1 Mo Elaborat Verificat Gilca S. Litera Coala Coli Dulgheru V. Mecanism de acţionare a conveierului UTM FTMIA gr. TP-091 Aprobat Contr.norm Dulgheru V. CUPRINS ÎNTRODUCERE.............................................................................................. 2 1 ANALIZA CINEMATICĂ A MECANISMULUI DE ACŢIONARE ...............3 1.1 ALEGEREA MOTORULUI ELECTRIC .................................................................3 1.2 DETERMINAREA ŞI DISTRIBUIREA RAPORTULUI DE TRANSMITERE AL M.A .........4 1.3 DETERMINAREA PARAMETRILOR CINEMATICI ŞI DE FORŢĂ AI M.A ....................5 2 CALCULUL DE PROIECT AL ANGRENAJULUI REDUCTORULUI CONIC................................................................................................... .........6 2.1 ALEGEREA MATERIALULUI ŞI CALCULUL TENSIUNILOR ADMISIBILE..................6 2.2 DIMENSIONAREA ANGRENAJULUI CU ROŢI DINŢATE CONICE............................7 2.3 CALCULUL DE VERIFICARE AL ANGRENAJULUI..............................................10 2.4 DETERMINAREA FORŢELOR DIN ANGRENAJ ...................................................11 3 CALCULUL DE PREDIMENSIONARE AL ARBORILOR , ROŢILOR DINŢATE . ALEGEREA RULMENŢILOR........................................................13 3.1 CALCULUL DE PREDIMENSIONARE AL ARBORILOR..........................................13 3.2 ALEGEREA PREVENTIVĂ A RULMENŢILOR. ......................................................14 3.3 CONSTRUCŢIA ROŢILOR DINŢATE.....................................................................27 4 CALCULUL RULMENŢILOR .......................................................................29 4.1 VERIFICAREA RULMENŢILOR ARBORELUI - PINION.............................................29
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
1.2.2 .Determinarea in prealabil a raportului de transmitere a mecanismului de actionare.
ima1=nnom .1
nol
=96595 ,54
=10. 1;
ima2=nnom .2
nol
=144595 ,54
=15 ,13.
1.2.3. Determinarea rapoartelor de transmitere ale treptelor MA:
ima=ired .⋅it .d . ,unde ired . , it .d . sunt rapoartele de transmitere ale reductorului şi, respectiv, ale transmisiei prin curea. În conformitate cu tabelul [ tab. 2.2 pag. 25] acceptăm ired .=2,5 . Deoarece valoarea it .d .2 este inclusă în limitele recomandate pentru cazul transmisiei prin curea, în corespundere cu tabelul 2.2 din [I] pagina 25, acceptăm prima varianta a motorului electric. Astfel, în final, alegem motorul electric 4AM13256Y3 cu puterea nominală Pnom .=5,5[kW] şi turaţia nominală nnom.=965 [min-1].
1.2.4 Determinăm raportul real de transmisie al MA- ireal :
4
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 063393 05 09 MC Coala
unde :itd este raportul transmisiei deschise (transmisia prin curea) ;
ired raportul de transmitere pentru reductor.
În aşa fel acceptăm motorul electric de tipul :
4AM13256Y3(Pnom=5,5[ kW] ;nnom=965 [ tur/min]);
Distribuţia raportului de transmitere:
Reductorului ired= 2,5
Transmisia deschisă itd= 4,04
Mecanismul de acţionare ima= 10,1
1.3 Determinarea parametrilor cinematici şi de forţă ai MA.
Îi corespunde cu schema a MA pentru calculul cinematic vom avea următoarea
schemă de calcul:
Motor electric→ Tranmisie deschisă→Reductor→ Cuplaj→Organ de lucru
Tabelul 1.2 – Parametrii cinematici şi de forţă ai mecanismului de acţionare.
