric Astfel icircn final alegem motorul electric 100L6950Pnom=3 [kw]nnom=955 [rotmin] rapoartele de transmitere
Reductorul cilindric ired=2 Transmisia prin curea itd=3868 Mecanismul de acţionare ima=7737
13 Determinarea parametrilor cinematici şi de forţă ai arborilor MA
Icircn corespundere cu schema cinematică MA [sarcina de proectare] pentru calculul cinematic vom avea următoarea schemă de calcul
Motor electricrarrTransmisie prin cureararrReductorrarrCuplajrarrOrgan de lucru
Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calcul (vezi tab 12)
Tabelul 12 ndash Parametrii cinematici şi de forţă ai MA
5
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Parame-trul
Arb
ore Consecutivitatea legăturii elementelor mecanismului de acţionare
conform schemei cinematiceMotor electricrarr Transmisie deschisă rarrReductorrarr Cuplaj rarrOrgan de lucru
merarr td rarrredrarr c rarrol
Put
erea
P[
kw]
me Pnom=3 [kw]
IP1=Pnommiddot =3091
II P2=P1middot =2968
ol Pol=P2middot =288
Tur
aţia
n [
rotmiddotm
in]
Vit
aza
ungh
iula
ră w
[s
-1] me nnom=955 wnom= =100007
In1=nnom=246857 w1=2585
IIn2=
w2=12925
ol nol=123428 wol=12925
Mom
entu
l de
tors
iune
T
[N
m]
meTnom=
IT1=119577
II
T2
ol
Tol
2 Calculul de proect al angrenajului reductorului
6
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
21 Alegerea materialului angrenajului şi determinarea tensiunilor admisibile
211 Alegerea materialului roţilor dinţate a durităţii şi tratamentului termicAlegerea materialului tratamentului termic şi a durităţii perechii de roţi care
angrenează poate fi efectuată conform recomandărilor din [tab32 pag 18] iar proprietăţile mecanice ale materialului ales ndash [ tab 33 pag 19]
Conform acestor recomandări alegem marca oţelului pentru fabricarea pinionului şi a roţii dinţate ndash oţel 40X duritatea lt=350HB
Diferenţa durităţii medii HB1 med ndash HB2 med=20hellip50 Proprietăţile mecanice ale oţelului 45 vor fi- Duritatea 269-302HB- Tratamentul termic icircnbunătăţire- Dimensiunile limită ale semifabricatului Dlim 125 mmDeterminăm duritatea medie a dinţilor pinionului şi roţii dinţate
Pinion ndash HB1 med=(HBmin+HBmax)2=(269+302)2=2855 Roată ndash HB2 med=2855-(20hellip50) 250
212 Determinăm tensiunile admisibile de contact pentru pinion şi roată [Nmm2]
Pinion - =18HB1 med+67=18middot216+67=5809 [Nmm2] Roată - =18HB2 med+67=18middot190+67=517 [Nmm2]
213 Determinăm tensiunile admisibile de icircncovoere pentru pinion şi roată [Nmm2]
Pinion - =103HB1 med=103middot2855=29391 [Nmm2] Roată - =103HB2 med=103middot1250=2575 [Nmm2]
Deoarece transmisia este reversibilă se micşorează cu 25 Pinion - =075middot29391 =22043 [Nmm2] Roată - =075middot2575 =19313 [Nmm2]
214 Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calcul
Tabelul 21 ndash Caracteristicile mecanice a materialului transmisiei
Elementul transmisiei
Marcaoţelului
Dlim [mm]
Tratamenttermic
HB1 med
HB2 med [Nmm2]1 pinion 40x lt125 calire 2855 5809 220432 roată dinţată 250 5170 19313
22 Dimensionarea angrenajului cu roţi dinţate cilindrice
221 Determinăm distanţa dintre axe aw [mm]
7
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
aw Ka(ired+1)
unde Ka este coeficientul distanţei dintre axe acceptăm Ka=430 - coeficientul lăţimii coroanei danturate acceptăm =032
KHB - coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea dintelui acceptăm KHB=10 [ pag 22]
ired ndash raportul de transmitere a reductorului ired=2 T2 ndash momentul de torsiune care acţioniază pe arboreal condus al
reductorului T2=22966 [Nmiddotm] - tensiunea admisibilă de contact a materialului roţii dinţate
=517 [Nmm2]
aw 43(2+1)
Conform şirului de numere normale acceptăm aw=110 [mm]222 Determinăm modulul de angrenare m [mm]
m
unde Km este coeficientul de modul acceptăm Km=58d2 [mm] ndash diametrul de divizare a roţii
d2 [mm]b2 [mm] ndash lă ţimea coroanei danturate a roţii care se determină din relaţiea
b2 [mm]Conform şirului de numere normale acceptăm b2=36
- tensiunea admisibilă de icircncovoere a roţii dinţate =19313[Nmm2]m [mm]
Acceptăm modulul m=3 [ tab 41 pag 23]223 Determinăm unghiul de icircnclinare al dinţilor βmin
βmin=arcsin (35mb2)=16957˚224 Determinăm numărul sumar de dinţi ai pinionului şi roţii dinţate ZΣ
ZΣ=z1+z2= dinţi
Acceptăm ZΣ=70 din ţi
225 Precizăm valoarea reală a unghiului de icircnclinare a dinţilor
β=arccos ˚
8
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
226 Determinăm numărul de dinţi a pinionului z1
z1= dinţi
Acceptăm z1=23 din ţi 227 Determinăm numărul de dinţi ai roţii dinţate z2
z2=ZΣ ndashz1=70-23=47 dinţiAcceptăm z2=47 din ţi 228 Determinăm raportul de transmitere real ireal şi verificăm abaterea i faţă de
raportul de transmitere ales iniţial ired
ireal= i 4 i= 100
229Determinăm distanţa dintre axe reală aw [mm]
aw= [mm]
229 Determinarea parametrilor geometrici de bază ai transmisiei
Tabelul 22 ndash Parametrii geometrici de bază ai transmisiei [mm]PARAMETRUL PINION ROATĂ
Dia
met
rul divizare d1=mz1cosβ=7228 d2=mz2cosβ=14771
exterior da1=d1+2m=7828 da2=d2+2m=15371
interior df1=d1ndash24m=6508 df2=d2ndash24m=14051
Lăţimea coroaneidanturate
b1=b2+4mm=40 b2=36
23 Calculul forţelor icircn angrenaj
Forţa tangenţială
9
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
pinion - Ft1=Ft2
roată - Forţa radială
pinion ndash Fr1=Fr2
roată - Forţa axială
pinion ndash Fa1=Fa2 roată -
24 Calculul de verificare al angrenajului
241 Verificăm distanţa dintre axe aw [mm]
aw [mm]242 Verificăm tensiunea de contact [ ]H2 [Nmm2]
Unde K este un coeficient complex acceptăm K=376 [ pag 27] Ft2 ndash forţa tangenţială din angrenaj Ft2=296558 [N] KH - COeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi Determinăm prealabil
viteza periferică a roţii dinţate v [ms]
v2 [ms]Stabilim treapta a 9-a de precizie pentru angrenajul proectat [tab44 pag 28] şi
acceptăm KH =111 KHv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KHv=101 [tab 44 pag 28]Mărimile T2 [Nm] [Nmm2] KH d2 [mm] b2 [mm] ired ndash [p221 pag 7]
w2 [s-1] ndash viteza unghiulară a arborelui condus[Nmm2]
Aşa cum lt iar aciastă subsarcină nu depăşeşte 10 putem trece la următoarea etapă a calculului de verificare
243 Verificăm tensiunile de icircncovoere a dinţilor [Nmm2]
10
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde m [mm] este modulul angrenării b2 [mm] ndash Lăţimea coroanei dinţate a roţii Ft [N] ndash forţa tangenţială din angrenaj [vezi tab 22 şi p 23] KF - coeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi acceptăm KF =10 KF - coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea dintelui
acceptăm KF =10 KFv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KFv=104 [ Tab 44 pag 28] YF1 şi YF2 ndash coeficienţii de formă ai dinţilor pinionului şi roţii dinţate care se
determină icircn dependenţă de numărul de dinţi echivalenţi zv1 şi zv2Deci acceptăm YF1=378 şi YF2=360 Y - voeficientul ce ţine cont de icircnclinarea dinţilor
Y
şi - tensiunile admisibile de icircncovoere ale pinionului şi roţii dinţate [Nmm2]
[Nmm2][Nmm2]
224 Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calculTabelul 23 ndash Rezultatele calculului de dimensionare a angrenajului cu roţi dinţate
cilindriceCALCULUL DE DIMENSIONARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valoarea Parametrul ValoareaDistanţa dintre axe aw [mm] 110 Modulul m [mm] 25Forma dintelui icircnclinat Diametrul cercului de divizare
Pinion d1
722814771Unghiul de icircnclinare a 1734
11
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
dintelui Roată d2
Lăţimea coroanei dinţate [mm]Pinion b1
Roată b2
4036
Diametrul cercului exteriorPinion da1
Roată da2
782815371
Numărul de dinţiPinion z1
Roată z2
2347
Diametrul cercului interiorPinion df1
Roată df2
650814051
CALCULUL DE VERIFICARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valori admisibile Valori calculate NotăTensiunile de contact
[Nmm2]517 515953 -020
Tensiunile de icircncovoere [Nmm2]
2204319313
944410231
-5715-4702
3CALCULUL ARBORILOR
31 Calculul de predimensionare Din condirsquoia de reyistenţă la răsucire şi icircn conformitate cu recomandările [
pag 55] determinăm prealabil diametrele minime ale arborilor
Tabelul 31 ndash determinarea prealabilă a diametrelor arborilor [mm]ARBORE-PINION ARBORELE ROŢII DINŢATE
12
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
acceptăm d1p=35 [mm] acceptăm d1a=400 [mm]Unde T1 şi T2 [Nm] sunt momentele de torsiune pe arbori (vezi tab 12)
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la răsucire [ pag 55]
32 Calculul de dimensionare 321 Alegerea prealabilă a rulmenţilor
Icircn conformitate cu recomandările [ tab 61 pag 57] alegem prealabil următorii rulmenţi [ tab S5 anexa 2]Tabelul 32 ndash alegerea prealabilă a rulmenţilor
Rulmentul (GOST 831-75)
simbolizarea Dimensiunile mm
d D BARBORE PINION
36207 35 72 17
ARBORE CONDUS36208 40 80 18
322 Elaborarea schiţei de dimensionare a reductorului cilindric Icircn corespundere cu schema cinematică a reductorului cilindric [sarcina tehnică] elaborăm schiţa acestuia luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag 58-65]
Efectuicircnd măsurările (calculele) corespunzătoare pe schiţa elaborată a reductorului (fig 31 a şi b) determinăm valorile distanţelor icircntre reazime necesară pentru calculul arborilor
l=L-2a [mm]unde a [mm] este distanţa de la partea frontală a rulmentului picircnă la punctul de aplicare a reacţiunilor care se determină din relaţia
a=05
Valorile dDB şi sunt prezentate icircn tab 32a)
13
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
b)
Figura 31 ndash schiţa reductorului cilindric
14
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Deci pentru arbore-pinion şi arborele condus vom avea următoarele valori ale distanţelor de aplicare a reacţiunilor
[mm] [mm]Astfel Lp=b1+2x+2Bp=92 [mm] La=b1+2x+2Ba=94 [mm]
lp=Lp-2ap=64 [mm] la=La-2aa=64 [mm]323 Calculul de dimensionare a arborelui-pinionDate ini ţiale d1=7228 [mm]- diametrul cercului de divizare Ft=3110[N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N] ndash forţele icircn angrenaj lp=64 [mm]distanţa de aplicare a reacţiunilor icircn reazime
Figura 32 ndash Schema de calcul a arborelui-pinion3231 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazemele A şi B (fig 32)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]
Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
[N]
15
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
3232 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 33) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQv=RAv=113585[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RAv∙0=0Pentru Z1=l1prarrMv(l1p)=RAv∙l1p=3634[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)Qv=RAv-Fr=-3915[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQo=RAo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RAo∙0=0Pentru Z1=l1prarrMo(l1p)=RAo∙l1p=4976[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)
Qo=RAo-Ft=1555[N]
16
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
3233 determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 33) ]n secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3234 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arbore-pinion care este egal cu T1=11957 [Nm] şi acţionează pe porţiunea arborelui de la intrare picircnă la locul fixării roţii dinţate (fig33)3235 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 33) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mech1 =
Mech3 =3236 Verificăm diametrul arborelui-pinion icircn secţiunea cea mai solicitată
Conform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mech2 =10881 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1p=350 [mm] vom avea
17
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1p [mm] trebue majorat cu circa 5
Deoarece icircn construcţia arborelui-pinion drsquo1p [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură aceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2p=30[mm]
18
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 33 ndash Schema de calcul a arborelui pinion324 Calculul de dimensionare a arborelui condusDate iniţiale d2=14771 [mm] ndash diametrul cercului de divizareFt=3110 [N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N]Forţele icircn angrenajla=64 [mm] ndash distanţa de aplicare a reacţiunilor
Figura 34 ndash Schema de calcul a arborelui condus3241 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazime (fig 34)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
19
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
[N]
3242 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 34) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQv=RCv=53305[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RCv∙0=0Pentru Z1=l1ararrMv(l1a)=RCv∙l1a=1705[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)Qv=RCv+Fr=1708[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQo=RCo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RCo∙0=0Pentru Z1=l1ararrMo(l1a)=RCo∙l1a=4976[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)
20
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
INTRODUCERE
Proectul de an este elaborat conform programului de icircnvăţămicircnt la disciplina Bazele Proiectării Maşinilorrdquo
Proectul de an are drept scop De a oferi posibilitatea de aplicare practică a metodelor de calcul şi proectare
ale organelor de maşini De a contribui la consolidarea şi generalizarea cunoştinţelor teoretice
accumulate aplicicircndu-le la rezolvarea unei probleme inginereşti concrete dezvoltă aplitudinile de analiză şi selectre creativă a soluţiilor optime capacităţile de calcul ingineresc şi proectare deprinderile de a lucra cu literatura tehnică de specialitate
3
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
1ALEGEREA MOTORULUI ELECTRIC ŞI CALCULUL CINEMATIC AL MECANISMULUI DE ACŢIONARE
11 Alegerea motorului electric111 Determinăm puterea necesară organului de lucru (OL) din cadrul maşinii
proectate Pol [kw]Pol=Ft∙vol
Unde Ft este forţa de tracţiune a OL Ft=4 [kN]Vol ndashviteza liniară a OL Vol=072 [ms]
Pol=4072=288 [kw]112 Determinăm randamentul orientativ a mecanismului de acţionare (MA) ηma
ηma= ηc∙ηcil∙ηtd∙η Unde ηc ndash randamentul cuplajului acceptăm ηc=098ηcil ndash randamentul angrenajului reductarului (redactor cu roţi dinţate cilindrice) acceptăm ηcil=097ηtd ndash randamentul transmisiei deschise acceptăm ηtd=096ηrul ndash randamentul unei perechi de rulmenţi acceptăm ηrul=099
ηma=098∙097∙096∙0993=0885113 Determinăm puterea necesară pe arborelui motorului electric (ME) Pme
[kw]
Pme= = =3252 [kw]
114 Determinăm puterea nominală a ME ndash Pnom [kw]Icircn conformitate cu recomandările [anexa A2 tab S3] acceptăm icircn continuare
Pnom=3 [kw]115 Alegem prealabil tipul motorului electric
Deoarece pentru Pnom=3 [kw] icirci corespunde mai multe tipuri de ME cu număr diferit de turaţii Icircn conformitate cu recomandările [anexa A2 tab S3] alegem prealabil următoarele două motoare electrice
Tabelul 11 ndash Caracteristica ethnică pentru două variante de ME alese prealabil
varianta Modelul MECaracteristica tehnică
Puterea nominalăPnom [kw]
Turaţia asincronicănasin [rot∙min]
Turaţia nominalănnom [rotmin]
1 4AM100S4Y33
1500 14352 4AM112MA6Y3 1000 955
12 Determinarea şi distribuirea raportului total de transmitere al MA
4
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
121 Determinăm turaţia arborelui OL ndash nol [rotmin]
nol=
unde vol - este viteza OL vol=09 [ms]D ndash diametrul tobei D=225 [mm]
nol= =123428 [rotmin]
122 Determinăm rapoertele de transmitere ale MA pentru ambele variante de ME ima1 şi ima2
ima1= = ima2=
123 Determinăm rapoartele de transmitere ale treptelor MAima=ired∙ itd ima=23868=7737
unde ired itd sunt rapoartele de transmitere ale reductorului şi respectiv ale transmisiei prin curea Icircn conformitate cu recomandările [tab 22 pag 15] acceptăm ired=2Din relaţiea de mai sus determinăm valorile itd1 şi itd2 pentru cele două variante propuse
itd1= itd2=
Deoarece valoarea itd1 iese icircn afara limitei recomandate pentru cazul transmisiei prin curea icircn corespundere cu [tab 22 pag15] acceptăm a doua variantă a motorului electric Astfel icircn final alegem motorul electric 100L6950Pnom=3 [kw]nnom=955 [rotmin] rapoartele de transmitere
Reductorul cilindric ired=2 Transmisia prin curea itd=3868 Mecanismul de acţionare ima=7737
13 Determinarea parametrilor cinematici şi de forţă ai arborilor MA
Icircn corespundere cu schema cinematică MA [sarcina de proectare] pentru calculul cinematic vom avea următoarea schemă de calcul
Motor electricrarrTransmisie prin cureararrReductorrarrCuplajrarrOrgan de lucru
Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calcul (vezi tab 12)
Tabelul 12 ndash Parametrii cinematici şi de forţă ai MA
5
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Parame-trul
Arb
ore Consecutivitatea legăturii elementelor mecanismului de acţionare
conform schemei cinematiceMotor electricrarr Transmisie deschisă rarrReductorrarr Cuplaj rarrOrgan de lucru
merarr td rarrredrarr c rarrol
Put
erea
P[
kw]
me Pnom=3 [kw]
IP1=Pnommiddot =3091
II P2=P1middot =2968
ol Pol=P2middot =288
Tur
aţia
n [
rotmiddotm
in]
Vit
aza
ungh
iula
ră w
[s
-1] me nnom=955 wnom= =100007
In1=nnom=246857 w1=2585
IIn2=
w2=12925
ol nol=123428 wol=12925
Mom
entu
l de
tors
iune
T
[N
m]
meTnom=
IT1=119577
II
T2
ol
Tol
2 Calculul de proect al angrenajului reductorului
6
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
21 Alegerea materialului angrenajului şi determinarea tensiunilor admisibile
211 Alegerea materialului roţilor dinţate a durităţii şi tratamentului termicAlegerea materialului tratamentului termic şi a durităţii perechii de roţi care
angrenează poate fi efectuată conform recomandărilor din [tab32 pag 18] iar proprietăţile mecanice ale materialului ales ndash [ tab 33 pag 19]
Conform acestor recomandări alegem marca oţelului pentru fabricarea pinionului şi a roţii dinţate ndash oţel 40X duritatea lt=350HB
Diferenţa durităţii medii HB1 med ndash HB2 med=20hellip50 Proprietăţile mecanice ale oţelului 45 vor fi- Duritatea 269-302HB- Tratamentul termic icircnbunătăţire- Dimensiunile limită ale semifabricatului Dlim 125 mmDeterminăm duritatea medie a dinţilor pinionului şi roţii dinţate
Pinion ndash HB1 med=(HBmin+HBmax)2=(269+302)2=2855 Roată ndash HB2 med=2855-(20hellip50) 250
212 Determinăm tensiunile admisibile de contact pentru pinion şi roată [Nmm2]
Pinion - =18HB1 med+67=18middot216+67=5809 [Nmm2] Roată - =18HB2 med+67=18middot190+67=517 [Nmm2]
213 Determinăm tensiunile admisibile de icircncovoere pentru pinion şi roată [Nmm2]
Pinion - =103HB1 med=103middot2855=29391 [Nmm2] Roată - =103HB2 med=103middot1250=2575 [Nmm2]
Deoarece transmisia este reversibilă se micşorează cu 25 Pinion - =075middot29391 =22043 [Nmm2] Roată - =075middot2575 =19313 [Nmm2]
214 Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calcul
Tabelul 21 ndash Caracteristicile mecanice a materialului transmisiei
Elementul transmisiei
Marcaoţelului
Dlim [mm]
Tratamenttermic
HB1 med
HB2 med [Nmm2]1 pinion 40x lt125 calire 2855 5809 220432 roată dinţată 250 5170 19313
22 Dimensionarea angrenajului cu roţi dinţate cilindrice
221 Determinăm distanţa dintre axe aw [mm]
7
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
aw Ka(ired+1)
unde Ka este coeficientul distanţei dintre axe acceptăm Ka=430 - coeficientul lăţimii coroanei danturate acceptăm =032
KHB - coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea dintelui acceptăm KHB=10 [ pag 22]
