cutia de viteze.docx
TRANSCRIPT
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
1/26
UNIVERSITATEA VASILE ALECSANDRI BACAU
PROIECT
MASINI UNELTE
PEREBAILOV VASILE
GRUPA 631
Tema proiectuui
1
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
2/26
Sa se proiecteze cutia de viteze a unei masini unelte specializate pe operatia
de strunjire cu urmatoarele date cunoscute:
Diametrul minim de prelucrare : dmin= 20 mm
Diametrul maxim de prelucrare : dmax= 54 mm
Viteza maxima de aschiare : Vas max= 28m/min
Pierderea de productivitate :pmax= 30%
Avansul : s = 24 m/rot
Materialul prelucrat : sr= 49 daN/mm2
Durabilitatea : T = 60 min
Scula : Rp
Rata progresiei geometrice : = 1.25
Cuplarea motorului la cutia de viteze este prin curele trapezoidale
Etapee proiectuui
2
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
3/26
! Determinarea gamei de turatii!
"! Stabilirea schemei cinematice optime! Alegerea motorului electric de
antrenare!
#! $rasarea diagramei structurale si de turatii!
%! Determinarea numarului de dinti a rotilor dintate! Calculul turatiilor reale!
&! Determinarea pierderilor relative de turatie!
'! Calcului modulului si ale elementelor constructile ale rotilor!
(! Calcului transmisiei prin curele!
)! Calcularea dimensiunilor arborilor!
*! Realizarea desenului de ansamblu+ de executie si a desenului arborelui
principal!
Determi!area "amei #e turatii
Stabilirea turatiei minime si maxime :
3
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
4/26
Viteza de aschiere este:
Coe,icientul de turatie este:
nmin
=1000 V
asmax
dmax
=1000 28
54 =
28000
169.56=165.133
nmax
=1000 V
asmax
dmin
=1000 28
20 =
28000
62.8 =445.859
Stabilirea numarului de viteze :
n- nmin- '&!##
n.- nmax- %%&!)&* !!! . - /
k=1+
1
ln1.25 ln
445.859
165.133
1+ 1
0.22 ln3
k=5.96
Dupa stas seria de turatii este urmatoarea:
n- %0 rot1min
n"- )0 rot1min
n#- ""% rot1min
n%- ")0 rot1min
4
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
5/26
n&- #&& rot1min
n'- %&0 rot1min
Sta$iirea %c&emei ci!ematice optime' Ae"erea motoruui eectric #e
a!tre!are
Pentru construirea unei scheme cinematice este necesara stabilirea ,ormulei
structurale! Pot ,i utilizate urmatoarele ,ormule structurale:
a! z - ' - # x "
b! z - ' - " x #
c! z - ' - "2 3 x "4
d! z - ' - "253 x "4
5
Varianta 6r!Rd 6r! Arb! 6r!bld! 6r!cpl
I. #x" 0 # " 7
II. "x# 0 # " 7
III. "238"4 % & # 7
IV. "2538"4 # & #
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
6/26
Schema de aschiere la un strung:
ghidaj
sanie longitudinala
piesa
cutit
arbore
principal
papusamobilapapusa fixa
Fy
Fx
Fy
Fx
Compunerea ,ortelor la aschiere:
Fz
Fy
Fx
F
t - adancimea de aschiere 2&mm4
s - avansul 20!""m1rot4
C9z- "00
9z- ;
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
7/26
.9z- = !&
!= 200 " 51" 0.220.#5 "1.3
!= 41#.6 $daN
Puterea necesara aschierii este data dupa urmatoarea ,ormula:
V> #%m1min
& = &T'" &R(n" &R)*
m" &+" &,
?$C- 0!*); ?RD- 0!*); ?R@- 0!**; ?A- 0!*&; ?.- 0!*);
n > numar de angrenaje ce transmit miscarea la un moment dat - "!
m > numarul de rulmenti - '!
&- 0!*) " 0!*)"" 0!**'" 0!*& "0!*)
&- 0!)"
P=417 28
60 0.82=237.3W=0.237[KW]
ASB 00 > ") > ) 2nm> (0& rot1min+ 6 7 0!(& EF4
Tra%area #ia"rameor %tructurae %i #e turatie'
Reprezentarea gra,ica sub ,orma de diagrama a structurii cutiei de viteze ce
,urnizeaza in,ormatii despre numarul arborilor+ angrenajelor din ,iecare grupa
cinematica+ trepte de turatie pentru ,iecare arbore intermediar si pentru
arborele ,inal si valoarea saltului de turatie!
