2015 becsek lorand proiect cca1

8/16/2019 2015 Becsek Lorand Proiect CCA1

1/56


2/56


3/56


4/56


5/56


6/56


7/56


8/56


9/56


10/56


11/56


12/56


13/56


14/56


15/56

5 3!"TI%ICAR A "OL!#I I CON"TR!CTIV AL "4I CALC!L!L C!TI I D DI"TRI$!TI


16/56


17/56

Turatia pinionului:

iG( ).2:= raportul de transmitere din cutia de viteza in treapta ( a

nM 1'5:= rpm 7 turatia motorului la moment ma-im

n1nMiG(

:=

n1 22,.1')= rpm 7

Raportul de angrenare:

udat

1.25:=

Momentul de torsiune la pinionul angrenajului:

MM '''.)15:= ?m 7 momentul ma-im al motorului

ηcv .,5:= randamentul cutiei de viteza

! 1 MM ηcv⋅ iG(⋅:= ! 1 4.5' 13×= ?m 7

Momentul de torsiune la roata condusa a angrenajului: ! 2 ! 1 udat⋅:= ! 2 5.) 1

3×= ?m 7

Turatia rotii conduse:

n2n1

udat:= n2 1*3.333= rpm 7

Distanta dintre axe:

aI 2'3

! 1 11−

⋅⋅:= aI 2 .12)= mm

Se adopta= aI 2:= mm din S!AS ' 55Diametrul arborelui primar:τ at 4:=

d(

31' ! 1⋅ 1

3⋅

π τat⋅:=d(

*3.42'= mm Se adopta d(

*4:= mm


18/56


19/56


20/56

d((

31' ! 2⋅ 1

3⋅

π τat⋅:= d

((*,.*'*= mm Se adopta d

((,:= mm

Diametrul arborelui secundar:

d((( d:= d((( *4= mm diametrul interior al arborelui

,':= mm diametrul e-terior

Seria mijlocie din S!AS 1)', z - d -

Conditiile de functionare ale angrenajului:

Sursa de putere =Motor cu ardere intern8 policilindricMa9ina antrenat8 = Autove#iculCaracterul sarcinii =Jocuri moderate.

Numarul de cicluri de solicitare a flancului dintelui, la o rotatie completa,pentru pinion, respectiv pentru roata condusa

χ 1 1:=

χ 2 1:=

Profilul cremalierei generatoare:

αan 2:= #an 1:= Con .25:= ρaon .3*:= β 25de$:=Alegerea otelurilor, tratamentelor aplicate si a tensiunilor limita:

Materialul = 1*MoCr?i13 S!AS ),1 *!ensiunea de rupere = τr 4 155 MDa

;imita de cur$ere = τ 2 4 *5 MDa!ratament termic = Cementare C8lire "evenire joas8

Diametrul arborelui intermediar:


21/56


22/56

Calculul de dimensionare si de verificare:

45.....4

cos1

2ma-1

=

⋅+⋅

=

n

w

dat n

w

m

a

um

a z β

z1ma- 422

udat 1+⋅ cos β 7:= z1ma- 33.*35=

se adopta z1 34:= dinti

z2 udat z1⋅:= z2 42.5=

Se adopta z2 42:= dinti

Calculul de dimensionare si verificare

Raportul real de angrenare: uz2

z1:= u 1.235

=atimile preliminare ale rotilor b!,":

ψ a .':=

b2 ψ a aI⋅:= b2 12= mm 7se adopta= ∆ b 4:= mm 7

b1

b2

∆

b+:= b

1124= mm 7

Modulul danturii: mn

2 aI⋅

z2 z1+cos β 7⋅:= mn 4.))= mm 7

mn se stsndardizeaza la cuprise in S!AS *22 adica=mn 5:= mm 7mmin 2:= mm 7

mn mmin>

Distanta dintre axele de referinta: am

n2 cos β 7⋅ z2 z1+( )⋅:= a 2 ,.'42= mm 7


23/56


24/56

#ng$iul de presiune in plan frontal :