ired ndash raportul de transmitere a reductorului ired=2 T2 ndash momentul de torsiune care acţioniază pe arboreal condus al
reductorului T2=22966 [Nmiddotm] - tensiunea admisibilă de contact a materialului roţii dinţate
=517 [Nmm2]
aw 43(2+1)
Conform şirului de numere normale acceptăm aw=110 [mm]222 Determinăm modulul de angrenare m [mm]
m
unde Km este coeficientul de modul acceptăm Km=58d2 [mm] ndash diametrul de divizare a roţii
d2 [mm]b2 [mm] ndash lă ţimea coroanei danturate a roţii care se determină din relaţiea
b2 [mm]Conform şirului de numere normale acceptăm b2=36
- tensiunea admisibilă de icircncovoere a roţii dinţate =19313[Nmm2]m [mm]
Acceptăm modulul m=3 [ tab 41 pag 23]223 Determinăm unghiul de icircnclinare al dinţilor βmin
βmin=arcsin (35mb2)=16957˚224 Determinăm numărul sumar de dinţi ai pinionului şi roţii dinţate ZΣ
ZΣ=z1+z2= dinţi
Acceptăm ZΣ=70 din ţi
225 Precizăm valoarea reală a unghiului de icircnclinare a dinţilor
β=arccos ˚
8
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
226 Determinăm numărul de dinţi a pinionului z1
z1= dinţi
Acceptăm z1=23 din ţi 227 Determinăm numărul de dinţi ai roţii dinţate z2
z2=ZΣ ndashz1=70-23=47 dinţiAcceptăm z2=47 din ţi 228 Determinăm raportul de transmitere real ireal şi verificăm abaterea i faţă de
raportul de transmitere ales iniţial ired
ireal= i 4 i= 100
229Determinăm distanţa dintre axe reală aw [mm]
aw= [mm]
229 Determinarea parametrilor geometrici de bază ai transmisiei
Tabelul 22 ndash Parametrii geometrici de bază ai transmisiei [mm]PARAMETRUL PINION ROATĂ
Dia
met
rul divizare d1=mz1cosβ=7228 d2=mz2cosβ=14771
exterior da1=d1+2m=7828 da2=d2+2m=15371
interior df1=d1ndash24m=6508 df2=d2ndash24m=14051
Lăţimea coroaneidanturate
b1=b2+4mm=40 b2=36
23 Calculul forţelor icircn angrenaj
Forţa tangenţială
9
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
pinion - Ft1=Ft2
roată - Forţa radială
pinion ndash Fr1=Fr2
roată - Forţa axială
pinion ndash Fa1=Fa2 roată -
24 Calculul de verificare al angrenajului
241 Verificăm distanţa dintre axe aw [mm]
aw [mm]242 Verificăm tensiunea de contact [ ]H2 [Nmm2]
Unde K este un coeficient complex acceptăm K=376 [ pag 27] Ft2 ndash forţa tangenţială din angrenaj Ft2=296558 [N] KH - COeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi Determinăm prealabil
viteza periferică a roţii dinţate v [ms]
v2 [ms]Stabilim treapta a 9-a de precizie pentru angrenajul proectat [tab44 pag 28] şi
acceptăm KH =111 KHv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KHv=101 [tab 44 pag 28]Mărimile T2 [Nm] [Nmm2] KH d2 [mm] b2 [mm] ired ndash [p221 pag 7]
w2 [s-1] ndash viteza unghiulară a arborelui condus[Nmm2]
Aşa cum lt iar aciastă subsarcină nu depăşeşte 10 putem trece la următoarea etapă a calculului de verificare
243 Verificăm tensiunile de icircncovoere a dinţilor [Nmm2]
10
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde m [mm] este modulul angrenării b2 [mm] ndash Lăţimea coroanei dinţate a roţii Ft [N] ndash forţa tangenţială din angrenaj [vezi tab 22 şi p 23] KF - coeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi acceptăm KF =10 KF - coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea dintelui
acceptăm KF =10 KFv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KFv=104 [ Tab 44 pag 28] YF1 şi YF2 ndash coeficienţii de formă ai dinţilor pinionului şi roţii dinţate care se
determină icircn dependenţă de numărul de dinţi echivalenţi zv1 şi zv2Deci acceptăm YF1=378 şi YF2=360 Y - voeficientul ce ţine cont de icircnclinarea dinţilor
Y
şi - tensiunile admisibile de icircncovoere ale pinionului şi roţii dinţate [Nmm2]
[Nmm2][Nmm2]
224 Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calculTabelul 23 ndash Rezultatele calculului de dimensionare a angrenajului cu roţi dinţate
cilindriceCALCULUL DE DIMENSIONARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valoarea Parametrul ValoareaDistanţa dintre axe aw [mm] 110 Modulul m [mm] 25Forma dintelui icircnclinat Diametrul cercului de divizare
Pinion d1
722814771Unghiul de icircnclinare a 1734
11
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
dintelui Roată d2
Lăţimea coroanei dinţate [mm]Pinion b1
Roată b2
4036
Diametrul cercului exteriorPinion da1
Roată da2
782815371
Numărul de dinţiPinion z1
Roată z2
2347
Diametrul cercului interiorPinion df1
Roată df2
650814051
CALCULUL DE VERIFICARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valori admisibile Valori calculate NotăTensiunile de contact
[Nmm2]517 515953 -020
Tensiunile de icircncovoere [Nmm2]
2204319313
944410231
-5715-4702
3CALCULUL ARBORILOR
31 Calculul de predimensionare Din condirsquoia de reyistenţă la răsucire şi icircn conformitate cu recomandările [
pag 55] determinăm prealabil diametrele minime ale arborilor
Tabelul 31 ndash determinarea prealabilă a diametrelor arborilor [mm]ARBORE-PINION ARBORELE ROŢII DINŢATE
12
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
acceptăm d1p=35 [mm] acceptăm d1a=400 [mm]Unde T1 şi T2 [Nm] sunt momentele de torsiune pe arbori (vezi tab 12)
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la răsucire [ pag 55]
32 Calculul de dimensionare 321 Alegerea prealabilă a rulmenţilor
Icircn conformitate cu recomandările [ tab 61 pag 57] alegem prealabil următorii rulmenţi [ tab S5 anexa 2]Tabelul 32 ndash alegerea prealabilă a rulmenţilor
Rulmentul (GOST 831-75)
simbolizarea Dimensiunile mm
d D BARBORE PINION
36207 35 72 17
ARBORE CONDUS36208 40 80 18
322 Elaborarea schiţei de dimensionare a reductorului cilindric Icircn corespundere cu schema cinematică a reductorului cilindric [sarcina tehnică] elaborăm schiţa acestuia luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag 58-65]
Efectuicircnd măsurările (calculele) corespunzătoare pe schiţa elaborată a reductorului (fig 31 a şi b) determinăm valorile distanţelor icircntre reazime necesară pentru calculul arborilor
l=L-2a [mm]unde a [mm] este distanţa de la partea frontală a rulmentului picircnă la punctul de aplicare a reacţiunilor care se determină din relaţia
a=05
Valorile dDB şi sunt prezentate icircn tab 32a)
13
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
b)
Figura 31 ndash schiţa reductorului cilindric
14
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Deci pentru arbore-pinion şi arborele condus vom avea următoarele valori ale distanţelor de aplicare a reacţiunilor
[mm] [mm]Astfel Lp=b1+2x+2Bp=92 [mm] La=b1+2x+2Ba=94 [mm]
lp=Lp-2ap=64 [mm] la=La-2aa=64 [mm]323 Calculul de dimensionare a arborelui-pinionDate ini ţiale d1=7228 [mm]- diametrul cercului de divizare Ft=3110[N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N] ndash forţele icircn angrenaj lp=64 [mm]distanţa de aplicare a reacţiunilor icircn reazime
Figura 32 ndash Schema de calcul a arborelui-pinion3231 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazemele A şi B (fig 32)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]
Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
[N]
15
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
3232 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 33) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQv=RAv=113585[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RAv∙0=0Pentru Z1=l1prarrMv(l1p)=RAv∙l1p=3634[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)Qv=RAv-Fr=-3915[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQo=RAo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RAo∙0=0Pentru Z1=l1prarrMo(l1p)=RAo∙l1p=4976[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)
Qo=RAo-Ft=1555[N]
16
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
3233 determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 33) ]n secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3234 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arbore-pinion care este egal cu T1=11957 [Nm] şi acţionează pe porţiunea arborelui de la intrare picircnă la locul fixării roţii dinţate (fig33)3235 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 33) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mech1 =
Mech3 =3236 Verificăm diametrul arborelui-pinion icircn secţiunea cea mai solicitată
Conform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mech2 =10881 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1p=350 [mm] vom avea
17
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1p [mm] trebue majorat cu circa 5
Deoarece icircn construcţia arborelui-pinion drsquo1p [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură aceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2p=30[mm]
18
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 33 ndash Schema de calcul a arborelui pinion324 Calculul de dimensionare a arborelui condusDate iniţiale d2=14771 [mm] ndash diametrul cercului de divizareFt=3110 [N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N]Forţele icircn angrenajla=64 [mm] ndash distanţa de aplicare a reacţiunilor
Figura 34 ndash Schema de calcul a arborelui condus3241 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazime (fig 34)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
19
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
[N]
3242 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 34) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQv=RCv=53305[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RCv∙0=0Pentru Z1=l1ararrMv(l1a)=RCv∙l1a=1705[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)Qv=RCv+Fr=1708[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQo=RCo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RCo∙0=0Pentru Z1=l1ararrMo(l1a)=RCo∙l1a=4976[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)
20
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
1ALEGEREA MOTORULUI ELECTRIC ŞI CALCULUL CINEMATIC AL MECANISMULUI DE ACŢIONARE
11 Alegerea motorului electric111 Determinăm puterea necesară organului de lucru (OL) din cadrul maşinii
proectate Pol [kw]Pol=Ft∙vol
Unde Ft este forţa de tracţiune a OL Ft=4 [kN]Vol ndashviteza liniară a OL Vol=072 [ms]
Pol=4072=288 [kw]112 Determinăm randamentul orientativ a mecanismului de acţionare (MA) ηma
ηma= ηc∙ηcil∙ηtd∙η Unde ηc ndash randamentul cuplajului acceptăm ηc=098ηcil ndash randamentul angrenajului reductarului (redactor cu roţi dinţate cilindrice) acceptăm ηcil=097ηtd ndash randamentul transmisiei deschise acceptăm ηtd=096ηrul ndash randamentul unei perechi de rulmenţi acceptăm ηrul=099
ηma=098∙097∙096∙0993=0885113 Determinăm puterea necesară pe arborelui motorului electric (ME) Pme
[kw]
Pme= = =3252 [kw]
114 Determinăm puterea nominală a ME ndash Pnom [kw]Icircn conformitate cu recomandările [anexa A2 tab S3] acceptăm icircn continuare
Pnom=3 [kw]115 Alegem prealabil tipul motorului electric
Deoarece pentru Pnom=3 [kw] icirci corespunde mai multe tipuri de ME cu număr diferit de turaţii Icircn conformitate cu recomandările [anexa A2 tab S3] alegem prealabil următoarele două motoare electrice
Tabelul 11 ndash Caracteristica ethnică pentru două variante de ME alese prealabil
varianta Modelul MECaracteristica tehnică
Puterea nominalăPnom [kw]
Turaţia asincronicănasin [rot∙min]
Turaţia nominalănnom [rotmin]
1 4AM100S4Y33
1500 14352 4AM112MA6Y3 1000 955
12 Determinarea şi distribuirea raportului total de transmitere al MA
4
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
121 Determinăm turaţia arborelui OL ndash nol [rotmin]
nol=
unde vol - este viteza OL vol=09 [ms]D ndash diametrul tobei D=225 [mm]
nol= =123428 [rotmin]
122 Determinăm rapoertele de transmitere ale MA pentru ambele variante de ME ima1 şi ima2
ima1= = ima2=
123 Determinăm rapoartele de transmitere ale treptelor MAima=ired∙ itd ima=23868=7737
unde ired itd sunt rapoartele de transmitere ale reductorului şi respectiv ale transmisiei prin curea Icircn conformitate cu recomandările [tab 22 pag 15] acceptăm ired=2Din relaţiea de mai sus determinăm valorile itd1 şi itd2 pentru cele două variante propuse
itd1= itd2=
Deoarece valoarea itd1 iese icircn afara limitei recomandate pentru cazul transmisiei prin curea icircn corespundere cu [tab 22 pag15] acceptăm a doua variantă a motorului electric Astfel icircn final alegem motorul electric 100L6950Pnom=3 [kw]nnom=955 [rotmin] rapoartele de transmitere
Reductorul cilindric ired=2 Transmisia prin curea itd=3868 Mecanismul de acţionare ima=7737
13 Determinarea parametrilor cinematici şi de forţă ai arborilor MA
Icircn corespundere cu schema cinematică MA [sarcina de proectare] pentru calculul cinematic vom avea următoarea schemă de calcul
Motor electricrarrTransmisie prin cureararrReductorrarrCuplajrarrOrgan de lucru
Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calcul (vezi tab 12)
Tabelul 12 ndash Parametrii cinematici şi de forţă ai MA
5
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Parame-trul
Arb
ore Consecutivitatea legăturii elementelor mecanismului de acţionare
conform schemei cinematiceMotor electricrarr Transmisie deschisă rarrReductorrarr Cuplaj rarrOrgan de lucru
merarr td rarrredrarr c rarrol
Put
erea
P[
kw]
me Pnom=3 [kw]
IP1=Pnommiddot =3091
II P2=P1middot =2968
ol Pol=P2middot =288
Tur
aţia
n [
rotmiddotm
in]
Vit
aza
ungh
iula
ră w
[s
-1] me nnom=955 wnom= =100007
In1=nnom=246857 w1=2585
IIn2=
w2=12925
ol nol=123428 wol=12925
Mom
entu
l de
tors
iune
T
[N
m]
meTnom=
IT1=119577
II
T2
ol
Tol
2 Calculul de proect al angrenajului reductorului
6
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
21 Alegerea materialului angrenajului şi determinarea tensiunilor admisibile
211 Alegerea materialului roţilor dinţate a durităţii şi tratamentului termicAlegerea materialului tratamentului termic şi a durităţii perechii de roţi care
angrenează poate fi efectuată conform recomandărilor din [tab32 pag 18] iar proprietăţile mecanice ale materialului ales ndash [ tab 33 pag 19]
Conform acestor recomandări alegem marca oţelului pentru fabricarea pinionului şi a roţii dinţate ndash oţel 40X duritatea lt=350HB
Diferenţa durităţii medii HB1 med ndash HB2 med=20hellip50 Proprietăţile mecanice ale oţelului 45 vor fi- Duritatea 269-302HB- Tratamentul termic icircnbunătăţire- Dimensiunile limită ale semifabricatului Dlim 125 mmDeterminăm duritatea medie a dinţilor pinionului şi roţii dinţate
Pinion ndash HB1 med=(HBmin+HBmax)2=(269+302)2=2855 Roată ndash HB2 med=2855-(20hellip50) 250
212 Determinăm tensiunile admisibile de contact pentru pinion şi roată [Nmm2]
Pinion - =18HB1 med+67=18middot216+67=5809 [Nmm2] Roată - =18HB2 med+67=18middot190+67=517 [Nmm2]
213 Determinăm tensiunile admisibile de icircncovoere pentru pinion şi roată [Nmm2]
Pinion - =103HB1 med=103middot2855=29391 [Nmm2] Roată - =103HB2 med=103middot1250=2575 [Nmm2]
Deoarece transmisia este reversibilă se micşorează cu 25 Pinion - =075middot29391 =22043 [Nmm2] Roată - =075middot2575 =19313 [Nmm2]
214 Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calcul
Tabelul 21 ndash Caracteristicile mecanice a materialului transmisiei
Elementul transmisiei
Marcaoţelului
Dlim [mm]
Tratamenttermic
HB1 med
HB2 med [Nmm2]1 pinion 40x lt125 calire 2855 5809 220432 roată dinţată 250 5170 19313
22 Dimensionarea angrenajului cu roţi dinţate cilindrice
221 Determinăm distanţa dintre axe aw [mm]
7
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
aw Ka(ired+1)
unde Ka este coeficientul distanţei dintre axe acceptăm Ka=430 - coeficientul lăţimii coroanei danturate acceptăm =032
KHB - coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea dintelui acceptăm KHB=10 [ pag 22]
ired ndash raportul de transmitere a reductorului ired=2 T2 ndash momentul de torsiune care acţioniază pe arboreal condus al
reductorului T2=22966 [Nmiddotm] - tensiunea admisibilă de contact a materialului roţii dinţate
=517 [Nmm2]
aw 43(2+1)
Conform şirului de numere normale acceptăm aw=110 [mm]222 Determinăm modulul de angrenare m [mm]
m
unde Km este coeficientul de modul acceptăm Km=58d2 [mm] ndash diametrul de divizare a roţii
d2 [mm]b2 [mm] ndash lă ţimea coroanei danturate a roţii care se determină din relaţiea
b2 [mm]Conform şirului de numere normale acceptăm b2=36
- tensiunea admisibilă de icircncovoere a roţii dinţate =19313[Nmm2]m [mm]
Acceptăm modulul m=3 [ tab 41 pag 23]223 Determinăm unghiul de icircnclinare al dinţilor βmin
βmin=arcsin (35mb2)=16957˚224 Determinăm numărul sumar de dinţi ai pinionului şi roţii dinţate ZΣ
ZΣ=z1+z2= dinţi
Acceptăm ZΣ=70 din ţi
225 Precizăm valoarea reală a unghiului de icircnclinare a dinţilor
β=arccos ˚
8
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
226 Determinăm numărul de dinţi a pinionului z1
z1= dinţi
Acceptăm z1=23 din ţi 227 Determinăm numărul de dinţi ai roţii dinţate z2
z2=ZΣ ndashz1=70-23=47 dinţiAcceptăm z2=47 din ţi 228 Determinăm raportul de transmitere real ireal şi verificăm abaterea i faţă de
raportul de transmitere ales iniţial ired
ireal= i 4 i= 100
229Determinăm distanţa dintre axe reală aw [mm]
aw= [mm]
229 Determinarea parametrilor geometrici de bază ai transmisiei
Tabelul 22 ndash Parametrii geometrici de bază ai transmisiei [mm]PARAMETRUL PINION ROATĂ
Dia
met
rul divizare d1=mz1cosβ=7228 d2=mz2cosβ=14771
exterior da1=d1+2m=7828 da2=d2+2m=15371
interior df1=d1ndash24m=6508 df2=d2ndash24m=14051
Lăţimea coroaneidanturate
b1=b2+4mm=40 b2=36
23 Calculul forţelor icircn angrenaj
Forţa tangenţială
9
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
pinion - Ft1=Ft2
roată - Forţa radială
pinion ndash Fr1=Fr2
roată - Forţa axială
pinion ndash Fa1=Fa2 roată -
24 Calculul de verificare al angrenajului
241 Verificăm distanţa dintre axe aw [mm]
aw [mm]242 Verificăm tensiunea de contact [ ]H2 [Nmm2]
Unde K este un coeficient complex acceptăm K=376 [ pag 27] Ft2 ndash forţa tangenţială din angrenaj Ft2=296558 [N] KH - COeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi Determinăm prealabil
viteza periferică a roţii dinţate v [ms]
v2 [ms]Stabilim treapta a 9-a de precizie pentru angrenajul proectat [tab44 pag 28] şi
acceptăm KH =111 KHv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KHv=101 [tab 44 pag 28]Mărimile T2 [Nm] [Nmm2] KH d2 [mm] b2 [mm] ired ndash [p221 pag 7]
w2 [s-1] ndash viteza unghiulară a arborelui condus[Nmm2]
Aşa cum lt iar aciastă subsarcină nu depăşeşte 10 putem trece la următoarea etapă a calculului de verificare
243 Verificăm tensiunile de icircncovoere a dinţilor [Nmm2]
10
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde m [mm] este modulul angrenării b2 [mm] ndash Lăţimea coroanei dinţate a roţii Ft [N] ndash forţa tangenţială din angrenaj [vezi tab 22 şi p 23] KF - coeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi acceptăm KF =10 KF - coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea dintelui
acceptăm KF =10 KFv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KFv=104 [ Tab 44 pag 28] YF1 şi YF2 ndash coeficienţii de formă ai dinţilor pinionului şi roţii dinţate care se
determină icircn dependenţă de numărul de dinţi echivalenţi zv1 şi zv2Deci acceptăm YF1=378 şi YF2=360 Y - voeficientul ce ţine cont de icircnclinarea dinţilor
Y
şi - tensiunile admisibile de icircncovoere ale pinionului şi roţii dinţate [Nmm2]
[Nmm2][Nmm2]
224 Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calculTabelul 23 ndash Rezultatele calculului de dimensionare a angrenajului cu roţi dinţate
cilindriceCALCULUL DE DIMENSIONARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valoarea Parametrul ValoareaDistanţa dintre axe aw [mm] 110 Modulul m [mm] 25Forma dintelui icircnclinat Diametrul cercului de divizare
Pinion d1
722814771Unghiul de icircnclinare a 1734
11