Parame
trul
Arbo
rele
Consecutivitatea legăturii elementelor
mecanismului de acţionare conform schemei cinematiceMotor electric→ Tranmisie deschisă→Reductor→ Cuplaj→Organ de lucru
me→ td →red→ c →ol
Puterea
P,[ kW]
me Pme=5,0kW
I P1=P2/ηc⋅ηrul=5,0⋅0 , 975⋅0 , 991=4 , 83
II P2=Pol /ηred⋅ηrul=4 ,03⋅0 ,95⋅0 , 99=3 ,79
ol Pol=P2∙ηa∙ηrulmenti¿4,57 ∙ 0,91 ∙ 0,991=4,12
Vit
eza
ung
hiul
ară
ω,
me
nnom=965ωnom=
π⋅nnom
30=3 , 14⋅965
30=101
I n1=nnom=965 ω1=101
IIn2=
n1
ired
=9652,5
=386
ω2=π⋅n2
30=¿ 3 ,14 ¿
3 ,12∗386 ¿30=40 ,40
5
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 063393 05 09 MC Coala
Tur
aţ
ia n
s−1 ol nol=¿ n2/itd¿=386/4,04=95,54 wol=¿¿9,99
Momen
tul de
torsiune
T,
[N*m]
me T nom=Pme·103/wnom=5·103/101=49,5
IT 1=
P1⋅103
ω1
=4 ,83⋅103
101=47 ,82
II T
2=¿P2 ∙103
w2
=4,57 ∙103
40,40=113,12¿
olT ol=
Pol⋅103
ωol
=4 ,12⋅103
9 ,99=412,41
2. CALCULUL DE PROIECT AL ANGRENAJULUI CONIC.
2.1. Alegerea roţilor dinţate şi calculul tensiunilor admisibile.
2.1.1 Alegerea materialului roţilor dinţate, durităţii şi prelucrării termice.
Duritatea materialului ≤ 350 HB. Asigură prelucrarea de finisare după
tratamentul termic, o precizie înaltă şi un bun rodaj al roţilor din angrenaj.
Pentru rodajul uniform al dinţilor roţilor din angrenaj, duritatea pinionului HB,
se primeşte mai mare ca duritatea roţii dinţate.
De multe ori pentru mărirea capacităţii portante a transmiterii şi micşorarea
gabaritelor ei , diferenţa durităţii medii este HB1med−HB 2med≥70 ;
Conform cărţilor materialelor de specialitate ( „ Bazele proiectării maşinilor” I.
Bostan , „ Курсовое проектирование деталей машин ” Шейнблит, „Mecanica
Aplicată” Dulgheru ) trebuie de ales acelaşi material pentru marca pinionului şi a roţii
dinţate. Tip 40; 45; 40X .
Conform acestor recomandări alegem marca oţelului pentru fabricarea
2.4.1. Calculul de verificare a angrenajului la tensiuni de contact.
σ H 2=470⋅√ F t2⋅√ ired .2 +1,0
v H⋅de2⋅b⋅KHα⋅KHβ⋅K Hv≤[ σ ]H 2
,
unde: K Hα - coeficientul distribuirii sarcinii între dinţi, acceptăm K Hα=1,0
F t 2 - forţa tangenţială din angrenare; K Hv - coeficientul sarcinii dinamice, care depinde de viteza periferică a roţii.
Determinăm prealabil viteza eriferică a roţii dinţate:
v2=w2⋅d e2
2⋅103=40 ,40⋅183 ,7
2⋅103=3 ,71
[m/s]
Stabilim treapta a 9-a de precizie pentru angrenajul proiectat şi acceptăm K Hv=1,2 .
σ H 2=470⋅√1676 ,87⋅√2 ,552+1,01,0⋅183 ,7⋅28
⋅1,0⋅1,0⋅1 ,12=465 ,3[N/mm2].
11
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 063393 05 09 MC Coala
Aşa cum σH2>[σ]H2 iar această suprasarcină nu depăşeşte 5%, putem trece la următoarea etapă a calculului da ver.ificare
2.4.2. Calculul de verificare a angrenajului la tensiuni de încovoiere.
σ F 2=Y F 2⋅
F t 2
vF⋅b⋅me
⋅K Fα⋅K Fβ⋅K Fv≤[ σ ]F 2;
σ F 1=σ F 2⋅Y F 1
Y F 2
≤[σ ]F 1,
unde: me[mm] - modulul exterior al angrenării;
K Fα - coeficientul distribuirii sarcinii între dinţi, acceptăm K Fα=1,0
K Fv - coeficientul sarcinii dinamice, acceptăm K Fv=1,1 ;
Y F 1 şi Y F 2 -coeficienţii de formă ai dinţilor pinionului şi roţii dinţate, care se determină în dependenţă de numărul echivalent de dinţi ai pinionului şi roţii dinţate:
zv 1=z1
cos δ1
=36 , 74cos 21 , 42
=39 , 50;
zv 2=z2
cos δ2
=91, 85cos68 , 58
=255 , 13.
