Tip reductor : cilindric vertical

Date de intrare :

-Puterea motorului electric : P=11 kW

-Turatia motorului electric : n=960 [rot/min]

-Raportul de transmitere a transmisiei prin curele : ic=1,3

-Raportul de transmitere a reductorului : ir=1.8

-Durata de functionare impusa : Lh=8000 [ore]

Alegerea motorului electric.

Pentru puterea de P=11 [kW] si turatia de n=960 [rot/min] se alege motorul electric ASI 160L-42-6 prezentat cu principalele dimensiuni date in tabelul

Calculul transmisiei prin curele trapezoidale inguste

Schema transmisiei

Puterea de calcul P=11[kW]

Turatia rotii de curea conducatoare n=960 [rot/min]

Turatia rotii de curea conduse

n₁=[rot/min]

Regimul de lucru al transmisiei

masina antrenata : transportor cu banda cu viteza uniforma 

socuri moderate

16 ore de functionare din 24

Raportul de transmitere : i_c = 1,3

Tipul curelei :

SPZ pentru care Dp1 =63..180

Se alege Dp1 = 100

Diametrul primitiv al rotii :

*Se aleg Dp1 = 100 conform STAS1162-67

Diametrul primitiv al rotii mari :

Dp2 = ic * Dp1 =1.3 * 100 =130

Diametrul primitiv mediu a rotilor de curea

D_pm=

Distanta dintre axe (preliminara)

0,7( Dp1 + Dp2) ≤ A ≤ 2(Dp1 + Dp2 )

0,7*230 ≤ A ≤ 2*230

161 ≤ A ≤ 460

se alege preliminar A =300

Unghiul dintre ramurile cercului :

g=2*arcsin

Unghiul de infasurare pe roata mica de curea

=180 = 179,93˚ > βmin =100˚

Lungimea primitiva a curelei:

L_p =2A+pD_pm+ [mm]

*Se alege din STAS 7192-65 L_p=1000

Distanta dintre axa(calc de definitizare)

A=p+

p=0,25*L_p-0,393(D_p1+D_p2)=0,25*1000-0,393*220=163,54

q=0,125(D_p2-D_p1)²=0,125*20²=50

A=163 54+

Viteza periferica a curelei

V= [m/s]

Coef de functionare

*Se alege C_f=1,2 pt 18 ore de functionare din 24pt motor electric cu

transportor cu banda

Coef de infasurare

si pt b

*Se alege C_b

Puterea nominala transmisa de o curea

*Se alege P_o=1,76 pt D₁=100 si i_c=1,3 si n₁=960

Numarul de curele(preliminar)

z_o=

Coef numar de curele

*Se alege C_z=0,85 pt z_o=8,33

Nr curele definitiv

z==9,8

*Se alege z=10 curele

Fregventa incovoierilor curelelor

f=10³*x* f_admisibil=40 Hz

Forta periferica transmisa

F=10³ [N]

Forta de intindere a curelei

S_a=(1,5..2)F=1,75*2191=3834

Cotele de modif a distantei dintre axa

x 0,03L_p=0,03*1000=30

y 0,015L_p=0,015*1000=15

3.Calculul reductorului

Intocmirea schitei sreucturate a transmisiei

Impartirea raportului de transmisie I_rpe trepte.

Determ momentelor de torsiune si a turatiilor pt fiecare arbore

Schita structurata a transmiterii

a

Impartirea raportului de transmitere pe trepte:

Pt.treapta I

UI=5.50

Pt.treapta II

UII dat=3.55

UII real=3.53

Determinarea momentelor si a turatiilor pt fiecare arbore

T_m=9,55*10⁶*=9,55*10⁶

Pt arborele de intrare

T_I=T_m*i_c=109427*1.3=142255 N/mm

n_I=

Pt arborele intermediar

T_II=T_m*U_I=142255*4.5=640147

n_II=

Pt arborele de iesire

T_III=T_II*U_II=640147*3.55=2272522

n_III=

Calculul de rezistenta si al elementelor geometrice ale angrenajelor si ale rotilor dintate componente

Calculul de dimensionare pentru treapta a doua:

Modulul danturii

m_nII=cosb_II= =4.5 m_min

Distanta dintre axe

a= (z₂₊z₁)=(19+67)=198

Unghiul real de angrenare in pl frontal si in plan normal

a_wt=arccos(cosa_t)=arccos(

a_t=arc tg

a_wn=arcsin(sina_wt

Coeficientul normal ,respectiv frontal al deplasarilor de profil

x_sn=x_n4+x_n3 =(z₃+z₄)=

Alegerea coeficientilor deplasarii

x_n3=0.03(30-z₁)=0.03(30-19)=0.33

x_n4=x_sn-x_n1=0.46-0.33=0.13

x_t1=x_n1*cosβ=0.33*0.98=0.32

x_t2=x_n2*cosβ=0.13*0.98=0.12

x_st=x_t4+x_t3=(z₄+z₃)=

Elementele rotii dintate

Diametrele cerc de divizare

d₃=z₃=

d₄=z₄=

Diametrele cercurilor de baza

d_b3=d₃cosa_t

d_b4=d₄cosa_t

Diametrele cercurilor de rostogolire

d_w3===88

d_w4=

-se adopta d_w3 =312

Se verifica conditia:

=a_Wstas=140 conditie verificata

Diametrele cercurilor de picior

d_f3=m_nII[-2(h_an^*+c_n^*-x_n1^*)]=4.5(19.38-1.84)=79

d_f4=m_nII[-2(h_an^*+c_n^*-x_n2^*)]=4.50(68.36-2.24)=298

Diametrul cercului de cap

d_a3=2a_w-m_nII(-2h_an^*+2x_n2)=400-4.5(68.5-2.26)=102

d_a4=2a_w-m_nII(-2h_an^*+2x_n2)=400-4.5(19.38-2.26=325

Unghiul de inclinare a danturii pe cercul de baza

β_b=arc_tg(cos_αt*tg_β)=arc_tg0.19T b_b

Elem. angrenajului echilibrat

Nr de dinti a rotii echivalente

z_n3===20

z_n4===71

Diam cercurilor de divizare al rotilor echivalente

d_n3=m_n*z_n3=4,5*20=90

d_n4=m_n*z_n4=4,5*71=301.5

Diam cerc de baza a rotii echivalente

d_bn3=d_n3*cosa_n=90*cos20=84.5

d_bn4=301.5*cosa_n

Diam cercurilor de cap a rotii echivalente

d_an3=d_n3+d_a3-d₃=90+102-87=105

d_an4=d_n4+d_a4-d₄=301.5+325-308=318.5

Distanta dintre axe a angrenajului echivalent

a_wn=*=*

Gradul de acoperire al angrenajului echivalent

e_an=

Verificarea de functionare corecta a angrenajului

Conditia de evitare a interferentei

x_n3 x_n3min ; x_n4 x_n4min

x_n3min= Tx_n3>x_n3min

x_n4min= Tx_n4min>x_n4min

Gradul de acoperire al angr in plan frontal ,

grad de acoperire suplimentar ,respectiv total

e_a=

e_b=

-b=min(b₁ ;b₂)=81

e_y e_a e_b

Unghiul de presiune a_at pe capul de diam d_a ,resp a_yt pe un cerc oarecare de diam d_y

a_at3=

a_at4=

Unghiul de inclinare a danturii b_a ,pe cercul de diam d_a respectiv b_y pe un cerc oarecare de diam d_y

b_a3=

b_a4=

Pasul pe cercul de divizare in plan normal si frontal

p_n=pm_n=p

p_t=p

Conditia evitarii ascutirii dintelui

Pasul pe cercul de baza p_bt

p_bt=p_tcosa_t=14.44*cos20,4103=13,53

Arcul dintelui in pl normal (n) respectiv in pl frontal (t)

Pe cercul de divizare s_n3,4 ,s_nt3,4

s_n3=(0,5p+2x_n3tga_n)m_n=(1.57+0.24)*4.5=8.14

s_n4=(0,5p+2x_n4tga_n)m_n=(1.57+0.09)*5.4=7.24

s_t3=(0,5p+2x_t3tga_t)=(1.54+0.23)*4.59=8.29

s_t4=(0,5p+2x_t4tga_t)=(1.54+0.08)*4.59=7.61

Pe cercul de cap s_at3,4,s_an3,4

s_at3=[(inva_t-inva_at3)]

s_at3==[(0.0160-0.1075)]=0.3421

s_at4=[(inva_t-inva_at4)]

