Grupa 4 Lobont Vasile Oliver

1. Grupa 4Lobont Vasile Oliver Transmisii cu roţi dinţate

2. Transmisii cu roţi dinţate pentru: • transmiterea miscării de rotatie sau • transformarea miscării de rotatie în miscare de translatie şi invers. • Elementele lor geometrice sunt standardizate sau tipizate. • Standarde romanesti (ASRO): • STAS xxxx-yy • SR xxxx:yy • SR EN xxxx:yy • SR EN ISO xxxx:yy • SR ISO xxxx:y

3. Avantaje: • transmit sarcini variate; • gamă de viteze mare (de la 2 m/min. până la 150m/s); • transmit puteri într-o gamă foarte largă (0,001kWzeci de mii de kW); • diametre de la câtiva mm la câtiva metri; • gabarit mic, constructie compactă; • randament ridicat (până la 99,5%); • raport de transmitere precis (roţi cilindrice i=110; roţi conice i=17; melc-roată melcată i=10100); • determină încărcări pe arbori relativ mici; • asigură durabilitate mare a sistemului tehnic din care fac parte datorită rezistentei mari la uzură; • pot fi folosite în medii diverse de lucru.

4. Dezavantaje: • executia cu utilaje specializate şi de mare precizie; • utilizarea unor materiale tratate termic şi termochimic; • personal înalt calificat; • produc zgomot, • au o capacitate de amortizare a socurilor slabă sau medie; • au raport de transmitere fix (imposibilitatea reglării continue a turatiei); • pret mare (în special din cauza primelor trei cerinte).

5. STAS 915/2-81 • Roata dinţata este un organ dinţat, destinat a pune în miscare un alt organ dinţat, sau a fi pus în miscare de către acesta, prin actiunea dinţilor aflati succesiv şi continuu în contact. • Angrenajul este mecanismul elementar format din două roţi (sau sectoare) dinţate, mobile în jurul a două axe având pozitie relativă invariabilă, una dintre aceste roţi antrenând-o pe cealaltă prin actiunea dinţilor aflati succesiv şi continuu în contact.

6. 5.1.1.1. CLASIFICARI a) după pozitia axelor între care are loc transmiterea (fig. 2): - între axe paralele, roţi dinţate cilindrice (fig. 2 a); - între axe concurente, roţi dinţate conice (fig. 2 b); - între axe încrucisate (drepte oarecare în spatiu): roţi dinţate hiperboloidale (fig. 2 c: elicoidale (fig. 2 d) şi ipoide (sau hipoide, pseudoconice, fig. 2 f); angrenaj melc-roată melcată, cu axele perpendiculare în spatiu (fig. 2 e) Obs. Se pot asocia roţi cilindrice cu conice sau elicoidale cu conice.

7. b) după forma dinţilor: drepti, inclinati, curbi (arc de cerc, cicloidă, evolventă, spirală etc.) c) după pozitia relativă a suprafetelor de rostogolire: angrenaje exterioare şi angrenaje interioare; d) după forma suprafetei de rostogolire: cilindrice, conice, hiperboloidale, toroidale; e) după modul de miscare a axelor geometrice ale arborilor: angrenaje cu axe fixe şi cu axe mobile;

8. f) după forma conturului în sectiune: • A) circulare; • B) necirculare: • - cu axă de simetrie: • a) cu contur de bază necircular (a=ct.; i= periodic constant; h=const.; joc între dinţi f=const.) (fig.2g); • b) cu contur de bază circular (i=const.; f=const.; h=variabil) (fig.2h); • - în focar: • - cu contur de bază necircular (a=ct.; i=var.; h=const.; f=const.) (fig.2i); • cu contur de bază circular (i=const. periodic; f=const.; h=variabil); (fig.2j) • g) după forma profilului dinţilor: evolventic; cicloidal; cicloidal aproximativ; arc de cerc; spirală arhimedică; cu bolturi.

9. 5.1.1.2. CURBE FOLOSITE PENTRU CONSTRUCTIA PROFILURILOR DINTILOR ROŢILOR CONJUGATE • Curbele utilizate pentru profilurile dinţilor roţilor dinţate trebuie să îndeplinească mai multe categorii de cerinte: • cinematice: curbele să satisfacă cerintele legii fundamentale a angrenării (normala comună la profilele conjugate să treacă printr-un punct fix de pe linia centrelor, adică prin polul angrenării); respectarea acestei cerinte asigură transmiterea cu i=const., tipizat în STAS 6012-82; • dinamice: • - functionare continuă, fără socuri; • - încărcarea pe dinte şi în lagăre să se mentină constante ca valoare şi directie; • - randament mecanic cât mai mare, adică micsorarea alunecării între flancuri.

