ORGANE DE MASINI 2 - transmisii mecanice de uz general formata din urmatoarele componente

 

 

Transmisia mecanica de uz general formata din urmatoarele componente :

Un motor asincron , trufazat cu rotorul in scurtcircuit

O transmisie de curele cu profil trapezoidal

Redactor intr-o treapta cu angrenaj cilindric cu dinti drepti.

Transmisie de uz general

Electromotor (EM)

Roata de curea 1 (conducatoare)

Curea

Roata de curea 2 (condusa)

Arbore de intrare (1)

Arbore de iesire (2)

Roata dintata    1 (z1)

Roata dintata    2 (z2)

Rulment 1

Rulment 2

Carcasa   

Roata de curea 1 se monteaza pe arboreal electromotorului , iar Roata de curea 2

se monteaza pe arborele 1 din redactor.

DATE INITIALE

Turatia de sincronism a motorului

n_ms= 750 [rot/_min]

Momentul de iesire

M_e = 130 [N∙m]

Turatia de iesire

n_e = 155 [rot/_min]

Perioada de timp

T = 1.5 ∙ 10⁴ [h]

Ore / zi = 16

Cap.1    Alegerea tipului electromotorului

Calculul puterii de iesire

P_e = M_e ∙ ω₃ [W] = M_e ∙ ω₃ ∙ 10^-3 [KW]

P_e = 2.11 [KW]

ω _e = [rad] = [rad]

Calculul puterii motorului

P_mc =

1.3Tip de motor (ASI 132M-38-8)

1.4 Stabilirea dimensiunilor electromotorului

Fig. 1.4 - Dimensiunile de gabarit ale motoarelor asincrone cu rotorul in scurt-circuit, din serie unitara, constructie cu talpi.

A = 215 [mm] AA = 62 [mm] AB = 278[mm]

AC = 275 [mm] AD = 194 [mm] B = 178 [mm]

BA = 65 [mm] BB = 230 [mm] C = 89 [mm]

D = 38 [mm] E = 80 [mm] F = 10 [mm]

G = 33 [mm] GD = 8[mm] H = 132 [mm]

HA = 21 [mm] HC = 270 [mm] HD = 305 [mm]

K = 10 [mm] L = 490 [mm] KK = 2xIPE 16[mm]

LD = -

Curent nominal la 380 [V] = 8.35 [A]

Randament = 78%

Cosφ = 0.70

GD² = 0.230 [Kgf ∙m²]

Masa neta = 71 [Kg]

1.5 Stabilirea rapoartelor

Cap.2 Proiectarea trasnsmisiei prin curele trapezoidale(inguste)

2.1 Date initiale

[KW]

n₂ =

2.2 Tipul de curea (SPZ)

Fig. 2.2 - Transmisie prin curea

=> D_{p1 stas} = [mm]

D_p2 = i₁₂ D_p1 = [mm]

D_pm = = 190.25 [mm]

0.7(D_p1 + D_p2) ≤ A ≤ 2(D_p1 + D_p2)

266.35 ≤ A ≤ 761

A = 400 [mm]

2.3 Calculul parametrilor geometrici

γ - unghiul dintre ramurile curelei

γ = 2arcsin = 18.77^o

β - unghiul de infasurare pe roata

β₁ = 180^o - γ = 161.23^o

β₂ = 180^o + γ = 198.77^o

L_p - lungimea totala a curelei

L_p = 2Asin = 1408.355 [mm]

L_{p stas} = [mm]

A = [mm]

2.4 Calculul fortelor

v - viteza periferica

v =

F - forta periferica

F =

F_o - forta de intindere a curelei

F_o = (1.5 2)F = [N]

2.5 Calculul numarului de curele

- coeficient de functionare = 1.5

- coeficient de lungime = 1

- coeficient de infasurare = 0.85

- putearea de calcul (data initial)

- puterea nominala transmisa de curea = 1.87 [KW]

