Transmisii prin roti dintate

TRANSMISII PRIN ROTI DINTATE [Vezi "MECANICA APLICATA", clasa a X-a]

Transmisia prin roti dintate (angrenajul) reprezinta un ansamblu de doua roti prevazute la periferie cu un profil special numit dantura. Aceste roti se numesc roti dintate.

Angrenarea este procesul prin care doua roti dintate isi transmit reciproc miscarea prin actiunea dintilor aflati succesiv in contact.

Angrenjele pot fi: cu roti dintate cilindrice, cu roti dintate conice sau melc-roata melcata.

Avantaje: Dezavantaje:

- raport de transmitere constant; - prelucrarea si controlul rotilor dintate necesita

- gama larga de rapoarte de transmitere; utilaje si SDV-uri speciale;

- siguranta in exploatare; - necesita prelucrari de precizie;

- randament ridicat; - tehnologie complexa;

- gabarit redus; - zgomot caracteristic in functionare, care se ampli-

- durata mare de functionare; fica la cresterea vitezei periferice a rotilor dintate.

- directia de transmitere a miscarii poate fi orientata

diferit in plan sau spatiu.

Dupa pozitia relativa a arborilor, angrenajele se clasifica astfel:

a b c d

I)Angrenaje paralele:1) cu dantura exterioara : a - cu dinti drepti; b - cu dinti inclinati; c - cu dinti in V;

2) cu dantura interioara: d - cu dinti drepti.

Stm 12

a b c d

II) Angrenaje cu arbori concurenti: 1) conice : a - cu dinti drepti; b - cu dinti curbi.

III) Angrenaje cu arbori neconcurenti: c - cu dinti drepti (pinion - cremaliera); d - cu dinti inclinati

(melc - roata melcata).

Angrenajele pot transmite miscari avand viteze periferice de pana la 150 m/s si puteri de la 0,1 W la 10 MW.

Materialele utilizate la constructia rotilor dintate sunt urmatoarele;

oteluri: - de cementare : OLC 15, 18MoCr10, 13CrNi30 etc

- de imbunatatire: OLC 45, 42MoCr11, 50VCr11, 34MoCrNi16 etc

- fonte cenusii: fonta maleabila, fonta cu grafit nodular, fonta antifrictiune etc

- alama;

- bronz;

- materiale nemetalice: bachelita, textolit, poliamide, policarbonati etc

Angrenaje cu roti dintate cu dinti drepti

Rotile dintate sunt organe de masini de forma cilindrica, conica sau hiperboloidala, prevazute la periferie cu dantura. Clasificarea rotilor dintate se face dupa mai multe criterii astfel:

dupa forma de baza: a) roti dintate cilindrice;

b) roti dintate conice;

c) roti dintate hiperboloidale.

dupa asezarea dintilor fata de axa rotii: a) roti dintate cu dinti drepti;

b) roti dintate cu dinti inclinati;

c) roti dintate cu dinti curbi.

dupa profilul dintilor: a) roti dintate cu dinti cu profil evolventic;

b) roti dintate cu dinti cu profil cicloida;

c) roti dintate de ceasornicarie.

dupa contur: a) roti dintate circulare;

b) roti dintate necirculare.

Stm 13

Elementele geometrice ale unei roti dintate cilindrice sunt urmatoarele:

Semnificatiile elementelor din figura sunt urmatoarele:

Raportul de transmitere al unui angrenaj, se exprima prin relatiile generale:

i₁₂ = ω₁/ ω₂ = n₁ / n₂ =D_d2 / D_d1 = z₂ / z₁ = constant.

Constructiv, s_g > s_d , dar p = s_g + s_d . Astfel se realizeaza jocul de flanc j = s_g - s_d , care permite functionarea fara blocare a angrenajului.

Stm 14

2 Angrenaje cu roti dintate conice

Angrenajele cu roti dintate conice transmit miscarea de rotatie schimband directia acesteia sub un anumit unghi δ. Cel mai frecvent caz este acela in care axele rotilor care angreneaza fac intre ele un unghi de 90°. Rotile dintate conice pot fi cu dinti: drepti, inclinati sau curbi. Rotile de acest tip pot functiona cu viteze periferice de pana la 2 . .3 m/s.

Raportul de transmitere este dat de relatiile:

i₁₂ = ω₁/ ω₂ = n₁ / n₂ =D_d2 / D_d1 =

= sin δ₂ / sin δ₁ = constant.

3 Angrenaje melc - roata melcata

Angrenajele melc-roata melcata se folosesc pentru transmiterea miscarii intre arbori ale caror axe nu se intersecteaza in spatiu, dar se gasesc in plane perpendiculare.

Angrenajele melc-roata melcata se compun din:

1) melc, sau surub fara sfarsit, care este un surub cu filet trapezoidal;

2) roata dintata melcata, care este o roata dintata avand dintii inclinati sub acelasi unghi cu spira filetului.

Miscarea se transmite de la melc la roata melcata si invers, numai in cazuri speciale, iar atunci sunt necesari melci cu mai multe inceputuri, cu pas foarte mare.

Stm 15

4 Angrenaje cu roti dintate necirculare

Angrenajele cu roti dintate necirculare sunt folosite pentru transmiterea unor miscari cu raport de transmitere variabil, dar si pentru reproducerea de miscari generate de o anumita functie. Sunt utilizate la masinile de calculat sau la mecanismele de masurat. Pentru asigurarea unei miscari continue, conturul de rostogolire este inchis, iar pentru o miscare limitata la un unghi oarecare, miscarea si forma constructiva sunt limitate de un unghi cuprins, de regula, intre 300 si 360°.