Alegerea diagramei de turatii optime se ,ace tinand cont de :
Sa ,ie de tip arborescent
Saltul de turatie nu trebuie sa depaseasca )
7
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
8/26
Saltul trebuie sa ,ie crescator
6umarul diagramelor posibile se poate calcula cu urmatoarea relatie:
. > numarul de termeni ai ecuatiei
n+m+p > numarul de ,actori identici ai ecuatiei
Pentru ecuatia de ,orma ' - # x " avem:
a b
c d
a! ' - #x "#
b! ' - #"x "
c! ' - "x #"
d! ' - "#x #
Diagramei de turatii aleasa ca ,iind cea mai buna este:
8
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
9/26
Bn ,inal in realizarea schemei cinematice pentru cutia noastra+ se adauga un al
%7lea ax pentru a micsora e,ectele de ,ibrare ale cutiei de viteze! De asemenea
acest al %7lea arbore este cel principal cu o roata dintata ,ixa!
zz
z
zz
z
zz
z
z
z
Determi!area !umaruui #e #i!ti ai rotior #i!tate
Calculul se ,ace pe grupe cinematice dupa cum urmeaza: B > BB+ BB > BBB+ BBB > BV!
Grupa > z1z"+ z#1z%+ z&1z'
Grupa " > z(1z)+ z*1z09
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
10/26
Grupa # > z)1z
-rpa 1> dupa calculele a,erente se realizeaza un tabel in care se reprezinta
rapoartele de transmisie 2descrescator+ constant+ crescator4+ numerele prime
intre ele si raportul numarului de dinti!
Pentru transmiterea puterii de la un arbore la altul trebuie utilizat un numar
minim de dinti la rotile dintate ,olosite! Acest numar este:
unde avem mai departe:
Mmin - c!m!m!d!c! al termenilor comuni si necomuni ai sumelor de ,orma
2An3Hn4! a noi este " si *! Asadar " 8 #" - )!
Cmin- catul minim
zmin> numarul minim de dinti ai unei roti dintate cu dantura necorijata - (
Cmin=
9
4 1817=
153
72 =2.1253
Zmin=18 3=54dinti
Asadar numarul minim de dinti intr7un angenaj nu este mai mic de &%!
Pentru a a,la numarul de dinti pentru roata conjugata ,olosim urmatoarea
,ormula:
10
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
11/26
A,larea celei dea doua roti reiese din ,ormula:
Deci pentru ,iecare roata dintata in parte se a,la numarul de dinti:
z- &% 8 1" - "(
z"- &% 7 "( - "(
z#- &%8 %1* - "%
z%- &% 7 "% - #0
z&- &% 8 &1* - #0
z'- &%7 #0 - "%
Ratia geometrica
3-"27
27
&3%-*24
36
%3&-*30
24
-rpa 2
6umarul minim de dinti este ("
Mmin- )
C
min=
18
5 1817=
306
90=3.44
Zmin=18 4=72dinti
11
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
12/26
6umarul de dinti ai rotii conjugate si complementara acesteia:
z(- (" 8 &1* - %0
z)- (" 7 %0 - #"
z*- (" 8 (1) - ")
z0- (" 7 ") - %%
Ratia geometrica
&3%-*
40
32
(3-)28
44
-rpa 3
Datorita ,aptului ca z intra in angrenaj cu z) aceasta roata va avea
caracteristicile grupei a "7a! Deci:
Zmin=72 dinti
z)- #" deci z- %0
Determi!area (aorior reae ae trepteor #e turatie
n1=n
0Z3
Z4 Z9
Z10 Z8
Z11=355
24
3028
4432
40=143.13
n2=n
0Z1
Z2 Z9
Z10 Z8
Z11=355
27
2728
4432
40=178.92
12
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
13/26
n3=n
0Z5
Z6 Z9
Z10 Z8
Z11=355
30
2428
4432
40=223.65
n4=n
0Z3
Z4Z7
Z8 Z8
Z11=355
24
3040
3232
40=284
n5=n
0Z1
Z2Z7
Z8 Z8
Z11=355
27
2740
3232
40=355
n6=n
0Z5
Z6Z7
Z8 Z8
Z11=355
30
2440
3232
40=443.75
Determi!area pier#erior reati(e #e turatie
nr> turatia reala
nn> turatia normalizata
Bn general pierderea de turatii este acceptata intre valorile de 7" = #I! Asadar
diagrama pierderilor de turatii este urmatoarea:
13
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
14/26
Cacuu mo#uuui %i a eeme!teor co!%tructi(e ae rotior #i!tate
Modulul minim necesar va rezulta din conditia asigurarii rezistentei minime la
incovoiere la baza dintelui+ avand in vedere conditia de ,unctionalitate amajoritatii masinilor unelte ce au in componenta roti dintate!