s_at4==[(0.0160-0.0402)]=0.158

s_an3=s_at3*cosb_a3

s_an4=s_at4*cosb_a4

Pt oteluri cementate

s_an3 0,25m_n

s_an4 0,25m_n

Viteza periferica pe cercul de divizare

υ=

Alegerea treptei de precizie si a procedeului de executie a rotii angrenajului

*Se alege treapta de precizie 8

danturare prin frezare cu freza melc

Alegerea rugozitatii flancului si a zonei de racordare

*Se alege R_a1,2=0,8 pt flanc

R_a1,2=1,6 pt zona de racordare

Factorii din rel de calcul pt dimens si verificare

Factorul de elasticitate a mat rotii

z_E=

g g

E₁=E₂=2

Factorul inclinarii dintilor pt sol de contact z_b si incovoie y_b

z_b=

y_b e_b

Factorul zonei de contact

z_H=

Factorul gradului de acoperire pt solic de incov y_e

y_e=0,25+

z_e=

e_b=0,7941 Se alege e_b

Factorul de forma a dintelui

y_Fa1,2=Y_Fa(Z_n1,1,X_n1,2)

*Se alege din anexa 11

Y_Fa3=Y_Fa(z_n3,x_n1)= Y_Fa3(20

Y_Fa4=Y_Fa(z_n4,x_n2)= Y_Fa4(62

Factorul de corectie a tens la baza dintilor

y_sa1,2=y_sa(z_n1,2;x_n1,2)

y_sa3=y_sa(Z_n3,X_n1)=Y_sa(10

y_sa4=y_sa(Z_n4,X_n4)=Y_sa(62

Factorul regimului de functionare

*Se alege K_A=1,25

Factorul dinamic

K _v=f(v,z_3,treapta de precizie)

=f(0,5;19;8)

*Se alege K_v=1,01

Factorul de repartizare a sarcinii pe latimea danturii pt solic de contact respectiv incovoiere

K_HB=1 y_d 47*10^-3b=1

y_d=

K_Fb=1,45 Tdin diagrama

Factorii de repartizare a sarcinii in plan frontal ,pe perechea de dinti aflate simultan in angrenare

e_g=2,382 >2

K_Fa=K_Ha 4

q_a=

*din tab 15.4. f_pb2=21 mm

fig 15.4. g_pb=3,5

F_th=F_tk_Ak_vk_Hb

k_Fa=k_Ha

Tensiunile admisibile neses din cond de rezist la solicit de contact ,resp incovoiere

s_HP=z_Ez_Hz_ez_b=

s_FP3==

s_FP4 s_FP3

Tensiuni lim neces pt solic de contact resp de incov pt dimens

s_Hlimdin3,4=

s_Hlimdin3=

s_Hlimdin4=S_Fmin*s_FP4

Factorii pt solic la contact

Factorii de lubrifiere

Z_L=C_ZL

C_ZL=

Factorul de marimez_x

m_nV<10

*Se alege z_x=1

Factorul de durabilitate la solic de contact z_N3 pt pinion si z_N4 pt roata condusa

N_L3=6 8*10⁷>N_BA=5*10⁷ Tz_N3=1

N_stN=10⁵<N_L4=2,2*10⁷<N_BN=5*10⁷ TZ_N4=

m_H=

*Se alege 18MoMnCr12 Ttratament termic de cementare+calire+revenire

Proprietati:HRC>58

s_Hmin=1475MPa

s_Fmin=850MPa

Elemente de control

Nr de dinti pt masurarea lungimii peste dinti

N₃=

cosa_wt3=

cosa_wt4=

Lungimea pestedinti in plan normal resp in plan frontal

w_Nn3=2x_n3*m_nsina_n+m_ncosa_n[(N₃-0,5)p+z₃*inva_t

w_Nn4=2x_n4*m_nsina_n+m_ncosa_n[(N₄-0,5)p+z₄*inva_t

w_Nt3=

w_Nt4=

Razele de curbura ale profilului in pct simetric de masurare a lungimii peste dinti r_wt3 r_wt4 in plan frontal

r_wt3=0,5*w_Nt3=0.5*11.56=5.78

r_wt4=0,5*w_Nt4=0.5*15.5=7.75

Razele de curbura a profilului dintelui r_At in pct de intrare in angrenare (pt pinion) resp r_EA in pct de iesire din angrenare (pt roata condusa) in plan frontal