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
dintelui Roată d2
Lăţimea coroanei dinţate [mm]Pinion b1
Roată b2
4036
Diametrul cercului exteriorPinion da1
Roată da2
782815371
Numărul de dinţiPinion z1
Roată z2
2347
Diametrul cercului interiorPinion df1
Roată df2
650814051
CALCULUL DE VERIFICARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valori admisibile Valori calculate NotăTensiunile de contact
[Nmm2]517 515953 -020
Tensiunile de icircncovoere [Nmm2]
2204319313
944410231
-5715-4702
3CALCULUL ARBORILOR
31 Calculul de predimensionare Din condirsquoia de reyistenţă la răsucire şi icircn conformitate cu recomandările [
pag 55] determinăm prealabil diametrele minime ale arborilor
Tabelul 31 ndash determinarea prealabilă a diametrelor arborilor [mm]ARBORE-PINION ARBORELE ROŢII DINŢATE
12
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
acceptăm d1p=35 [mm] acceptăm d1a=400 [mm]Unde T1 şi T2 [Nm] sunt momentele de torsiune pe arbori (vezi tab 12)
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la răsucire [ pag 55]
32 Calculul de dimensionare 321 Alegerea prealabilă a rulmenţilor
Icircn conformitate cu recomandările [ tab 61 pag 57] alegem prealabil următorii rulmenţi [ tab S5 anexa 2]Tabelul 32 ndash alegerea prealabilă a rulmenţilor
Rulmentul (GOST 831-75)
simbolizarea Dimensiunile mm
d D BARBORE PINION
36207 35 72 17
ARBORE CONDUS36208 40 80 18
322 Elaborarea schiţei de dimensionare a reductorului cilindric Icircn corespundere cu schema cinematică a reductorului cilindric [sarcina tehnică] elaborăm schiţa acestuia luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag 58-65]
Efectuicircnd măsurările (calculele) corespunzătoare pe schiţa elaborată a reductorului (fig 31 a şi b) determinăm valorile distanţelor icircntre reazime necesară pentru calculul arborilor
l=L-2a [mm]unde a [mm] este distanţa de la partea frontală a rulmentului picircnă la punctul de aplicare a reacţiunilor care se determină din relaţia
a=05
Valorile dDB şi sunt prezentate icircn tab 32a)
13
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
b)
Figura 31 ndash schiţa reductorului cilindric
14
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Deci pentru arbore-pinion şi arborele condus vom avea următoarele valori ale distanţelor de aplicare a reacţiunilor
[mm] [mm]Astfel Lp=b1+2x+2Bp=92 [mm] La=b1+2x+2Ba=94 [mm]
lp=Lp-2ap=64 [mm] la=La-2aa=64 [mm]323 Calculul de dimensionare a arborelui-pinionDate ini ţiale d1=7228 [mm]- diametrul cercului de divizare Ft=3110[N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N] ndash forţele icircn angrenaj lp=64 [mm]distanţa de aplicare a reacţiunilor icircn reazime
Figura 32 ndash Schema de calcul a arborelui-pinion3231 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazemele A şi B (fig 32)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]
Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
[N]
15
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
3232 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 33) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQv=RAv=113585[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RAv∙0=0Pentru Z1=l1prarrMv(l1p)=RAv∙l1p=3634[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)Qv=RAv-Fr=-3915[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQo=RAo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RAo∙0=0Pentru Z1=l1prarrMo(l1p)=RAo∙l1p=4976[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)
Qo=RAo-Ft=1555[N]
16
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
3233 determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 33) ]n secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3234 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arbore-pinion care este egal cu T1=11957 [Nm] şi acţionează pe porţiunea arborelui de la intrare picircnă la locul fixării roţii dinţate (fig33)3235 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 33) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mech1 =
Mech3 =3236 Verificăm diametrul arborelui-pinion icircn secţiunea cea mai solicitată
Conform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mech2 =10881 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1p=350 [mm] vom avea
17
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1p [mm] trebue majorat cu circa 5
Deoarece icircn construcţia arborelui-pinion drsquo1p [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură aceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2p=30[mm]
18
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 33 ndash Schema de calcul a arborelui pinion324 Calculul de dimensionare a arborelui condusDate iniţiale d2=14771 [mm] ndash diametrul cercului de divizareFt=3110 [N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N]Forţele icircn angrenajla=64 [mm] ndash distanţa de aplicare a reacţiunilor
Figura 34 ndash Schema de calcul a arborelui condus3241 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazime (fig 34)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
19
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
[N]
3242 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 34) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQv=RCv=53305[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RCv∙0=0Pentru Z1=l1ararrMv(l1a)=RCv∙l1a=1705[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)Qv=RCv+Fr=1708[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQo=RCo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RCo∙0=0Pentru Z1=l1ararrMo(l1a)=RCo∙l1a=4976[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)
20
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
121 Determinăm turaţia arborelui OL ndash nol [rotmin]
nol=
unde vol - este viteza OL vol=09 [ms]D ndash diametrul tobei D=225 [mm]
nol= =123428 [rotmin]
122 Determinăm rapoertele de transmitere ale MA pentru ambele variante de ME ima1 şi ima2
ima1= = ima2=
123 Determinăm rapoartele de transmitere ale treptelor MAima=ired∙ itd ima=23868=7737
unde ired itd sunt rapoartele de transmitere ale reductorului şi respectiv ale transmisiei prin curea Icircn conformitate cu recomandările [tab 22 pag 15] acceptăm ired=2Din relaţiea de mai sus determinăm valorile itd1 şi itd2 pentru cele două variante propuse
itd1= itd2=
Deoarece valoarea itd1 iese icircn afara limitei recomandate pentru cazul transmisiei prin curea icircn corespundere cu [tab 22 pag15] acceptăm a doua variantă a motorului electric Astfel icircn final alegem motorul electric 100L6950Pnom=3 [kw]nnom=955 [rotmin] rapoartele de transmitere
Reductorul cilindric ired=2 Transmisia prin curea itd=3868 Mecanismul de acţionare ima=7737
13 Determinarea parametrilor cinematici şi de forţă ai arborilor MA
Icircn corespundere cu schema cinematică MA [sarcina de proectare] pentru calculul cinematic vom avea următoarea schemă de calcul
Motor electricrarrTransmisie prin cureararrReductorrarrCuplajrarrOrgan de lucru
Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calcul (vezi tab 12)
Tabelul 12 ndash Parametrii cinematici şi de forţă ai MA
5
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Parame-trul
Arb
ore Consecutivitatea legăturii elementelor mecanismului de acţionare
conform schemei cinematiceMotor electricrarr Transmisie deschisă rarrReductorrarr Cuplaj rarrOrgan de lucru
merarr td rarrredrarr c rarrol
Put
erea
P[
kw]
me Pnom=3 [kw]
IP1=Pnommiddot =3091
II P2=P1middot =2968
ol Pol=P2middot =288
Tur
aţia
n [
rotmiddotm
in]
Vit
aza
ungh
iula
ră w
[s
-1] me nnom=955 wnom= =100007
In1=nnom=246857 w1=2585
IIn2=
w2=12925
ol nol=123428 wol=12925
Mom
entu
l de
tors
iune
T
[N
m]
meTnom=
IT1=119577
II
T2
ol
Tol
2 Calculul de proect al angrenajului reductorului
6
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
21 Alegerea materialului angrenajului şi determinarea tensiunilor admisibile
211 Alegerea materialului roţilor dinţate a durităţii şi tratamentului termicAlegerea materialului tratamentului termic şi a durităţii perechii de roţi care
angrenează poate fi efectuată conform recomandărilor din [tab32 pag 18] iar proprietăţile mecanice ale materialului ales ndash [ tab 33 pag 19]
Conform acestor recomandări alegem marca oţelului pentru fabricarea pinionului şi a roţii dinţate ndash oţel 40X duritatea lt=350HB
Diferenţa durităţii medii HB1 med ndash HB2 med=20hellip50 Proprietăţile mecanice ale oţelului 45 vor fi- Duritatea 269-302HB- Tratamentul termic icircnbunătăţire- Dimensiunile limită ale semifabricatului Dlim 125 mmDeterminăm duritatea medie a dinţilor pinionului şi roţii dinţate
Pinion ndash HB1 med=(HBmin+HBmax)2=(269+302)2=2855 Roată ndash HB2 med=2855-(20hellip50) 250
212 Determinăm tensiunile admisibile de contact pentru pinion şi roată [Nmm2]
Pinion - =18HB1 med+67=18middot216+67=5809 [Nmm2] Roată - =18HB2 med+67=18middot190+67=517 [Nmm2]
213 Determinăm tensiunile admisibile de icircncovoere pentru pinion şi roată [Nmm2]
Pinion - =103HB1 med=103middot2855=29391 [Nmm2] Roată - =103HB2 med=103middot1250=2575 [Nmm2]
Deoarece transmisia este reversibilă se micşorează cu 25 Pinion - =075middot29391 =22043 [Nmm2] Roată - =075middot2575 =19313 [Nmm2]
214 Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calcul
Tabelul 21 ndash Caracteristicile mecanice a materialului transmisiei
Elementul transmisiei
Marcaoţelului
Dlim [mm]
Tratamenttermic
HB1 med
HB2 med [Nmm2]1 pinion 40x lt125 calire 2855 5809 220432 roată dinţată 250 5170 19313
22 Dimensionarea angrenajului cu roţi dinţate cilindrice
221 Determinăm distanţa dintre axe aw [mm]
7
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
aw Ka(ired+1)
unde Ka este coeficientul distanţei dintre axe acceptăm Ka=430 - coeficientul lăţimii coroanei danturate acceptăm =032
KHB - coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea dintelui acceptăm KHB=10 [ pag 22]
ired ndash raportul de transmitere a reductorului ired=2 T2 ndash momentul de torsiune care acţioniază pe arboreal condus al
reductorului T2=22966 [Nmiddotm] - tensiunea admisibilă de contact a materialului roţii dinţate
=517 [Nmm2]
aw 43(2+1)
Conform şirului de numere normale acceptăm aw=110 [mm]222 Determinăm modulul de angrenare m [mm]
m
unde Km este coeficientul de modul acceptăm Km=58d2 [mm] ndash diametrul de divizare a roţii
d2 [mm]b2 [mm] ndash lă ţimea coroanei danturate a roţii care se determină din relaţiea
b2 [mm]Conform şirului de numere normale acceptăm b2=36
- tensiunea admisibilă de icircncovoere a roţii dinţate =19313[Nmm2]m [mm]
Acceptăm modulul m=3 [ tab 41 pag 23]223 Determinăm unghiul de icircnclinare al dinţilor βmin
βmin=arcsin (35mb2)=16957˚224 Determinăm numărul sumar de dinţi ai pinionului şi roţii dinţate ZΣ
ZΣ=z1+z2= dinţi
Acceptăm ZΣ=70 din ţi
225 Precizăm valoarea reală a unghiului de icircnclinare a dinţilor
β=arccos ˚
8
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
226 Determinăm numărul de dinţi a pinionului z1
z1= dinţi
Acceptăm z1=23 din ţi 227 Determinăm numărul de dinţi ai roţii dinţate z2
z2=ZΣ ndashz1=70-23=47 dinţiAcceptăm z2=47 din ţi 228 Determinăm raportul de transmitere real ireal şi verificăm abaterea i faţă de
raportul de transmitere ales iniţial ired
ireal= i 4 i= 100
229Determinăm distanţa dintre axe reală aw [mm]
aw= [mm]
229 Determinarea parametrilor geometrici de bază ai transmisiei
Tabelul 22 ndash Parametrii geometrici de bază ai transmisiei [mm]PARAMETRUL PINION ROATĂ
Dia
met
rul divizare d1=mz1cosβ=7228 d2=mz2cosβ=14771
exterior da1=d1+2m=7828 da2=d2+2m=15371
interior df1=d1ndash24m=6508 df2=d2ndash24m=14051
Lăţimea coroaneidanturate
b1=b2+4mm=40 b2=36
23 Calculul forţelor icircn angrenaj
Forţa tangenţială
9
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
pinion - Ft1=Ft2
roată - Forţa radială
pinion ndash Fr1=Fr2
roată - Forţa axială
pinion ndash Fa1=Fa2 roată -
24 Calculul de verificare al angrenajului
241 Verificăm distanţa dintre axe aw [mm]
aw [mm]242 Verificăm tensiunea de contact [ ]H2 [Nmm2]
Unde K este un coeficient complex acceptăm K=376 [ pag 27] Ft2 ndash forţa tangenţială din angrenaj Ft2=296558 [N] KH - COeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi Determinăm prealabil
viteza periferică a roţii dinţate v [ms]
v2 [ms]Stabilim treapta a 9-a de precizie pentru angrenajul proectat [tab44 pag 28] şi
acceptăm KH =111 KHv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KHv=101 [tab 44 pag 28]Mărimile T2 [Nm] [Nmm2] KH d2 [mm] b2 [mm] ired ndash [p221 pag 7]
w2 [s-1] ndash viteza unghiulară a arborelui condus[Nmm2]
Aşa cum lt iar aciastă subsarcină nu depăşeşte 10 putem trece la următoarea etapă a calculului de verificare
243 Verificăm tensiunile de icircncovoere a dinţilor [Nmm2]
10
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde m [mm] este modulul angrenării b2 [mm] ndash Lăţimea coroanei dinţate a roţii Ft [N] ndash forţa tangenţială din angrenaj [vezi tab 22 şi p 23] KF - coeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi acceptăm KF =10 KF - coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea dintelui
acceptăm KF =10 KFv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KFv=104 [ Tab 44 pag 28] YF1 şi YF2 ndash coeficienţii de formă ai dinţilor pinionului şi roţii dinţate care se
determină icircn dependenţă de numărul de dinţi echivalenţi zv1 şi zv2Deci acceptăm YF1=378 şi YF2=360 Y - voeficientul ce ţine cont de icircnclinarea dinţilor
Y
şi - tensiunile admisibile de icircncovoere ale pinionului şi roţii dinţate [Nmm2]
[Nmm2][Nmm2]
224 Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calculTabelul 23 ndash Rezultatele calculului de dimensionare a angrenajului cu roţi dinţate
cilindriceCALCULUL DE DIMENSIONARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valoarea Parametrul ValoareaDistanţa dintre axe aw [mm] 110 Modulul m [mm] 25Forma dintelui icircnclinat Diametrul cercului de divizare
Pinion d1
722814771Unghiul de icircnclinare a 1734
11
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
dintelui Roată d2
Lăţimea coroanei dinţate [mm]Pinion b1
Roată b2
4036
Diametrul cercului exteriorPinion da1
Roată da2
782815371
Numărul de dinţiPinion z1
Roată z2
2347
Diametrul cercului interiorPinion df1
Roată df2
650814051
CALCULUL DE VERIFICARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valori admisibile Valori calculate NotăTensiunile de contact
[Nmm2]517 515953 -020
Tensiunile de icircncovoere [Nmm2]
2204319313
944410231
-5715-4702
3CALCULUL ARBORILOR
31 Calculul de predimensionare Din condirsquoia de reyistenţă la răsucire şi icircn conformitate cu recomandările [
pag 55] determinăm prealabil diametrele minime ale arborilor
Tabelul 31 ndash determinarea prealabilă a diametrelor arborilor [mm]ARBORE-PINION ARBORELE ROŢII DINŢATE
12
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
acceptăm d1p=35 [mm] acceptăm d1a=400 [mm]Unde T1 şi T2 [Nm] sunt momentele de torsiune pe arbori (vezi tab 12)
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la răsucire [ pag 55]
32 Calculul de dimensionare 321 Alegerea prealabilă a rulmenţilor
Icircn conformitate cu recomandările [ tab 61 pag 57] alegem prealabil următorii rulmenţi [ tab S5 anexa 2]Tabelul 32 ndash alegerea prealabilă a rulmenţilor
Rulmentul (GOST 831-75)
simbolizarea Dimensiunile mm
d D BARBORE PINION
36207 35 72 17
ARBORE CONDUS36208 40 80 18
322 Elaborarea schiţei de dimensionare a reductorului cilindric Icircn corespundere cu schema cinematică a reductorului cilindric [sarcina tehnică] elaborăm schiţa acestuia luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag 58-65]
Efectuicircnd măsurările (calculele) corespunzătoare pe schiţa elaborată a reductorului (fig 31 a şi b) determinăm valorile distanţelor icircntre reazime necesară pentru calculul arborilor
l=L-2a [mm]unde a [mm] este distanţa de la partea frontală a rulmentului picircnă la punctul de aplicare a reacţiunilor care se determină din relaţia
a=05
Valorile dDB şi sunt prezentate icircn tab 32a)
13
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
b)
Figura 31 ndash schiţa reductorului cilindric
14
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Deci pentru arbore-pinion şi arborele condus vom avea următoarele valori ale distanţelor de aplicare a reacţiunilor
[mm] [mm]Astfel Lp=b1+2x+2Bp=92 [mm] La=b1+2x+2Ba=94 [mm]
lp=Lp-2ap=64 [mm] la=La-2aa=64 [mm]323 Calculul de dimensionare a arborelui-pinionDate ini ţiale d1=7228 [mm]- diametrul cercului de divizare Ft=3110[N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N] ndash forţele icircn angrenaj lp=64 [mm]distanţa de aplicare a reacţiunilor icircn reazime
Figura 32 ndash Schema de calcul a arborelui-pinion3231 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazemele A şi B (fig 32)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]
Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
[N]
15
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
3232 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 33) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQv=RAv=113585[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RAv∙0=0Pentru Z1=l1prarrMv(l1p)=RAv∙l1p=3634[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)Qv=RAv-Fr=-3915[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQo=RAo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RAo∙0=0Pentru Z1=l1prarrMo(l1p)=RAo∙l1p=4976[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)
Qo=RAo-Ft=1555[N]
16
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
3233 determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 33) ]n secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3234 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arbore-pinion care este egal cu T1=11957 [Nm] şi acţionează pe porţiunea arborelui de la intrare picircnă la locul fixării roţii dinţate (fig33)3235 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 33) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mech1 =
Mech3 =3236 Verificăm diametrul arborelui-pinion icircn secţiunea cea mai solicitată
Conform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mech2 =10881 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1p=350 [mm] vom avea
17
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1p [mm] trebue majorat cu circa 5
Deoarece icircn construcţia arborelui-pinion drsquo1p [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură aceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2p=30[mm]
18
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 33 ndash Schema de calcul a arborelui pinion324 Calculul de dimensionare a arborelui condusDate iniţiale d2=14771 [mm] ndash diametrul cercului de divizareFt=3110 [N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N]Forţele icircn angrenajla=64 [mm] ndash distanţa de aplicare a reacţiunilor
Figura 34 ndash Schema de calcul a arborelui condus3241 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazime (fig 34)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
19
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
[N]
3242 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 34) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQv=RCv=53305[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RCv∙0=0Pentru Z1=l1ararrMv(l1a)=RCv∙l1a=1705[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)Qv=RCv+Fr=1708[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQo=RCo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RCo∙0=0Pentru Z1=l1ararrMo(l1a)=RCo∙l1a=4976[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)
20
