Calculul angrenajelor de roti dințate

Notiuni generale privind proiectarea angrenajelor

La proiectarea unui angrenaj este necesar sa se tina cont si de aspectul economic, respectiv de seria de fabricatie.

Din acest punct de vedere angrenajele se pot clasifica in doua categorii:

a) Angrenaje unicat sau de serie mica, pentru care prelucrarea carora se folosesc scule normalizate ( freze melc sau cutite roata pentru frezare si mortezare, iar finisajul se executa pe masini de rectificat dantura);

b) Angrenaje prelucrate in serie mare, pentru care este economic sa se execute scule speciale.

Un angrenaj de calitate trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

a) Eliminarea interferentelor;

b) Durata de viata egala a celor doua roti:

- Ruperea la oboseala a bazei dintelui;

- Solicitare de contact;

- Uzura;

c) zgomot redus;

Toate conditiile enumerate mai sus se pot obtine numai cu scule speciale, cate un set pentru fiecare roata, care se pot folosi economic numai la productia de serie mare.

Se pot obtine totusi rezultate multumitoare si cu scule normalizate pentru productia de unicate si serii mici.

Prezenta metodologie se refera la executia angrenajelor cu scule normalizate.

***

Alegerea parametrilor de baza trebuie sa se faca in functie de cerintele angrenajului.

a) Capacitate portanta ridicata. Este cazul angrenajelor care lucreaza la viteze periferice mici si medii, si la care nu sunt pretentii mari in privinta zgomotului. Se obtin de obicei cu dinti drepti sau inclinati, la un unghi de inclinare mai mare de Durata de viata la ruperea bazei dintelui si la solicitarea de contact, va fi diferita la pinion fata de roata. In cazul prelucrarii rotilor dintate cu scule normalizate, se poate obtine o durata de viata egala pentru ambele roti numai folosind materiale diferite, respectiv tratamente diferite.

b) Zgomot redus. Este cazul angrenajelor care lucreaza la viteze periferice mari si la care se cere un zgomot redus, adica o sursa de vibratii redusa care sa nu afecteze calitatile ansamblului. Se poate obtine prin:

- Marirea gradului de acoperire, care la randul lui creste cand se mareste unghiul de inclinare al dintelui si cand se micsoreaza unghiul de angrenare la o valoare mai mica de

- Micsorarea socului la intrarea in contact a perechilor de dinti, micsorare care se poate obtine prin flancarea dintelui; flancarea este la indemana fiecarui executant de roti daca se dispune de o masina de rectificat dantura si se obtine rectificand o parte a flancului cu o evolventa generata pe un cerc de baza mai mic decat pentru flancul activ.

c) Portanta si zgomot normale., reprezentand un compromis intre cele aratate mai sus.

Indiferent de categoria angrenajului, in marea majoritate a cazurilor se poate egaliza uzura celor doua roti in angrenare prin alegerea judicioasa a raportului coeficientilor de corijare ai rotilor, care duc la produsul presiune x viteza de alunecare a flancurilor apropiate pentru perechea de roti dintate.

In continuare este redata metodologia de calcul pentru angrenajele cilindrice exterioare cu dinti drepti si inclinati. Coeficientii de corijare se aleg astfel incat :

- Uzura este uniformizata la ambele roti;

- Nu apare subtaiere;

- Dintele nu se ascute;

- Rezistenta la rupere este apropiata la pinion si roata;

***

Pentru coeficientii de corijare s-au folosit urmatoarele sensuri:

- Deplasare pozitiva , in cazul cand linia de referinta a cremalierei generatoare devine exterioara cercului de divizare (scula se departeaza de axa piesei);

- Deplasare pozitiva in cazul cand linia de referinta devine secanta la cercul de divizare (scula se apropie de axa piesei).

Cele mentionate sunt valabile atat pentru angrenaje exterioare cat si pentru angrenaje interioare.

2.Metoda de calcul pentru angrenajele curente

2.1 Recomandari privind proiectarea angrenajelor pentru cutii de viteze

1. De regula se impun: distanta dintre axe, raportul de transmitere si momentul de torsiune motor. Distanta dintre axe este legata de diametrul arborilor care nu trebuie sa aiba o sageata mai mare de 0,1 0,15 mm, de diametrul rulmentilor, iar in cazul cutiilor de viteze pentru automobile de marimea sincronizatoarelor.

2. Numarul de dinti nu trebuie sa fie sub 10 din cauza dificultatilor de prelucrare cu severul. Pentru cutii de viteze se accepta ca numar minim 11 - 13 dinti. Pentru cutia de viteze se indica o usoara crestere a sumei numerelor de dinti de la viteza I spre a IV - a.

3. Se indica ca latimea danturii sa nu coboare sub10 mm, atat din cauza ruperii dintelui in cazul abaterilor elicei cat si din cauza gradului de acoperire suplimentar mic.

4. Unghiul de inclinare al dintelui se alege mic in cazul in care se urmareste obtinerea unor eforturi axiale mici, si mare pentru a oferi un grad de acoperire suplimentar mare, deci zgomot mic al angrenajului.

5. Alegerea unghiului de angrenare este foarte importanta din punctul de vedere al razelor mari obtinute la severuirea bazei dintelui, pentru care este necesar un unghi de angrenare mic, respectiv raza de functionare a piciorului dintelui sa fie cat mai apropiata de raza de baza.

6. Modulul normal definit pentru trebuie sa aiba daca nu o valoare standardizata, macar o valoare rotunjita din 0,05 in 0,05 mm, aceasta numai pentru comoditatea clasificarii sculelor. Se mentioneaza ca rotunjirea modulului normal cu 0,02 0,03 mm duce la modificarea unghiului de angrenare cu , ceea ce este deranjant deoarece unghiul de angrenare trebuie sa aiba o anumita valoare din alte criterii. In acest caz se modifica usor unghiul de inclinare al dintelui, deoarece modificari mici ale lui duc de asemenea la modificari mari ale unghiului de angrenare in sensul dorit; cand creste scade.

7. Coeficientii de corijare se aleg astfel incat:

- uzura este uniformizata la ambele roti;

- durata de viata a dintilor celor doua roti este apropiata;