Transmisie cu reductor

TEMA DE PROIECT

Sa se proiecteze o transmisie cu reductor pentru urmatoarele date

Reductor cu doua trepte :

treapta I : angrenaj cilindric cu dinti inclinati.

treapta II : angrenaj melcat.

Puterea la roata de curea motoare : P = 1.5 Kw.

Turatia nominala a arborelui de intrare : n = 1800 rot/min.

Raportul de transmisie total : itot = 70.

Se cere :

Memoriul tehnic.

Memoriul justificativ de calcul.

Desen de ansamblu in trei vederi.

Desen de executie pentru arborele de intrare, respectiv roata condusa de pe ultima treapta.

Indrumator de proiect:

CAP I. MEMORIUL TEHNIC

Conditii generale

Transmisiile mecanice dintre motor si masina de lucru maresc sau micsoreaza viteza, respectiv momentul transmis, modifica traiectoria sau caracterul miscarii; modifica sensul sau planul de miscare; regleaza si modifica in continuare viteza, insumeaza miscarea si momentele de transmis pe la mai multe motoare sau distribuie miscarea la mai multe masini sau organe de lucru.

Transmisiile mecanice pot fi prin angrenare sau prin frecare. Transmisiile prin angrenare (roti dintate) cu raport de transmitere constant, montate in carcase inchise se numesc reductoare cand reduc turatia (i > 1) si amplificatoare atunci cand maresc turatia (i < 1) cand acestea permit o variatie de viteza in trepte, se numesc cutii de viteze.

Reductoarele pot fi cu una, doua sau mai multe trepte de reducere, constituite fie ca subansamble izolate, fie ca facand parte din ansamblul unei masini. In functie de pozitiile relative ale arborelui motor sau condus, reductoarele se pot construi :

fie cu roti dintate cilindrice - cand cele doua axe sunt paralele sau coaxiale;

fie cu roti conice si pseudoconice - cand cei doi arbori sunt concurenti;

fie in combinatii de roti conice sau angrenaje melcate cu roti cilindrice.

Dupa tipul angrenajului, reductoarele pot fi : cilindrice, conice, elicoidale, pseudoconice, melcate sau combinate. Dupa pozitia axelor rotilor distingem reductoare cu axe fixe - diferentiale, si reductoare cu axe mobile (planetare). In ultimul timp se utilizeaza pe scara din ce in ce mai larga reductoarele planetare care asigura transmisii cu randamente corespunzatoare la rapoarte de transmitere mari si gabarit redus.

Reductoarele cu roti dintate au o larga utilizare datorita avantajelor pe care le prezinta raport de transmitere constant, probabilitati de realizare a unor transmisii cu incarcari de la cativa newtoni la incarcari foarte mari, gabarit redus, randament ridicat, intretinere simpla si cost redus al acesteia. Cu dezavantaje ar fi : cost relativ ridicat, executie si montaj de precizie, producerea de zgomot, socuri si vibratii, etc.

Reductoarele pot fi de uz general sau speciale. Cele de uz general au un singur lant cinematic - deci un raport de transmitere unic, o carcasa independenta si inchisa. In categoria reductoarelor speciale intra reductoarele cu angrenaje conice si melcate.

Reductoarele cu angrenaje melcate cuprind un angrenaj incrucisat (melc si roata melcata); unghiul de incrucisare fiind de 90s. Aceste angrenaje sunt silentioase datorita alunecarii dintre spirele melcului si rotii dintate. Aceasta alunecare impune insa flancuri ingrijit prelucrate, materiale rezistente la gripare, o ungere corespunzatoare.

Dupa profilul melcului, angrenajele melcate se clasifica in : angrenaje melcate cu melc cilindric (STAS 6845 - 75), care la randul sau

poate sa fie cilindric arhimedic, evolventic sau concav, angrenaje melcate cu melc globoidal sau cu melc conic.

Dupa forma rotii melcate, avem :

angrenaje melcate cu roata cilindrica cu dinti inclinati;

angrenaje melcate cu roata melcata, roata globoidala;

angrenaje melcate cu roata globoidala-conica.