Hn$#iul de inclinare al danturii in plan normal =α n 2 de$:= β 25de:=

α t atan tan αn( )cos β 7 := αt 21.**de$=

#ng$iul real de angrenare in plan frontal,respectiv normal :

αIt acosa

aIcos αt( )⋅ := αIt 13.41*de=

αIn asinsin αn( )sin αt( )

sin αIt( )⋅ := αIn 12.2,)de$=

Coeficientul deplasarii totale de profil in plan normal , respectiv in plan frontal :

Se calculeaza urmatoarele involute =invα It tan α It( ) α It−:= invαIt 4.3)* 13−×=

invα t tan α t( ) α t−:= invα t . 2=

Atunci coe%icientul deplasarii de pro%il este=

-sninvαIt invαt−

2 tan αn( )⋅z2 z1+( )⋅:= -sn 1.' 1−=

Alegerea coeficientului deplasarii de profil pentru pinion si roata in plan normal:

-n1 . 3 3 z1−( )⋅:= -n1 .12−= in plan normal

-n2 -sn -n1−:= -n2 1.4*1−= in plan normal

Coeficientul deplasarii de profil pentru pinion si roata condusa in plan frontal :

-t1 -n1 cos β 7⋅:= -t1 .1 ,−= in plan %rontal

-t2 -n2 cos β 7⋅:= -t2 1.342−= in plan %rontal


25/56

%lementele geometrice ale rotilor dintate :

Diametrele cercurilor de divi&are :

d1mn

cos β 7z1⋅:= d1 1*).5)4= mm 7

d2mn

cos β 7z2⋅:= d2 231.) ,= mm 7

Diametrele cercurilor de ba&a :

d b1 d1 cos α t( )⋅:= d b1 1)4. '2= mm 7d b2 d2 cos αt( )⋅:= d b2 215. 1*= mm 7

Diametrele cercurilor de rostogolire :

dI1 d1cos αt( )

cos αIt( )⋅:= dI1 1)*.,4)= mm 7

dI2 d2cos αt( )

cos αIt( )⋅:= dI2 221. 53= mm 7

aI 2= mm 7 Se veri%ica conditia =dI1 dI2+

2a 1)*.,4) 221. 53+

22 a

Diametrele cercurilor de cap:

Se de%ineste pro%ilul cremalierei de re%erinta cu urmatorii termeni =

α n 2 de$:= #an 1:= cn .25:=

da1 2 aI⋅ mnz2

cos β 72 #an⋅− 2 -n2⋅+ ⋅−:= da1 1,3.1 3= mm 7

da2 2 aI⋅ mnz1

cos β 72 #an⋅− 2 -n1⋅+

⋅−:= da2 223.'2'= mm 7

Diametrele cercurilor de picior :