C_z - coeficient numar de curele = 0.95

z₀ =

z = 2.98 ≈

2.6 Dimensiunile efective ale curelei

Fig. 2.6 - Dimensiuni constructive curea trapezoidala

2.7 Dimensiunile rotilor transimisiei prin curele trapezoidale.

Fig. 2.7 a) - Dimensiuni constructive roata de curea trapezoidala

Fig. 2.7 b) - Reprezentare roata curea

Diametrul pimitiv minim D_{p min} = 80 [mm]

α_c = 38^o

Dimensiunile canalelor rotii de curea

l_p = 8.5 [mm] f = 8 1 [mm]

n_min = 2.5 [mm] e = 12 0.3 [mm]

m_min = 9 [mm] r = 0.5 [mm]

h = 8 [mm]

CAP.3 Proiectarea angrenajelor cilindrice

cu dinti drepti

3.1 Date initiale

P₁ = P_em η_Tc η_rul

P₁ = 30.850.99 = [KW]

n₁ =

i₁₂ = i_red =

Predimensionarea angrenajelor cilindrice

In etapa de predimensionare , se determina distanta dintre axe din conditia de rezistenta a dintilor la oboseala de contact si modulul danturii din conditia de rezistenta a dintilor la incovoiere.

3.2.1 Distanta minima necesara dintre axe

unde:

U = i₁₂ = i_red = - raportul numerelor de dinti

- momentul de torsiune la roata dintata 2

= 1.25 - factor de utilizare

= 1.2 - factor dinamic pentru dantura dreapta

= 1.5 - factor de repartitie a sarcinii pe latimea danturii

= 1 - factorul repartitiei frontale a sarcinii

= 0.35 - coeficientul axial al latimii danturii

[mm]

= 2.5 - factor de influenta al formei flancurilor dintilor

= 0.95 - factor de influenta al gradului de acoperire

= 190 [MPa] - factorul materialelor

= 1 - factorul de inclinare al danturii

= 1.15 - factor admisibil de siguranta

= 590 [MPa] - rezistenta de baza limita la oboseala de contact (pentru OLC 45)

= 1.6 - factor de functionare al duratei de functionare

= 1 -factor de influenta al ungerii

= 1 - factor de rugozitate

= 1 - factor de influenta al vitezei

= 1 - factor dimensional

= 1 - factorul rapoartelor duritatilor

Fig. 3.2.1 - Distanta dintre axe

[mm]

= [mm]

3.2.2 Modulul normal minim necesar (

Modulul normal se calculeaza din conditia de rezistenta a dintilor la incovoiere.

unde:

= 130 10³ [N/mm] - momentul de torsiune la incovoiere;

- factor de repartitie a sarcinii pe latime;

- factor de repartitie a sarcinii la incovoierea dintilor;

- factor de forma a dintelui;

- factor de concentrare la piciorul dintelui;

- factor de inclinare a dintelui;

- factorul gradului de acoperire;

- factor de siguranta;

rezistenta de baza limita la oboseala de incovoiere pentru roata;

[MPa]

Duritatea    materialului HB = 1400 2100 = 1500

- factorul duratei de functionare;

- factor de material;

- factor de rugozitate;

- factor de dimensiune.

In continuare , modulul m_n se stabileste dintre valorile de mai jos , in conformitate cu STAS 882 - 82

3.2.3 Stabilirea numarului de dinti

U =

U = 0.446 ≤

3.2.4 Recalcularea modulului normal

3.2.5 Distanta de referinta dintre axe

a = [mm]

3.2.6 Unghiul de angrenare

3.2.7 Suma deplasarilor

[mm]

= 0.023049

= 0.0149043

3.3 Calculul elementelor geometrice

3.3.1 Numarul de dinti al rotilor dintate cilindrice

3.3.2 Modulul normal

3.3.3 Calculul cremaluerei de referinta

3.3.4 Raportul de transmisie

3.3.5 Elemente geometrice

Diametrul de divizare

[mm]

[mm]

Diametrul de rostogolire

[mm]

[mm]

Coeficientul modificarii distantei dintre axe

Y = = [mm]

Coeficientul de miscare a jocului de referinta la cap

ΔY = X_s - Y = [mm]

Diametrul de picior

[mm]

[mm]

Inaltimea de referinta

h = [mm]

Diametrul de cap scurtat daca e cazul

[mm]

[mm]

Diametrul de baza

[mm]