10. Curbele profiluri dinţilor roţilor dinţate - cerinte (continuare): • tehnologice: • - curbe simple, usor de executat cu scule cu profiluri simple (de ex. o dreaptă); • - sensibilitate redusă la eventualele erori de executie şi montaj. • de exploatare: • - rezistentă ridicată; • - uzură minimă; • - montare şi demontare usoară; • - interschimbabilitate. • profilurile conjugate sunt curbe reciproc înfăsurătoare.

12. Cele mai folosite curbe care să îndeplinească multe din conditiile de mai sus sunt curbele ciclice - rezultă din rosto-golirea fără alunecare a unei curbe (=ruleta, de obicei un cerc de rază rr), pe o curbă oarecare (=baza, de rază rb) (fig. 3a) . • dacă punctul generator • se consideră pe ruletă rezultă • ocurbă ciclică normală; • dacă punctul este în afara • ruletei se obtine • curba ciclică alungită, • dacă punctul este • în interior - curba ciclică scurtată.

13. Dacă baza este o dreaptă curbele obtinute se numesc ortocicloide (normală, alungită sau scurtată).

14. Dacă baza este un cerc curba obtinută se numeste: - epicicloidă (normală, alungită sau scurtată), dacă ruleta este în exteriorul bazei; - hipocicloidă (normală, alungită sau scurtată), dacă ruleta este în interiorul bazei. Pentru cazul rb<rr se obtine pericicloida.

15. Dacă ruleta este o linie dreaptă se obtine evolventa.

16. A) Profilul cicloidal (fig. 5) este format din două arce: - capul dintelui este un arc de epicicloidă (cu raza r’); - piciorul dintelui - arc de hipocicloidă (cu raza r’’). Razele r’ şi r’’ pot să fie egale sau diferite. Pentru roata conjugată razele se inversează. Avantaje: i=const., alunecare nulă şi deci uzură redusă Dezavantaje: distanta între axe strict exactă, tehnologii de executie scumpe. Utilizare: mecanica fină, orologerie.

17. B) Profilul în arc de cerc este caracteristic angrenajelor tip Novikov, la care directia dintelui este elicoidală. Centrele de curbură ale cercurilor de profil sunt pe cercul de rulare, Rp. • Avantajele: • capacitate portantă • mare; • frecări foarte mici • între flancurile conjugate; • gabarit redus în comp • cu alte profiluri, pentru • aceeasi putere transmisă. • Dezavantaj -necesitatea • executiei celor două roţi • cu scule diferite.

18. C) Profilul evolventic - cel mai răspândit

19. 5.1.1.3. FORTE, TENSIUNI şi FORME DE DISTRUGERE A DANTURII • Forte şi tensiuni • - forta nominală pe dinte, Fnb, aplicată în punctul de rostogolire, C, • forta tangentială la cercul de rostogolire (dw), Ft • forta radială la cercul de rostogolire, Fr

20. (A- punctul de intrare în angrenare, B - punctul interior de angrenare singulară, C - punctul de rostogolire sau polul angrenării, D - punctul exterior de angrenare singulară, E - punctul de iesire în angrenare). • Repartitia pe AB a fortei Fnb (10a) şi dependenta tensiunii de contactH de raza de curbură (, variabilă pe segm. angr., 10b): • - tensiunea de contact într-un punct de pe segmentul AE are aceeasi valoare pentru pinion si, respectiv, pentru roată; • valoarea maximă se atinge în B (punctul interior de angrenare singulară). • Datorită necesitătii de simplificare a calculului cât şi diferentei mici între H(B) şi H(C),calculul se va efectua în punctul C, notându-se H(C) cu H.

21. b) Cele mai întâlnite forme de distrugere. Moduri de deteriorare: deteriorarea flancurilor dinţilor si ruperea dinţilor. Solicitarea variabilă de încovoiere a dintelui are loc după un ciclu pulsatori = Ft h’/ Wz . Rezistenta la oboseala de încovoiere a materialului este depăsită, la baza dinţilor, în zona de racordare (concentrarea tensiunilor), apar fisuri de oboseală pe flancul solicitat care se dezvoltă treptat, până când sectiunea rămasă a dintelui nu mai poate transmite static sarcina şi conduc, în final, la ruperea bruscă a dintelui, prin oboseala de încovoiere.

22. Solicitarea de contact - uzură mare a flancurilor, uzură prin oboseală superficială (îndepărtare de material de pe flancurile active ale dinţilor, apare atunci când încărcarea reală depăseste, local sau pe toată lătimea dintelui, rezistenta la contact a materialului. • Forme de uzură prin oboseală superficială • - oboseala de contact (sau uzură de ciupitură, sau pitting) • - exfolierea. • Oboseala de contact: • - principala cauză a scoaterii din functionare a angrenajelor prelucrate foarte îngrijit, în special a celor din materiale cu durităti mici şi mijlocii (HB<3500MPa), în conditii de lubrifiere abundentă cu ulei. • stă la baza calculului de rezistentă al roţilor dinţate la solicitarea de contact. • Calculul se bazează pe teoria contactului elaborată de Hertz, în 1881. Ipoteze.