d%1 mnz1

cos β 72 #an cn+ -n1−( )⋅−⋅:= d%1 1)3.*)4= mm 7

d%2 mnz2

cos β 72 #an cn+ -n2−( )⋅−⋅:= d%2 2 4.3,)= mm 7


26/56


27/56

un$#iul de inclinare a danturii pe cercul de baza

β b atan cos α t( ) tan β 7⋅( ):=

β b 23.3,,de= pasul danturii in plan normal respectiv in plan %rontal

pn π mn⋅:= pn 15.) *= mm

pt πmn

cos β 7⋅:= pt 1).332= mm

pasul pe un cerc oarecare de baza7 in plan %rontal=

p bt ptcos αt( )cos β 7⋅:= p bt 1).)4'= mm


28/56

arcul dintelui pe cercul de divizare in plan normal6 respectiv in plan %rontal=

sn1 .5 π⋅ 2 -n1⋅ tan αn( )⋅+( ) mn⋅:= sn1 ).41)= mm

sn2 .5 π⋅ 2 -n2⋅ tan αn( )⋅+( ) mn⋅:= sn2 2.4'3= mm

st1 .5 π⋅ 2 -t1⋅ tan αt( )⋅+( )mn

cos β 7⋅:= st1 *.1*4= mm

st2 .5 π⋅ 2 -t2⋅ tan αt( )⋅+( )mn

cos β 7⋅:= st2 2.)1)= mm


29/56

$radul de acoperire al an$renajului ec#ivalent=

εαn

dan12 d bn1

2− dan22 d bn2

2−+ 2 aIn⋅ sin αIn( )⋅−2 π⋅ mn⋅ cos αn( )⋅

:=

εαn 1.*,'=

Keri%icarea conditiilor de %unctionare corecta a an$renajului=

conditia de evitare a inter%erentei=

-n1min1) zn1−

1):= -n1min 1.'2−= -n1 -n1mi≥

-n2min1) zn2−

1):= -n2min 2.23'−= -n2 -n2mi≥

$radul de acoperire al an$renajului in plan %rontal6 $radul de acoperire suplimentar6 respectiv total

εαda1

2 d b12− da2

2 d b22−+ 2 aI⋅ sin αIt( )⋅−

2 π⋅ mn

⋅ cos αt( )

⋅cos β 7⋅:=

ε α 1.'24=εα εαmin≥

ε αmin 1.3:=

b ':=

εβ b sin β 7⋅

π mn⋅:= ε β 1.'14=

ε γ ε α ε β+:= ε γ 3.23*=-conditia de evitare a ascutirii dintelui :

-unghiul de înclinare al danturii pe cercul de cap :

βa1 atanda1d1

tan β 7⋅

:= βa1 25.'43de$=

βa2 atanda2

d2tan β 7⋅

:= β a2 24.23de$=


30/56


31/56

-unghiul de presiune al danturii pe cercul de cap :

αat1 acos

d1da1 cos αt( )⋅

:= α at1 25.'5*de$=

αat2 acosd2da2

cos αt( )⋅

:= αat2 15.,4,de$=

α on 2 de:=

-arcul dintelui pe cercul de divizare în plan normal, respectiv în plan frontal :

sn1 .5 π⋅ 2 -n1⋅ tan α on( )⋅+( ) mn⋅:= sn1 ).41)= mmsn2 .5 π⋅ 2 -n2⋅ tan α on( )⋅+( ) mn⋅:= sn2 2.4'3= mm

st1 .5 π⋅ 2 -t1⋅ tan αt( )⋅+( )mn

cos β 7⋅:= st1 *.1*4= mm

st2 .5 π⋅ 2 -t2⋅ tan αt( )⋅+( )mn

cos β 7⋅:= st2 2.)1)= mm

-arcul dintelui pe cercul de cap in plan frontal, respectiv normal :

inv α 7 tan α 7 α−:=sat1 inv αt( ) inv αat1( )−( )

mn z1⋅

cos β 7⋅ st1+

cos αt( )cos αat1( )⋅:= sat1 5.,4)= mm

sat2 inv αt( ) inv αat2( )−( )mn z2⋅

cos β 7⋅ st2+

cos αt( )cos αat2( )⋅:= sat2 5.3)2= mm

dv1

1 mm⋅:=san1 sat1 cos βa1( )⋅:= san1 5.3'1= mm

san2 sat2 cos βa2( )⋅:= san2 4.*,,= mmdv1 1 mm⋅:=Se verifică conditiile :san1 5.3'1= mm .4 mn⋅ 2=

n1 '*).5:=san2 4.*,,= mm .4 mn⋅ 2=-viteza periferică pe cercul de divizare :

v1 '.)52= msv1 π d1⋅ n1⋅( )':=


32/56


33/56

Alegerea treptei de precizie si a procedeului tehnologic de executie a rotilor dintate:

Se adoptă treapta de precizie 9; danturare prin frezare cu freză melc.

-alegerea rugozitătii flancului si a zonei de racordare :µm 1 '− m⋅:=" a1.2 .* µm⋅:= ,pentru flanc;

" a1.2 1.' µm⋅:= ,pentru zona de racordare.