r_At3=a_wsina_wt-0,5d_b3tga_at3=200*0.37-0.5*287*tg27.37=0.82

r_EAt4=a_wsina_wt-0,5d_b4tga_at4=200*0.37-0.5*tg36.94=43.62

Razele de curbura a profilului la capul dintelui r_at3 r_at4 in plan frontal

r_at3=0,5*d_a3*sina_at3=0,5*102*sin36.94

r_at4=0,5*d_a4*sina_at4=0,5*325*sin27.37

Conditii necesare masurarii cotei peste dinti

b₃w_Nn3*1.2*sinb_b Tverificat

b₄w_Nn4*1.2*sinb_b Tverificat

r_At3 <r_wt3<r_at3 Tverificat

r_At4<r_wt4<r_at4 Tverificat

Coarda ct a dintelui in plan normal si in pl frontal

_cn3=m_n(0,5pcos²a_n+x_n3sin2a_n

_cn4=m_n(0,5pcos²a_n+x_n4sin2a_n

S_ct3=_cn3

S_ct4=_cn4

Inaltimea la coarda ct in plan normal si in plan frontal

_cn3=0,5(d_a3-d₃-_cn3tga_n

_cn4=0,5(d_a4-d₄-_cn4tga_n

_ct3=0,5(d_a3-d₃-_ct3tga_n

_ct4=0,5(d_a4-d₄-_ct4tga_n

Calculul fortelor din angrenaj

3.5.1.Intocmirea schitei de calcul si stabilirea sensului tuturor fortelor din angrenajele reductorului

Arbore de intrare

Arbore de iesire

Arbore intermediar

Stabilirea marimilor tuturor fortelor din angrenaj

Pt pinionul 1

F_t1= [N]

F_r1=[N]

F_a1=F_t1*tgb=4377*0.176=770 [N]

Pt roata condusa 2

F_t2=F_t1=4377 [N]

F_r2=F_r1=1741 [N]

F_a2=F_a1=770 [N]

Pt pinionul 3

F_t3= [N]

F_r3=[N]

F_a3=F_t3*tgb=14548*tg12=2560 [N]

Pt roata condusa 4

F_t4=F_t3=14548[N]

F_r4=F_r3=5789 [N]

F_a4=F_a3=2560 [N]

3.6.Calculul arborilor

Calculul de predimensionare pentru toti arborii

Pt arborele I

l_1I=+y+x+=60 mm

l_2I=l_II-l₁=215-60=155 mm

l_I= l₁+ l_2I=215

Pt arborele intermediar

Se alege x=4

y=7

z=8

l_1II=b/2+x+y+b₂/2=55

l_2II=b₂/2+z+b₃/2=155

l_3II=b₃/2+y+x+B/2=60

l_II=l₁+l₂+l₃=215

pt arborele 3

l_1III=l_1II+l_2II=160

l_2III=60

l_1III=220

Verificarea arb int la solicitari compuse

M_t2=F_t2*d_w2/2=4377*294/2=643.4[Nmm]

M_t3=F_t3*d_w3/2=14548*88/2=1828.8[Nmm]