In practica cea mai raspandita varianta este cea cu melc cilindric si roata melcata. Acest tip de reductor permite realizarea unor rapoarte de transmisii mari; la transmisii de putere i < 80, la transmisii cinematice i < 100 si chiar mai mult. Se foloseste de obicei ca transmitere corespunzatoare; la transmisiile multiplicatoare, unde roata melcata este motoare raportul de transmitere minim este:

Din cauza randamentului mic angrenajele melcate se folosesc pentru puteri reduse (P < 60KW). Exista insa constructii unde sau ajuns la puteri de cca 1000KW. Viteza periferica maxima realizata este

,

iar turatia maxima a melcului :

.

Reductoarele cu angrenaje melcate au o utilizare larga in constructia de masini si aparate ca : masini de ridicat si transportat, masini agricole, masini miniere, masini-unelte, mecanismul de directie al autoturismelor (automobilelor). Aceste angrenaje se utilizeaza in special atunci cand la un raport de transmitere mare se impune un gabarit redus, in special la axe incrucisate sau cand se cere un mers silentios.

In concluzie, angrenajele sunt constructii mecanice directe (fara organe intermediare), fortate (nu au alunecari relative), avand in general raportul de transmitere constant. Angrenajul este un mecanism compus din cel putin doua angrenaje de masini diferite (roti dintate, cremaliere, melci, roti melcate, etc.) unul dintre aceste organe de masini antrenandu-l pe celalalt prin actiunea dintilor aflat in mod continuu si succesiv in contact periferia dintilor fiind prevazuta cu goluri foarte bine determinate, cu distributie uniforma.

Continuitatea si succesivitatea contactului dintre dinti constituie cerinta principala a angrenarii, care reasigura prin intrarea prin angrenare a perechii anterioare.

Angrenajele sunt deosebit de mult folosite in constructia de masini datorita avantajelor esentiale pe care le prezinta in comparatie cu alte tipuri de transmisii, angrenaje dintre care pot fi enumerate urmatoarele : randamente cu valori ridicate (0,98s), dimensiuni reduse, siguranta in exploatare, raport de transmitere determinat, constant sau variabil dupa o anumita lege in timp, dimensiuni proportionale cu masina purtatoare, cu o larga utilizare de la transmisii cinematice (ceasornice) pana la puteri de zeci de mii de KW, cu viteze foarte diferite, cu directia arcelor motoare si antrenare neconditionata, bineinteles cu o mare fiabilitate.

Transmisiile cu roti dintate sunt cunoscute inca din antichitate, dar primele cercetari teoretice asupra geometriei lor apar abia in a doua jumatate a secolului al XVII - lea, iar primele masini pentru prelucrarea rotilor dintate apar in secolul al XIX - lea, angrenajele constituind si in prezent obiectul unor cercetari stiintifice de o deosebita amploare.

Cu toate ca prezinta unele dezavantaje, cum ar fi costul ridicat de executie, masini si scule speciale, control realizat cu aparatura speciala, prelucrare deosebit de precisa a arborilor si carcaselor, angrenajele sunt cele mai importante organe de masini intalnite in constructia de masini-unelte.

Alegerea variantei constructive

Reductoarele cu doua trepte pot fi de mai multe feluri, in functie de tipurile de angrenaje utilizate. Cele mai utilizate reductoare de acest fel sunt : reductoare cu doua trepte de reducere cilindrice, reductoare cu doua trepte de reducere conico-cilindrice, reductoare cu doua trepte de reducere cilindro-melcate si reductoare cu doua trepte de reducere melcato-cilindrice.

Componentele principale ale reductoarelor cu doua trepte de reducere sunt urmatoarele : carcasa reductorului, cei trei arbori (arborele de intrare, arborele intermediar si arborele de iesire), cele patru roti dintate, lagarele, elementele de etansare, dispozitivele de ungere, capacele, indicativul de ulei (pe baza de nivel), aerisitorul, elementele pentru ridicarea reductorului, dopul de golire, organele de asamblare.