Deci, acceptăm Y F 1=3 ,70 şi Y F 2=3 , 63 .
σ F 2=3 ,63⋅1676 ,870 , 85⋅28⋅2
⋅1,0⋅1,0⋅1,1=140 ,66[N/mm2];
σ F 1=140 , 66⋅3 , 703 , 63
=143 ,37[N/mm2].
Tabelul 2.3-Rezultatele calculului de dimensionare a angrenajului cu roţi dinţate conice
Calculul de dimensionare al angrenajului
Parametru Valoarea Parametru Valoare
Lungimea exterioară a
generatoarei conului de
divizare Re , mm
98,76
Diametrul cercului de divizare:
Pinion de1
Roată de 2
73,48
183,7
Modulul me , mm
2
Diametrul cercului exterior:
Pinion dae 1
Roată dae 2
77,20
185,16
12
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 063393 05 09 MC Coala
Lăţimea coroanei danturate
b , mm
28
Diametrul cercului interior :
Pinion d fe 1
Roată d fe2
69,02
191,85
Forma dintelui Dreaptă
Diametrul cercului median :
Pinion d1
Roată d2
62,97
157,43
Numărul de dinţi:
pinion z1
roată z2
36
92
Unghiul conului de
divizare:
pinion δ1
roată δ2
21,42∘
68,58∘
3 Calculul arborilor reductorului.
3.1. Calculul de predimensionare al arborilor
Din condiţia de rezstenţă la răsucire şi în conformitate cu recomandările [*,pag 55]
determinăm prelabil diametrele minime ale arborilor:
Tabelul 3.1-Determinarea prelabilă a dimetrilor arborilor,[mm].
Arbore-melc Arborele roţii melcate
d1 p=3√ T 1 ∙ 103
0,2∙ [τ ]=
3√ 47,82∙ 103
0,2∙ 17=24,14 [mm ]
[acceptămd1 p=25[mm]
d2 p=3√ T 2 ∙ 103
0,2∙ [ τ ]=
3√ 113,12 ∙ 103
0,2∙ 23=29,07
[mm] acceptămd1 a=30[mm].unde T1 şi T2, [N/mm2] sunt momentele de torsiune pe arbori [vezi tab. 1.2]; [τ]k=12...20 [N/mm2]- tensiunea admisibilă la răsucire [*, pag. 55].
13
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 063393 05 09 MC Coala
3.2 Calculul de dimensionare.
3.2.1 Alegerea prealabilă a rulmenţilor.
Alegerea celui mai raţional tip de rulment, pentru condiţiile date de muncă al reductorului, este complicat şi depinde de un şir de factori : puterea transmisă de reductor, tipul transmisiei, coraportul forţelor din angrenaj, turaţia inelului interior al rulmentului, durata necesară de funcţionare, schema de amplasare etc. Conform tabelului 17.16 din [I] pagina 267 alegem rulmenţi radiali-axiali cu role conice.
Tabelul 3.2 –Alegerea prealabila a rulmenţilor
3.2.2. Elaborarea schiţei de dimensionare a reductorului conic
Schiţa reductorului, elaborată prealabil (fig.3.1 şi fig.3.2), stabileşte poziţia
reciprocă a pinionului şi roţii dinţate. De asemenea se determină distanţele l1 , l2 ,lc , ltd ,
lp , şi la , necesare pe viitor la calculul arborilor şi calculul de verificare a rulmenţilor .Schiţa reductorului se execută în corespundere cu schema cinematică a
reductorului din sarcina tehnică. Pentru determinarea pozoţiilor de aplicare a reacţiunilor în reazeme, prealabil calculăm distanţa de la partea frontală a rulmentului pînă la punctul de aplicare a reacţiunilor α, [mm]:
14
SimbolizareaDimensiunile, [mm]
Capacitate portantă, [kN]
d D B T e C r α
7205A 25 52 15 16,5 0,36 13 15%
7206A 30 62 16 17,5 0,36 14 15%
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 063393 05 09 MC Coala
a=0,5⋅(T + d+D3
⋅e),
unde valorile pentru d, D, T [mm] şi e sunt prezentate în tab. 3.2.
a p=0,5⋅(16 , 5+25+523
⋅0 ,36)=12, 87≈13[mm];
aa=0,5⋅(17 ,5+30+623
⋅0 ,36)≈14[mm].