SY=0 R_CH-F_t2-F_t3+R_DH=0

R_CH+R_DH=F_t2+F_t3

R_CH+R_DH=18925

SM_c=0 -F_t2*l_1II-F_t3(l_1II+l_2II)+R_DH*l_II=0

R_DH=N

R_CH=18925-R_DH=4095 N

Mi_c-2=R_CH*x=4095*x pt x=0 Mi_c=0

x=44 Mi₂=180180 Nmm

Mi_2-3=R_CH*(55+x)-F_t2*x=4095(55+x)-4377x=219x+180180 

Pt x=0 Mi₂=180180 Nmm

x=88 Mi₃=200409 Nmm

Mi_D-3=R_DH*x=14830*x pt x=0 Mi_D=0

x=26 Mi₃=200409 Nmm

Mi₂=F_a2*d_w2/2=770*294/2=113119 Nmm

Mi₃=F_a3*d_w3/2=2560*88/2=112640 Nmm

SY=0

R_CV-F_r2+F_r3-R_DV=0

R_CV-R_Dv=F_r2-F_r3=770+2560=3330

SM_c=0

-F_r2*l_1II-Mi₂+F_r3(l_1II+l_2II)-Mi₃-R_DV*l_II=0

R_DV=

R_DV=1827

R_CV=-3330+R_DV=-1503

Mi_c-2=R_CV*x=-1503*x  pt x=0 TMi_c=0

pt x=38 TMi₂^st=-57114 Nmm

Mi_c2-3=R_CV*(38+x)-F_r2+Mi₂=-1503*(38+x)-1404x+7830=6767174+174619x

pt x=0 T Mi₂^dr=21186 Nmm

pt x=38 TMi₃^st=-140152 Nmm

Mi_d-3=-R_DV*x=-1827*x  pt x=0 TMi_d=0

pt x=48,5 TMi₃^dr=-61061,5 Nmm

N_D=F_a2-F_a3=770-2560=-1790

R_C=

R_D=

Mi_2max=

Mi_2max=

Incovoiere

s_i=

s_i2=

s_i3=

Torsiune

t_t=

t_t2=

t_t3=

Pt sectiunea periculoasa 2

s_ech2=s_aiIII

a=

Se alege s_aiIII

s_aiII

s_ech2=

s_ech2<s_aiII Tconditie verivicata

Pt sectiunea periculoasa 3

s_ech3=s_aiIII

s_ech3=

s_ech3<s_aiIII Tconditie verivicata

s_aiIII

Verificarea arb int la solicitari variabile(calculul la oboseala)

Calculul penelor

Pt arboreal de interare

Pt diam d=45 din STAS 1004-81 se alege

Lungimea de calcul b*h T14*9 cu l=36..160

s_s= s_as (100..120 MPa)

l_c=

l=l_c+b=57+14=71

Se alege din STAS A14*9*63

Arborele de iesire

Pt diam de 45 din STAS 1004-81 se alege

B*h T18*11=> l=50..200

l_c=

l=l`_c+b=98+18=116

Se alege din STAS A18*11*75

-deoarece iungimea penei este prea mare se adopta l_c2+b si se folosesc 2 pene

=>l=76

Alegerea rulmentilor

Verificarea montajului cu rulmenti pentru arborele intermrediar:

n_II=164

d=40

F_a=2560

F_r=5789

L_hdat=8000h

Tx=0,56

y=1,2

L₁₀=

p=3-pentru rulmrnti cu bila

L_h10= Ore

L_h10=rulmentii de pe aeborele II se var schimba dupa 8000 de ore de functionare

3.9. Alegerea sistemului de ungere:

-se allege din STAS ulei TIN300EP

viscozitate u=270 cSt

Alegerea dispozitivelor de etansare:

4.Memoriu justificativ cu privire la alegerea materialului, semifabricatelor si a solutiilor constructive

Se alege otel de cementare si calire 13CrNi30 pentru realizarea arborilor si rotilor dintate din componenta transmisiei deoarece acest otel are o buna rezistenta la solicitarile de contact respectiv de incovoiere la care sunt supusi dintii rotilor dintate si cei ai pinioanelor si de asemenea are o mare rezistenta la oboseala.

Carcasa reductorului s - a realizat din fonta cenusie deoarece aceasta rezista foarte bine la solicitarile carcasei si de asemenea are si un cost de elaborare scazut.

Bucsa de ungere a rotilor din treapta I a transmisiei s - a realizat din otel laminat OL 50 deoarece aceasta nu este solicitata decat de forta de frecare cu lubrifiantul. OL 50 este un otel ieftin si care rezista bine la solicitari medii.

5.Norme de tehnica securitatii muncii

Reductorul prin definitia sa este un mecanism de reducere a turatiei concomitent cu marirea momentului de torsiune de transmis.

Ca orice mecanism reductorul implica respectarea unor morme de tehmica securitatii muncii specifice. Este absolut obligatoriu:

asezarea reductorului in pozitie verticala;

schimbarea uleiului lubrifiant la termenul stabilit;

inlocuirea rulmentilor dupa numarul orelor de functionare prevazut;

inlocuirea imediata o oricarui ansamblu sau subansamblu de indata ce s - a constatat avarierea acestuia;

fixarea reductorului pe un postament inaintea punerii acestuia in functiune;

completarea nivelului de lubrifiant daca s - a constatat o scadere sub nivelul de minim a acestuia;

verificarea periodica a starii reductorului;

Se interzice:

introducerea in reductor a altui ulei lubrifiant decat cel stabilit;

introducerea in reductor a oricaror materiale care ar putea deteriora angrenajele;

schimbarea uleiului lubrifiant sau a oricarui ansamblu sau subansamblu sin componenta reductorului in timpul functionarii acestuia;

infundarea gaurilor de aerisire;