23. Tensiunea hertziană maximăHmax

24. Contactul celor doi dinţi - echivalent contact doi cilindri cu razele 1 şi 2 (raze curbură flancuri omoloage), încărcati cu forta normală Fnb . (+ suprafete convexe; - suprafete concave); • 1,2 - coeficientul lui Poisson, pentru materialele celor 2 roţi dinţate (la metale =0,3); • In zona de contact - stare de tensiuni triaxială. • Dimensionarea unui angrenaj, considerat contact liniar: • Hmax • yz =0.5(z - y) (valoare max. egală cu 0,34 Hmax, la adânc. zo sub suprafata de contact (zo=0,8.bH, bH este semilătimea suprafetei de contact). • Metoda de calcul adoptată de ISO are la bază Hmax. • Abateri de la teoria hertziană a contactului.

25. Obosela de contact (pitting) se manifestă prin desprinderi de material, pe flancurile active ale dinţilor formându-se ciupituri. Datorită presiunii pe flancul dintelui şi a fortei de frecare de alunecare dintre flancuri, în stratul superficial pot apărea microfisuri care înaintează în material în sens contrar sensului fortelor de frecare care lucrează asupra flancului respectiv (fig. 15). în conditii de lubrifiere abundentă, uleiul care aderă la suprafata flancurilor dinţilor va fi presat în fisurile de pe suprafata piciorului dintelui, dar va fi expulzat din crăpăturile de pe suprafata capului dintelui. Uleiul presat actionează ca o pană, ceea ce determină rupturi de material şi deci formarea ciupiturilor (gropitelor). Ciupiturile apar cu preponderentă la pinion, care, în acelasi interval de timp, suferă un număr mai mare de cicluri de solicitare.

26. Uzura abrazivã: • îndepãrtarea unor particule fine de material de pe suprafata flancului, • - datoritã alunecãrii, • - în conditiile prezentei unor particule abrazive între • flancurile în contact sau • - datoritã asperitãtilor mai dure ale unuia din flancuri, • care uzeazã flancul conjugat. • Uzura abrazivã: • angrenaje care lucreazã la viteze mici, cu duritate micã a flancurilor (HB<3500MPa) • angrenaje la care existã pericolul pãtrunderii unor particule abrazive (nisip, praf) în zona de angrenare. Calculul la uzura abrazivã constã în determinarea grosimii stratului de material desprins din flancul dintelui.

27. Uzura de aderenţă (prindere) sau griparea - deteriorarea rapidă, prin uzură intensivă de aderentă, a flancurilor active ale dinţilor. • Apare la: • angrenaje intens solicitate şi cu viteze de alunecare mari între flancuri, • angrenaje cu tratamente termice incorecte • - angrenaje cu lubrifiere incorectă sau insuficientă. Presiuni ridicate de contact şi alunecări mari =>crestere locală a temperaturii (gripare termică), =>distrugerea peliculei de lubrifiant => favorizarea aparitiei unor microsuduri locale. - datorită miscării relative a flancurilor, microsudurile se rup (smulg); - la un nou contact se formează din noumicrosuduri, brăzdând flancul dintelui cu duritate mai mică, pe directia alunecărilor relative.

28. Griparea: - evolutie extrem de rapidă; - se declansează mai ales în zonele de întrare sau iesire din angrenare (unde întreruperile peliculei de lubrifiant sunt frecvente). Diminuarea pericolului de gripare– prin: - egalizarea alunecărilor (alegându-se deplasări de profil corespunzătoare), - reducerea rugozitătii, - cresterea preciziei de executie, - lubrifierea corectă, cu lubrifianti aditivati EP (pentru angrenajele greu încărcate).

29. CONCLUZII(fig.16): Uzura flancurilor poate fi o uzurã adezivã, unde ungerea este mixtã sau o uzurã abrazivã, din cauza particulelor abrazive care ajung între flancuri. La viteze periferice mici, portanta angrenajului (forta pe dinte) - limitatã de uzura abrazivã, La viteze mari portanta angrenajului - limitata de gripare . In domeniul vitezelor uzuale în constructia de masini, principala cauzã a deteriorãrii danturii este uzura de ciupiturã - la angrenaje cu HB<3500MPa si ruperea prin încovoiere - la angrenaje cu danturi durificate superficial.

31. BIBLIOGRAFIE • http://facultate.regielive.ro/cursuri/mecanica/transmisii_cu_roti_dintate-96073.html • http://www.linkmag.ro/cauta-transmisii-cu-roti-dintate