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Parame-trul
Arb
ore Consecutivitatea legăturii elementelor mecanismului de acţionare
conform schemei cinematiceMotor electricrarr Transmisie deschisă rarrReductorrarr Cuplaj rarrOrgan de lucru
merarr td rarrredrarr c rarrol
Put
erea
P[
kw]
me Pnom=3 [kw]
IP1=Pnommiddot =3091
II P2=P1middot =2968
ol Pol=P2middot =288
Tur
aţia
n [
rotmiddotm
in]
Vit
aza
ungh
iula
ră w
[s
-1] me nnom=955 wnom= =100007
In1=nnom=246857 w1=2585
IIn2=
w2=12925
ol nol=123428 wol=12925
Mom
entu
l de
tors
iune
T
[N
m]
meTnom=
IT1=119577
II
T2
ol
Tol
2 Calculul de proect al angrenajului reductorului
6
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
21 Alegerea materialului angrenajului şi determinarea tensiunilor admisibile
211 Alegerea materialului roţilor dinţate a durităţii şi tratamentului termicAlegerea materialului tratamentului termic şi a durităţii perechii de roţi care
angrenează poate fi efectuată conform recomandărilor din [tab32 pag 18] iar proprietăţile mecanice ale materialului ales ndash [ tab 33 pag 19]
Conform acestor recomandări alegem marca oţelului pentru fabricarea pinionului şi a roţii dinţate ndash oţel 40X duritatea lt=350HB
Diferenţa durităţii medii HB1 med ndash HB2 med=20hellip50 Proprietăţile mecanice ale oţelului 45 vor fi- Duritatea 269-302HB- Tratamentul termic icircnbunătăţire- Dimensiunile limită ale semifabricatului Dlim 125 mmDeterminăm duritatea medie a dinţilor pinionului şi roţii dinţate
Pinion ndash HB1 med=(HBmin+HBmax)2=(269+302)2=2855 Roată ndash HB2 med=2855-(20hellip50) 250
212 Determinăm tensiunile admisibile de contact pentru pinion şi roată [Nmm2]
Pinion - =18HB1 med+67=18middot216+67=5809 [Nmm2] Roată - =18HB2 med+67=18middot190+67=517 [Nmm2]
213 Determinăm tensiunile admisibile de icircncovoere pentru pinion şi roată [Nmm2]
Pinion - =103HB1 med=103middot2855=29391 [Nmm2] Roată - =103HB2 med=103middot1250=2575 [Nmm2]
Deoarece transmisia este reversibilă se micşorează cu 25 Pinion - =075middot29391 =22043 [Nmm2] Roată - =075middot2575 =19313 [Nmm2]
214 Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calcul
Tabelul 21 ndash Caracteristicile mecanice a materialului transmisiei
Elementul transmisiei
Marcaoţelului
Dlim [mm]
Tratamenttermic
HB1 med
HB2 med [Nmm2]1 pinion 40x lt125 calire 2855 5809 220432 roată dinţată 250 5170 19313
22 Dimensionarea angrenajului cu roţi dinţate cilindrice
221 Determinăm distanţa dintre axe aw [mm]
7
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
aw Ka(ired+1)
unde Ka este coeficientul distanţei dintre axe acceptăm Ka=430 - coeficientul lăţimii coroanei danturate acceptăm =032
KHB - coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea dintelui acceptăm KHB=10 [ pag 22]
ired ndash raportul de transmitere a reductorului ired=2 T2 ndash momentul de torsiune care acţioniază pe arboreal condus al
reductorului T2=22966 [Nmiddotm] - tensiunea admisibilă de contact a materialului roţii dinţate
=517 [Nmm2]
aw 43(2+1)
Conform şirului de numere normale acceptăm aw=110 [mm]222 Determinăm modulul de angrenare m [mm]
m
unde Km este coeficientul de modul acceptăm Km=58d2 [mm] ndash diametrul de divizare a roţii
d2 [mm]b2 [mm] ndash lă ţimea coroanei danturate a roţii care se determină din relaţiea
b2 [mm]Conform şirului de numere normale acceptăm b2=36
- tensiunea admisibilă de icircncovoere a roţii dinţate =19313[Nmm2]m [mm]
Acceptăm modulul m=3 [ tab 41 pag 23]223 Determinăm unghiul de icircnclinare al dinţilor βmin
βmin=arcsin (35mb2)=16957˚224 Determinăm numărul sumar de dinţi ai pinionului şi roţii dinţate ZΣ
ZΣ=z1+z2= dinţi
Acceptăm ZΣ=70 din ţi
225 Precizăm valoarea reală a unghiului de icircnclinare a dinţilor
β=arccos ˚
8
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
226 Determinăm numărul de dinţi a pinionului z1
z1= dinţi
Acceptăm z1=23 din ţi 227 Determinăm numărul de dinţi ai roţii dinţate z2
z2=ZΣ ndashz1=70-23=47 dinţiAcceptăm z2=47 din ţi 228 Determinăm raportul de transmitere real ireal şi verificăm abaterea i faţă de
raportul de transmitere ales iniţial ired
ireal= i 4 i= 100
229Determinăm distanţa dintre axe reală aw [mm]
aw= [mm]
229 Determinarea parametrilor geometrici de bază ai transmisiei
Tabelul 22 ndash Parametrii geometrici de bază ai transmisiei [mm]PARAMETRUL PINION ROATĂ
Dia
met
rul divizare d1=mz1cosβ=7228 d2=mz2cosβ=14771
exterior da1=d1+2m=7828 da2=d2+2m=15371
interior df1=d1ndash24m=6508 df2=d2ndash24m=14051
Lăţimea coroaneidanturate
b1=b2+4mm=40 b2=36
23 Calculul forţelor icircn angrenaj
Forţa tangenţială
9
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
pinion - Ft1=Ft2
roată - Forţa radială
pinion ndash Fr1=Fr2
roată - Forţa axială
pinion ndash Fa1=Fa2 roată -
24 Calculul de verificare al angrenajului
241 Verificăm distanţa dintre axe aw [mm]
aw [mm]242 Verificăm tensiunea de contact [ ]H2 [Nmm2]
Unde K este un coeficient complex acceptăm K=376 [ pag 27] Ft2 ndash forţa tangenţială din angrenaj Ft2=296558 [N] KH - COeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi Determinăm prealabil
viteza periferică a roţii dinţate v [ms]
v2 [ms]Stabilim treapta a 9-a de precizie pentru angrenajul proectat [tab44 pag 28] şi
acceptăm KH =111 KHv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KHv=101 [tab 44 pag 28]Mărimile T2 [Nm] [Nmm2] KH d2 [mm] b2 [mm] ired ndash [p221 pag 7]
w2 [s-1] ndash viteza unghiulară a arborelui condus[Nmm2]
Aşa cum lt iar aciastă subsarcină nu depăşeşte 10 putem trece la următoarea etapă a calculului de verificare
243 Verificăm tensiunile de icircncovoere a dinţilor [Nmm2]
10
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde m [mm] este modulul angrenării b2 [mm] ndash Lăţimea coroanei dinţate a roţii Ft [N] ndash forţa tangenţială din angrenaj [vezi tab 22 şi p 23] KF - coeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi acceptăm KF =10 KF - coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea dintelui
acceptăm KF =10 KFv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KFv=104 [ Tab 44 pag 28] YF1 şi YF2 ndash coeficienţii de formă ai dinţilor pinionului şi roţii dinţate care se
determină icircn dependenţă de numărul de dinţi echivalenţi zv1 şi zv2Deci acceptăm YF1=378 şi YF2=360 Y - voeficientul ce ţine cont de icircnclinarea dinţilor
Y
şi - tensiunile admisibile de icircncovoere ale pinionului şi roţii dinţate [Nmm2]
[Nmm2][Nmm2]
224 Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calculTabelul 23 ndash Rezultatele calculului de dimensionare a angrenajului cu roţi dinţate
cilindriceCALCULUL DE DIMENSIONARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valoarea Parametrul ValoareaDistanţa dintre axe aw [mm] 110 Modulul m [mm] 25Forma dintelui icircnclinat Diametrul cercului de divizare
Pinion d1
722814771Unghiul de icircnclinare a 1734
11
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
dintelui Roată d2
Lăţimea coroanei dinţate [mm]Pinion b1
Roată b2
4036
Diametrul cercului exteriorPinion da1
Roată da2
782815371
Numărul de dinţiPinion z1
Roată z2
2347
Diametrul cercului interiorPinion df1
Roată df2
650814051
CALCULUL DE VERIFICARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valori admisibile Valori calculate NotăTensiunile de contact
[Nmm2]517 515953 -020
Tensiunile de icircncovoere [Nmm2]
2204319313
944410231
-5715-4702
3CALCULUL ARBORILOR
31 Calculul de predimensionare Din condirsquoia de reyistenţă la răsucire şi icircn conformitate cu recomandările [
pag 55] determinăm prealabil diametrele minime ale arborilor
Tabelul 31 ndash determinarea prealabilă a diametrelor arborilor [mm]ARBORE-PINION ARBORELE ROŢII DINŢATE
12
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
acceptăm d1p=35 [mm] acceptăm d1a=400 [mm]Unde T1 şi T2 [Nm] sunt momentele de torsiune pe arbori (vezi tab 12)
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la răsucire [ pag 55]
32 Calculul de dimensionare 321 Alegerea prealabilă a rulmenţilor
Icircn conformitate cu recomandările [ tab 61 pag 57] alegem prealabil următorii rulmenţi [ tab S5 anexa 2]Tabelul 32 ndash alegerea prealabilă a rulmenţilor
Rulmentul (GOST 831-75)
simbolizarea Dimensiunile mm
d D BARBORE PINION
36207 35 72 17
ARBORE CONDUS36208 40 80 18
322 Elaborarea schiţei de dimensionare a reductorului cilindric Icircn corespundere cu schema cinematică a reductorului cilindric [sarcina tehnică] elaborăm schiţa acestuia luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag 58-65]
Efectuicircnd măsurările (calculele) corespunzătoare pe schiţa elaborată a reductorului (fig 31 a şi b) determinăm valorile distanţelor icircntre reazime necesară pentru calculul arborilor
l=L-2a [mm]unde a [mm] este distanţa de la partea frontală a rulmentului picircnă la punctul de aplicare a reacţiunilor care se determină din relaţia
a=05
Valorile dDB şi sunt prezentate icircn tab 32a)
13
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
b)
Figura 31 ndash schiţa reductorului cilindric
14
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Deci pentru arbore-pinion şi arborele condus vom avea următoarele valori ale distanţelor de aplicare a reacţiunilor
[mm] [mm]Astfel Lp=b1+2x+2Bp=92 [mm] La=b1+2x+2Ba=94 [mm]
lp=Lp-2ap=64 [mm] la=La-2aa=64 [mm]323 Calculul de dimensionare a arborelui-pinionDate ini ţiale d1=7228 [mm]- diametrul cercului de divizare Ft=3110[N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N] ndash forţele icircn angrenaj lp=64 [mm]distanţa de aplicare a reacţiunilor icircn reazime
Figura 32 ndash Schema de calcul a arborelui-pinion3231 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazemele A şi B (fig 32)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]
Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
[N]
15
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
3232 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 33) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQv=RAv=113585[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RAv∙0=0Pentru Z1=l1prarrMv(l1p)=RAv∙l1p=3634[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)Qv=RAv-Fr=-3915[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQo=RAo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RAo∙0=0Pentru Z1=l1prarrMo(l1p)=RAo∙l1p=4976[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)
Qo=RAo-Ft=1555[N]
16
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
3233 determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 33) ]n secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3234 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arbore-pinion care este egal cu T1=11957 [Nm] şi acţionează pe porţiunea arborelui de la intrare picircnă la locul fixării roţii dinţate (fig33)3235 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 33) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mech1 =
Mech3 =3236 Verificăm diametrul arborelui-pinion icircn secţiunea cea mai solicitată
Conform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mech2 =10881 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1p=350 [mm] vom avea
17
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1p [mm] trebue majorat cu circa 5
Deoarece icircn construcţia arborelui-pinion drsquo1p [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură aceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2p=30[mm]
18
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 33 ndash Schema de calcul a arborelui pinion324 Calculul de dimensionare a arborelui condusDate iniţiale d2=14771 [mm] ndash diametrul cercului de divizareFt=3110 [N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N]Forţele icircn angrenajla=64 [mm] ndash distanţa de aplicare a reacţiunilor
Figura 34 ndash Schema de calcul a arborelui condus3241 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazime (fig 34)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
19
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
[N]
3242 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 34) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQv=RCv=53305[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RCv∙0=0Pentru Z1=l1ararrMv(l1a)=RCv∙l1a=1705[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)Qv=RCv+Fr=1708[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQo=RCo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RCo∙0=0Pentru Z1=l1ararrMo(l1a)=RCo∙l1a=4976[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)
20
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
21 Alegerea materialului angrenajului şi determinarea tensiunilor admisibile
211 Alegerea materialului roţilor dinţate a durităţii şi tratamentului termicAlegerea materialului tratamentului termic şi a durităţii perechii de roţi care
angrenează poate fi efectuată conform recomandărilor din [tab32 pag 18] iar proprietăţile mecanice ale materialului ales ndash [ tab 33 pag 19]
Conform acestor recomandări alegem marca oţelului pentru fabricarea pinionului şi a roţii dinţate ndash oţel 40X duritatea lt=350HB
Diferenţa durităţii medii HB1 med ndash HB2 med=20hellip50 Proprietăţile mecanice ale oţelului 45 vor fi- Duritatea 269-302HB- Tratamentul termic icircnbunătăţire- Dimensiunile limită ale semifabricatului Dlim 125 mmDeterminăm duritatea medie a dinţilor pinionului şi roţii dinţate
Pinion ndash HB1 med=(HBmin+HBmax)2=(269+302)2=2855 Roată ndash HB2 med=2855-(20hellip50) 250
212 Determinăm tensiunile admisibile de contact pentru pinion şi roată [Nmm2]
Pinion - =18HB1 med+67=18middot216+67=5809 [Nmm2] Roată - =18HB2 med+67=18middot190+67=517 [Nmm2]
213 Determinăm tensiunile admisibile de icircncovoere pentru pinion şi roată [Nmm2]
Pinion - =103HB1 med=103middot2855=29391 [Nmm2] Roată - =103HB2 med=103middot1250=2575 [Nmm2]
Deoarece transmisia este reversibilă se micşorează cu 25 Pinion - =075middot29391 =22043 [Nmm2] Roată - =075middot2575 =19313 [Nmm2]
214 Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calcul
Tabelul 21 ndash Caracteristicile mecanice a materialului transmisiei
Elementul transmisiei
Marcaoţelului
Dlim [mm]
Tratamenttermic
HB1 med
HB2 med [Nmm2]1 pinion 40x lt125 calire 2855 5809 220432 roată dinţată 250 5170 19313
22 Dimensionarea angrenajului cu roţi dinţate cilindrice
221 Determinăm distanţa dintre axe aw [mm]
7
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
aw Ka(ired+1)
unde Ka este coeficientul distanţei dintre axe acceptăm Ka=430 - coeficientul lăţimii coroanei danturate acceptăm =032
KHB - coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea dintelui acceptăm KHB=10 [ pag 22]
ired ndash raportul de transmitere a reductorului ired=2 T2 ndash momentul de torsiune care acţioniază pe arboreal condus al
reductorului T2=22966 [Nmiddotm] - tensiunea admisibilă de contact a materialului roţii dinţate
=517 [Nmm2]
aw 43(2+1)
Conform şirului de numere normale acceptăm aw=110 [mm]222 Determinăm modulul de angrenare m [mm]
m
unde Km este coeficientul de modul acceptăm Km=58d2 [mm] ndash diametrul de divizare a roţii
d2 [mm]b2 [mm] ndash lă ţimea coroanei danturate a roţii care se determină din relaţiea
b2 [mm]Conform şirului de numere normale acceptăm b2=36
- tensiunea admisibilă de icircncovoere a roţii dinţate =19313[Nmm2]m [mm]
Acceptăm modulul m=3 [ tab 41 pag 23]223 Determinăm unghiul de icircnclinare al dinţilor βmin
βmin=arcsin (35mb2)=16957˚224 Determinăm numărul sumar de dinţi ai pinionului şi roţii dinţate ZΣ
ZΣ=z1+z2= dinţi
Acceptăm ZΣ=70 din ţi
225 Precizăm valoarea reală a unghiului de icircnclinare a dinţilor
β=arccos ˚
8
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
226 Determinăm numărul de dinţi a pinionului z1
z1= dinţi
Acceptăm z1=23 din ţi 227 Determinăm numărul de dinţi ai roţii dinţate z2
z2=ZΣ ndashz1=70-23=47 dinţiAcceptăm z2=47 din ţi 228 Determinăm raportul de transmitere real ireal şi verificăm abaterea i faţă de
raportul de transmitere ales iniţial ired
ireal= i 4 i= 100
229Determinăm distanţa dintre axe reală aw [mm]
aw= [mm]
229 Determinarea parametrilor geometrici de bază ai transmisiei
Tabelul 22 ndash Parametrii geometrici de bază ai transmisiei [mm]PARAMETRUL PINION ROATĂ
Dia
met
rul divizare d1=mz1cosβ=7228 d2=mz2cosβ=14771
exterior da1=d1+2m=7828 da2=d2+2m=15371
interior df1=d1ndash24m=6508 df2=d2ndash24m=14051
Lăţimea coroaneidanturate
b1=b2+4mm=40 b2=36
23 Calculul forţelor icircn angrenaj
Forţa tangenţială
9
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
pinion - Ft1=Ft2
roată - Forţa radială
pinion ndash Fr1=Fr2
roată - Forţa axială
pinion ndash Fa1=Fa2 roată -
24 Calculul de verificare al angrenajului
241 Verificăm distanţa dintre axe aw [mm]
aw [mm]242 Verificăm tensiunea de contact [ ]H2 [Nmm2]
Unde K este un coeficient complex acceptăm K=376 [ pag 27] Ft2 ndash forţa tangenţială din angrenaj Ft2=296558 [N] KH - COeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi Determinăm prealabil
viteza periferică a roţii dinţate v [ms]
v2 [ms]Stabilim treapta a 9-a de precizie pentru angrenajul proectat [tab44 pag 28] şi
acceptăm KH =111 KHv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KHv=101 [tab 44 pag 28]Mărimile T2 [Nm] [Nmm2] KH d2 [mm] b2 [mm] ired ndash [p221 pag 7]
w2 [s-1] ndash viteza unghiulară a arborelui condus[Nmm2]
Aşa cum lt iar aciastă subsarcină nu depăşeşte 10 putem trece la următoarea etapă a calculului de verificare
243 Verificăm tensiunile de icircncovoere a dinţilor [Nmm2]
10
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde m [mm] este modulul angrenării b2 [mm] ndash Lăţimea coroanei dinţate a roţii Ft [N] ndash forţa tangenţială din angrenaj [vezi tab 22 şi p 23] KF - coeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi acceptăm KF =10 KF - coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea dintelui
acceptăm KF =10 KFv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KFv=104 [ Tab 44 pag 28] YF1 şi YF2 ndash coeficienţii de formă ai dinţilor pinionului şi roţii dinţate care se
determină icircn dependenţă de numărul de dinţi echivalenţi zv1 şi zv2Deci acceptăm YF1=378 şi YF2=360 Y - voeficientul ce ţine cont de icircnclinarea dinţilor
Y
şi - tensiunile admisibile de icircncovoere ale pinionului şi roţii dinţate [Nmm2]
[Nmm2][Nmm2]
224 Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calculTabelul 23 ndash Rezultatele calculului de dimensionare a angrenajului cu roţi dinţate
cilindriceCALCULUL DE DIMENSIONARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valoarea Parametrul ValoareaDistanţa dintre axe aw [mm] 110 Modulul m [mm] 25Forma dintelui icircnclinat Diametrul cercului de divizare
Pinion d1
722814771Unghiul de icircnclinare a 1734
11
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
dintelui Roată d2
Lăţimea coroanei dinţate [mm]Pinion b1
Roată b2
4036
Diametrul cercului exteriorPinion da1
Roată da2
782815371
Numărul de dinţiPinion z1
Roată z2
2347
Diametrul cercului interiorPinion df1
Roată df2
650814051
CALCULUL DE VERIFICARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valori admisibile Valori calculate NotăTensiunile de contact
[Nmm2]517 515953 -020
Tensiunile de icircncovoere [Nmm2]
2204319313
944410231
-5715-4702
3CALCULUL ARBORILOR
31 Calculul de predimensionare Din condirsquoia de reyistenţă la răsucire şi icircn conformitate cu recomandările [
pag 55] determinăm prealabil diametrele minime ale arborilor
Tabelul 31 ndash determinarea prealabilă a diametrelor arborilor [mm]ARBORE-PINION ARBORELE ROŢII DINŢATE
12
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
acceptăm d1p=35 [mm] acceptăm d1a=400 [mm]Unde T1 şi T2 [Nm] sunt momentele de torsiune pe arbori (vezi tab 12)