Carcasa reductorului se compune in general din doua parti : corp si capac, asamblate intre ele prin stifturi de centrare si prin stifturi de fixare. Stifturile de centrare sunt necesare pentru asigurarea unei conditii precise ale capacului in raport cu corpul reductorului. De cele mai multe ori carcasa este realizata prin turnare, avand prevazute nervuri de rigidizare si racire. In cazul unor unicate sau serii mici, carcasa se poate realiza prin sudare. La constructiile sudate cresc insa cheltuielile legate de manopera, dar se reduc cheltuielile legate de pregatirea fabricatiei (nu trebuie model pentru turnare). Pentru fixarea reductorului pe fundatie sau pe utilajul care urmeaza sa functioneze, in corp sunt prevazute gauri in care intra suruburile de prindere.

Arborii sunt realizati de obicei in trepte (cu sectiune variabila) avand capetele cu diametrul si lungimea standardizata, prevazute cu pene pentru transmiterea momentelor de torsiune.

Arborele pe care se introduce miscarea in reductor se poate executa impreuna cu pinionul cilindric, cu pinionul conic sau cu melcul din motive de reducere a gabaritului si cresterii rezistentei pinionului.

Rotile dintate sunt montate pe arbori pe baza recomandarilor din STAS prin intermediul unor pene paralele fixate axial cu ajutorul umerilor executati pe arbori, cu bucse distantiere, etc. In cazul in care dantura se executa din materiale deficitare se recomanda executarea rotii din doua materiale, tinand seama totodata de indicatiile STAS.

Lagarele, in general cu rostogolire, sunt de tipul rulmentilor cu bile sau cu role. Uneori, la turatii mici, reductoarele se pot executa si cu lagare de alunecare. Ungerea rulmentilor se poate realiza cu ajutorul uleiului din reductor sau cu vaselina destinata pentru ungerea rulmentilor. Reglarea jocului din rulment se face prin intermediul capacelor sau piulitelor pentru rulmentii, tinand seama de sistemul de montare O sau X.

Elementele de etansare utilizate mai frecvent in cazul reductoarelor sunt mansetele de rotatie cu buza de etansare si inele de pasla.

Dispozitivele de ungere sunt necesare pentru asigurarea ungerii cu ulei sau unsoare consistenta a rulmentilor, uneori chiar angrenajelor cand nici una din rotile dintate nu ajunge in baia de ulei. Conducerea lubrifiantului la locul de ungere se realizeaza folosind diverse constructii de dispozitive de ungere (canale de ungere, ungatoare, roti de ungere, inele de ungere, lant de ungere, etc.).

Capacele servesc la fixarea si reglarea jocurilor din rulmentii, la asigurarea etansarii, fiind prinse in peretele reductorului cu ajutorul unor suruburi.

Indicatorul nivelului de ulei din reductor, in cele mai multe cazuri este executat sub forma unei tije pe care sunt montate nivelul maxim respectiv minim al uleiului, sau sub forma unor nizoare montate pe corpul reductorului. Exista si indicatoare care functioneaza pe principiul vaselor comunicante, realizate pe baza unui tub transparent care comunica cu baia de ulei.

Elementele pentru ridicarea reductorului si manipularea lui sunt realizate si fixate in carcasa prin asamblare filetata. Uneori, tot in scopul posibilitatii de ridicare si transportare a reductorului, pe carcasa se executa niste umeri de ridicare (inelari sau de tip carlig). La reductoarele de dimensiuni mai mari se intalnesc ambele forme : inele de ridicare in corpul reductorului si umeri de prindere pe corp.

In cele ce urmeaza voi prezenta principalele variante constructive de reductoare cu doua trepte cilindro-melcate, cu precizarea variantei constructive alese in proiectare.

In figura 1 este prezentat un reductor cu doua trepte de reducere cilindro-melcate : prima treapta de reducere fiind cu roti dintate cilindrice, iar a doua treapta cu angrenaj melcat. Tinand seama de faptul ca ambele trepte sunt introduse in aceeasi carcasa, se obtine o constructie compacta. Corpul si carcasa reductorului sunt obtinute prin turnare. Pentru rezemarea arborelui de intrare si a arborelui intermediar in reductor este prevazut un perete de sprijin. Nivelul uleiului din carcasa este limitat de melc. Compartimentul angrenajului cilindric comunica cu cel al angrenajului melcat. Rulmentii de pe arborele de iesire se ung cu vaselina. Scurgerea vaselinei in baia de ulei este impiedicata cu ajutorul unor capace de forma speciala. Reductorul mai este prevazut cu capac de nizetan, inele de ridicare, tija pentru controlul nivelului de ulei si dop de golire a uleiului. In scopul realizarii comode a montajului, in dreptul rotii conduse de pe prima treapta de reducere, in peretele corpului reductorului este construit un capac.