Deoarece J numarului de dinti ale angrenajelor mintate intre doi arbori este
constant+ modulul va ,i acelasi pentru toate angrenajele!
Calculul se ,ace pentru angrenajul ce contine pinionul cu nr cel mai mic de
dinti! Se considera cunoscute urmatoarele date:
0> puterea de intrare in lantul cinematic
n0> turatia de intrare in lantul cinematic
ni> turatia pe ,iecare arbore dupa caum apare in diagrama de turatii
ii raportul de transmisie pentru ,iecare angrenaj
i > raportul de transmitere corespunzatoare angrenajului cu pinionul cu
numarul cel mai mic de dinti
t> momentul de torsiune pe arborele .+ determinat de turatia minima n!
14
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
15/26
&*> randamentul lagarului - 0!**
&tm> randamentul transmisiei mecanice - 0!*)
i> ,actorul dinamic exterior - !"&
> ,acorul dinamic interior - !&
> ,actor re repertitie ,rontal - !&
> ,actor de repartitie longitudinala a sarcinii pentru solicitarea piciorului
dintelui - !&
> ,actorul de ,orma a dintelui - "!%
7> ,actorul unghiului de inclinare a dintelui -
a> raport intre latimea rotii si latimea intre axe - 0!%
> tensiunea admisibila de incovoiere la oboseala a piciorului dintelui
0:im> lensiunea limita pentru oboseala la incovoiere - &)) Mpa
N> ,actorul minim de cicluri de ,unctionare - pentru un numar K de 0(
cicluri de ,unctionare!
;> ,acor de ,orma - pentru module L&
,actorul concentratorului de tensiuni in ,unctie de in,luenta razei de
racordare a piciorului dintelui -
,actorul de siguranta - !&
-rpa 1
i- %1&
15
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
16/26
!- "% dinti
1- Pm 8 0!*" 8 0!** - 0!(& 8 0!*) 8 0!**"- 0!'( .
t1- *&& 8 0%8 0!'(1#&& - )0"% 6m
- &))1# - *' Mpa
Valoarea lui m1trebuie rotunjita dupa valoarea modulelor standard:
0!&+ + !&+ "+ "!&
Se alege valoarea imediat urmatoare ,ata de valoarea calculata+ deci m - !&
-rpa 2
i- (1
!- ") dinti
2- P 8 0!*) 8 0!** - 0!(& 8 0!*" 8 0!**"- 0!'% .
t2- *&& 8 0%8 0!'%1")0 - ")#0 6m
- &))1# - *' Mpa
Valoarea lui m2trebuie rotunjita dupa valoarea modulelor standard:
0!&+ + !&+ "+ "!&
Se alege valoarea imediat urmatoare ,ata de valoarea calculata+ deci m" - "
-rpa 3
Datorita ,aptului ca rotile z)si zsunt in angrenaj permanent rezulta ca trebuie
sa aiba acelasi modul cu cel din grupa cinematica "!
Calculul elementelor geometrice pentru rotile dintate!
16
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
17/26
(di> diametrul de divizare
(i> diametrul exterior
(>i> diametrul la ,und
?ai> inaltimea dintelui
?>i> inaltimea piciorului dintelui - !"& 8 m
+> distanta intre axele rotilor
7i> latimea rotii
@a> 0!%
-rpa 1: m - !&+
AB7BB> mm
Rapoarte > "%1#0+ "(1"(+ #01"%+ rotile !!!!'