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la răsucire [ pag 55]
32 Calculul de dimensionare 321 Alegerea prealabilă a rulmenţilor
Icircn conformitate cu recomandările [ tab 61 pag 57] alegem prealabil următorii rulmenţi [ tab S5 anexa 2]Tabelul 32 ndash alegerea prealabilă a rulmenţilor
Rulmentul (GOST 831-75)
simbolizarea Dimensiunile mm
d D BARBORE PINION
36207 35 72 17
ARBORE CONDUS36208 40 80 18
322 Elaborarea schiţei de dimensionare a reductorului cilindric Icircn corespundere cu schema cinematică a reductorului cilindric [sarcina tehnică] elaborăm schiţa acestuia luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag 58-65]
Efectuicircnd măsurările (calculele) corespunzătoare pe schiţa elaborată a reductorului (fig 31 a şi b) determinăm valorile distanţelor icircntre reazime necesară pentru calculul arborilor
l=L-2a [mm]unde a [mm] este distanţa de la partea frontală a rulmentului picircnă la punctul de aplicare a reacţiunilor care se determină din relaţia
a=05
Valorile dDB şi sunt prezentate icircn tab 32a)
13
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
b)
Figura 31 ndash schiţa reductorului cilindric
14
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Deci pentru arbore-pinion şi arborele condus vom avea următoarele valori ale distanţelor de aplicare a reacţiunilor
[mm] [mm]Astfel Lp=b1+2x+2Bp=92 [mm] La=b1+2x+2Ba=94 [mm]
lp=Lp-2ap=64 [mm] la=La-2aa=64 [mm]323 Calculul de dimensionare a arborelui-pinionDate ini ţiale d1=7228 [mm]- diametrul cercului de divizare Ft=3110[N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N] ndash forţele icircn angrenaj lp=64 [mm]distanţa de aplicare a reacţiunilor icircn reazime
Figura 32 ndash Schema de calcul a arborelui-pinion3231 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazemele A şi B (fig 32)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]
Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
[N]
15
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
3232 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 33) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQv=RAv=113585[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RAv∙0=0Pentru Z1=l1prarrMv(l1p)=RAv∙l1p=3634[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)Qv=RAv-Fr=-3915[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQo=RAo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RAo∙0=0Pentru Z1=l1prarrMo(l1p)=RAo∙l1p=4976[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)
Qo=RAo-Ft=1555[N]
16
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
3233 determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 33) ]n secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3234 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arbore-pinion care este egal cu T1=11957 [Nm] şi acţionează pe porţiunea arborelui de la intrare picircnă la locul fixării roţii dinţate (fig33)3235 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 33) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mech1 =
Mech3 =3236 Verificăm diametrul arborelui-pinion icircn secţiunea cea mai solicitată
Conform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mech2 =10881 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1p=350 [mm] vom avea
17
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1p [mm] trebue majorat cu circa 5
Deoarece icircn construcţia arborelui-pinion drsquo1p [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură aceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2p=30[mm]
18
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 33 ndash Schema de calcul a arborelui pinion324 Calculul de dimensionare a arborelui condusDate iniţiale d2=14771 [mm] ndash diametrul cercului de divizareFt=3110 [N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N]Forţele icircn angrenajla=64 [mm] ndash distanţa de aplicare a reacţiunilor
Figura 34 ndash Schema de calcul a arborelui condus3241 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazime (fig 34)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
19
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
[N]
3242 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 34) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQv=RCv=53305[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RCv∙0=0Pentru Z1=l1ararrMv(l1a)=RCv∙l1a=1705[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)Qv=RCv+Fr=1708[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQo=RCo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RCo∙0=0Pentru Z1=l1ararrMo(l1a)=RCo∙l1a=4976[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)
20
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
aw Ka(ired+1)
unde Ka este coeficientul distanţei dintre axe acceptăm Ka=430 - coeficientul lăţimii coroanei danturate acceptăm =032
KHB - coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea dintelui acceptăm KHB=10 [ pag 22]
ired ndash raportul de transmitere a reductorului ired=2 T2 ndash momentul de torsiune care acţioniază pe arboreal condus al
reductorului T2=22966 [Nmiddotm] - tensiunea admisibilă de contact a materialului roţii dinţate
=517 [Nmm2]
aw 43(2+1)
Conform şirului de numere normale acceptăm aw=110 [mm]222 Determinăm modulul de angrenare m [mm]
m
unde Km este coeficientul de modul acceptăm Km=58d2 [mm] ndash diametrul de divizare a roţii
d2 [mm]b2 [mm] ndash lă ţimea coroanei danturate a roţii care se determină din relaţiea
b2 [mm]Conform şirului de numere normale acceptăm b2=36
- tensiunea admisibilă de icircncovoere a roţii dinţate =19313[Nmm2]m [mm]
Acceptăm modulul m=3 [ tab 41 pag 23]223 Determinăm unghiul de icircnclinare al dinţilor βmin
βmin=arcsin (35mb2)=16957˚224 Determinăm numărul sumar de dinţi ai pinionului şi roţii dinţate ZΣ
ZΣ=z1+z2= dinţi
Acceptăm ZΣ=70 din ţi
225 Precizăm valoarea reală a unghiului de icircnclinare a dinţilor
β=arccos ˚
8
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
226 Determinăm numărul de dinţi a pinionului z1
z1= dinţi
Acceptăm z1=23 din ţi 227 Determinăm numărul de dinţi ai roţii dinţate z2
z2=ZΣ ndashz1=70-23=47 dinţiAcceptăm z2=47 din ţi 228 Determinăm raportul de transmitere real ireal şi verificăm abaterea i faţă de
raportul de transmitere ales iniţial ired
ireal= i 4 i= 100
229Determinăm distanţa dintre axe reală aw [mm]
aw= [mm]
229 Determinarea parametrilor geometrici de bază ai transmisiei
Tabelul 22 ndash Parametrii geometrici de bază ai transmisiei [mm]PARAMETRUL PINION ROATĂ
Dia
met
rul divizare d1=mz1cosβ=7228 d2=mz2cosβ=14771
exterior da1=d1+2m=7828 da2=d2+2m=15371
interior df1=d1ndash24m=6508 df2=d2ndash24m=14051
Lăţimea coroaneidanturate
b1=b2+4mm=40 b2=36
23 Calculul forţelor icircn angrenaj
Forţa tangenţială
9
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
pinion - Ft1=Ft2
roată - Forţa radială
pinion ndash Fr1=Fr2
roată - Forţa axială
pinion ndash Fa1=Fa2 roată -
24 Calculul de verificare al angrenajului
241 Verificăm distanţa dintre axe aw [mm]
aw [mm]242 Verificăm tensiunea de contact [ ]H2 [Nmm2]
Unde K este un coeficient complex acceptăm K=376 [ pag 27] Ft2 ndash forţa tangenţială din angrenaj Ft2=296558 [N] KH - COeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi Determinăm prealabil
viteza periferică a roţii dinţate v [ms]
v2 [ms]Stabilim treapta a 9-a de precizie pentru angrenajul proectat [tab44 pag 28] şi
acceptăm KH =111 KHv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KHv=101 [tab 44 pag 28]Mărimile T2 [Nm] [Nmm2] KH d2 [mm] b2 [mm] ired ndash [p221 pag 7]
w2 [s-1] ndash viteza unghiulară a arborelui condus[Nmm2]
Aşa cum lt iar aciastă subsarcină nu depăşeşte 10 putem trece la următoarea etapă a calculului de verificare
243 Verificăm tensiunile de icircncovoere a dinţilor [Nmm2]
10
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde m [mm] este modulul angrenării b2 [mm] ndash Lăţimea coroanei dinţate a roţii Ft [N] ndash forţa tangenţială din angrenaj [vezi tab 22 şi p 23] KF - coeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi acceptăm KF =10 KF - coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea dintelui
acceptăm KF =10 KFv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KFv=104 [ Tab 44 pag 28] YF1 şi YF2 ndash coeficienţii de formă ai dinţilor pinionului şi roţii dinţate care se
determină icircn dependenţă de numărul de dinţi echivalenţi zv1 şi zv2Deci acceptăm YF1=378 şi YF2=360 Y - voeficientul ce ţine cont de icircnclinarea dinţilor
Y
şi - tensiunile admisibile de icircncovoere ale pinionului şi roţii dinţate [Nmm2]
[Nmm2][Nmm2]
224 Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calculTabelul 23 ndash Rezultatele calculului de dimensionare a angrenajului cu roţi dinţate
cilindriceCALCULUL DE DIMENSIONARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valoarea Parametrul ValoareaDistanţa dintre axe aw [mm] 110 Modulul m [mm] 25Forma dintelui icircnclinat Diametrul cercului de divizare
Pinion d1
722814771Unghiul de icircnclinare a 1734
11
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
dintelui Roată d2
Lăţimea coroanei dinţate [mm]Pinion b1
Roată b2
4036
Diametrul cercului exteriorPinion da1
Roată da2
782815371
Numărul de dinţiPinion z1
Roată z2
2347
Diametrul cercului interiorPinion df1
Roată df2
650814051
CALCULUL DE VERIFICARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valori admisibile Valori calculate NotăTensiunile de contact
[Nmm2]517 515953 -020
Tensiunile de icircncovoere [Nmm2]
2204319313
944410231
-5715-4702
3CALCULUL ARBORILOR
31 Calculul de predimensionare Din condirsquoia de reyistenţă la răsucire şi icircn conformitate cu recomandările [
pag 55] determinăm prealabil diametrele minime ale arborilor
Tabelul 31 ndash determinarea prealabilă a diametrelor arborilor [mm]ARBORE-PINION ARBORELE ROŢII DINŢATE
12
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
acceptăm d1p=35 [mm] acceptăm d1a=400 [mm]Unde T1 şi T2 [Nm] sunt momentele de torsiune pe arbori (vezi tab 12)
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la răsucire [ pag 55]
32 Calculul de dimensionare 321 Alegerea prealabilă a rulmenţilor
Icircn conformitate cu recomandările [ tab 61 pag 57] alegem prealabil următorii rulmenţi [ tab S5 anexa 2]Tabelul 32 ndash alegerea prealabilă a rulmenţilor
Rulmentul (GOST 831-75)
simbolizarea Dimensiunile mm
d D BARBORE PINION
36207 35 72 17
ARBORE CONDUS36208 40 80 18
322 Elaborarea schiţei de dimensionare a reductorului cilindric Icircn corespundere cu schema cinematică a reductorului cilindric [sarcina tehnică] elaborăm schiţa acestuia luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag 58-65]
Efectuicircnd măsurările (calculele) corespunzătoare pe schiţa elaborată a reductorului (fig 31 a şi b) determinăm valorile distanţelor icircntre reazime necesară pentru calculul arborilor
l=L-2a [mm]unde a [mm] este distanţa de la partea frontală a rulmentului picircnă la punctul de aplicare a reacţiunilor care se determină din relaţia
a=05
Valorile dDB şi sunt prezentate icircn tab 32a)
13
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
b)
Figura 31 ndash schiţa reductorului cilindric
14
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Deci pentru arbore-pinion şi arborele condus vom avea următoarele valori ale distanţelor de aplicare a reacţiunilor
[mm] [mm]Astfel Lp=b1+2x+2Bp=92 [mm] La=b1+2x+2Ba=94 [mm]
lp=Lp-2ap=64 [mm] la=La-2aa=64 [mm]323 Calculul de dimensionare a arborelui-pinionDate ini ţiale d1=7228 [mm]- diametrul cercului de divizare Ft=3110[N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N] ndash forţele icircn angrenaj lp=64 [mm]distanţa de aplicare a reacţiunilor icircn reazime
Figura 32 ndash Schema de calcul a arborelui-pinion3231 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazemele A şi B (fig 32)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]
Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
[N]
15
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
3232 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 33) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQv=RAv=113585[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RAv∙0=0Pentru Z1=l1prarrMv(l1p)=RAv∙l1p=3634[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)Qv=RAv-Fr=-3915[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQo=RAo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RAo∙0=0Pentru Z1=l1prarrMo(l1p)=RAo∙l1p=4976[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)
Qo=RAo-Ft=1555[N]
16
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
3233 determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 33) ]n secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3234 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arbore-pinion care este egal cu T1=11957 [Nm] şi acţionează pe porţiunea arborelui de la intrare picircnă la locul fixării roţii dinţate (fig33)3235 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 33) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mech1 =
Mech3 =3236 Verificăm diametrul arborelui-pinion icircn secţiunea cea mai solicitată
Conform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mech2 =10881 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1p=350 [mm] vom avea
17
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1p [mm] trebue majorat cu circa 5
Deoarece icircn construcţia arborelui-pinion drsquo1p [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură aceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2p=30[mm]
18
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 33 ndash Schema de calcul a arborelui pinion324 Calculul de dimensionare a arborelui condusDate iniţiale d2=14771 [mm] ndash diametrul cercului de divizareFt=3110 [N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N]Forţele icircn angrenajla=64 [mm] ndash distanţa de aplicare a reacţiunilor
Figura 34 ndash Schema de calcul a arborelui condus3241 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazime (fig 34)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
19
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
[N]
3242 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 34) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQv=RCv=53305[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RCv∙0=0Pentru Z1=l1ararrMv(l1a)=RCv∙l1a=1705[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)Qv=RCv+Fr=1708[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQo=RCo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RCo∙0=0Pentru Z1=l1ararrMo(l1a)=RCo∙l1a=4976[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)
20
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
226 Determinăm numărul de dinţi a pinionului z1
z1= dinţi
Acceptăm z1=23 din ţi 227 Determinăm numărul de dinţi ai roţii dinţate z2
z2=ZΣ ndashz1=70-23=47 dinţiAcceptăm z2=47 din ţi 228 Determinăm raportul de transmitere real ireal şi verificăm abaterea i faţă de
raportul de transmitere ales iniţial ired
ireal= i 4 i= 100
229Determinăm distanţa dintre axe reală aw [mm]
aw= [mm]
229 Determinarea parametrilor geometrici de bază ai transmisiei
Tabelul 22 ndash Parametrii geometrici de bază ai transmisiei [mm]PARAMETRUL PINION ROATĂ
Dia
met
rul divizare d1=mz1cosβ=7228 d2=mz2cosβ=14771
exterior da1=d1+2m=7828 da2=d2+2m=15371
interior df1=d1ndash24m=6508 df2=d2ndash24m=14051
Lăţimea coroaneidanturate
b1=b2+4mm=40 b2=36
23 Calculul forţelor icircn angrenaj
Forţa tangenţială
9
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
pinion - Ft1=Ft2
roată - Forţa radială
pinion ndash Fr1=Fr2
roată - Forţa axială
pinion ndash Fa1=Fa2 roată -
24 Calculul de verificare al angrenajului
241 Verificăm distanţa dintre axe aw [mm]
aw [mm]242 Verificăm tensiunea de contact [ ]H2 [Nmm2]
Unde K este un coeficient complex acceptăm K=376 [ pag 27] Ft2 ndash forţa tangenţială din angrenaj Ft2=296558 [N] KH - COeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi Determinăm prealabil
viteza periferică a roţii dinţate v [ms]
v2 [ms]Stabilim treapta a 9-a de precizie pentru angrenajul proectat [tab44 pag 28] şi
acceptăm KH =111 KHv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KHv=101 [tab 44 pag 28]Mărimile T2 [Nm] [Nmm2] KH d2 [mm] b2 [mm] ired ndash [p221 pag 7]
w2 [s-1] ndash viteza unghiulară a arborelui condus[Nmm2]
Aşa cum lt iar aciastă subsarcină nu depăşeşte 10 putem trece la următoarea etapă a calculului de verificare
243 Verificăm tensiunile de icircncovoere a dinţilor [Nmm2]
10
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde m [mm] este modulul angrenării b2 [mm] ndash Lăţimea coroanei dinţate a roţii Ft [N] ndash forţa tangenţială din angrenaj [vezi tab 22 şi p 23] KF - coeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi acceptăm KF =10 KF - coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea dintelui
acceptăm KF =10 KFv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KFv=104 [ Tab 44 pag 28] YF1 şi YF2 ndash coeficienţii de formă ai dinţilor pinionului şi roţii dinţate care se
determină icircn dependenţă de numărul de dinţi echivalenţi zv1 şi zv2Deci acceptăm YF1=378 şi YF2=360 Y - voeficientul ce ţine cont de icircnclinarea dinţilor
Y
şi - tensiunile admisibile de icircncovoere ale pinionului şi roţii dinţate [Nmm2]
[Nmm2][Nmm2]
224 Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calculTabelul 23 ndash Rezultatele calculului de dimensionare a angrenajului cu roţi dinţate
cilindriceCALCULUL DE DIMENSIONARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valoarea Parametrul ValoareaDistanţa dintre axe aw [mm] 110 Modulul m [mm] 25Forma dintelui icircnclinat Diametrul cercului de divizare
Pinion d1
722814771Unghiul de icircnclinare a 1734
11
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
dintelui Roată d2
Lăţimea coroanei dinţate [mm]Pinion b1
Roată b2
4036
Diametrul cercului exteriorPinion da1
Roată da2
782815371
Numărul de dinţiPinion z1
Roată z2
2347
Diametrul cercului interiorPinion df1
Roată df2
650814051
CALCULUL DE VERIFICARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valori admisibile Valori calculate NotăTensiunile de contact
[Nmm2]517 515953 -020
Tensiunile de icircncovoere [Nmm2]
2204319313
944410231
-5715-4702
3CALCULUL ARBORILOR
31 Calculul de predimensionare Din condirsquoia de reyistenţă la răsucire şi icircn conformitate cu recomandările [
pag 55] determinăm prealabil diametrele minime ale arborilor
Tabelul 31 ndash determinarea prealabilă a diametrelor arborilor [mm]ARBORE-PINION ARBORELE ROŢII DINŢATE
12
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
acceptăm d1p=35 [mm] acceptăm d1a=400 [mm]Unde T1 şi T2 [Nm] sunt momentele de torsiune pe arbori (vezi tab 12)
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la răsucire [ pag 55]
32 Calculul de dimensionare 321 Alegerea prealabilă a rulmenţilor
Icircn conformitate cu recomandările [ tab 61 pag 57] alegem prealabil următorii rulmenţi [ tab S5 anexa 2]Tabelul 32 ndash alegerea prealabilă a rulmenţilor
Rulmentul (GOST 831-75)
simbolizarea Dimensiunile mm
d D BARBORE PINION
36207 35 72 17
ARBORE CONDUS36208 40 80 18
322 Elaborarea schiţei de dimensionare a reductorului cilindric Icircn corespundere cu schema cinematică a reductorului cilindric [sarcina tehnică] elaborăm schiţa acestuia luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag 58-65]
Efectuicircnd măsurările (calculele) corespunzătoare pe schiţa elaborată a reductorului (fig 31 a şi b) determinăm valorile distanţelor icircntre reazime necesară pentru calculul arborilor