Constructia prezentata in figura 2 prezinta urmatoarele particularitati fata de cea din figura 1 : carcasa in care se monteaza rotile cilindrice este detasabila; arborele de intrare se sprijina pe rulmenti montati in carcasa detasabila si in peretele reductorului, roata cilindrica condusa este montata in consola pe arborele melcului. Constructia carcasei fiind mai complexa ridica, problemele de turnare si de prelucrare a alezajelor pentru rulmenti in peretele frontal. Ungerea angrenajelor si a rulmentilor se face cu uleiul din carcasa reductorului, pe baza indicatiilor din literatura de specialitate. Carcasa detasabila este etansata pe suprafata de asamblare cu carcasa principala pentru a evita pierderile de ulei din baia reductorului. Reductorul este prevazut cu celelalte componente anexe in scopul unei functionari corespunzatoare.

Figura 3 prezinta un reductor cilindro-melcat la care constructia carcasei difera de cele prezentate anterior. Angrenajul cilindric este montat intr-o carcasa detasabila care se fixeaza de carcasa angrenajului melcat este executata din doua bucati cu planul de reparatie in axul rotii melcate. Ungerea angrenajelor si rulmentilor se realizeaza cu uleiul din carcasa reductorului, a carui nivel trebuie sa acopere partial

melcul. Reductorul mai este prevazut cu celelalte elemente necesare prezentate anterior. Varianta prezentata in figura 3 se utilizeaza atunci cand arborele de intrare este aproape de planul de reparatie si nu permite realizarea constructiei din figura 2. pentru aceasta varianta este posibila o constructie asemanatoare avand arborele de plasare in partea dreapta. Varianta aleasa spre proiectare in acest proiect este cea corespunzatoare constructiei din figura 1.

Indicatii in exploatare

Toate suprafetele de frecare se vor unge conform instructiunilor de ungere, conform STAS-urilor in vigoare, pentru fiecare ansamblu component in parte.

Suprafetele nefunctionale se recomanda a fi vopsite.

Toate organele de asamblare filetate (suruburi, stifturi, etc.) se vor asigura conform indicatiilor din desen.

Jocul axial din rulmenti se calculeaza corespunzator, reglarea acestuia se realizeaza cu ajutorul placutelor calibrate. Dupa reglarea cu suruburile stranse ale capacelor, arborii trebuie sa se roteasca liber.

La montarea rulmentilor unsi cu unsoare, spatiul corespunzator se umple cu unsoare conform conditiilor tehnice.

Dupa montarea reductorului se ruleaza in gol, apoi se incarca la o anumita sarcina cu un numar determinat de ore.

Zgomotul reductorului in perioada de rodaj trebuie sa fie uniform.

Nu trebuie sa apara scurgeri de lubrifiant in planul de reparatie al reductorului sau la etansarea arborilor si a capacelor de rulment.

Dupa rodare se goleste uleiul din baia reductorului, se demonteaza capacul, se spala si se realizeaza vizual toate reperele componente.

Norme de tehnica securitatii muncii

Se recomanda montarea reductorului numai de catre personalul instruit.

Inainte de punerea in functiune a reductorului se recomanda citirea cu atentie a indicatiilor in exploatare si a regimului de functionare a respectivului reductor.

Se recomanda, de asemenea fixarea suruburilor de prindere, la cel mai mic zgomot sau vibratii suspecte sa se intrerupa functionarea reductorului.

A se verifica de asemenea starea uleiului de transmitere a rotilor de curea, a calei de intindere, daca este cazul.

Fixarea reductorului de motor sau pe masa de lucru se realizeaza cu mare atentie, aceasta fiind definitorie in buna functionare a reductorului.