15
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 063393 05 09 MC Coala
.
Figura 3.1 Schiţa reductorului, vederea principală.
16
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 063393 05 09 MC Coala
Figura 3.2 Schiţa reductorului, vederea frontală
17
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 063393 05 09 MC Coala
3.2.3. Calculul de dimensionare a arborelui- pinion
Date iniţiale: d1= 62,97[mm] –diametrul cercului median
3.2.3.3 Determinăm momentul de încovoiere rezultant (fig .3.3) în secţiunile caracteristce ale arborelui (1...3) Mrez , [Nm]în conformitate cu relaţia:
Mrez=√ M 02+M V
2,
Mrez1=√ M 012+M V 1
2=√6,92+02=6,9 [Nm];
Mrez2=√ M 022+M V 2
2=√33,542+4,342=33,82 [Nm];
Mrez3=√ M 032+M V 1
2=√02+02=0 [Nm]; 3.2.3. 4 Construim diagrama momentului de torsiune pentr arborele-pinion,care
egal cu T1=47,82 [Nm].
3.2.3.5. Determinăm şi contruim diagrama momentelor echivalente de încovoiere.
Mech1=√ M rez12+¿¿=√6,92+1286,12❑=35,96[Nm]
Mech2=√ M rez22+¿¿=√33,822+1286,12❑=49,29[Nm]
Mech3=√ M rez32+¿¿=√0+1286,12=35,86 [Nm]
23
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 063393 05 09 MC Coala
3.2.3.6 Verificăm diametrul arborelui- pinion în secţiunea cea mai solicitată.
Conform momentului echivalent de încovoiere maxim, precizăm valoarea
diametrului în secţiunea critică a arborelui din condiţia de rez istenţă la încovoiere :
d
3√ M e⋅103
0.1⋅[ σ ]i,[ mm ]
unde:[σ]i -este tensiunea admisibila la incovoiere. In conformitate cu ciclul de
Pentru transmiterea momentului de torsiune în reductorul cu rpţi dinţate cilindrice avem nevoie de trei asamblări pe arborele condus sub roata dinţată şi sub un element al transmisiei deschise şi o asamblare pe arborele conducător – sub semicuplaj sau un element al transmisiei deschise .
6.1 Calculul asamblării prin pană pentru arborele – pinion
Date iniţiale :
d 4 p =12 [mm]şi l4 p =25[mm]– diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este
instalată pana.
În dependenţă de diametrul d1 ,[mm] , stabilim dimensiunile secţiunii
transversale ale penei :
b = 5,0 [mm] ; h = 5,0 [mm] ; t1 = 3,0[mm] ; t2= 2,3[mm] .
Lungimea penei L , mm se stabileşte în dependenţă de lungimea treptei arborelui
pe care este instalată pana - l1 , [mm] :
F t =1676,87 [N] – este forţa tangenţială în angrenaj .
37
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 063393 05 09 MC Coala
Figura 6.1 – Asamblarea prin pană pe arbore condus
Primim conform şirului de lungimi ale penei standardizat –l=14 mm.
Alegem preventiv următoarea pană :
Pană 5x5x14 GOST 23360 – 78
Calculul de verificare a penei
Penele prismatice , utilizate la proiectarea reductoarelor sunt verificate la
forfecare . Condiţia de rezistenţă la strivire :
σ s=F t
A s
≤ [σ ]s ;
unde A s− suprafaţa de forfecare , [mm2
]
As=(0 ,94⋅h−t1 )⋅lef =(0 ,94⋅5−3)⋅9=15 ,3 mm2.
38
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 063393 05 09 MC Coala
lef – lungimea de lucru a penei cu suprafeţe frontale rotunjite , mm
lef = l – b =14-5=9[ mm]
[ σ ]s− tensiunea admisibilă la forfecare , N /mm2. Pentru bucşă de oţel şi