Alegerea lu rifiantului :Se adoptă uleiul T'N !"( %P , cu viscozitatea cinematică de :

ν5 1*mm2

s⋅:= cSt7!eterminarea tensiunilor si verificarea angrena"uluiL!eterminarea factorilor specifici angrena"ului

-factorul de elasticitate al materialelor rotilor : ν 1 .3:= ν 2 .3:=


34/56

-factorii înclinării dintilor pentru solicitarea de contact, respectiv de încovoiere :


35/56

βcos β 7:=

β.,52=

β 1 εββ de$⋅

12⋅−:= Oβ 1=

βmin 1 .25 ε β⋅−:=

β 1= βmin .5,'=

-factorii gradului de acoperire pentru solicitarea de contact, respectiv de încovoiere :

ε1

εα:= ε .)*5=

ε .25.)5

εαn+:= ε .'4'=

-factorul dinamic se adoptă functie de viteza periferică a pinionului, numărul de

dinti ai pinionului si trepta de precizie :P v 1.14:=

-factorii de repartizare a sarcinii pe lă$imea danturii pentru solicitarea de contact,respectiv de încovoiere :

P Nβ 1. ':= P Fβ 1.125:=Qα 1:=-factorii de repartizare a sarcinii în plan frontal, pe perechile de dinti aflate simultan

în angrenare, pentru solicitarea de contact, respectiv de încovoiere :µm 1 '− m⋅:=

P Nα ., .42 εγ 1−( )⋅

εγ ⋅ Qα⋅+:= P Nα 1.3)=

P A 1.5:=P Fα P Nα:= P Fα 1.3)=

r 1:=-factorul de corectie a tensiunii de incovoiere la roata etalon de incercat :MoCr?i13 1:=

ce 1:=tratament 1:=S!

2:=

material 1:=

Sa1 1.'3:=


36/56

δ1 % material Sa1,( ):= δ1 1:= ? ;1 1:=

δ2 % material Sa2,( ):= δ2 .,:=% material tratament, ? ;,( ) 1:=-factorii dura ilitatii pentru solicitarea de contact, respectiv de încovoiere : c 1:=

?1 % 1*MoCr?i13 ce c+ r +, ? ;1,( ):= ? ;2 1:=-unde ce%c%r reprezint& tratamentul termic: cementare%c&lire%revenire "oas&;

?2 % 1*MoCr?i13 ce c+ r +, ? ;2,( ):= ?1 % 1*MoCr?i13 ce c+ r +, ? ;1,( ):= ?1 % 1*MoCr?i13 ce c+ r +, ? ;2,( ):=

-se vor alege urm&toarele valori : ?1 1. 3:= O ?1 1:=

?2 1. ,:= O ?2 1:=

-coeficientii de siguranta minimi pentru solicitarea de contact, respectiv de încovoiere :

#entru sigurant& normal& în functionare ' pro a ilitate de defectare()*+ se adopt& :

SNmin 1.3:= SFmin 1.5:=

-factorul de ungere se alege în functie de tensiunile limit& minime siviscozitatea cinematic& a uleiului :

; 1.:=-factorii rugozitătii flancurilor pentru solicitarea de contact, respectiv de

încovoiere :

" z1.2 ' " a1.2⋅:= " z1.2 ,.' µm=

" z1 " z1.211'

⋅:= " z1 ).5*, µm=

" .,55:=

"1 1:= "2 1:=

-factorul de vitez& pentru solicitarea de contact :

v .,*:=

-factorul relativ de sensi ilitate al materialului la concentratorul de tensiuni de laaza dintelui, la dura ilitate nelimitat& 'factorul de reazem :


37/56

-factorii de m&rime : - 1:=

-1 1:= -2 1:=

- factorul raportului durit&tilor flancurilor dintilor :

I 1.1:=

- factorul de angrenare, corespunzator punctului interior de angrenareunipara pentru pinion:

+ 1:=

- factorul de angrenare, corespunzator punctului interior de angrenareunipara pentru roata condusa:

1:=

Tensiunile limita la solicitarea de contact

σ Nlim1 1'5:= MDa

σ Nlim2 1'5:= MDa

σND1

σNlim1 ?1⋅

SNmin ;⋅ " ⋅ v⋅ I⋅ ⋅:= σND1 1.44 13

×= MDa

σND2σNlim2 ?2⋅

SNmin;⋅ " ⋅ v⋅ I⋅ ⋅:= σND2 1.524 1

3×= MDa

σ ND σ ND1:= σND1 1.44 13×= MDa

Tensiunile limita la solicitarea de incovoiere

σFlim1 '5:= MDaσFlim2 '5:= MDaPentru pinion

σFD1σFlim1 S!⋅ ?1⋅ δ1⋅ "1⋅ -1⋅

SFmin:= σ FD1 *''.'')= MDa

Pentru roata condusa

σ FD2 )*= MDaσFD2σFlim1 S!⋅ ?2⋅ δ2⋅ "2⋅ -2⋅

SFmin

:=


38/56

Tensiunile efective la solicitarea de contact

σN++


39/56


40/56

)tabilirea fortelor din angrenaje

*orte tangentiale

Ft12! 1 1

3⋅

dI1:= Ft1 5. ,) 1

4×= ?

Ft22! 2 1

3⋅

dI2:= Ft2 5.15* 1

4×= ?

Ft2 Ft1:=

*orte radiale

Fr1Ft1 tan αIn( )⋅

cos β 7:= Fr1 1.22' 1

4×= ?

Fr2 Fr1:=*orte axiale

Fa1 Ft1 tan β 7⋅:=

Fa1 2.3)) 1 4×= ?Fa2 Fa1:=


41/56


42/56

)tabilirea sc$emelor de incarcare cu forte ale arborilor in cele doua plane + si

Arborele primar

l 3):= mm

Arborele intermediar


43/56


44/56

Determinarea reactiunilor din lagare pentru arborele primar

2FtN

2lFtlN

lN2

lFRM

1+

1+

+t1A

=⇒⋅=⋅

=⋅−⋅⇒=

N+Ft12

:= N+ 2.54* 14×= ?

FtN

RO

+1A =+−

= H

NA Ft1 N+−:= NA 2.54* 14×= ?

lK2l

F2

dF RM +r1

I1a1A =⋅−⋅+⋅−=K 7

K+Fr1

l2⋅ Fa1

dI12⋅

−

l:= K+ 3*1.,1'= ?

KFr K RO +1A =+−=

KA Fr1 K+−:= KA 1.1** 14×= ?

Pentru arborele intermediar

lN2l

F2 RM t2c =⋅−⋅⋅=N 7

N2 Ft2⋅

2:= N 5. ,) 1 4×= ?

NFt2N

RO

2C =+−=

NC 2Ft2 N−:= NC 5. ,) 14×= ?


45/56

K 7

lK

2

lF

2

dF RM r2

I2a2c =⋅−⋅+⋅=

KFa2

dI22

⋅ Fr2l2⋅+

l:= K 1.323 1 4×= ?

KFr K R 2C =+−=

KC Fr2 K−:= KC ,) .4−= ?Determinarea reactiunilor din lagare

" A NA2 KA

2+:= " A 2.*12 14×= ?

" + N+2 K+

2+:= " + 2.54, 14×= ?

" C NC2 KC

2+:= " C 5. ,* 14×= ?

" N 2 K 2+:= " 5.2'' 1 4×= ?

Trasarea diagramelor de momente incovoietoare in cele doua planepentru arborele intermediar -arbore cel mai solicitat.


46/56

MiNma-NC l⋅

2:= MiNma- ,.42, 1

'×= ?m

MiKma- KCl2⋅

Fa2dI2

2⋅+:=

MiKma- 2.44) 1'×= ?m

Mi2ma- MiKma-2 MiNma-

2+:=

Mi2ma- ,.)42 1'×= ?m


47/56

erificarea arborelui intermediar la solicitari compuse

Compresiune

σc24 Fa2⋅

π d((2

⋅

:= σ c2 3.)3'= MDa

!orsiune τ t21' ! 2⋅ 1

3⋅

π d((3

⋅

:= τ t2 3,.*24= MDa

(ncovoiere σi232 !