5 Mecanisme cu roti dintate

Mecanismele cu roti dintate sunt alcatuite din mai multe perechi de roti dintate, cu scopul obtinerii de rapoarte de transmitere mari sau foarte mari. Din punct de vedere functional, mecanismele cu roti dintate pot fi:

reductoare, cand miscoreaza viteza unghiulara a arborelui condus;

multiplicatoare, cand maresc viteza unghiulara a arborelui condus;

Mecanismele cu roti dintate pot transmite miscarea in acelasi sens de rotatie sau invers.

reductoare, cand miscoreaza viteza unghiulara a arborelui condus;

Din punct de vedere constructiv, mecanismele cu roti dintate pot fi:

cu axe fixe, numite si trenuri de roti;

cu axe mobile,numite mecanisme planetare sau diferentiale.

In calcule, intereseaza mai ales determinarea raportului de transmitere si apoi calcularea parametrilor geometrici ai rotilor dintate componente.

1 Mecanisme cu roti dintate dispuse in serie:

Stm 15

Raportul de transmitere al acestui mecanism este:

i_1n = i₁₂.i₃₄ . . . . i_(n-1)n = (-1) . z₂ / z₁ . (+1) . z₃ / z₂ . (-1) . z₄ / z₃ . . . ..(-1)^n-1 . z_n / z_n-1 = (-1)^n-1. z_n / z₁

sau i_1n = n₁ / n_n .

Raportul de transmitere nu este influentat de rotile intermediare, in schimb sensul de miscare este schimbat de fiecare roata componenta a lantului de transmisie.

2 Mecanisme cu angrenaje in cascada:

Raportul de transmitere pentru mecanismul din figura de mai sus este:

i₁₆ = (-1)³. (z₂ . z₄ . z₆) / (z₁ . z₃ . z₅) .

In general, raportul de transmitere pentru mecanismele cu angrenaje in cascada este:

i_1n = (-1)ⁿ. (z₂ . z₄ . z₆ . . z_2n) / (z₁ . z₃ . z₅ . . ..z_2n-1) .

In figura de mai jos este prezentata o sectiune printr-un reductor cu angrenaje combinate. Reductorul contine un angrenaj cu roti dintate cilindrice si un angrenaj melc-roata melcata. Intrarea n₁ si iesirea n₂ sunt dispuse sub un unghi de 90°.

Stm 16

6 Asamblarea rotilor dintate

6.1 Operatii pregatitoare

Inainte de montarea angrenajului se executa urmatoarele operatii:

se verifica profilul, grosimea si pasul danturii;

se verifica rugozitatea suprafetelor danturii;

se verifica rectilinitatea si aspectul arborilor si a fusurilor;

se verifica starea si aspectul canalelor de pana si al canelurilor;

se curata urmele de murdarie, pilitura si aschiile ramase de la operatia de ajustare;

se verifica penele si canalele de ungere;

se spala rotile si apoi se usuca prin suflare cu aer comprimat.

6.2 Montarea rotilor pe arbori se face prin lovituri de ciocan, aplicate prin intermediul unei bucse, sau folosind dispozitive de presare. Fixarea rotilor pe arbore se face prin diferite metode, conform cerintelor din documentatia tehnica:

Fixarea rotilor dintate pe arbore:

a - prin pana si piulita; b - prin bolturi; c - prin suruburi sau stifturi; d - prin caneluri si piulita.

La fixarea rotii dintate pe arbore, pot sa apara o serie de defecte cum ar fi:

asamblarea stramba ( datorita montajului prin lovire directa cu ciocanul);

deformarea rotii datorata fortei mari de strangere dintre arbore si butucul rotii;

alunecarea rotii pe arbore, datorita prelucrarii alezajului rotii la o cota mai mare;

contact incorect intre gulerul arborelui si partea frontala a rotii.

a b c d

Defecte aparute la asamblarea rotilor dintate:

a - alezaj incorect executat; b - deformarea rotii datorita fortei de strangere;

c - asamblare stramba; d - contact axial incorect.

Stm 17

6.3 Asezarea arborilor in lagare, precedata de verificarea:

paralelismul arborilor pe care sunt montate rotile dintate;

bataia radiala si frontala a rotilor;;

distanta dintre axele arborilor si lagare;

angrenarea rotilor dintate.

6.4 Verificarea angrenarii consta in masurarea jocului flancurilor dintilor conjugati si in determinarea petei de contact. Masurarea jocului se face fie utilizand calibre de interstitii, fie cu ajutorul unei sarme de plumb asezata de-alungul dintilor (se roteste angrenajul cu mana, iar sarma se turteste intre dinti; grosimea sarmei turtite indica marimea jocului).

Verificarea complexa a preciziei alezajelor si a paralelismului danturilor cu axele de rotatie ale arborilor se face cu ajutorul metodei petelor de contact [Vezi "MASURARI TEHNICE", clasa a X-a].

Pentru o executie precisa a pieselor si pentru un montaj corect, pata de contact trebuie sa aiba o pozitie centrala pe flancul dintelui:

Pete de contact la angrenajele cilindrice:

a - pata de contact centrala; b, c - montaj necorespunzator.

Angrenajele conice sau melc-roata melcata se asambleaza in mod asemanator, verificarea principala fiind prin metoda petelor de contact.