-rpa 2: m - "+
ABB7BBB> mm
Rapoarte > %01#"+ ")1%%+ rotile (!!!!0
-rpa 3: m - "+
ABBB7BV> mm
Rapoarte > #"1%0+ roata
Dd+"- "( 8 !& - %0!&mm
De+"- %0!& 3 " 8 !& - %#!&mm
17
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
18/26
D,+"- %0!& > "2!"& 8 !&4 - #'!(&mm
H+"- 0!% 8 %0!& - '!"mm
Dd#+'- "% 8 !& - #'mm
De#+'- #' 3 " 8 !& - #*mm
D,#+'- #' > "2!"& 8 !&4 - #"!"&mm
H#+'- 0!% 8 %0!& - '!"mm
Dd%+&- #0 8 !& - %&mm
De%+&- %& 3 " 8 !& - %)mm
D,%+&- %& > "2!"& 8 !&4 - %!"&mm
H%+&- 0!% 8 %0!& - '!"mm
Dd(+- %0 8 " - )0mm
De(+- )0 3 " 8 " - )%mm
D,(+- )0 > "2!"& 8 "4 - (&mm
H(+- 0!% 8 (" - ")+)mm
Dd)- #" 8 " - '%mm
De)- '% 3 " 8 " -') mm
D,)- '% > "2!"& 8 "4 - &*mm
H)- 0!% 8 (" - ")!)mm
Dd*- ") 8 " - &'mm
De*- &' 3 " 8 " - '0mm
D,*- &' > "2!"& 8 "4 - &mm
18
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
19/26
H*- 0!% 8 (" - ")!)mm
Dd0- %% 8 " - ))mm
De0- )) 3 " 8 " - *"mm
D,0- )) > "2!"& 8 "4 - )#mm
H0- 0!% 8 (" - ")!)mm
Cacuu parametrior tra!%mi%iei pri! curee
Se cunosc urmatoarele date:
7 Puterea motorului P - 0!(&.
7 $uratia motorului nm- (0& rot1min
7 $uratia rotii conduse n0- #&& rot1min
Con,orm S$AS se alege o curea ingusta de tip SPN cu urmatoarele
caracteristici:
7 atimea primitiva p- )!&mm
7 Bnaltimea h - )mm
Raportul de transmitere intre cele doua roti este:
Se alege diametrul primar al rotii conducatoare dupa S$AS!
(pi= 63...180
Se va alege o valoare rotunda+ deci Dp- 00mm!
De la aceasta marime se calculeaza diametrul rotii conduse:
Dp"- in8 Dp- *)mm
Dpmediu- 2Dp3Dp"41" - %*mm
Se calculeaza distanta preliminara intre axele celor doua roti de curea
19
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
20/26
Calculam unghiurile O dintre ramurile curelei!
O - " arcsin 0!' - " 8 *!#)
O - )!('
calculam unghiurile1A 2+ de in,asurare a curelei pe roti:
1
2
A
Calculul vitezei peri,erice a curelei:
Calculul lungimii primitive a curelei:
20
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
21/26
Din S$AS se alege cea mai apropiata marime de cea calculata+ cureaua
,olosita de noi va ,i SPN "0mm!
Se recalculeaza distanta dintre axele rotilor dupa cum urmeaza:
A - #""!#'mm
Se calculeaza numarul de curele necesare transmisiei:
'>> !+ '*> 0!*#+ '> 0!*#+ 0> 0!').+ '!> 0!*&
Calculul ,recventei incovoierilor:
Calculul ,ortei peri,erice:
Calculul ,ortei de intindere a curelei:
Calculul cotelor de modi,icare a distantelor axiale:
21
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
22/26
Calculul diametrelor exterioare pentru rotile de transmisie:
Calculul latimii rotilor transmisiei:
lementele goemetrice ale rotii de cutea:
Con,orm S$AS avem urmatorii parametrii:
7 p> latimea primara - )!& mm
7 hc> inaltimea canalului deasupra liniei primitive - "!& mm
7 m > adancimea canalului sub linia primitiva - * mm
7 , > distanta intre axa canalului si cea mai apropiata de ,ata rotii
7 e > distanta dintre axele a doua canale vecine -
7 Q > unghiul canalelor -
n
m
h
Lp
f
B
e
De
Dp
22
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
23/26
Cacuu ar$orior
Se ,ace un calcul de predimensionare al arborilor la solicitarea de torsiune cu
urmatoarea relatie:
ad7 resistenta admisibila la torsionare
i> puterea pe arbore
ni> turatia minima
+x: B
P- 0!(& .+ ?tm-0!*(+ ?-0!**+ n- #&& rot1min
+x: BB
+x: BBB
23
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
24/26
24
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
25/26T3
25
-
7/21/2019 Cutia de Viteze.docx
26/26
R1
F
T1
F
R1
FR2 FR2
F
R3
F
R3
F
T1
F
T2
FT2
F
T3
F
C %&:
r> '&0 61mm"+ ad> "&0 61mm
"+ ai> )& 61mm"
Q > "0ounghiul de angrenare
T > &ounghi de ,recare
26