l=L-2a [mm]unde a [mm] este distanţa de la partea frontală a rulmentului picircnă la punctul de aplicare a reacţiunilor care se determină din relaţia
a=05
Valorile dDB şi sunt prezentate icircn tab 32a)
13
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
b)
Figura 31 ndash schiţa reductorului cilindric
14
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Deci pentru arbore-pinion şi arborele condus vom avea următoarele valori ale distanţelor de aplicare a reacţiunilor
[mm] [mm]Astfel Lp=b1+2x+2Bp=92 [mm] La=b1+2x+2Ba=94 [mm]
lp=Lp-2ap=64 [mm] la=La-2aa=64 [mm]323 Calculul de dimensionare a arborelui-pinionDate ini ţiale d1=7228 [mm]- diametrul cercului de divizare Ft=3110[N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N] ndash forţele icircn angrenaj lp=64 [mm]distanţa de aplicare a reacţiunilor icircn reazime
Figura 32 ndash Schema de calcul a arborelui-pinion3231 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazemele A şi B (fig 32)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]
Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
[N]
15
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
3232 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 33) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQv=RAv=113585[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RAv∙0=0Pentru Z1=l1prarrMv(l1p)=RAv∙l1p=3634[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)Qv=RAv-Fr=-3915[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQo=RAo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RAo∙0=0Pentru Z1=l1prarrMo(l1p)=RAo∙l1p=4976[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)
Qo=RAo-Ft=1555[N]
16
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
3233 determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 33) ]n secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3234 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arbore-pinion care este egal cu T1=11957 [Nm] şi acţionează pe porţiunea arborelui de la intrare picircnă la locul fixării roţii dinţate (fig33)3235 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 33) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mech1 =
Mech3 =3236 Verificăm diametrul arborelui-pinion icircn secţiunea cea mai solicitată
Conform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mech2 =10881 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1p=350 [mm] vom avea
17
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1p [mm] trebue majorat cu circa 5
Deoarece icircn construcţia arborelui-pinion drsquo1p [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură aceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2p=30[mm]
18
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 33 ndash Schema de calcul a arborelui pinion324 Calculul de dimensionare a arborelui condusDate iniţiale d2=14771 [mm] ndash diametrul cercului de divizareFt=3110 [N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N]Forţele icircn angrenajla=64 [mm] ndash distanţa de aplicare a reacţiunilor
Figura 34 ndash Schema de calcul a arborelui condus3241 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazime (fig 34)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
19
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
[N]
3242 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 34) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQv=RCv=53305[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RCv∙0=0Pentru Z1=l1ararrMv(l1a)=RCv∙l1a=1705[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)Qv=RCv+Fr=1708[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQo=RCo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RCo∙0=0Pentru Z1=l1ararrMo(l1a)=RCo∙l1a=4976[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)
20
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
pinion - Ft1=Ft2
roată - Forţa radială
pinion ndash Fr1=Fr2
roată - Forţa axială
pinion ndash Fa1=Fa2 roată -
24 Calculul de verificare al angrenajului
241 Verificăm distanţa dintre axe aw [mm]
aw [mm]242 Verificăm tensiunea de contact [ ]H2 [Nmm2]
Unde K este un coeficient complex acceptăm K=376 [ pag 27] Ft2 ndash forţa tangenţială din angrenaj Ft2=296558 [N] KH - COeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi Determinăm prealabil
viteza periferică a roţii dinţate v [ms]
v2 [ms]Stabilim treapta a 9-a de precizie pentru angrenajul proectat [tab44 pag 28] şi
acceptăm KH =111 KHv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KHv=101 [tab 44 pag 28]Mărimile T2 [Nm] [Nmm2] KH d2 [mm] b2 [mm] ired ndash [p221 pag 7]
w2 [s-1] ndash viteza unghiulară a arborelui condus[Nmm2]
Aşa cum lt iar aciastă subsarcină nu depăşeşte 10 putem trece la următoarea etapă a calculului de verificare
243 Verificăm tensiunile de icircncovoere a dinţilor [Nmm2]
10
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde m [mm] este modulul angrenării b2 [mm] ndash Lăţimea coroanei dinţate a roţii Ft [N] ndash forţa tangenţială din angrenaj [vezi tab 22 şi p 23] KF - coeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi acceptăm KF =10 KF - coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea dintelui
acceptăm KF =10 KFv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KFv=104 [ Tab 44 pag 28] YF1 şi YF2 ndash coeficienţii de formă ai dinţilor pinionului şi roţii dinţate care se
determină icircn dependenţă de numărul de dinţi echivalenţi zv1 şi zv2Deci acceptăm YF1=378 şi YF2=360 Y - voeficientul ce ţine cont de icircnclinarea dinţilor
Y
şi - tensiunile admisibile de icircncovoere ale pinionului şi roţii dinţate [Nmm2]
[Nmm2][Nmm2]
224 Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calculTabelul 23 ndash Rezultatele calculului de dimensionare a angrenajului cu roţi dinţate
cilindriceCALCULUL DE DIMENSIONARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valoarea Parametrul ValoareaDistanţa dintre axe aw [mm] 110 Modulul m [mm] 25Forma dintelui icircnclinat Diametrul cercului de divizare
Pinion d1
722814771Unghiul de icircnclinare a 1734
11
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
dintelui Roată d2
Lăţimea coroanei dinţate [mm]Pinion b1
Roată b2
4036
Diametrul cercului exteriorPinion da1
Roată da2
782815371
Numărul de dinţiPinion z1
Roată z2
2347
Diametrul cercului interiorPinion df1
Roată df2
650814051
CALCULUL DE VERIFICARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valori admisibile Valori calculate NotăTensiunile de contact
[Nmm2]517 515953 -020
Tensiunile de icircncovoere [Nmm2]
2204319313
944410231
-5715-4702
3CALCULUL ARBORILOR
31 Calculul de predimensionare Din condirsquoia de reyistenţă la răsucire şi icircn conformitate cu recomandările [
pag 55] determinăm prealabil diametrele minime ale arborilor
Tabelul 31 ndash determinarea prealabilă a diametrelor arborilor [mm]ARBORE-PINION ARBORELE ROŢII DINŢATE
12
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
acceptăm d1p=35 [mm] acceptăm d1a=400 [mm]Unde T1 şi T2 [Nm] sunt momentele de torsiune pe arbori (vezi tab 12)
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la răsucire [ pag 55]
32 Calculul de dimensionare 321 Alegerea prealabilă a rulmenţilor
Icircn conformitate cu recomandările [ tab 61 pag 57] alegem prealabil următorii rulmenţi [ tab S5 anexa 2]Tabelul 32 ndash alegerea prealabilă a rulmenţilor
Rulmentul (GOST 831-75)
simbolizarea Dimensiunile mm
d D BARBORE PINION
36207 35 72 17
ARBORE CONDUS36208 40 80 18
322 Elaborarea schiţei de dimensionare a reductorului cilindric Icircn corespundere cu schema cinematică a reductorului cilindric [sarcina tehnică] elaborăm schiţa acestuia luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag 58-65]
Efectuicircnd măsurările (calculele) corespunzătoare pe schiţa elaborată a reductorului (fig 31 a şi b) determinăm valorile distanţelor icircntre reazime necesară pentru calculul arborilor
l=L-2a [mm]unde a [mm] este distanţa de la partea frontală a rulmentului picircnă la punctul de aplicare a reacţiunilor care se determină din relaţia
a=05
Valorile dDB şi sunt prezentate icircn tab 32a)
13
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
b)
Figura 31 ndash schiţa reductorului cilindric
14
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Deci pentru arbore-pinion şi arborele condus vom avea următoarele valori ale distanţelor de aplicare a reacţiunilor
[mm] [mm]Astfel Lp=b1+2x+2Bp=92 [mm] La=b1+2x+2Ba=94 [mm]
lp=Lp-2ap=64 [mm] la=La-2aa=64 [mm]323 Calculul de dimensionare a arborelui-pinionDate ini ţiale d1=7228 [mm]- diametrul cercului de divizare Ft=3110[N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N] ndash forţele icircn angrenaj lp=64 [mm]distanţa de aplicare a reacţiunilor icircn reazime
Figura 32 ndash Schema de calcul a arborelui-pinion3231 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazemele A şi B (fig 32)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]
Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
[N]
15
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
3232 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 33) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQv=RAv=113585[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RAv∙0=0Pentru Z1=l1prarrMv(l1p)=RAv∙l1p=3634[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)Qv=RAv-Fr=-3915[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQo=RAo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RAo∙0=0Pentru Z1=l1prarrMo(l1p)=RAo∙l1p=4976[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)
Qo=RAo-Ft=1555[N]
16
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
3233 determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 33) ]n secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3234 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arbore-pinion care este egal cu T1=11957 [Nm] şi acţionează pe porţiunea arborelui de la intrare picircnă la locul fixării roţii dinţate (fig33)3235 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 33) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mech1 =
Mech3 =3236 Verificăm diametrul arborelui-pinion icircn secţiunea cea mai solicitată
Conform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mech2 =10881 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1p=350 [mm] vom avea
17
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1p [mm] trebue majorat cu circa 5
Deoarece icircn construcţia arborelui-pinion drsquo1p [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură aceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2p=30[mm]
18
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 33 ndash Schema de calcul a arborelui pinion324 Calculul de dimensionare a arborelui condusDate iniţiale d2=14771 [mm] ndash diametrul cercului de divizareFt=3110 [N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N]Forţele icircn angrenajla=64 [mm] ndash distanţa de aplicare a reacţiunilor
Figura 34 ndash Schema de calcul a arborelui condus3241 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazime (fig 34)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
19
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
[N]
3242 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 34) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQv=RCv=53305[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RCv∙0=0Pentru Z1=l1ararrMv(l1a)=RCv∙l1a=1705[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)Qv=RCv+Fr=1708[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQo=RCo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RCo∙0=0Pentru Z1=l1ararrMo(l1a)=RCo∙l1a=4976[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)
20
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde m [mm] este modulul angrenării b2 [mm] ndash Lăţimea coroanei dinţate a roţii Ft [N] ndash forţa tangenţială din angrenaj [vezi tab 22 şi p 23] KF - coeficientul distribuirii sarcinii icircntre dinţi acceptăm KF =10 KF - coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea dintelui
acceptăm KF =10 KFv ndash coeficientul sarcinii dinamice acceptăm KFv=104 [ Tab 44 pag 28] YF1 şi YF2 ndash coeficienţii de formă ai dinţilor pinionului şi roţii dinţate care se
determină icircn dependenţă de numărul de dinţi echivalenţi zv1 şi zv2Deci acceptăm YF1=378 şi YF2=360 Y - voeficientul ce ţine cont de icircnclinarea dinţilor
Y
şi - tensiunile admisibile de icircncovoere ale pinionului şi roţii dinţate [Nmm2]
[Nmm2][Nmm2]
224 Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calculTabelul 23 ndash Rezultatele calculului de dimensionare a angrenajului cu roţi dinţate
cilindriceCALCULUL DE DIMENSIONARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valoarea Parametrul ValoareaDistanţa dintre axe aw [mm] 110 Modulul m [mm] 25Forma dintelui icircnclinat Diametrul cercului de divizare
Pinion d1
722814771Unghiul de icircnclinare a 1734
11
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
dintelui Roată d2
Lăţimea coroanei dinţate [mm]Pinion b1
Roată b2
4036
Diametrul cercului exteriorPinion da1
Roată da2
782815371
Numărul de dinţiPinion z1
Roată z2
2347
Diametrul cercului interiorPinion df1
Roată df2
650814051
CALCULUL DE VERIFICARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valori admisibile Valori calculate NotăTensiunile de contact
[Nmm2]517 515953 -020
Tensiunile de icircncovoere [Nmm2]
2204319313
944410231
-5715-4702
3CALCULUL ARBORILOR
31 Calculul de predimensionare Din condirsquoia de reyistenţă la răsucire şi icircn conformitate cu recomandările [
pag 55] determinăm prealabil diametrele minime ale arborilor
Tabelul 31 ndash determinarea prealabilă a diametrelor arborilor [mm]ARBORE-PINION ARBORELE ROŢII DINŢATE
12
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
acceptăm d1p=35 [mm] acceptăm d1a=400 [mm]Unde T1 şi T2 [Nm] sunt momentele de torsiune pe arbori (vezi tab 12)
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la răsucire [ pag 55]
32 Calculul de dimensionare 321 Alegerea prealabilă a rulmenţilor
Icircn conformitate cu recomandările [ tab 61 pag 57] alegem prealabil următorii rulmenţi [ tab S5 anexa 2]Tabelul 32 ndash alegerea prealabilă a rulmenţilor
Rulmentul (GOST 831-75)
simbolizarea Dimensiunile mm
d D BARBORE PINION
36207 35 72 17
ARBORE CONDUS36208 40 80 18
322 Elaborarea schiţei de dimensionare a reductorului cilindric Icircn corespundere cu schema cinematică a reductorului cilindric [sarcina tehnică] elaborăm schiţa acestuia luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag 58-65]
Efectuicircnd măsurările (calculele) corespunzătoare pe schiţa elaborată a reductorului (fig 31 a şi b) determinăm valorile distanţelor icircntre reazime necesară pentru calculul arborilor
l=L-2a [mm]unde a [mm] este distanţa de la partea frontală a rulmentului picircnă la punctul de aplicare a reacţiunilor care se determină din relaţia
a=05
Valorile dDB şi sunt prezentate icircn tab 32a)
13
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
b)
Figura 31 ndash schiţa reductorului cilindric
14
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Deci pentru arbore-pinion şi arborele condus vom avea următoarele valori ale distanţelor de aplicare a reacţiunilor
[mm] [mm]Astfel Lp=b1+2x+2Bp=92 [mm] La=b1+2x+2Ba=94 [mm]
lp=Lp-2ap=64 [mm] la=La-2aa=64 [mm]323 Calculul de dimensionare a arborelui-pinionDate ini ţiale d1=7228 [mm]- diametrul cercului de divizare Ft=3110[N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N] ndash forţele icircn angrenaj lp=64 [mm]distanţa de aplicare a reacţiunilor icircn reazime
Figura 32 ndash Schema de calcul a arborelui-pinion3231 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazemele A şi B (fig 32)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]
Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
[N]
15
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
3232 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 33) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQv=RAv=113585[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RAv∙0=0Pentru Z1=l1prarrMv(l1p)=RAv∙l1p=3634[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)Qv=RAv-Fr=-3915[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQo=RAo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RAo∙0=0Pentru Z1=l1prarrMo(l1p)=RAo∙l1p=4976[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)
Qo=RAo-Ft=1555[N]
16
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
3233 determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 33) ]n secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3234 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arbore-pinion care este egal cu T1=11957 [Nm] şi acţionează pe porţiunea arborelui de la intrare picircnă la locul fixării roţii dinţate (fig33)3235 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 33) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mech1 =
Mech3 =3236 Verificăm diametrul arborelui-pinion icircn secţiunea cea mai solicitată
Conform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mech2 =10881 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1p=350 [mm] vom avea
17
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1p [mm] trebue majorat cu circa 5
Deoarece icircn construcţia arborelui-pinion drsquo1p [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură aceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2p=30[mm]
18
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 33 ndash Schema de calcul a arborelui pinion324 Calculul de dimensionare a arborelui condusDate iniţiale d2=14771 [mm] ndash diametrul cercului de divizareFt=3110 [N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N]Forţele icircn angrenajla=64 [mm] ndash distanţa de aplicare a reacţiunilor
Figura 34 ndash Schema de calcul a arborelui condus3241 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazime (fig 34)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
19
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
[N]
3242 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 34) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQv=RCv=53305[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RCv∙0=0Pentru Z1=l1ararrMv(l1a)=RCv∙l1a=1705[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)Qv=RCv+Fr=1708[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQo=RCo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RCo∙0=0Pentru Z1=l1ararrMo(l1a)=RCo∙l1a=4976[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)
20
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
dintelui Roată d2
Lăţimea coroanei dinţate [mm]Pinion b1
Roată b2
4036
Diametrul cercului exteriorPinion da1
Roată da2
782815371
Numărul de dinţiPinion z1
Roată z2
2347
Diametrul cercului interiorPinion df1
Roată df2
650814051
CALCULUL DE VERIFICARE A ANGRENAJULUI
Parametrul Valori admisibile Valori calculate NotăTensiunile de contact
[Nmm2]517 515953 -020
Tensiunile de icircncovoere [Nmm2]
2204319313
944410231
-5715-4702
3CALCULUL ARBORILOR
31 Calculul de predimensionare Din condirsquoia de reyistenţă la răsucire şi icircn conformitate cu recomandările [
pag 55] determinăm prealabil diametrele minime ale arborilor
Tabelul 31 ndash determinarea prealabilă a diametrelor arborilor [mm]ARBORE-PINION ARBORELE ROŢII DINŢATE
12
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
acceptăm d1p=35 [mm] acceptăm d1a=400 [mm]Unde T1 şi T2 [Nm] sunt momentele de torsiune pe arbori (vezi tab 12)
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la răsucire [ pag 55]
32 Calculul de dimensionare 321 Alegerea prealabilă a rulmenţilor