[mm]

Pasul de divizare

P = πm_n = 9.424

Pasul de rostogolire

Pasul de baza

Unghiul de presiune la capul dintelui

Cos

Cos

Gradul de acoperire al angrenajului

3.3.6 Calculul dimensiunilor de masurare

Unghiul de presiunepe cilindrul de diametru

Numarul teoretic de dinti pentru cota peste dinti

Numarul real (adoptat) de dinti pentru masurarea cotei peste dinti

Lungimea (cota) peste N dinti

[mm]

= 42.21 [mm]

3.3.7 Stabilirea latimii danturii

b = ψa_w = 0.35100 = 35 [mm]

CAP.4 Proiectarea arborilor

Predimensionarea urmareste determinarea dimensiunilor arborilor. Conditiile constructive impun distanta dintre reazeme si pozitia reactiunilor unde actioneaza sarcinile exterioare.

4.1 Alegerea materialului

Pentru arbori alegem materialul OLC45

σ_III = 55 [MPa]

σ_II = 95 [MPa]

4.2 Predimensionarea arborilor

Se face din conditia de rezistenta la torsiune (arborele 1)

rezistenta admisibila la torsiune - [MPa]

diametrul preliminar care se foloseste pentru calculul lungimii tronsoanelor (treptelor)

[N∙m] = [N∙mm]

M_{t 2} = [N∙mm]

[mm]

4.3 Stabilirea dimensiunilor treptelor arborelui (diametre si lungimi)

Lungimile butucilor pe care se monteaza rotile dintate si roata de curea

[mm]

- reprezinta B si b

Lungimile fusurilor de lagare si de rulmenti

[mm]

Lungimile tronsoanelor care separa organe afate in miscare relative in interiorul carcasei [mm]

Lungimile tronsoanelor care separa organe afate in miscare relative in afara carcasei

[mm]

Lungimile tronsoanelor pe care se face etansarea    [mm]

Fig. 4 - Diagramele de solicitare ale arborelui

4.4 Lungimile treptelor     Se stabilesc in functie de schema de montaj

[mm]

[mm]

a = [mm]

l = b + 2 [mm]

4.5 Calculul reactiunilor Se tine cont de fortele de incarcare

Forta de incarcare a arborelui de curea    [N]

Forta tangential din angrenaj    [N]

Forta radiala din angrenaj    [N]

Acriunea sarcinilor se studiaza in doua plane : orizontal shi vertical   

Planul orizontal (H)   

Ecuatia de forte   

- [N]

Ecuatia de momente

= [N]

[N∙mm]

[N∙mm]

[N∙mm]

Planul vertical (V)

Ecuatia de forte

[N]

Ecuatia de momente

V_c = 1125.79 [N]

[N∙mm]

4.6 Calculul momentului de incovoiere rezultant si trasarea diagramei (Fig.4)

Se face in doua plane :

in planul punctului B

[N∙mm]

la mijlocul distantei dintre B si C

[N∙mm]

4.7 Trasarea diagramei momentului de torsiune

Se realizeaza de la intrare pana la punctual de mijloc al danturii rotii dintate cilindrice pentri arborele 1(Fig. 4)

4.8 Determinarea momentului incovoietor echivalent in sectiunile necesare

j = (15)

Coeficientul α pentru ciclul de solicitare alternant simetric

4.9 Calculul diametrului pentru fiecare tronson al arborelui

= 30.722 [mm]

- este momentul incovoietor echivalent maxim din tronsonul respectiv

Bibliografie

1. M. Gafitanu - Indrumar proiectarea organelor de masini. Curele si lanturi. Institutul Politehnic Iasi, 1983;

2. M. Gafitanu - Indrumar de proiectare arbori drepti, imbinari cu pene si caneluri, lagare radiale. Institutul Politehnic Iasi, 1983;

3. Liviu Hostiuc - Reductoare cu roti dintate. Institutul Politehnic Iasi, 1980;

4. M. Gafitanu - Organe de masini vol. I. Editura tehnica, Bucuresti, 1980;

5. M. Gafitanu - Organe de masini vol. II. Editura tehnica, Bucuresti, 1981.