2⋅1 3

⋅π d((

3⋅

:= σ i2 ),.'4,= MDa

!ensiunea ec#ivalenta α 1:= pentru ciclu alternant simetric

σec# σc2 σi2+( )2 4 α τt2⋅( )2⋅+:=

σec# 115.312= MDa

erificarea montajului cu rulmenti, dupa capacitatea dinamica de incarcare

)tabilirea fortelor axiale suplimentare

Se ale$ rulmenti cu role conice


48/56

O 1.):=

FrC " C:=Fr " :=

FaC .5FrC⋅:= FaC 1.4,, 1

4×= ?


49/56

Fa .5Fr⋅:= Fa 1.54, 1

4×= ?

Fa2 FaC+ 3.*)' 14×= ?

Fat Fa Fa2 FaC+ Fa−( )+:=

Fat 3.*)' 14×= ?

FatC FaC:= FatC 1.4,, 1 4×= ?

FatFr

.)3'=FatFr

e> e .35:=

D .4 Fr⋅ Fat⋅+:=

D *.',' 1 4×= ?

urabilitatea rulmentului

Dentru autoturisme ;# 2 .....45 ore

; # 25:= ore

;' n2⋅ ; #⋅

1 ':= ; 2).5=

Capacitatea de incarcare necesara

Crnecesar D ;13.33 ⋅:= Crnecesar 2.352 1

5×= ?

Crcatalo$ ,.5 14

⋅:= ?

urabilitatea asi$urata de rulment

;Crcatalo$

D 3.33:= ; 1.343= milrot

urata de %unctionare asi$urata

; #1 ' ;⋅' n2⋅

:= ; # 122. 5*= ore


50/56

CALC!L!L R!LM NTILOR

Ale$erea rulmentilor se %ace din catalo$uri speciale in %unctie de diametrul arborului.;a arborele de intrare diametrul arborelui este 45 de mm iar tipul rulmentului este rulmenti

cu role conice pe un rand.

;a arborele intermediar %ind cel mai solicitat are si diametrul cel mai mare %iind de 55 demm iar pe arbore avem rulmenti cu role conice pe un rand.


51/56

Arborele de iesire are aceasi diametru ca si arborele de intrare iar pe acest arbore avemrulmenti radial a-iali cu bile pe un rand.


52/56

ID NTI%ICAR A !N I MODALITĂ#I DCR 4T R A CALITĂ#II A C!TI I D

DI"TRI$!TIO per%ectionare a calitatii cuplarii se obtine prin reducerea momentului motorului in timpul

sc#imbarii treptelor. (n a%ara de cresterea con%ortului prin disparitia smuciturilor6 aceasta masurreduce solicitarile mecanice in toata transmisia si pierderilor de putere6 prelun$ind ast%el duratade viata a subansamblurilor.


53/56

6 ID NTI%ICAR A !N I MODALITĂ#I DR D!C R A CO"T!L!I A C!TI I D

DI"TRI$!TIO modalitate de reducere a costului subansamblului consta in $asirea unor materiale noi si

mai ie%tine decat cele utilizate. Aceste materiale uneori pot %i mai scumpe decat cele ulitizate datotodata sunt si mai rezistente la %ortele aparute in timpul %unctionari subansamblului.

Dutem %olosi si materiale mai usoare rezistente la uzura6 cu aceste materiale putem reducedimensiunea dar si $abaritul cutiei de distributie ast%el reducand costul de %abricatie.


54/56

7 $I$LIO0RA%I1 Hntaru6M. 9.a. Calculul 9i construc0ia automobilelor.


55/56

8 AN 9

esen de inspiratie


56/56

Sc#ema cinematica

2015 becsek lorand proiect cca1

Documents