Icircn conformitate cu recomandările [ tab 61 pag 57] alegem prealabil următorii rulmenţi [ tab S5 anexa 2]Tabelul 32 ndash alegerea prealabilă a rulmenţilor
Rulmentul (GOST 831-75)
simbolizarea Dimensiunile mm
d D BARBORE PINION
36207 35 72 17
ARBORE CONDUS36208 40 80 18
322 Elaborarea schiţei de dimensionare a reductorului cilindric Icircn corespundere cu schema cinematică a reductorului cilindric [sarcina tehnică] elaborăm schiţa acestuia luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag 58-65]
Efectuicircnd măsurările (calculele) corespunzătoare pe schiţa elaborată a reductorului (fig 31 a şi b) determinăm valorile distanţelor icircntre reazime necesară pentru calculul arborilor
l=L-2a [mm]unde a [mm] este distanţa de la partea frontală a rulmentului picircnă la punctul de aplicare a reacţiunilor care se determină din relaţia
a=05
Valorile dDB şi sunt prezentate icircn tab 32a)
13
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
b)
Figura 31 ndash schiţa reductorului cilindric
14
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Deci pentru arbore-pinion şi arborele condus vom avea următoarele valori ale distanţelor de aplicare a reacţiunilor
[mm] [mm]Astfel Lp=b1+2x+2Bp=92 [mm] La=b1+2x+2Ba=94 [mm]
lp=Lp-2ap=64 [mm] la=La-2aa=64 [mm]323 Calculul de dimensionare a arborelui-pinionDate ini ţiale d1=7228 [mm]- diametrul cercului de divizare Ft=3110[N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N] ndash forţele icircn angrenaj lp=64 [mm]distanţa de aplicare a reacţiunilor icircn reazime
Figura 32 ndash Schema de calcul a arborelui-pinion3231 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazemele A şi B (fig 32)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]
Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
[N]
15
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
3232 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 33) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQv=RAv=113585[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RAv∙0=0Pentru Z1=l1prarrMv(l1p)=RAv∙l1p=3634[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)Qv=RAv-Fr=-3915[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQo=RAo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RAo∙0=0Pentru Z1=l1prarrMo(l1p)=RAo∙l1p=4976[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)
Qo=RAo-Ft=1555[N]
16
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
3233 determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 33) ]n secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3234 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arbore-pinion care este egal cu T1=11957 [Nm] şi acţionează pe porţiunea arborelui de la intrare picircnă la locul fixării roţii dinţate (fig33)3235 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 33) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mech1 =
Mech3 =3236 Verificăm diametrul arborelui-pinion icircn secţiunea cea mai solicitată
Conform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mech2 =10881 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1p=350 [mm] vom avea
17
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1p [mm] trebue majorat cu circa 5
Deoarece icircn construcţia arborelui-pinion drsquo1p [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură aceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2p=30[mm]
18
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 33 ndash Schema de calcul a arborelui pinion324 Calculul de dimensionare a arborelui condusDate iniţiale d2=14771 [mm] ndash diametrul cercului de divizareFt=3110 [N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N]Forţele icircn angrenajla=64 [mm] ndash distanţa de aplicare a reacţiunilor
Figura 34 ndash Schema de calcul a arborelui condus3241 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazime (fig 34)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
19
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
[N]
3242 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 34) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQv=RCv=53305[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RCv∙0=0Pentru Z1=l1ararrMv(l1a)=RCv∙l1a=1705[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)Qv=RCv+Fr=1708[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQo=RCo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RCo∙0=0Pentru Z1=l1ararrMo(l1a)=RCo∙l1a=4976[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)
20
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
acceptăm d1p=35 [mm] acceptăm d1a=400 [mm]Unde T1 şi T2 [Nm] sunt momentele de torsiune pe arbori (vezi tab 12)
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la răsucire [ pag 55]
32 Calculul de dimensionare 321 Alegerea prealabilă a rulmenţilor
Icircn conformitate cu recomandările [ tab 61 pag 57] alegem prealabil următorii rulmenţi [ tab S5 anexa 2]Tabelul 32 ndash alegerea prealabilă a rulmenţilor
Rulmentul (GOST 831-75)
simbolizarea Dimensiunile mm
d D BARBORE PINION
36207 35 72 17
ARBORE CONDUS36208 40 80 18
322 Elaborarea schiţei de dimensionare a reductorului cilindric Icircn corespundere cu schema cinematică a reductorului cilindric [sarcina tehnică] elaborăm schiţa acestuia luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag 58-65]
Efectuicircnd măsurările (calculele) corespunzătoare pe schiţa elaborată a reductorului (fig 31 a şi b) determinăm valorile distanţelor icircntre reazime necesară pentru calculul arborilor
l=L-2a [mm]unde a [mm] este distanţa de la partea frontală a rulmentului picircnă la punctul de aplicare a reacţiunilor care se determină din relaţia
a=05
Valorile dDB şi sunt prezentate icircn tab 32a)
13
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
b)
Figura 31 ndash schiţa reductorului cilindric
14
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Deci pentru arbore-pinion şi arborele condus vom avea următoarele valori ale distanţelor de aplicare a reacţiunilor
[mm] [mm]Astfel Lp=b1+2x+2Bp=92 [mm] La=b1+2x+2Ba=94 [mm]
lp=Lp-2ap=64 [mm] la=La-2aa=64 [mm]323 Calculul de dimensionare a arborelui-pinionDate ini ţiale d1=7228 [mm]- diametrul cercului de divizare Ft=3110[N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N] ndash forţele icircn angrenaj lp=64 [mm]distanţa de aplicare a reacţiunilor icircn reazime
Figura 32 ndash Schema de calcul a arborelui-pinion3231 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazemele A şi B (fig 32)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]
Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
[N]
15
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
3232 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 33) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQv=RAv=113585[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RAv∙0=0Pentru Z1=l1prarrMv(l1p)=RAv∙l1p=3634[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)Qv=RAv-Fr=-3915[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQo=RAo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RAo∙0=0Pentru Z1=l1prarrMo(l1p)=RAo∙l1p=4976[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)
Qo=RAo-Ft=1555[N]
16
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
3233 determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 33) ]n secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3234 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arbore-pinion care este egal cu T1=11957 [Nm] şi acţionează pe porţiunea arborelui de la intrare picircnă la locul fixării roţii dinţate (fig33)3235 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 33) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mech1 =
Mech3 =3236 Verificăm diametrul arborelui-pinion icircn secţiunea cea mai solicitată
Conform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mech2 =10881 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1p=350 [mm] vom avea
17
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1p [mm] trebue majorat cu circa 5
Deoarece icircn construcţia arborelui-pinion drsquo1p [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură aceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2p=30[mm]
18
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 33 ndash Schema de calcul a arborelui pinion324 Calculul de dimensionare a arborelui condusDate iniţiale d2=14771 [mm] ndash diametrul cercului de divizareFt=3110 [N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N]Forţele icircn angrenajla=64 [mm] ndash distanţa de aplicare a reacţiunilor
Figura 34 ndash Schema de calcul a arborelui condus3241 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazime (fig 34)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
19
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
[N]
3242 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 34) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQv=RCv=53305[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RCv∙0=0Pentru Z1=l1ararrMv(l1a)=RCv∙l1a=1705[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)Qv=RCv+Fr=1708[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQo=RCo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RCo∙0=0Pentru Z1=l1ararrMo(l1a)=RCo∙l1a=4976[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)
20
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
b)
Figura 31 ndash schiţa reductorului cilindric
14
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Deci pentru arbore-pinion şi arborele condus vom avea următoarele valori ale distanţelor de aplicare a reacţiunilor
[mm] [mm]Astfel Lp=b1+2x+2Bp=92 [mm] La=b1+2x+2Ba=94 [mm]
lp=Lp-2ap=64 [mm] la=La-2aa=64 [mm]323 Calculul de dimensionare a arborelui-pinionDate ini ţiale d1=7228 [mm]- diametrul cercului de divizare Ft=3110[N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N] ndash forţele icircn angrenaj lp=64 [mm]distanţa de aplicare a reacţiunilor icircn reazime
Figura 32 ndash Schema de calcul a arborelui-pinion3231 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazemele A şi B (fig 32)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]
Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
[N]
15
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
3232 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 33) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQv=RAv=113585[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RAv∙0=0Pentru Z1=l1prarrMv(l1p)=RAv∙l1p=3634[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)Qv=RAv-Fr=-3915[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQo=RAo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RAo∙0=0Pentru Z1=l1prarrMo(l1p)=RAo∙l1p=4976[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)
Qo=RAo-Ft=1555[N]
16
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
3233 determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 33) ]n secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3234 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arbore-pinion care este egal cu T1=11957 [Nm] şi acţionează pe porţiunea arborelui de la intrare picircnă la locul fixării roţii dinţate (fig33)3235 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 33) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mech1 =
Mech3 =3236 Verificăm diametrul arborelui-pinion icircn secţiunea cea mai solicitată
Conform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mech2 =10881 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1p=350 [mm] vom avea
17
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1p [mm] trebue majorat cu circa 5
Deoarece icircn construcţia arborelui-pinion drsquo1p [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură aceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2p=30[mm]
18
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 33 ndash Schema de calcul a arborelui pinion324 Calculul de dimensionare a arborelui condusDate iniţiale d2=14771 [mm] ndash diametrul cercului de divizareFt=3110 [N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N]Forţele icircn angrenajla=64 [mm] ndash distanţa de aplicare a reacţiunilor
Figura 34 ndash Schema de calcul a arborelui condus3241 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazime (fig 34)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
19
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
[N]
3242 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 34) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQv=RCv=53305[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RCv∙0=0Pentru Z1=l1ararrMv(l1a)=RCv∙l1a=1705[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)Qv=RCv+Fr=1708[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQo=RCo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RCo∙0=0Pentru Z1=l1ararrMo(l1a)=RCo∙l1a=4976[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)
20
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Deci pentru arbore-pinion şi arborele condus vom avea următoarele valori ale distanţelor de aplicare a reacţiunilor
[mm] [mm]Astfel Lp=b1+2x+2Bp=92 [mm] La=b1+2x+2Ba=94 [mm]
lp=Lp-2ap=64 [mm] la=La-2aa=64 [mm]323 Calculul de dimensionare a arborelui-pinionDate ini ţiale d1=7228 [mm]- diametrul cercului de divizare Ft=3110[N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N] ndash forţele icircn angrenaj lp=64 [mm]distanţa de aplicare a reacţiunilor icircn reazime
Figura 32 ndash Schema de calcul a arborelui-pinion3231 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazemele A şi B (fig 32)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]
Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
[N]
15
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
3232 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 33) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQv=RAv=113585[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RAv∙0=0Pentru Z1=l1prarrMv(l1p)=RAv∙l1p=3634[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)Qv=RAv-Fr=-3915[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQo=RAo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RAo∙0=0Pentru Z1=l1prarrMo(l1p)=RAo∙l1p=4976[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)
Qo=RAo-Ft=1555[N]
16
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
3233 determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 33) ]n secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3234 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arbore-pinion care este egal cu T1=11957 [Nm] şi acţionează pe porţiunea arborelui de la intrare picircnă la locul fixării roţii dinţate (fig33)3235 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 33) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mech1 =
Mech3 =3236 Verificăm diametrul arborelui-pinion icircn secţiunea cea mai solicitată
Conform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mech2 =10881 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1p=350 [mm] vom avea
17
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1p [mm] trebue majorat cu circa 5
Deoarece icircn construcţia arborelui-pinion drsquo1p [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură aceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2p=30[mm]
18
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 33 ndash Schema de calcul a arborelui pinion324 Calculul de dimensionare a arborelui condusDate iniţiale d2=14771 [mm] ndash diametrul cercului de divizareFt=3110 [N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N]Forţele icircn angrenajla=64 [mm] ndash distanţa de aplicare a reacţiunilor
Figura 34 ndash Schema de calcul a arborelui condus3241 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazime (fig 34)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
19
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
[N]
3242 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 34) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQv=RCv=53305[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RCv∙0=0Pentru Z1=l1ararrMv(l1a)=RCv∙l1a=1705[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)Qv=RCv+Fr=1708[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQo=RCo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RCo∙0=0Pentru Z1=l1ararrMo(l1a)=RCo∙l1a=4976[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)
20
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
3232 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 33) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQv=RAv=113585[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RAv∙0=0Pentru Z1=l1prarrMv(l1p)=RAv∙l1p=3634[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)Qv=RAv-Fr=-3915[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1pQo=RAo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RAo∙0=0Pentru Z1=l1prarrMo(l1p)=RAo∙l1p=4976[Nm]
Sectorul II l1pgtZIIgt(l1p+l2p)
Qo=RAo-Ft=1555[N]
16
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
3233 determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 33) ]n secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3234 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arbore-pinion care este egal cu T1=11957 [Nm] şi acţionează pe porţiunea arborelui de la intrare picircnă la locul fixării roţii dinţate (fig33)3235 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 33) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mech1 =
Mech3 =3236 Verificăm diametrul arborelui-pinion icircn secţiunea cea mai solicitată
Conform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mech2 =10881 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1p=350 [mm] vom avea
17
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1p [mm] trebue majorat cu circa 5
Deoarece icircn construcţia arborelui-pinion drsquo1p [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură aceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2p=30[mm]
18
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 33 ndash Schema de calcul a arborelui pinion324 Calculul de dimensionare a arborelui condusDate iniţiale d2=14771 [mm] ndash diametrul cercului de divizareFt=3110 [N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N]Forţele icircn angrenajla=64 [mm] ndash distanţa de aplicare a reacţiunilor
Figura 34 ndash Schema de calcul a arborelui condus3241 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazime (fig 34)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
19
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
[N]
3242 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 34) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQv=RCv=53305[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RCv∙0=0Pentru Z1=l1ararrMv(l1a)=RCv∙l1a=1705[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)Qv=RCv+Fr=1708[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQo=RCo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RCo∙0=0Pentru Z1=l1ararrMo(l1a)=RCo∙l1a=4976[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)
20
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1p+l2p)rarr
3233 determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 33) ]n secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3234 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arbore-pinion care este egal cu T1=11957 [Nm] şi acţionează pe porţiunea arborelui de la intrare picircnă la locul fixării roţii dinţate (fig33)3235 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 33) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mech1 =
Mech3 =3236 Verificăm diametrul arborelui-pinion icircn secţiunea cea mai solicitată
Conform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mech2 =10881 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1p=350 [mm] vom avea
17
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1p [mm] trebue majorat cu circa 5
Deoarece icircn construcţia arborelui-pinion drsquo1p [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură aceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2p=30[mm]
18
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 33 ndash Schema de calcul a arborelui pinion324 Calculul de dimensionare a arborelui condusDate iniţiale d2=14771 [mm] ndash diametrul cercului de divizareFt=3110 [N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N]Forţele icircn angrenajla=64 [mm] ndash distanţa de aplicare a reacţiunilor
Figura 34 ndash Schema de calcul a arborelui condus3241 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazime (fig 34)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
19
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
[N]
3242 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 34) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQv=RCv=53305[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RCv∙0=0Pentru Z1=l1ararrMv(l1a)=RCv∙l1a=1705[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)Qv=RCv+Fr=1708[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQo=RCo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RCo∙0=0Pentru Z1=l1ararrMo(l1a)=RCo∙l1a=4976[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)
20
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1p [mm] trebue majorat cu circa 5
Deoarece icircn construcţia arborelui-pinion drsquo1p [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură aceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2p=30[mm]
18
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 33 ndash Schema de calcul a arborelui pinion324 Calculul de dimensionare a arborelui condusDate iniţiale d2=14771 [mm] ndash diametrul cercului de divizareFt=3110 [N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N]Forţele icircn angrenajla=64 [mm] ndash distanţa de aplicare a reacţiunilor
Figura 34 ndash Schema de calcul a arborelui condus3241 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazime (fig 34)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
19
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
[N]
3242 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 34) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQv=RCv=53305[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RCv∙0=0Pentru Z1=l1ararrMv(l1a)=RCv∙l1a=1705[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)Qv=RCv+Fr=1708[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQo=RCo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RCo∙0=0Pentru Z1=l1ararrMo(l1a)=RCo∙l1a=4976[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)
20
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 33 ndash Schema de calcul a arborelui pinion324 Calculul de dimensionare a arborelui condusDate iniţiale d2=14771 [mm] ndash diametrul cercului de divizareFt=3110 [N] Fr=1175 [N] Fa=971 [N]Forţele icircn angrenajla=64 [mm] ndash distanţa de aplicare a reacţiunilor
Figura 34 ndash Schema de calcul a arborelui condus3241 Determinăm forţele de reacţiune icircn reazime (fig 34)Planul vertical (YOZ)
[N]
[N]Planul orizontal (XOZ)
[N]
[N]
Verificarea Reacţiunile sumare icircn reazimele A şi B vor fi
19
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
[N]
3242 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 34) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQv=RCv=53305[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RCv∙0=0Pentru Z1=l1ararrMv(l1a)=RCv∙l1a=1705[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)Qv=RCv+Fr=1708[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQo=RCo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RCo∙0=0Pentru Z1=l1ararrMo(l1a)=RCo∙l1a=4976[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)
20
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
[N]
[N]
3242 Construirea diagramelor momentelor icircncovoietoare (fig 34) [Nm]Planul vertical (YOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQv=RCv=53305[N]
Pentru Z1=0rarrMv(0)=RCv∙0=0Pentru Z1=l1ararrMv(l1a)=RCv∙l1a=1705[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)Qv=RCv+Fr=1708[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr
Planul orizontal (XOZ)
Sectorul I 0gtZ1gtl1aQo=RCo=1555 [N]
Pentru Z1=0rarrMo(0)=RCo∙0=0Pentru Z1=l1ararrMo(l1a)=RCo∙l1a=4976[Nm]
Sectorul II l1agtZIIgt(l1a+l2a)
20
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Qo=RCo-Ft=1555-3110=-1555[N]
Pentru rarr
Pentru ZII=(l1a+l2a)rarr 3243 Determinăm momentul de icircncovoere rezultant (fig 35) icircn secţiunile caracteristice ale arborelui (1hellip3) Mrez [Nm] icircn conformitate cu relaţia
=0
3244 Construim diagrama momentului de torsiune pentru arborele condus care este egal cu T2=22966 [Nm] şi acţionează de la locul fixării roţii dinţate cilindrice icircn direcţia ieşirii fluxului de putere (fig35)3245 Determinăm şi construim diagrama momentelor echivalente de icircncovoere (fig 35) icircn secţiunile caracteristice (1hellip3) Mech [Nm] din relaţia
Mech=
Mech1 =
Mech2 =
Mrsquoech2 =
Mech3 =
3236 Verificăm diametrul arborelui icircn secţiunea cea mai solicitatăConform momentului echivalent de icircncovoere maxim precizăm valoarea
diametrului icircn secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistanţă la icircncovoere
unde [ ]I este tensiunea admisibilă la icircncovoere Icircn conformitate cu ciclu de funcţionare pulsator acceptăm [ ]I =750 [Nmm2] [ tab S2 anexa 2]Mech ndash Momentul echivalent de icircncovoere icircn secţiunea cea mai solicitată care corespunde valorii maxime Mrsquoech2 =18743 [Nm]Deci pentru secţiunea 2 (valoarea diametrului determinată prealabil pentru acest sector corespunde d1a=400 [mm] vom avea
gt2923
21
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Condiţia se respectă Icircn acelaşi timp icircn conformitate cu recomandările [ pag 76] diametrul arborelui-pinion d1a [mm] trebue majorat cu circa 10 Deoarece icircn continuare [mm] va corespunde treptei arborelui sub rulment şi garnitură ceasta se precizează icircn conformitate cu diametru inelului interior al rulmentului Astfel conform [ tab S5 anexa 2] acceptăm d2a=35[mm] (fig36)
22
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 35 ndash Schema de calcul a arborelui condus
33 Proectarea constructivă a arborilorCalculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor
geometrice ale fiecărei trepte icircn conformitate cu recomandările [ tab 62 pag 78]
Tabelul 33 ndash Determinarea dimensiunilor treptelor arborilor [mm]
Treapta arborelui Arborele pinion(fig36 a)
Arborele condus(fig 36 b)
I-a
Sub pinion sau roată dinţată
d1
d1p=d2p+32r=30+32middot15==348 acceptăm d1p=350
d1a=d2a+32r=35+32middot2==414 acceptăm d1a=400
l1 l1 se determină din graficII-a-IV-a
Sub rulmenţi şi garnitură
d2 d2p=d4p=300 d2a=d4a=350
l2 l2 se precizează grafic l4=B(unde B este lăţimea rulmentului)
III-a
Sub un element al transmisieideschise
sau semicuplaj
d3
d3p=d2p-2t=30-2middot22=256acceptăm d3p=250
d3a=d2a-2t=35-2middot25=300acceptăm d3a=300
l3
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3p=420
Icircn conformitate cu [ tab S10 anexa 2] acceptăm l3a=580
V-a
Umărul de sprijin pentru roţile
danturate
d5
Nu se construeşte d5a=d1a+3f=40+3middot12=436accepăm d5a=450
ld
l4=(8hellip10)mm
23
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a)
b)
Fig36 ndash Construcţia arborilor pentru reductorul cu angrenaj cilindrica) arbore-pinion b) arbore condus
4 CALCULUL RULMENŢILOR
41 Determinarea duratei de funcţionare necesare pentru MAPentru determinarea duratei de funcţionare necesare Lh [ore] este nevoe de
durata de funcţionare L [ani] a mecanismului de acţionare prezentă icircn sarcina tehnică Astfel durata de funcţionare calculată icircn ore Lh [ore
Lh=L∙365∙24∙Kz∙Kh=6∙365∙24∙07∙066=2428272 [ore]Unde L=6 [ani]Kz=07 ndash coeficientul zilelor lucrătoareKh=066 ndash coeficientul orelor lucrătoare42 Determinarea capacităţii dinamice portante necesare a rulmenţilor421 Capacitatea portantă dinamică nacesară pentru rulmenţii arborelui pinion
Unde =2585[s-1] este viteza unghiulară a arborelui pinionREp[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui pinionRelaţia pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente depinde de raportul
gt
24
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] care se determină icircn dependenţă de componenţa axială a sarcinii radiale a rulmentului Rs[N] [ tab71 pag18]
Fa=971 [N]- forţa axială icircn angrenajRr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RA=192566 [N] Rr2=RB=155549 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=153 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =037V=10 ndash coeficientul de rotire pentru cazul roţii inelului interiorIcircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui pinion REp [N]
[N]
[N]Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=146 [ tab 73 pag84]Ks- coeficientul de siguranţă acceptăm Ks=12 [ pag82]Kt- coeficientul de temperatură acceptăm Kt=10 [ pag82]
422 Capacitatea portantă dinamică recesară pentru rulmenţii arborelui condus
Unde =1292 [s-1] este viteza unghiulară a arborelui condus REa[N] este sarcina dinamică echivalentă a arborelui condusDeterminăm raportul pentru alegerea relaţiei de determinare a parametrului REa
gt
Unde Ra [N] este sarcina axială a rulmentului [ tab 74 pag85] (similar pinion)
25
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Rr[N] ndash sarcina radial a rulmentului care corespunde forţei de reacţiune sumare din reazime Acceptăm Rr1=RC=164382 [N] Rr2=RD=230986 [N]
- coeficientul influenţei solicitării axiale care se determină icircndependenţă de
raportul (C0r=204 [kN] se determină din [ tab S5 anexa 2]
icircn corespundere cu diametrul treptei pentru rulment şi seria uşoară) Conform [ tab 73 pag 84] acceptăm =034Icircn conformitate cu recomandările [ pag80] alegem următoarele relaţii pentru determinarea sarcinilor dinamice echivalente pentru cazul arborelui REa [N]
[N][N]
Unde X este coeficientul sarcinii radiale acceptăm X=045 [ tab 71 pag82]Y ndash coeficientul sarcinii axiale acceptăm Y=162 [ tab 73 pag84]
43 Alegerea finală a rulmenţilorIcircn conformitate cu diametrele sub rulmenţi şi capacităţile portante
determinate anterior alegem următorii rulmenţi pentru arborii reductorului cilindricTabelul 32 ndash Alegerea finală a rulmenţilor [ tabS5 anexa2]
Simbolizarea(GOST 831-75)
Dimensiunile [mm] Capacitatea portantă [kN]d D B r Cr C0r
36306 30 72 19 2 269 20436207 35 72 17 20 240 153
5 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ROŢILOR DINŢATE CILINDRICE
Luicircnd icircn consideraţie recomandările [ pag89-91] alegem metoda de obţinere a semifabricatului prin forjare iar amplasarea butucului roţii dinţate faţă de reazime ndashsimetrică (fig51)
26
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Tabelul 51 - Determinarea parametrilor constructivi ai roţii dinţate cilindrice [mm]
Elementul Roţii
Parametrul RELAŢIA DE CALCUL
Coroana Danturată
Diametrul cercului exterior
da2=15371
Lăţimea b2=36Grosimea S=22m+005b2=22middot3+005middot36=84
Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare [ tab S1 anexa 2] acceptăm S=8
Teşitura f=(06hellip07)m=07middot3=17 acceptăm f=2
Butucul
Diametrul interior
d1a=40 (construcţia arborilor fig 36)
Diametrul exterior
dbut=155d1a=155middot40=62Icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm dbut=65
Lăţimea lbut=(10hellip15)d1a=125middot40=50Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
lbut=50
Discul
Grosimea C 025b2 C 025middot42=105Din considerente constructive şi icircn corespundere cu şirul normalizat de dimensiuni liniare acceptăm
C=10Raze de rotunjire
R 5[mm] acceptăm R=60
27
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Găuri 0
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ61 Calculul asamblării prin pană pentru arborele-pinionDate iniţiale d3p=25 [mm] şi l3p=42 [mm] sunt diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este instalată panaFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
28
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 61 ndash Asamblarea prin pană paralelă la arborele-pinion611 Predimensionarea penei
Icircn conformitate cu diametrul d3p [mm] conform [ tab S9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 61)b=8 [mm] h=7[mm] t1=40 [mm] t2=33[mm]
Lungimea penei l [mm] se stabileşte icircn dependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana- l3p mm
l=l3p-(5hellip10)=42-10=32[mm]acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=320[mm]Deci alegem prealabil următoarea pană
Pană 8x7x32 GOST 23360-78
612 Calculul de verificare a peneiPenele paralele utilizate la proectarea reductoarelor sunt verificate la
strivireCondiţia de rezistenţă la strivire
Unde As [mm2] este suprafaţa de strivire care se determină din relaţiea[mm2]
Lef [mm] ndash lungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjitelef=l-b=32-8=24[mm]
[Nmm2] ndash tensiunea admisibilă la strivire Pentru bucşă de oţel şi sarcini liniştite =110hellip190[Nmm2] [ pag88]
[Nmm2]lt
Deoarece tensiunea de strivire se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarea pană
Pan ă 8x7x32 GOST 23360-78 62 Calculul asamblărilor prin pană pentru arborele condusDate iniţiale d3a=30 [mm] şi l3a=58 [mm] - diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul elementului transmisiei deschised1a=400 [mm]şi lbut=50 [mm] ndash diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţateFt=3110 [N] este forţa tangenţială icircn angrenaj
29
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Figura 62 - Asamblările prin pană ale arborelui condus
621 Predimensionarea penelorSec ţiunea A-A Icircn conformitate cu diametrul d1a [mm] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=12 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l1 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea butucului roţii dinţate ndash lbut mm
l1=lbut-(5hellip10)=50-10=40 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l=40 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 12x8x40 GOST 23360-78
30
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
Secţiunea B-B Icircn conformitate cu diametrul d3a [mm] conform [ tabS9 anexa 2] stabilim dimensiunile secţiunii transversale ale penei (fig 62)b=10 [mm] h=8 [mm] t1=5 [mm] t2=33 [mm]Lungimea penei l3 [mm] se stabileşte icircndependenţă de lungimea treptei arborelui pe care este instalată pana ndash l3a mm
l3=l3a-(5hellip10)=60-10=50 [mm]Acceptăm conform şirului de lungimi ale penei standartizat ndash l3=50 [mm]
Deci prealabil alegem următoarea panăPană 10x8x50 GOST 23360-78
622 Calculul de verificare al penilorCondiţia de rezistenţă la forfecare
Unde As [mm2]- suprafaţa de forfecareSec ţiunea A-A As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot8-5) middot28=7056 [mm2]Secţiunea B- B As=(094middoth-t1)middotlel=(094middot7-5) middot40=1008 [mm2]
lef[mm] ndashlungimea de lucru efectivă a penei cu suprafeţe frontale rotunjiteSec ţiunea A- A lef=l1-b=40-12=28 [mm]Secţiunea B- B lef=l3-b=50-10=40 [mm]
Astfel
Sec ţiunea A-A [Nmm2]
Secţiunea B- B [Nmm2]
Deoarece tensiunile de strivire pentru ambele secţiuni se află icircn limitele admisibile acceptăm următoarele peneSec ţiunea A- A Pană 12x8x40 GOST 23360-78Secţiunea B- B Pană 10x8x50 GOST 23360-78
31
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
7 CALCULUL TRANSMISIEI PRIN CUREADate initiale pentru proiectare1 Puterea necesara a motorului electric Pmotnecesar=3 kW2 Viteza unghiulara a arborelui motorului electric Wmotrel=10007 s-1
3 Raportul de transmitere Utrcurele=386Alegerea secţiunilor transversale a curelei se efectuează conform normogramei -[3fig52pag 46] icircn dependenţă de puterea nominală Pnom [kW] şi turaţia nominală nnom [min-1] a motorului electric Icircn monogramă alegem secţiunea curelei de tip Б Icircn dependenţă de secţiunea curelei conform tabelului 51 pag46[3] determinăm diametrul minim al roţii de curea conducătoare
D1min=125280Icircn scopul majorării duratei de funcţionare a curelelor şi obţinerii unui randamentmai icircnalt admitem ca diametrul roţii de curea conducătoare să fie cicirct mai mare şi icircl alegem din şirul standard ( tab52 pag46[3])Determinarea roţii de curea conduse D 2
D2=D1∙itc(1-ε)unde itc-raportul de transmitere a transmisiei prin curele itc=386 ε=001002- coeficient de alunecare elastică D2=125∙386(1-001)=47632(mm) Valoare primită rotungim picircnă la o valoare standard D2=480(mm)Determinarea raportului de transmitere real şi verificarea abaterii Δi tc faţă de raportul de transmitere ales iniţial itc
Determinarea valorii orientative a distanţei dintre axe amm 2(D1+D2)geage055(D1+D2)+hh=105 ndash icircnălţimea curelei 1210geage34325 a 345Determinarea lungimi curelei
Valoarea obţinută se rotungeşte picircnă la cea mai apropiată valoare standard conform tab54[3] l=1600 mm Precizarea distanţei dintre axe conform lungimii standard
32
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
a=2655 mmCalculul unghiului de icircnfăşurare
Determinarea vitezei curelei
Determinarea frecvenţei de icircncovoiere a curelei
Determinarea puterii admisibile care poate fi transmisă cu o singură curea pentru condiţiile date [P t]
Unde [P0] ndash puterea admisibilă care poate fi transmisă cu o singură curea Se alege din tab55[3]
-coeficienţi de corecţie (tab56[3])
Pt=203 kW Determinarea numărului necesar de curele
Z=147 Luăm 2 curele
Determinarea forţei de icircntindere preliminare
F0=21472 N
Calculul de verificareVerificarea rezistenţei unei curele după tensiunile maximale icircn secţiunea ramurii conducătoare
Unde a) σl ndash trensiunea de icircntindere σl=242 Nmm2
b) σicirc ndash tensiunea de icircncovoiere σicirc=672 Nmm2
Eicirc=80100 Nmm2 ndash modulul de elasticitate la icircncovoiere h ndash icircnălţimea secţiunii transversale a curelei D1 ndash diametrul roţii de curea conducătoare c) σv ndash tensiunea generată de forţele centrifuge ρ=12501400 kgm3- este densitatea materialului curelei
33
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
v-viteza curelei σv=005 Nmm2 d) [σicirc]=10 Nmm2 ndash tensiunea de icircntindere admisibilă σmax=919 Nmm2 σmaxlt[σicirc]
8 ALEGEREA CUPLAJULUI In dependenta de momentul de torsiune a capatului arborelui condus T2=22966 Nm alegem cuplajul Conform GOST 21425-93 alegem dimensiunile şi caracteristicile cuplajului----numarul de turatii maxim al cuplajului n=123 rotmin
dd1=30l=58L=121D=120d0 =28∆r=03∆ =13
34
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35
Coala
Mod Coala N Document Semnat DataMA 050338 06 03 MC
BIBLIOGRAFIE
1 Valeriu Dulgheru Radion Ciupercă Ion Bodnariuc Ion Dicusară Mecanica aplicatărdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2008
2 Ion Bostan Anatol Oprea Bazele proiectării maşinilorrdquo icircndrumar de proiectare Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 2000
3 Vasile Puiu Organe de Maşinirdquo Editura Tehnica ndashInfordquo Chişinau 20034 ДН Решетов Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19895 ГБ Иосилевич Детали Машинrdquo Москва laquoМашиностроениеraquo 19886 МН Иванов Детали Машинrdquo Москва laquoВысшая Школаraquo 1976
35